chemical-and-materials-engineering
התפתחות הטכנולוגיה Ramjet בהנדסת אוויר מודרנית
Table of Contents
מבוא: המהפכה השקטה בעומס מהיר
במשך עשרות שנים, המרדף של מהירויות טיסה גבוהות יותר הוביל חדשנות אווירוקל.בין הטכנולוגיות הטרנספורמצייות ביותר לצאת מהמסע הזה הוא המנוע של ramjet. בניגוד לטרכיטים קונבנציונליים שמסתמך על מכונות מסתובבות, הרירכט משיגה הבנה פרודוקציונית באמצעות עיקרון פשוט decjet היום: באמצעות התנועה של המטוס עצמו קדימה כדי לדחוס אווירי, עיצוב של עולם ניסיוני המהיר ביותר, מאפשר כמה מהירות גבוהה של טילים על פני שטח, ומהירות גבוהה, עם כמה מהירות גבוהה, עם כמה מהירות גבוהה, ומהירות גבוהה של טילים מתקדמים, ומהירות גבוהה, עם שיטות מהירות גבוהה, ומהירות גבוהה של כלי רכב, עם כמה מהירות גבוהה, עם מהירויות גבוהות יותר, עם יעילות גבוהה של כלי רכב, עם כמה מהירות גבוהה, במהירות גבוהה, עם כמה מהירות גבוהה, ואפקטים, עם כמה מהירות גבוהה של כלי רכב גבוהה, במהירות גבוהה, עם כמה אווירית, במהירות גבוהה, במהירות גבוהה, עם שיטות מתקדמות, עם שיטות מהירות גבוהה, עם כמה מהירות גבוהה, עם מהירות גבוהה יותר, במהירות גבוהה של כלי רכב גבוהה, עם כמה אווירית, במהירות גבוהה, עם שיטות מהירות גבוהה, על פני מערכת גמישה, במהירות גבוהה, 000 רחב יותר, מאפשרת את הטכנולוגיה המודרנית, 000 רחב יותר, 000 רחב
מה זה Ramjet? Core Principles and Operation
(ב) הוא מנוע סילון אווירי-אווירי שנוצר על ידי דחיסה אוויר נכנס דרך התנועה קדימה של המנוע, ולא באמצעות דחוסים מכניים.המחזור הבסיסי מורכב משלושה שלבים:0.compression:0compressionFLT:1, FLT:2zztionFLT 3: ו-FLT:4 ממצה את כלי האוויר המהיר הזה (ולכן הוא איטי יותר) ובאופן מהיר, לא נכנס לתוך כלי רכב חם.
היעדר חלקים נעים - לא להבים טורבינות, לא שלבים דחוסים - נותן ramjets יחס מדהים כוח למשקל במהירויות סופר-קוליות, אבל הפשטות הזו מגיעה עם קיצוץ מסחרי: ramjet לא יכול לייצר דחף סטטי.זה חייב להיות מואץ למהירות מינימלית (בדרך כלל סביב מאך 0.5 ל- 1) לפני שהמנוע יכול "לאור" וליצור רשת חיובית.
ההרחבה Hypersonic
במהירויות מעל כ-Mat 5, זרימת האוויר לתוך המנוע הופכת סופרוזית גם לאחר דחיסה.אם קונבנציונאלי יאבק להאט את זרימת מספיק עבור בעירה תת-קולית מבלי לגרום לגרור חום מופרז.TheFLT:0scramjetuaFLT 1 (משימת דחיסה סופר-סיבית) פותרת זו בזרימה סופר-פרמית (Credicflow) ו- ⁇ ) היא תמיד משתנה בין שימוש חזק יותר ויותר עם ריבועים גבוהים יותר, לבין ⁇ - ⁇ (מדומים).
התפתחות היסטורית: מתיאוריה ועד מציאות מהירה
הרעיון של מנוע המעמיק את האוויר רק על ידי תנועה קדימה תואר לראשונה בתחילת המאה ה -20.ב-1913, הממציא הצרפתי רנה לוריין הציע מכשיר דמוי קרקעי, אם כי הוא חסר את החומרים כדי לבדוק אותו.עניין ירד במהלך מלחמת העולם השנייה, כאשר שתי בעלות הברית וכוחות הציר חיפשו הנעה מהירה יותר עבור טילים ומטוסים.
תוצאות חיפוש: שנות ה-40 וה-50
לאחר מלחמת העולם השנייה, חיל הים האמריקני וחיל האוויר להאיץ את המחקר של חיל האוויר של ארצות הברית:0Naval Ordnance Test StationFLT:1 , ערכה את הניסוי הראשון המוצלח לטיסה חופשית ב-1945 באמצעות ניסוי "קויוטה" (Coyote) לאורך שנות החמישים, מטוסים ניסיוניים כמו ה-FLT:2Be X-1FLT3, אשר השתמש בניסוי XLicer ל-Firdirdirdirdird) ב-D5thder (המופעים של ה-D) במהירויות של 4jedirdirdirdirdic 4jedirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirderd) ב-FLT 5thdirdating XLT) ב-FLT 4jetrated XLT 5th) במהירויות על ידי ה-FLT) במהירויות על ידי ה-FLT 5thdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdirdird
אתגרים מוקדמים ופתרונות הנדסה
(המהנדסים החלוצים התמודדו עם מכשולים מרתיעים:0) החלים את המנועים של מנוע ה-FLT:1 במהירויות נמוכות נדרשו להגביר את העזר, הוספת משקל ומורכבות.FLT:2 ניהול הrmal ManagementFLT:3 הופיע כנושא קריטי - ב- Macerc-to-to-to-to-to-to-to-to-suration Materials, ב-F-Ricial growth-Rication Materials-Rication Materials-Ricial growth-Rication, יש שיפורי-F-Ricial Repressation-Rication: 4, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, בטמפרטורות של דגם ה-FLT-FLT-RDC, אשר הובילו לכישלונות של דגם ה-RHDFDVal Disstradation, אשר נעשה שימוש ב-R.
קידום מודרני: הנדסה של הגבול המהיר
כיום, ramjets של ימינו יש דמיון מועט לאבות אבותיהם של שנות החמישים.מתקדמים בדינמיקה נוזלית חישובית (CFD), חומרים עתירי זמן גבוהים, וייצור דיוק אפשרו למנועי הפועלים באופן אמין במהירויות מעל מאך 4, ועם מצבי סרקמא, הרבה מעבר ל- Mac 6.
חומרים מתקדמים והגנה על
ramjets מודרניים משלבים את התרכובות של FLT:0 (CMCs) irveFLT:1, פחמן פחמן פחמן-פחמן, ציפויים עמידים חמצון.חומרים אלה שומרים על שלמות מבנית בטמפרטורות מעל 1500 מעלות צלזיוס.ה-FLT:2AF (מעבדת מחקר חיל האוויר) FLT 3 חלוצי השימוש בסיבים סיליקון-כביכול (Ricericericeric) להורדת דלק פעיל (Ricing) באמצעות דלק פעיל (Ricicicated דלק) סיליקון) סיליקון) סיליקון קווי קירור (Ricolic tubedic tubedic tubedic tubedic tubedic tubedic tube for avdic tube)
מערכות בקרה ודלק
(ה) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
היברידית ו כפולה-Mode Configurations
(הופנה מהדף [[1924]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]] [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[[[1924]]]] [[[[1966]]]]]]]] [[[[1966]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[[[[[1924]]]]
יישומים מרכזיים ב- Modern Aerospace
Ramjet ו-Samjet Propulsion עכשיו תחת מגוון רחב של תוכניות צבאיות ואזרחיות.היכולת של הטכנולוגיה לקיים מהירויות גבוהות עם מכניקה פשוטה יחסית הופכת אותו אטרקטיבי עבור מערכות נשק וגישה לחלל.
טילים סופרסוניים ואנטי-פרוזיים
(הופנה מהדף [[1924]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]
כלי טיס היפרסקי ורכבי מחקר
(המטוסים של נפתלי) כמו ה-FLT:0) NASAA X-43AFLT (ינואר 2004) ו-The X-FLT:2Boeing X-51A WaveerphveFLT 3 (2010–2013) השיגו טיסות מעקב מהיר (X-51A) הגיעו ל-Mack 5.1 במשך יותר מ-200 שניות, מה שמוכיח את יכולת ה-FVal-FVallow-F-F-FVal-FVal-F-R.
שיגור חלל ומערכות גישה
הרמב"ם מציע נתיב אטרקטיבי להפחתת העלות של הצבת מטען למסלול.על ידי שימוש בחמצן האטמוספרי במהלך העלייה הראשונית, רכב יכול להימנע לשאת oxidizer כבד.מושגים כמו FLT:0 מנועים SABREARBEFLT 1 (Synergistic Air-Breating Rocket Engine) במטרה לשלב s precooled ir-Ric עם מנועים קריטיים של מנועים מסוג זה עדיין יכול להיות ממטרה של מנועים של מנועים ראשי תיבות של מנועים של מנועים, אשר עדיין יכול להיות מוצלח של מנועים של מנועים דרמטי של מנועים של מנועים של מנועים של מנועים של מנועים של מנועים של ניקוי יחיד.
יתרונות ומגבלות של טכנולוגיית Ramjet
כמו כל מערכות ההנעה, הרימונים מצטיינים במשטרים מסוימים, אך עומדים בפני מגבלות בסיסיות, הבנתם של אלה היא חיונית למהנדסים המעצבים כלי רכב של הדור הבא.
יתרונות
- (הדגשה:0) אימפולס ספציפי (יעילות) של LT:1 במהירויות סופר-קולוניות בהשוואה לרקטות, כי הם משתמשים בחמצן אטמוספירי;
- (ב) ,0) , ⁇ ואמינות (ב) בשל מספר חלקים נעים.
- (ב) בפרשת [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]
- (ב) עלות ל- 0 (Lower Cost) ופחות דרישות תחזוקה (FLT:1) מאשר מנועי טורבוייט למשימות מהירות גבוהות.
הגבלות
- (ב) לא ניתן לפעול באפס או במהירות נמוכה יותר (Falve:1) - יש להגדיל את המהירות של ramjet להשתלט;
- (ב) ,0) , רפורמות מתפוגגות במהירות מתחת למהירויות סופר-קוליות (FLT)
- (ב) במהירויות היפרוזיות דורשות חומרים מתקדמים וקירור;
- (ב) ,0) ,התאמת היא קריטית: שינוי במהירות או גובה יכול לגרום "לא כוכב", שבו גלי ההלם מגורשים והתמוטטות דחף;
- (ב) אין ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
השוואות עם מערכות מניעה אחרות
כדי להעריך באופן מלא את נקודות הכוח של ramjet, זה עוזר לראות איך הם להשוות עם רקטות, טורואג'טים, ו- supersonic cobustion ramjets. Theטבלה להלן (המפורט בטקסט) מסכם הבדלים מרכזיים:
- (FLT:0)Turbojets:FLT:1 Efficient from subsonic to low Supersonic (Mach 0-2.5) יש חלקים נעים (מטריד, דחוס) אשר מגבילים את המהירות המקסימלית.
- (ב) ⁇ :0) ,(FLT:1 Efficient from Mach 2 עד מאך 5. No טורבינות, פשוט יותר, אבל דורש דחיפה עבור ההמראה.
- (FLT:0)Scramjets:FLT:1 Efficient מעל מאך 5, אך מאתגר מאוד לפתח.עדיין ניסיוני.
- (FLT:0)Rockets:BuildFLT:1) אופרות בוואקום ובאווירה, לשאת oxidizer משלהם. אימפולס ספציפי מאוד בהשוואה ל- Air-athers, אך לייצר דחף עצום של מהירות בשימוש עבור שיגור ותיקונים בחלל.
תוכניות ו- Milestones
מספר פרויקטים של ציון דרך הגדירו את האבולוציה של טכנולוגיית ramjet:
לוקהיד D-21 ו- SR-71 Legacy
(ב) ,0) ,[[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[[[1924]] [[1924
תוכניות ההנעה של נאס"א
(ה) [ה]התוכנית למחקר מנועי (HERP]FLT:1 בשנות ה-60 ועד ה-FLT:2Hyper-X Programph3 (X-43) ו-FLT:4X-51A WaveriderFLT:5, נאס"א דחקה ברציפות את הגבולות של טכנולוגיית ה-X-43A, ו-A, אשר ניתן להוכיח את מהירות ה-DICOD, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, היא עשויה לייצבהת כמה דקות, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, היא ייצוב של מספר דקות, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, היא יכולה להוכיח את ה-X-51 דקות של מספר דקות של ייצוב של ייצוב של מספר דקות של ייצוב של ייצוב של ייצוב של ייצוב של ייצוב של מספר שניות של ייצוב של ייצוב של ייצוב של ייצוב של מספר דקות של שימוש ב-A.
תוכניות צבאיות נוכחיות
[המשרד לביטחון] החל להשקיע בכבדות ב-Rimsonic ramjet ו-Scoamjet כלי נשק סרקים:0 Long Range Hypersonic Weapon (LRHW)BuildFLT:1 ו-FLT:2Conventional Prompt Strike (CPS)FLT 3 מפתחים מערכות ממושכות, בעוד ש-HDFR2F172Fly CVic:2F17-HFern-HF17thal ReLT)
אפשרויות לעתיד: Horizon
כאשר הנדסת אוויר נכנס ל-2020 ומעבר, טכנולוגיות ramjet ו-Samjet נועדו לפתוח יכולות מהפכניות.מחקר מתמקד במספר תחומים מרכזיים:
חומרים חדשים ומגניבים
(ב) שיעור חדש של קרמיקה (UHTCs) ,(FLT:2ablative ComplexssofLT 3, ו-FLT:4actively Cooled StructureFLT:5 יאפשר למנועים לקיים טיסה ב- Mach 8-10 עבור תקופות מורחבות.
מנועים משולבים ל-Space Access
(ב) מנוע ה-FLT:0) , אשר פותח על ידי מנועים תגובה (בריטניה), מייצג את מושג מחזור משולב מתקדם ביותר. A precooler מפחית את טמפרטורת האוויר הקרובה, ומאפשר טוראו-מכאטור קל משקל לפעול עד 5.5, שבו המעבר המנוע ל-Ricer וסוף סוף מצב של רקטות למסלול הקרקעי: 4Bulator הוא בעל פוטנציאל של 4D2Fol;
נסיעות Hypersonic
כמה סטארט-אפים, כולל FLT:0 [HermeusFearLT:1] ו-FLT:2Venus AerospaceFLT 3: 3, מפתחים מטוסים מסחריים שיוטים ב- Mach 5 ומעלה, צמצום זמני טיסה טרנס-אטלנטיים לתחת שעתיים.ה-FLT:4Quarterse FLT:5 משתמש ב-Auto-Bo-Ralbnb-uptial Flight (בקיצור של מנוע) ו-DIRDIRSTS (T) הוא מספר טיסות) ו-DIRSTTGIRSTS (מחדשומטר) החל מ-DIRSTTJourt) החל מ-TJourt) ו-TRIRSTTR.
המונחים: Mode Scramjetאינטגרציה
טילים היפרוזיים עתידיים ומטוסים יתבססו על FLT:0dual-mode Scamjets (DMSJ) ,FLT:1 שיכול לפעול ביעילות מאך 2.5 ל- Mac 7+. אלה המנועים להתאים את הגיאומטריה של אינלט ואת המיקום של הזרקת דלק כדי לעבור בין תת-קולוניה וסופרנית.
מסקנה: פרופולציה Paradigm for the Supersonic Age
האבולוציה של הטכנולוגיה של ramjet היא סיפור של הנדסה סבלנית ניצחון על אתגרים פיזיים קיצוניים.מכלי רכב ניסיוניים גולמיים של שנות ה-40 ועד לסקיצות המתוחכמות שטסות כעת ב- Mach 9, כל דור הרחיב את המעטפה של מה שניתן. Ramjets ימשיכו להיות אבן הפינה של מערכות צבאיות מהירות גבוהה, והרחבה שלהם לתוך מנועים משולבים-מסלולאריים מחזיקה בהבטחה של פעילות גופנית אמיתית, אולי, אולי, כדי להחזיר כלי נשק מתקדמים, או אוויר, אולי, או אוויריים, או אוויריים, אולי, או אוויריים, ואולי אפילו יותר, כדי להתחיל מחדש, כדי להתחיל את כלי נשק מתקדמים, כדי להתחיל את כלי רכב מתקדמים, כדי להתחיל את כלי נשק מתקדמים, ואולי אפילו אוויריים, כדי להתחיל את כלי רכב מתקדמים, אוויריים, כדי להתחיל, או אוויריים, ואולי גם בטווח הארוך, או אוויריים, כדי להתחיל את אמצעי לחימה מתקדמים, במהירות גבוהה, כדי להתחיל, אוויריים, ואולי גם בטווח הארוך, ואולי אפילו יותר, או אוויריים, במהירות גבוהה, במהירות גבוהה, כדי למנוע, אוויריים, כדי להתחיל את כלי נשק, אוויריים, ואולי אפילו יותר, כדי למנוע, אוויריים, אוויריים, כדי להתחיל את כלי נשק אוויריים, כדי להתחיל את כלי נשק מתקדמים
לקריאה נוספת, לחקור את גיליון העובדות של X-15 ואת HypersonicsFLT 1, את FLT:2 Air Force Research Laboratory של מעבדת המחקר היפרוזיאולוגי של מעבדת המחקר X-15 ו-FLT:4Reaction Engines SABRER:5