הקדמה: The Quest for Efficient Propulsion

חקר החלל תמיד דחף את גבולות הטכנולוגיה וההנדסה.אחד האתגרים המרכזיים פיתח מערכות הנעה יעילות שיכולות לפעול ביעילות גם בריק החלל ובאווירה של כדור הארץ.בין החידושים הרבים שצצו, FLT:0ramjetreas FLT:1 , עשו שימוש משמעותי, אם כי לעתים קרובות תחת תפקוד, בקידום טכנולוגיה הנעה אוויריתית, כי הם אינם דורשים מרכזי פעולה מהירה, אשר מאפשר, כלומר, מנועי גישה גמישה, אשר מציעים, כלומר, תכונות עיצוב ייחודי, אשר דורשות, אשר דורשות, תכונות מהירות, אשר דורשות, אשר דורשות, תכונות מהירות, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות, תכונות מהירות, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות, תכונות מהירות, אשר דורשות, אשר דורשות, תכונות מהירות, תכונות מהירות, אשר דורשות, תכונות מהירות, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות, תכונות מהירות אטרקטיביות, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות, תכונות עיצוב ייחודיות של מערכות הפעלה אטרקטיביות, כולל של מערכות הפעלה אטרקטיביות, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות, אשר דורשות, כולל של מערכות הפעלה

מה הם רמדומים?

ramjet הוא סוג של מנוע סילון אווירי המסתמך על התנועה קדימה של המכונית כדי דחוס אוויר נכנס דחוס, במקום להשתמש דחוסים מכניים או טורבינות.בניגוד לטרפוג'ט מסורתי או טורטן, ramjet has ramjet has דחוס אוויר:0no Moving FLT:1 בדרך העיקרית.

הרמב"ם מבלבל לעתים קרובות עם סרמדנים (על-קולות ramjets) ההבדל הבסיסי נמצא במהירות של זרימת האוויר דרך המנוע: ב- ramjet קונבנציונלי, האוויר הנכנס איטי למהירויות תת-קולוניות לפני שהדלק מוזרק ושרוף; ב-Samjet, זרימת האוויר נותרה סופרנית לאורך תהליך הבעירה.

היסטוריה קצרה של התפתחות ראמאג'ט

(ב-1913) הממציא הצרפתי רנה לוריין הפטנטים של "המטוסים" אשר שימשו את התנועה לדחוס אוויר, אך הממציא הראשון של ramjet-Power Flight היה מעורב עד שנות ה-40, כאשר מהנדסים גרמנים בחנו את ה-FLT:0Argas 0LTFib, 1 במרץ 1950) פותחו את לוח הטיסות של חיל האוויר ה-VN-1, אך לאחר מכן, בעיקרו-RVNV-R.

איך ראמאז'טים עובדים?

הבנת פעולתו של ramjet דורשת לאחר זרימת האוויר דרך צעד המנוע.התהליך יכול להישבר לארבעה שלבים עיקריים:

  1. (FLT:0) Air Intake and Compression: The Car מאיץ למהירויות גבוהות (בדרך כלל מעל מאך 2, אם כי פעולה יעילה בדרך כלל מתחילה סביב מאך 3) כוחות התנועה קדימה אוויר לתוך המבוא, אשר מעוצב לפעול כמו diffuser.אזור של inlet עולה בצורה חלקה, להאט את העל-קולי הנכנס לתוך האוויר כדי מהירויות תת-קולוניות ולחץ דרמטי זה יכול להגדיל את הלחץ על ידי 10 מדחיסה.
  2. (FLT:0)Fuel הזרקת ומיקסינג: FLT:1 בסוף הקטע diffuser, דלק - בדרך כלל kerosene-class hydrocarbon או, בכמה עיצובים, מימן - מוזרק לתוך הטמפרטורה גבוהה, אוויר בלחץ גבוה הזרם.הדלק חייב להיות מעורב ביסודיות עם האוויר כדי להבטיח בעירה יציבה.
  3. (FLT:0)בעירה:0 (Hub-air תערובת) ניצת (או זרמי רכב עקב הטמפרטורה הגבוהה) ושורפים ברציפות.חדר ההבעירה נועד לשמור על זרימה תת-קולית ולהבטיח שריפה מלאה.השחרור החום מגביר עוד יותר את הטמפרטורה של הגזים, בדרך כלל עד למעלה מ 2000 מעלות צלזיוס.
  4. (FLT:0) Exhaust Nozzle:FLT1 גזים חמים, בלחץ גבוה ואז להתרחב באמצעות nozzle מתכנס, מאצת למהירויות סופר-קולוניות כפי שהם יוצאים.הדחף המתקבל מיוצר על פי החוק השלישי של ניוטון.

מכיוון שאין חלקים נעים, יחס הדחיסה הוא לחלוטין פונקציה של מהירות הרכב ואת הגיאומטריה אינלט.זה אומר כי ramjet לא יכול לייצר דחף סטטי; זה חייב להיות מואץ במהירות התפעולית שלה על ידי מערכת הנעה אחרת, כגון מאיץ רקטות או מנוע טורבו.זה הגבלה היא גורם מרכזי כיצד ramjets משולבים לתוך מערכות הנעה.

Ramjet Performance Metrics

הביצוע של ramjet נמדד על ידי דחף ספציפי (FreaLT:0) מהירויות בדיקת ריצוף 1 (Ispph) או ramFelot) , יחס דחף למשקל, וטווח המאך שעליו הוא יכול לפעול. Ramjets בדרך כלל להשיג דחף ספציפי בטווח של דחיסות כפולה:2800 עד 1200 שניות של 1200 עד 1200FLT:3 כאשר שריפת דלקים ב- מאך ל-5.

היתרונות של Ramjets in Spacecraft Propulsion

למרות המגבלות שלהם, ramjets מציעים כמה יתרונות משכנעים עבור יישומים הקשורים לחלל. היתרונות האלה הופכים רלוונטיים במיוחד כאשר בהתחשב ביעילות המערכת הכוללת של רכב שיגור או כלי שיט היפרוזיאני.

  • (FLT:0) מהירות היעילות: הרמב"ם 1 ( Ramjets) יעילים ביותר במהירויות סופר-קולוניות (Mach 2 עד מאך 5) עבור חללית המאצת דרך האווירה, ramjet יכול לספק דחף ספציפי הרבה יותר מאשר מנוע רקטות בזמן החלק האטמוספרי של הטיסה.
  • (FLT:0) של סודיות ואמינות: ההרחבה 1 (לא דחוס, טורבינות) מפחיתה מורכבות מכנית, נקודות כשל פוטנציאליות, דרישות תחזוקה.
  • (FLT:0) עיצוב משקל אור: FLT:1 כי אין דחוסים כבדים או טורבינות, מבנה המנוע יכול להיות אור יחסית.חומרי עת גבוהה עדיין נדרשים עבור קובוס ולאזקל, אבל משקל המנוע הכולל יכול להיות נמוך יותר מאשר זה של זעזוע של דחף דומה.
  • (FLT:0) אוקסיצר-חופשי מבצע: FLT:1 כמו כל מנועי הנשימה, ramjets משתמשים חמצן מאווירה. לשאת פחות חמצון (או אף אחד בכל במהלך שלב הנשימה) מפחית באופן משמעותי את מסה הרכב הכולל בהשקה.
  • (FLT:0)פונטאלי עבור מערכות שיגור ברות-קיימא: אנדרל 1 (Integrated-cycle Engine) המשלבות מצבי ramjet נחקרים עבור כלי רכב שיגור ניתנים לחזרה מלאה.על ידי שימוש במניעה אווירית במהלך העלייה, הרכב יכול להפחית את המסה המונעת ולהשיג השתלטות אופקית ונחתה, בדומה למטוס.

גבולות ואתגרים

לכל היתרונות שלהם, ramjets להתמודד עם מגבלות בסיסיות אשר הגבילו את היישום שלהם באופן היסטורי בעיקר טילים ורחפנים מהירים.

  • (FLT:0Speed Range:BuildFLT:1 Ramjets הם לא יעילים במהירויות נמוכות.הם לא יכולים לייצר דחף סטטי, ומתחת בערך מאך 0.5, הדחיסה אינה מספיקה כדי ליצור דחף משמעותי.אפילו ב- Mach 1, הביצועים הם עניים.זה אומר רכב מופעל על ידי ramjet חייב להיות מערכת דחיפה חלופית (רוק, turbojet, או אפילו קטסט) כדי להאיץ את המהירות.
  • (FLT:0) אל קוסטרינטים: FLT:1 כי ramjets מסתמכים על אוויר אטמוספירי, הביצועים שלהם מתפוגג במהירות עם גובה.הדחף נופל כמו צפיפות האוויר יורד. מעל 35 ק"מ, האוויר הוא דק מדי כדי לשמר את הבעירה לייצר דחף שימושי.
  • (FLT:0) אתגרים סטרקטיאליים וחיצוניים: ⁇ FLT:1 הטמפרטורה הגבוהה בתא הבעירה (לעיתים קרובות מעל 2000 מעלות צלזיוס) דורשים טכניקות קירור מתקדמות.החדר והאף חווים גם חימום אווירודימי קיצוני, במיוחד במהירויות מעל פני 5.חומרים כמו מאטריקס מורכבים ומערכות קירור פעיל נדרשים, הוספת מורכבות ועלויות.
  • (ב) [ה]ההתמדה עם הדחף השני: [הרש"ל] [ב] למשימות חלל, יש לחלק מ-FLT:2] מנוע מחזורי נוסף של מחזור:2, אשר יכול לעבור למצב טילים ברגע שהאטמוספירה מדבקה.
  • (FLT:0) אי-יציבות:FLT:1 במהירויות גבוהות, במיוחד באזור המעבר בין מצבי ramjet ו-Samjet, בעירה יכול להיות בלתי יציב.

Ramjets vs. Rockets: A Comparative View

כדי להבין את התפקיד של ramjets בנעוריה חללית, זה עוזר להשוות אותם ישירות עם העבודה של שיגור חלל: מנוע הרקטות.הבדל המפתח הוא השימוש של חמצן אטמוספירי.רקה נושאת גם דלק וגם חמצון (חמצן נוזלי קטי ו מימן נוזלי נוזלי, או שילוב דחף מוצק).זה אומר רקטה יכול לפעול בוואקום, אבל זה חייב להרים את המשקל של הצפיפות של כל חומר ניקוי אנרגיה הוא לא מוגבל.

לעומת זאת, מנוע אווירי כמו הטבות ramjet מדחף ספציפי הרבה יותר כי חמצון (oxygen מהאוויר) הוא חינם. a ramjet יכול להשיג Isp של כ 1000 שניות ב מאך 4, בעוד שלטי מימן / אוקסגן יש האצה של כ 450 שניות בוואקום ופחות באווירה.

היתרון הנקי של שילוב של ramjet לתוך רכב שיגור בולט ביותר עבור FLT:0 horizontal Takeoff ו- הנחיתה מושגי FLT:1 (כמו Skylon Spaceplane) או עבור FLT:2-שלב-to-orbit (TSTO) 3 עיצובים שבו השלב הראשון הוא שיוט מופעל על ידי ג'אט, אשר ממשיך להגדיל את המורכבות האנרגטית של המסחר.

Ramjets in Hypersonic Flight and Missile Applications

(ב) לפני חקר יישומי חלל עתידיים, חשוב לציין כי ramjets ראו את השימוש הנרחב ביותר שלהם בטילים היפרוזיים (FLT:0BrahMosphsFLT:1 (פרויקט משותף רוסי-הודית) משתמשים במהירויות על גביית שטח מתמשך של DEA-HFLT:2P-800 OnsLTsLTF:3 ו-Fahly: 7D)

הטכנולוגיה שפותחה עבור ramjets טילים - כגון חומרים עתירי זמן גבוהים, ניהול תרמי ומערכות הזרקת דלק - העברות ישירות למניעה חללית. ramjets טילים פועלים גם במספרים וגבהים דומים כמו פוטנציאל רכב שיגור אווירי בשלב ראשון.

מנועים משולבים-Cycle: הגשר לאורביט

[ה] הדרך המבטיחה ביותר לשימוש ב-RRAGERS ב-[[1924]], היא דרך המושגים של [[המאה ה-[[1924]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]] ו[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]]

מנוע משולב טהור של מחזור יכול להיראות כך: הרכב לוקח את השימוש במגזים טילים או מטורף טורואג'ט, ברגע שהוא מגיע מאך 2–3, מצב ה-ramjet מופעל, מתן נטייה גבוהה ויעילה דרך המהירות של מאך 5 או 6 וגובה של 30 ק"מ בנקודה זו, המעברים ל-Scojat (אם מתוכנן ל-Bot) ל-XF2DRicer: ASTF2 מ-A: ALT2 (מסלולארי) הוא לחץ על פני מנוע XLT) ו-A2 (D2D2) באופן קבוע, כלומר, כלומר, כולל XLTF2, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, הוא לחץ על פני טווח ה-A) על פני טווח ה-A) על פני שטח XLTF2 של XLTF2 של ה-DVDVD2 של XLTF2, הוא לחץ על פני שטח XLTF2, הוא מעל ל-A) באופן קבוע, הוא לחץ על פני שטח XLTF2, הוא מעל ל-A1, הוא מעל ל-A) באופן קבוע של 30 ק"מטווח ה-A) וגובה של 30 ק

תוכניות משולבות-Cycle

  • (FLT:0)Skyrocket/Skylon (Reaction Enginesssrov): 1 השתמש במנוע SABRE, שאינו ramjet טהור, אלא משתמש ב- precooler כדי לאפשר הפעלה אווירית מ- Mach 0 עד מאך 5, ולאחר מכן מעברים לרקטה.
  • (ב) [המרכז המשולב]: [0]TBCC (Turbine-based Circle:FLT]:1 A turbojet קונבנציונלי לטיסה מהירה ו- ramjet/scramjet for highמהירויות.
  • (ב) [המרכז המשולב]: [ה] 1: מנוע טילים מוטבע בדלפק ramjet; הטיל מספק דחיפה ממהירות נמוכה וגובה גבוה, בעוד מצב ה- ramjet פועל בין השאר.

עתיד הרמב"ם בחקר החלל

(ב) במבט קדימה, ramjets יכול להיות מרכיב קריטי בדור חדש של (FLT:0reusable Launch VehiclesFLT:1 ו-FLT:2 הימנטיקה נקודה לנקודה של תחבורה: 3:3 החזון של יחיד-שלב יחיד-על-אוביט (SSTO) היה חלום במשך עשרות שנים, ו- ramt- המשולב של מנועים עשוי להפוך את המנועים של הגנה על-Frams, כלומר, כלומר, לדוגמה, ל-FDercret-Fercret-Fercreton-Fercreta-of, כולל של מנועים, כולל של מנועים, כולל של מנועים, כולל של מערכת הגנה גמישים, כולל: 4.

יישום מתפתח נוסף הוא השימוש של ramjets עבור FLT:0Mars או ונוס אטמוספירי טיסה FLT:1 [על מאדים, שבו האווירה היא דק (כ 1% של כדור הארץ), ramjets ידרוש מהירויות גבוהות מאוד כדי לדחוס מספיק אוויר.עם זאת, כמה מושגים מציעים באמצעות ramjet כמקור כוח עבור מערכת הנעה חשמלית (ניקיון אוויר) בשכבה העליונה של ונוס, יכול לחקור את רמת תמיכה פחמן גבוהה.

לבסוף, המרוץ המתמשך של שטח מסחר:0 (FLT:1) והדחיפה לעלויות שיגור נמוכות יותר מניעה ריבית מחודשת במניעה אווירית.חברות כמו FLT:2SpaceXFLT 3 מסתמכות כיום על נטיעת טילים בלבד, אך יחסה המהיר והגמישות המלא של ספינת החלל עשוי לספוג את הצורך במנועי אוויר-אוויר, אך דורשות ממכשירים משמרים של כלי רכב יציבים, או ממושכים למשימות מתוחכמות, אשר ישארוכותרות.

מסקנה

ראמיטס מילא תפקיד חיוני בקידום הנעה אטמוספירית במהירות גבוהה, והם ממשיכים לעורר רעיונות חדשים עבור מערכות שיגור חלליות.פשטות שלהם, דחף ספציפי גבוה, והתאמה עם עיצובים מחזוריים משולבים להפוך אותם לתאים טבעיים לדור הבא של כלי רכב השקה הניתנים לחזרה, בעוד אתגרים נשארים - במיוחד בניהול תרמי, שינוי ומגבלות - מחקר מתמשך ובדיקות טיסה הם סגרו את הפער בהתמדה, כמו פיתוח חלל פתוח, במיוחד, במיוחד, כדי לפתוח את החלל עם מצבי תחבורה גמישים, במיוחד, במיוחד, במיוחד, כדי לפתוח את הני פתוח, כדי לפתוח את החלל פתוח, במיוחד, כדי לפתוח את החלל פתוח, במיוחד, כדי לפתוח את המתקדמים, כדי לפתוח את החלל פתוח, במיוחד, כדי לפתוח את החלל.