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Poussée de statoréacteur / Scramjet

Dessin par ordinateur d'un statoréacteur avec l'équation de la poussée. La poussée est égale au débit massique de sortie multiplié par la vitesse de sortie moins le débit massique du flux libre multiplié par la vitesse plus la zone de sortie multipliée par la différence de pression.

Le moteur Aramjet fournit un système de propulsion simple et léger pour le vol à grande vitesse.De même, le statoréacteur à combustion supersonique, ouscramjet, fournit une poussée élevée et un faible poids pour des vitesses de vol hypersoniques.Contrairement à un turboréacteur, les jets etles jets ont des pièces mobiles, seulement une entrée, une chambre de combustion composée d’un injecteur de carburant et d’un porte-flamme, et une buse. Comment fonctionnent les ramjets et les scramjets?

Lorsqu’il est monté sur un avion à grande vitesse, de grandes quantités d’air environnant sont introduites en continu dans l’entrée du moteur en raison du mouvement vers l’avant de l’avion. L’air est lent à traverser l’entrée et la pression dynamique due à la vitesse est convertie en une pression statique plus élevée. À la sortie de l’entrée, l’air est beaucoup plus haut.pression que le flux libre. Alors que la vitesse du flux libre peut être soit subsonique soit supersonique, le flux sortant de l’entrée d’un statoréacteur est toujours subsonique.Le flux sortant d’une entrée de brouilleur est supersonique et présente moins de pertes de choc qu’une entrée de statoréacteur sur le même véhicule velocity.In le brûleur, une petite quantité de carburant est combinée avec l’air et s’enflamme. Dans un moteur atypique, 100 livres d’air / sec. est combiné avec seulement 2 livres de carburant / sec. La majeure partie de l’échappement chaud provient de l’air ambiant. Les porte-flammes dans le brûleur localisent la combustionprocessus. La combustion se produit subsoniquement dans le statoréacteur etpersonnellement dans le scramjet. En quittant le brûleur, l’échappement chaud passe à travers une buse, quiest formé pour accélérer le flux. Parce que la vitesse de sortie est supérieure à la vitesse du flux libre, la poussée est créée comme décrit par la équation de poussée générale. Pour les statoréacteurs et les turboréacteurs, le débit massique de sortie est presque égal au débit massique du flux libre, car un très petit carburant est ajouté au flux.

L’équation de poussée des ramjets et des scramjets contient trois termes : poussée brute, traînée du bélier et correction de la pression. Si les conditions de flux libre sont notées par un indice « 0 » et les conditions de sortie par un indice « e », la poussée F est égale au débit massique m dotfois la vitesse V à la sortie moins le débit massique de flux libre fois la vitesse plus la différence de pression p fois la zone de sortie :

F= e-0 + (pe-p0) * Ae

F = e-0+ (pe-p0) * Ae

  1. Les aérodynamiciens désignent souvent le premier terme (débit massique de sortie multiplié par la vitesse de sortie) comme la poussée brute, car ce terme est largement associé aux conditions de la tuyère.
  2. Le deuxième terme (débit massique du flux libre multiplié par la vitesse du flux libre) est appelé traînée de la ram. Ce terme peut être assez important pour les moteurs à réaction.
  3. Pour les ramjets et les scramjets, la vitesse de sortie de la buse est supersonique et la pression de sortie dépend du rapport de surface entre le col de la buse et la sortie de la buse. Ce n’est que pour une condition de conception unique que la pression de sortie est égale à la pression statique du flux libre. Pour toutes les autres conditions, nous devons inclure le troisième terme de l’équation de poussée (pression de sortie moins la pression du flux libre fois la zone de sortie). Cette correction de pression est généralement faible par rapport au premier terme de l’équation de poussée. Mais pour être complet, ce terme est généralement inclus dans la poussée brute.

Vous pouvez explorer la conception et le fonctionnement d’un moteur ram en utilisant l’applet interactiveEngineSimJava. Réglez le type de moteur sur « Statoréacteur » et vous pouvez faire varier l’un des paramètres qui affectent la poussée et le débit de carburant.Vous pouvez également explorer la conception et le fonctionnement d’une buse à statoréacteur avec notre programme de simulateur de buse interactif qui s’exécute sur votre navigateur.

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