No Image

Реактивные двигатели и сверхзвуковые двигатели внутреннего сгорания

92 просмотров
04 декабря 2023

Как мы уже видели, давление плунжера играет все более важную роль в термодинамическом цикле создания мощности и тяги реактивного двигателя на сверхзвуковых скоростях полета. При скоростях полета выше 2,5 или 3 Маха отношение давления в плунжере становится настолько высоким, что турбокомпрессор уже не нужен для эффективного создания тяги. Более того, отношение давлений в конечном итоге достигает таких высоких значений, что связанные с этим высокие температуры плунжера затрудняют или делают невозможным размещение высокоскоростных вращающихся механизмов на пути потока без запредельных объемов охлаждения. Такое сочетание обстоятельств приводит к появлению реактивного двигателя (ramjet), в котором повышение давления обусловлено только эффектом тарана при высокой скорости полета; турбомашины не используются, а основным источником тяги является форсажная камера.

Рамные реактивные двигатели (см. рис. 7) — это легкие и простые силовые установки, что делает их идеальными кандидатами для сверхзвуковых летательных аппаратов, которые запускаются с других летательных аппаратов на чрезвычайно высокой скорости. Они менее пригодны для использования в аппаратах, которые должны быть достаточно автономными для дозвукового взлета, набора высоты и разгона до сверхзвуковой скорости полета; дозвуковое давление тарана недостаточно для создания разумной тяги, поэтому необходимо предусмотреть альтернативные двигательные установки.

В режиме полета с числом Маха 4 или 5 обычно эффективно замедлять входной воздушный поток до дозвуковой скорости, прежде чем он попадет в систему сгорания. При еще более высоких числах Маха такое замедление становится более сложным и дорогостоящим с точки зрения потерь давления, и необходимо предусмотреть возможность сжигания топлива в камере сгорания в сверхзвуковом потоке воздуха. Такие специализированные реактивные снаряды называются скрамджетами (от англ. scramjet — сверхзвуковой реактивный снаряд), и в качестве топлива в них предполагается использовать не жидкий углеводород, а криогенно сжиженный газ (например, водород или метан). Основная причина заключается в том, чтобы использовать большее выделение тепла на единицу массы топлива, имеющего более высокое соотношение атомов водорода и углерода, чем обычные фракции нефти, хотя этот выигрыш частично сводится на нет большим объемом на единицу выделения тепла этого же топлива. Еще одним стимулом для использования очень холодного топлива является то, что оно может быть использовано в качестве теплоотвода для охлаждения очень высокоскоростного (и, следовательно, очень горячего) двигателя и конструкции самолета. Скретч-реактивный двигатель имеет необычную особенность: замедление на входе и ускорение на выходе происходят в основном вне закрытых впускных и выпускных каналов двигателя на внешних поверхностях самолета перед и сзади двигателя. По сути, сам двигатель представляет собой не более чем сложную сверхзвуковую камеру сгорания.

Комментировать
92 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев
No Image Технологии
0 комментариев