Bir ramjet motorunun verimliliği temel olarak hava alımı sisteminin aerodinamik kalitesine bağlıdır. Türbin bazlı motorlardan farklı olarak, bir ramjet tamamen ileri harekete ve gelen havayı yakmadan önce sıkıştırarak sıkıştırır. Bu işlem, "ram sıkıştırma" olarak bilinen, motorun işletim aralığı, itme ve termodinamik verimliliği arasındaki ilişkiyi belirtir.En iyi bir satın alma miktarı, en yüksek hızlarda her şeyden tasarruf sağlar ve en az basınç kaybı ile sıkıştırılır ve ısıtılır.

Ramjet Döngüsünde Intake'nin Temel Rolü

Bir ramjet Brayton döngüsü üzerinde çalışır, ancak dönen makine olmadan - kompresör ve türbin - turbojetler tarafından ölçülmelidir.Katılım, yüksek hızlı havanın kinetik enerjisini baskıya dönüştürmekle çalışır.Bu, süpersonik akışı şok dalgalarının bir sistemi aracılığıyla elde edilir.Bu sıkıştırma işleminin kalitesi doğrudan azalır.

Yüksek performanslı bir ramjet'de, satın alma bu nedenle sadece bir dük değil - hava motorunun en kritik aerodinamik bileşenidir. Bu tür bir akışla şarj edilebilirken yanmak için gerekli sıkıştırma oranını sağlamalıdır.Tam tersine, iyi bir uyumlu bir satın alma sistemi tüm şarj sistemi performansı için tavanı ayarladı. kötü tasarlanmış bir satın alma sistemi, 2-3 $ değerindeki tasarımın tasarımını elde etmek için onu yapılandırır.

Kombinasyon Aerodinamik: Şok Sistemi

Hava süpersonik hızlarda bir ramjet alımına yaklaştığında, yanma odasına girmeden önce subsonik hızlara indirgenmelidir. Bu decelerasyon şok dalgalarıyla elde edilir. Bu şok dalgalarının doğası - normal veya oblique - açıkça etkiler verimliliği.

Normal vs. Oblique Şoks

Tek birFL:0)normal şok[Dönetici: 0,3) Basit bir pitot alımının ön kısmında, ancak aynı zamanda en kaybın da kullanılmasıdır.In Mach 3, tek normal bir şok, toplam baskıyı %50'den fazla azaltacaktır. çünkü itme doğrudan baskı kurtarma ile orantılıdır, bu tür bir sistem yüksek hızlı uçuş için verimlidir.

Oblique şoklar, akışın, genellikle keskin bir fikre veya koneksiyona dönüşerek üretilir.Bu şoklar belirli bir Mach numarası için normal bir şoktan daha zayıftır, yani toplam baskıya daha küçük bir damlaya neden olur. İyi tasarlanmış bir satın alma güçleri bu oblique şoklar dizisi aracılığıyla süpersonik bir akış.Her şok biraz daha da azaltır ve baskıyı azaltır[0]

Şok Treni Tasarlamak

Bu şokların konumunu ve gücünü kontrol etmek, satın alma tasarımının birincil meydan okumasıdır. şok sistemi sınır tabakası ile etkileşime girilmelidir, bağlantı ve potansiyel motor "un başında" doğru yerde şoku sağlamak için doğru bir şekilde kontrol gerektirir.Testing the correct location requires sensitive control of the buy and reduce captured mass flow. If it is placed too aft (inside the duct), it can interactd with the limit the correct location.

Ramjet Intake Designs

Intakes, süpersonik sıkıştırmanın çoğunluğunun duct'in in cowl dudaklarına göre nerede olduğu konusunda geniş bir şekilde sınıflandırılır.Her mimari karmaşık, ağırlık ve verimlilikle ilgili farklı ticaret odaları sunar.

Dış Kombinasyon Intakes

Dış bir sıkıştırma alımında, tüm şok dalgaları, konik bir artışın oblique şokları ürettiği yerlerde bulunur. / Whitney motorları bu konseptin son derece sofistike bir versiyonunu kullanır, Mach 1'den Mach 3'e kadar şok sistemini yönetmek için bir artış içerir.

Dış sıkıştırma alımı nispeten sağlam ve diğer türlerden başlamaya eğilimlidir, yüksek güvenilirlik gerektiren uygulamalar için cazip hale getirirler. Ancak, yüksek bir ön alana sahip olma eğilimindedirler, yüksek Mach numaralarına önemli olan cezalar (Mach 4+). birincil ticaret-off mekanik basitlik ve üst aerodinamik verimlilik arasında.

Karma Kombinasyonları

Daha yüksek Mach numaraları için (Mach 4 to Mach 6+) karışık sıkıştırma alımı tipik olarak gereklidir. Bu satın almalar sıkıştırma iş yükünü bölünmüştür: ilk oblique şokları dışsal olarak üretilir, terminal şok sistemi dükleri içinde yaşarken.Bu yapılandırma daha az genel sürüklenme ile daha fazla sıkıştırma aşama sağlar, mümkün olan en yüksek basınç kurtarma sağlar.

Ancak, karışık sıkıştırma tasarımları doğal olarak kararsızdır. İç şok sistemi, saldırı açısında değişiklikler gibi rahatsızlıklara karşı son derece hassastır, kompost baskı dalgalanmaları veya sınır tabakası büyümesi. terminal normal şoku çok fazla abartılırsa, karmaşık sıkıştırma alımı tamamen sofistike bir şekilde kesintiye uğratabilir.[2]

Üç Boyutlu (3D) ve Bump Inlets

Hesaplamalı sıvı dinamikleri (CFD) ve sahneler, 3D insekizlere yol açtı. "bump" inlet, veya Diverterless Supersonic Inlet (DSI), uçaktaki karmaşık 3D yüzey protruding kullanarak, 3D sıkıştırma ilkelerine göre daha yüksek hızlı bir şekilde uygulanır ve UAV’nun ağırlığına ve ağırlığına göre daha düşük maliyetli bir şekilde azalır.

Eleştirel Operasyonel Phenomena ve Stability

Bir ramjet alımının operasyonel istikrarı karmaşık bir dinamik problemdir. Tasarımcılar performans veya motor başarısızlığına neden olabilecek birkaç fenomenle uğraşmak zorundadır.

Inlet Unstart

Bahsettiği gibi, başlangıç en kritik başarısızlık modudur. İç şok sistemi dükten kovulduğunda meydana gelir. Sonuç, hem de tüm baskı kurtarma sistemlerindeki ani bir değişiklik olabilir.

Şok-Boundary Katman Interaction (SWBLI)

Süpersonik satın alma tasarımında en yaygın zorluklardan biri şok dalgaları ve viskous sınır tabakası arasındaki etkileşimdir. Sınır tabakasında şok dalgası engellendiğinde, düşük enerji sınırının kalınmasına neden olabilir.Seksing SWBLI-drivenity, bu ayrımı sağlamak için büyük bir kaynaktır.

Buzz ve Flow Instability

Inlet buzz, şok sisteminin yüksek frekanslı salınımıdır. Genellikle, satın almanın "kırklı" bir durumda çalıştığını, terminal şokunun bir satın alma aralığının biraz üstünde konumlandığını ve oscillation'nın bir geri dönüş döngüsüyle yönlendirilmesini sağlamak için, alandaki akışların düzgün bir şekilde eşleştirilmesi ve motorun hava akışının değiştirilmesine neden olur.

Malzeme ve Termal Meydanlar

Yüksek süpersonik ve hipersonik hızlarda, alımın yapıdaki kinetik ısıtma kritik bir tasarım sürücüsü haline gelir.In Mach 4, stagnation at the buy lateC. At Mach 6, they can pass 1500°C. Bu aşırı koşullar malzeme seçimi ve yapısal tasarım.

[FONT:0] ⁇ koruma[DÜDÜT:1) gereklidir.Başlangıçta önde gelen kenarlar genellikle Inconel veya titanyum gibi yüksek sıcaklık alaşımlarından inşa edilir, ancak hipersonik uçuş, seramik matrisler (CMC) veya rerakter metaller gereklidir.

Future Frontiers: Scramjets ve Dual-Mode Ramjets için Intakes

Ramjet teknolojisi evrimi, subsonikden süpersonik yanmaya geçiş yapabilecek olan sinonik uçuşa doğru ilerliyor.Bu sistemler için satın alma gereksinimleri daha da talep edilmektedir.

The Isolator Bölüm

Geleneksel bir ramjet'de, satın alma havayı altsonik hızlara sıkıştırır.Bir scramjet'de, komiser aracılığıyla akış süpersonik kalır. süpersonik satın alma ve süpersonik kombinatör arasında bir kolaylık vardır:0))) Bu kanalda genellikle sürekli bir alan veya biraz çeşitlendirme kanalıdır: şok trene hizmet eder ve yüksek basınç artışı sağlar.

Geniş Mach Ranges için Geometri

Geleceğin hipersonik hava-breathing araçları, örneğin, [[DüzD:0)AFRL'nin Mayhem programı[Dönetici: 1 ), çok geniş bir Mach aralığına (örneğin, Mach 2 ila 8+) işlem gerektirir.Bu ihtiyaçlar yüksek derecede sofistike satın alma tasarımları. Değişken geometri rampaları, inekler ve değişken boğaz bölümleri tüm alımın sıkıştırma oranını uyum sağlamasını ve mevcut uçuş durumuna uygun şekilde yakalamasını gerektirir.

Hipersonik uçuş talepleri yeni malzemeler ve üretim teknikleri gerektirir. CMC öncü kenarlar, gelişmiş yüksek sıcaklık alaşımları ve effüzyon-soğuk yapılar aşırı termal ve mekanik yüklere dayanabilmek için geliştirilmektedir. Hava ve çerçevenin entegrasyonu genellikle ilk sıkıştırma yüzeyi olarak hareket eden aracın tamamı ile gerçekleşir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Hava alımı, bir ramjet motorunun belirleyici bileşenidir, yüksek hızlı uçuşa olanak sağlayan hayati sıkıştırma çalışmasını gerçekleştirir. Tasarım, toplam baskı kurtarma, itme, yakıt verimliliği ve operasyonel istikrar. basit, sağlam dış sıkıştırmadan, yüksek derecede verimli karma sıkıştırma sistemlerine kadar, yüksek hızlı performansların evrimini doğrudan izler.

Şok dalgalarının aerodinamiklerini yetiştirmek, sınır tabaka etkileşimlerini azaltmak ve aşırı ısıtımı yönetmek, tasarımcıların üstesinden gelmeleri gereken merkezi zorluklardır.Dünya pratik, yeniden kullanılabilir hipersonik uçaklara, satın alma tasarımındaki yeniliklere daha yakın hareket eder - değişken geometriye, gelişmiş malzemelere ve aktif akış kontrole - bir sonraki tahrik yeteneğinin performansını tanımlamak.