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Empuje Ramjet / Scramjet

Dibujo informático de un motor ramjet con la ecuación de empuje. Empuje es igual al caudal másico de salida por la velocidad de salida menos el caudal másico de flujo libre por la velocidad más el área de salida por la diferencia de presión.

El motor Aramjet proporciona un sistema de propulsión simple y ligero para vuelos de alta velocidad.Del mismo modo, el chorro de combustión supersónico,o chorro de chorro, proporciona un alto empuje y un bajo peso para velocidades de vuelo aerodinámicas.A diferencia de un motor turborreactor, los arietes y los arietes tienen partes sin movimiento, solo una entrada, un quemador que consiste en un inyector de combustible y un soporte de llama, y una boquilla. ¿Cómo funcionan los ramjets y scramjets?

Cuando se monta en un avión de alta velocidad, grandes cantidades de aire circundante se introducen continuamente en el interior del motor debido al movimiento hacia adelante del avión. El aire pasa lentamente a través de la entrada, y la presión dinámica debido a la velocidad se convierte en una presión estática más alta. A la salida de la entrada, el aire está a una presión mucho más alta que la corriente libre. Mientras que la velocidad de flujo libre puede ser subsónica o supersónica, el flujo que sale de la entrada de un ramjet es siempre subsónico.El flujo que sale de una entrada de chorro de agua es supersónico y tiene menos pérdidas de choque que una entrada de chorro de agua en el mismo vehículo velocity.In el quemador, una pequeña cantidad de combustible se combina con el aire y se enciende. En un motor atípico, 100 libras de aire/segundo se combinan con solo 2 libras de combustible / segundo. La mayor parte del escape caliente proviene del aire circundante. Los soportes de llama en el quemador localizan el proceso de combustión. La quema ocurre subsónicamente en el ramjet ysupersónicamente en el scramjet. Al salir del quemador, el escape de la olla pasa a través de una boquilla, que tiene la forma de acelerar el flujo. Debido a que la velocidad de salida es mayor que la velocidad de flujo libre, el empuje se crea como se describe en la ecuación general de empuje. Para los motores ramjet y scramjet, el flujo másico de salida es casi igual al flujo másico de flujo libre, ya que se agrega muy poco combustible a la corriente.

La ecuación de empuje para arietes y arietes contiene tres términos: empuje grueso, arrastre de ariete y corrección de presión. Si las condiciones de flujo libre se indican con un subíndice «0» y las condiciones de salida con un subíndice «e», el empuje F es igual al caudal másico m veces la velocidad V en la salida menos el caudal másico de flujo libre veces la velocidad más la diferencia de presión p veces el área de salida de la boquilla:

F = e – 0 + (pe – p0) * Ae

  1. Los aerodinamistas a menudo se refieren al primer término (velocidad de flujo másico de salida por velocidad de salida) como el empuje bruto, ya que este término está asociado en gran medida con las condiciones en la boquilla.
  2. El segundo término (velocidad de flujo másico de flujo libre por velocidad de flujo libre) se llama arrastre de ram. Este término puede ser bastante grande para los motores scramjet.
  3. Para ramjets y scramjets, la velocidad de salida de la boquilla es supersónica, y la presión de salida depende de la relación de área entre la garganta de la boquilla y la salida de la boquilla. Solo para una condición de diseño única, la presión de salida es igual a la presión estática de flujo libre. Para todas las demás condiciones, debemos incluir el tercer término de la ecuación de empuje (presión de salida menos presión de flujo libre por el área de salida). Esta corrección de presión suele ser pequeña en comparación con el primer término de la ecuación de empuje. Pero para completar, este término generalmente se incluye en el empuje bruto.

Puede explorar el diseño y funcionamiento de un motor ramjet utilizando el applet interactiveEngineSimJava. Establezca el tipo de motor en» Ramjet » y podrá variar cualquiera de los parámetros que afectan al empuje y al flujo de combustible.También puede explorar el diseño y el funcionamiento de una boquilla ramjet con nuestro programa simulador interactivo de boquillas que se ejecuta en su navegador.

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