Articles

Ramjet/Scrambjet stuwkracht

Computer tekening van een ramjet motor met de vergelijking voor stuwkracht. De stuwkracht is gelijk aan de uitstroommassastroom maal de uitstroomsnelheid min de vrije stroommassastroom maal de snelheid plus het uitstroomgebied maal het drukverschil.

Aramjet engine biedt een eenvoudig, licht propulsiesysteem voor hoge snelheidvluchten.Ook de supersonische verbranding ramjet, orscramjet,biedt hoge stuwkracht en een laag gewicht voor hypersonische vluchtsnelheden.In tegenstelling tot een turbojet motor, ramjets en scramjets hebben geen bewegende delen, alleen een inlaat, een combustor die bestaat uit een brandstofinjector en een vlam houder, en een mondstuk. Hoe werken ramjets en scrambjets?

wanneer gemonteerd op een hogesnelheidsluchtvaartuig,worden grote hoeveelheden omringende lucht continu in de motorinlaat gebracht vanwege de voorwaartse beweging van het luchtvaartuig. De lucht wordt vertraagd door de inlaat en de dynamische druk als gevolg van de snelheid wordt omgezet in een hogere statische druk. Bij de uitgang van de inlaat is de lucht op een veel hogere druk dan de vrije stroom. Hoewel de vrije stroomsnelheid subsonisch of supersonisch kan zijn, is de stroom die de inlaat van een ramjet verlaat altijd subsonisch.De stroom die een scrambjet inlaat verlaat is supersonisch en heeft minder schokverlies dan een ramjet inlaat bij hetzelfde voertuig velocity.In de brander, een kleine hoeveelheid brandstof wordt gecombineerd met de lucht en ontstoken. In atypische Motor, 100 pond lucht/ sec. wordt gecombineerd met slechts 2 pounds brandstof/sec. het grootste deel van de hete uitlaat is afkomstig van de rondstromende lucht. Vlamhouders in de brander lokaliseren het verbrandingsproces. Branden gebeurt subsonisch in de ramjet en superpersoonlijk in de scrambjet. Het verlaten van de brander, dehot uitlaat gaat door een mondstuk, dieis gevormd om de stroom te versnellen. Omdat de exitvelocity groter is dan de vrije stroomsnelheid, wordt de stuwkracht gecreëerd zoals beschreven door de Algemene thrustequation. Voor ramjet-en scrambjet-motoren is de uitgangsmassastroom bijna gelijk aan de vrije stroommassastroom, omdat er weinig brandstof aan de stroom wordt toegevoegd.

De stuwkrachtvergelijking voor ramjets en scrambjets bevat drie termen: grossthrust, ram drag en een drukcorrectie. Als de vrije stroom conditionsare aangeduid met een “0” subscript en de exit voorwaarden door een “e” subscript,de stuwkracht van F gelijk is aan de massastroom m dottimes de snelheid V op de uitgang minus de gratis stream mass flow ratetimes de snelheid plus de druk p verschil in het nozzleexit gebied:

F = e – 0 + (pe – p0) * Ae

  1. aerodynamica-specialisten verwijzen vaak naar de eerste term (afslag massastroom keer afsluiten velocity) als het bruto stuwkracht, omdat deze term wordt grotendeels verband met de omstandigheden in het mondstuk.
  2. de tweede term (vrije stroom massastroom maal vrije stroomsnelheid) wordt de RAM drag genoemd. Deze term kan vrij groot zijn voor scrambjet motoren.
  3. voor ramjets en scrambjets is de Uitgangssnelheid van het mondstuk supersonisch, en de uitgangsdruk is afhankelijk van de oppervlakteverhouding tussen de keel van het mondstuk en de uitgang van het mondstuk. Alleen voor een unieke ontwerpconditie is de uitgangsdruk gelijk aan de vrije stroom statische druk. Voor alle andere omstandigheden moeten we de derde term van de stuwkrachtvergelijking (exitdruk minus vrije stroomdruk maal het exitgebied) opnemen. Deze drukcorrectie is meestal klein in vergelijking met de eerste term van de stuwkrachtvergelijking. Maar voor volledigheid, deze term is meestal opgenomen in de bruto stuwkracht.

U kunt het ontwerp en de werking van een ramjetengine verkennen met behulp van het interactiveEngineSimJava-applet. Stel het motortype in op “Ramjet” en u kunt elk van de parameters variëren die invloed hebben op stuwkracht en brandstofstroom.U kunt ook het ontwerp en de werking van een ramjet nozzle verkennen met ons interactieve nozzle simulatorprogramma dat op uw browser draait.

activiteiten:
rondleidingen

  • knop om de vorige pagina weer te gevenRamjets: knop om de volgende pagina weer te geven

navigatie ..

knop om de Voortstuwingsindex weer te gevenknop om de hypersonische Aero-Index weer te geven
startpagina