Jetmotor

En jetmotor , [ 1 ] jetmotor , [ 2 ] er en type motor som slipper ut en væskestråle ved høy hastighet for å generere skyvekraft i samsvar med Newtons lover . Denne generaliserte definisjonen av jetmotoren inkluderer turbojets , turbofans , rakettmotorer , ramjets og pulsjets , men i sin vanlige bruk refererer begrepet generelt til en gassturbin som brukes til å produsere en jet av gasser for fremdriftsformål.

Historikk

Jetmotorer kan dateres så tidlig som i det 1. århundre e.Kr. C., da Hero of Alexandria oppfant aeolipilen . Dette brukte kraften til damp rettet gjennom to uttak, noe som fikk en kule til å snurre raskt på sin akse, og dermed ga et merkelig sekskantet spinn. Enheten ble imidlertid aldri brukt til mekanisk arbeid, og de potensielle praktiske anvendelsene av Herons oppfinnelse ble ikke anerkjent. Det ble betraktet som en kuriositet, siden det ikke hadde noen nytte og på det tidspunktet ikke hadde noen nytte.

Jetfremdrift begynte med oppfinnelsen av raketten av kineserne på 1000-tallet. Rakettfremdriftssystemet ble opprinnelig brukt til å lage fyrverkeri , men utviklet seg gradvis til å lage noen typer våpen, selv om teknologien ikke utviklet seg på århundrer.

Problemet var at disse rakettene var for ineffektive til å være nyttige i generell luftfart. I løpet av 1930 -årene var forbrenningsmotoren i sine forskjellige former (statisk og roterende radial, luft- og væskekjølt) den eneste typen kraftverk som var tilgjengelig for flydesignere. Imidlertid begynte ingeniører å innse at stempelmotoren var begrenset i forhold til den maksimale ytelsen den kunne oppnå; grensen var i hovedsak propelleffektiviteten . [ 3 ] Dette nådde sitt maksimum da bladtuppene nærmet seg lydhastigheten . Hvis ytelsen til motoren, og dermed flyet, skulle økes for å overvinne denne barrieren, måtte man enten finne en ny måte for å radikalt forbedre stempelmotordesignet, eller en ny type kraftverk måtte utvikles. Dette var årsaken til utviklingen av jetmotoren.

De første forsøkene på reaktorer var hybriddesign der en ekstern strømkilde ga kompresjonen. I dette systemet, kalt en " thermojet " av Secondo Campini , ble luften først komprimert av en propell drevet av en konvensjonell stempelmotor, deretter blandet med drivstoff og brent for å skape skyvekraft. Eksempler på denne typen design var Henri Coandăs Coandă -1910 , senere Caproni Campini N.1 eller CC.2, og den japanske Tsu-11- motoren for å drive Yokosuka MXY-7 Ohka kamikaze -flyet ved slutten av verdenskrigen II. Verden . Ingen var helt effektive, og Caproni Campini N.1 var enda tregere enn den tradisjonelle designen med stempelmotor og propell.

Nøkkelen til en nyttig reaktor var gassturbinen, som ble brukt til å trekke ut kraft for å drive kompressoren fra selve motoren. Gassturbinen var ikke en ny idé: patentet for en stasjonær turbin ble gitt til John Barber i England i 1791 . Den første vellykkede selvbærende gassturbinen ble bygget i 1903 av den norske ingeniøren Ægidius Elling . De første patentene for jetfremdrift ble gitt i 1917. Begrensninger i design og metallurgi hindret denne typen motorer fra å bli produsert. Hovedproblemene var sikkerhet, pålitelighet, vekt og spesielt kontinuerlig drift.

I 1929 sendte trainee Frank Whittle formelt inn ideene om en turbojet til sine overordnede. Den 16. januar 1930 , i England, søkte Whittle om sitt første patent (utstedt i 1932). Patentet viste en totrinns aksialkompressor som mater en enkeltsidig sentrifugalkompressor. Whittle konsentrerte seg deretter om en enklere sentrifugalkompressor av ulike praktiske årsaker. I 1935 begynte Hans von Ohain arbeidet med et lignende design i Tyskland , tilsynelatende uvitende om Whittles arbeid, og samme år, i Spania, hadde militær luftfartsingeniør Virgilio Leret allerede et prosjekt for en jetmotor kalt Continuous Reaction Turbocharger , patentert i Madrid 28. mars 1935 , men henrettelsen året etter hindret ham i å utvikle prosjektet, hvis planer ble levert av en republikaner i slekt til den engelske hæren.

Whittle hadde sin første motor klar i april 1937. Den ble drevet av flytende drivstoff og inkluderte en selvstendig pumpe. Von Ohains motor, fem måneder bak Whittle's, brukte gass levert under eksternt trykk, så den var ikke selvforsynt. Whittles team opplevde en nestenulykke da motoren ikke klarte å stoppe, selv etter at drivstoffet ble kuttet. Drivstoff hadde sivet inn i motoren og bygget seg opp, så motoren stoppet ikke før alt drivstoffet var brent.

Ohain tok kontakt med Ernst Heinkel , en av datidens ledende luftfartsindustriister, som så mulighetene med det nye designet. Heinkel hadde nylig kjøpt Hirth-motorselskapet, og Ohain og hans sjefsmaskinist, Max Hahn , ble tildelt som en ny avdeling av Hirth-selskapet. Den første motoren, HeS 1, ble tatt i bruk i september 1937. I motsetning til Whittles design, brukte Ohain hydrogen som drivstoff, levert under eksternt trykk. Etterfølgende design kulminerte med den 5 kN HeS 3 bensindrevne motoren , som ble brukt til å utstyre en He 178 og først fløyet 27. august 1939 av Erich Warsitz på Marienehe flyplass. He 178 ble det første jetflyet.

På dette tidspunktet begynte Whittles motor å være nyttig og Power Jets Ltd. begynte å motta penger fra luftdepartementet. I 1941 ble en versjon av motoren kalt W.1 med en effekt på 4 kN brukt i det spesialbygde Gloster E28/39 -flyet for motoren og foretok sin første flytur 15. mai 1941 .

Et problem med tidlige design, som ble kalt sentrifugalstrømsmotorer, var at kompressoren fungerte ved å kaste (akselerere) luft fra det sentrale luftinntaket til periferien av motoren, hvor luften ble komprimert, og konverterte hastigheten til trykk. En fordel med denne designen var at den allerede var godt kjent, og ble implementert i sentrifugale superkompressorer. Men gitt teknologiske begrensninger, måtte kompressoren ha en stor diameter for å produsere den nødvendige kraften.

Østerrikske Anselm Franz fra Junkers motordivisjon ( Junkers Motoren eller Jumo ) løste disse problemene med introduksjonen av aksialstrømskompressoren, som egentlig var en turbin i revers. Luften kom fra fronten av motoren og ble drevet bakover av et trinn med propeller, hvor den kolliderte med en gruppe ikke-roterende propeller. Prosessen var ikke i nærheten av kraften til sentrifugalkompressoren, så flere grupper med propeller ble lagt til for å oppnå nødvendig kompresjon. Selv med all den ekstra kompleksiteten, var motoren mye mindre i diameter. Jumo ble tildelt neste motor og resultatet ble Jumo 004 . Etter noen mindre problemer begynte serieproduksjonen av denne motoren i 1944 som et kraftverk for den første jetjageren , Messerschmitt Me 262 (og senere den første jetbomberen, Arado Ar 234 ). Etter andre verdenskrig ble Me 262 studert av de allierte, og teknologien bidro til tidlige amerikanske og sovjetiske jetjagere.

Sentrifugalstrømsmotorer har blitt forbedret siden introduksjonen. Med forbedringer i lagerteknologi har hastigheten på akslene økt, noe som reduserer diameteren på kompressoren betydelig. En kortere motorlengde er fortsatt en fordel med denne utformingen. Komponentene er også robuste, mens aksiale fluksmotorer er mer utsatt for å bli skadet av fremmedlegemer.

Typer

Det finnes et stort antall forskjellige typer jetmotorer, som alle får fremdrift ved å drive ut væsker i høye hastigheter.

Fyr	Beskrivelse	Fordel	Ulemper
vannmotor	Skyt en vannstrøm bak skipet.	Den kan fungere nedsenket, kraftig, mindre skadelig for miljøet.	Kan være mindre effektiv enn en propell, mer sårbar for rusk.
termojet	Den mest primitive jetmotoren med luftinntak. I hovedsak en stempelmotor som driver en turbolader med gassuttaket.		Tung, ineffektiv og underkraftig.
Turbojet	Generisk betegnelse for en enkel turbinmotor.	Enkel design, effektiv ved supersoniske hastigheter (~ Mach 2).	Grunnleggende design, uten forbedring i ytelse og kraft i subsonisk flyging, relativt støyende.
Turbofan / Turbofan	Det første trinnet av kompressoren ble kraftig forstørret for å gi en bypass-luftstrøm rundt motorkjernen.	Roligere på grunn av høyere strømningsmasse og lavere total utgangshastighet, mer effektiv for ulike subsoniske hastigheter, lavere utgangsgasstemperatur.	Økt kompleksitet (flere kanaler), stor motordiameter, må inneholde tunge blader. Mer utsatt for skade fra ytre gjenstander og is. Topphastigheten er begrenset på grunn av muligheten for sjokkbølger som skader motoren. Den vanligste jetformen fra og med 2007, brukt av flyruter som Boeing 747 og militærfly.
Turboprop (lik Turboshaft )	Det er strengt tatt ikke en komplett reaktor: en gassturbin brukes som et kraftverk for å flytte en propell eller aksel i tilfelle av et helikopter.	Meget effektiv ved lave subsoniske hastigheter (ca. 400-500 km/t).	Begrenset topphastighet på fly, noe støyende, kompleks overføring.
prop vifte	Turbopropmotor som driver en eller flere propeller. Ligner på en turbofan.	Høy drivstoffeffektivitet, potensielt mindre støyende, kan føre til høyhastighets kommersiell flyging, populær under 1980 -tallets drivstoffkriser.	Utviklingen av propfan-motorer har vært svært begrenset, generelt høyere enn turbofans, kompleks.
Ramjet ( ramjet på engelsk)	Innløpsluften er fullstendig komprimert av hastigheten og dens divergerende form.	Svært få bevegelige deler, når hastigheter på Mach 0,8 til 5 eller mer, effektiv ved høy hastighet (Mach 2,0 eller høyere), letteste luftinntaks jetmotor med skyvekraft-til-vekt-forhold opp til 30 til optimale hastigheter.	Må ha høy starthastighet for drift, ineffektiv ved lave hastigheter på grunn av lavt kompresjonsforhold, generelt med begrenset hastighetsvariasjon, luftinntaksstrøm må reduseres ved subsoniske hastigheter, støyende, relativt vanskelig å teste.
scram jet	I likhet med en ramjet uten diffuser, forblir luftstrømmen på supersoniske hastigheter gjennom hele motoren.	Få mekaniske deler, kan operere i svært høye hastigheter (Mach 8 til 15) med god effektivitet. [ 4 ]	Fortsatt i utviklingsfasen trenger den en veldig høy starthastighet (Mach 6 eller mer) for å fungere, kjøleproblemer, svært dårlig skyvekraft-til-vekt-forhold (~2), svært høy aerodynamisk kompleksitet, strukturelle vanskeligheter.
pulsstråle	Luften komprimeres og brennes med jevne mellomrom i stedet for kontinuerlig. Noen design bruker ventiler	Veldig enkel design, ofte brukt i modellfly.	Støyende, ineffektiv (lavt kompresjonsforhold), dårlig fullskaladrift, ventiler i design som bruker dem slites raskt ut.
pulsdetonasjonsmotor	Ligner på pulsstråle, men forbrenning skjer som en detonasjon i stedet for en deflagrasjon , og trenger kanskje ikke ventiler.	Maksimal teoretisk motoreffektivitet	Svært støyende, deler utsatt for ekstrem mekanisk tretthet, vanskelig å starte detonasjon, upraktisk for nåværende bruk.
rakettmotor	Den bærer alle drivmidlene om bord, den avgir en jet for sin fremdrift.	Svært få bevegelige deler, når hastigheter fra Mach 0 til 25 eller mer, effektiv ved svært høye hastigheter (Mach 10 eller mer), skyvekraft-til-vekt-forhold større enn 100, ingen komplekse luftinntak, høyt kompresjonsforhold, lav gass meget høy hypersoniske hastigheter, godt skyvekraft-til-kostnad-forhold, relativt enkelt å teste, fungerer i et vakuum.	Trenger store mengder drivmidler, svært lav spesifikk impuls (vanligvis mellom 100 og 450 sekunder). Høye termiske påkjenninger i brennkammeret som kan gjøre det vanskelig å gjenbruke. Krever vanligvis et ekstremt støyende, risikoøkende oksidasjonsmiddel.
luftforsterket rakett	I hovedsak en ramjet der inntaksluften komprimeres og brennes med avgassene fra en rakett.	Den når hastigheter fra Mach 0 til Mach 4,5+ eller (kan også brukes utenfor atmosfæren), god effektivitet mellom Mach 2 og 4.	Rakettlignende effektivitet ved lav hastighet eller utenfor atmosfæren, luftinntaksvansker, relativt uutviklet og lite undersøkt type, kjøleproblemer, veldig støyende.
turbo rakett	En turbojet der en ekstra oksidant, som oksygen, tilsettes luftstrømmen for å øke maksimal høyde.	Svært nær eksisterende design fungerer den i svært høye høyder, et bredt spekter av mulige hastigheter og høyder.	Begrenset hastighet i samme område som turbojet, transport av oksidasjonsmidlet som flytende oksygen (LOX) kan være farlig.
Forhåndskjølte / LACE reaktorer	Inntaksluften avkjøles til svært lave temperaturer ved inntaket før den passerer gjennom en ramjet eller turbojet.	Enkel å teste på land. Svært høye skyvekraft-til-vekt-forhold er mulig (~14) sammen med god drivstoffeffektivitet over et bredt hastighetsområde, den kan nå hastigheter på Mach 0 til 5,5 eller mer, denne kombinasjonen kan tillate oppskyting i bane eller reise veldig raskt interkontinentalt	Den eksisterer bare som laboratorieprototyper. Noen eksempler er RB545 , SABRE , ATREX

Sammenligning

Bevegelsesimpulsen til en motor er lik massen luft multiplisert med hastigheten som motoren driver ut denne massen med:

I=mc

Symbol	Navn
$Yo$	bevegelsesimpuls
$m$	luftmasse
$c$	utkasthastighet

Et fly kan anses å fly raskere hvis det avgir luftmassen med høyere utkastingshastighet eller hvis det avgir mer luft per sekund med samme hastighet. Men når flyet flyr med en viss hastighet , beveger luften seg ved siden av det, og skaper et drag på luftinntaket. $v$

De fleste jetmotorer har et luftinntak, som gir mesteparten av gassen som kommer ut av dysen. Rakettmotorer har imidlertid ikke et luftinntak, og bærer både oksidasjonsmiddel og drivstoff i strukturen. Derfor har rakettmotorer ikke et drag, brutto skyvekraft av dysen er netto skyvekraft av motoren. Som et resultat er skyveegenskapene til en rakettmotor forskjellige fra de til luftinntaksjetmotorer.

Luftinntaksstrålen er bare nyttig hvis hastigheten på gassen som går til motoren, , er større enn hastigheten til flyet, . Netto skyvekraften til motoren er lik hva den ville vært hvis gassen ble drevet ut med en hastighet på . Øyeblikket vil være lik: $c$ $v$ $cv$

S=m(cv)

Turbopropen har en vifte som tar inn og akselererer en stor luftmasse, men er fortsatt begrenset til hastigheten til ethvert konvensjonelt propellfly . Når flyet går over denne grensen, gir ikke propellene noen skyvekraft ( ). $cv<0$

Turbojets og andre lignende motorer akselererer en mindre mengde luftmasse, men avgir den massen ved høyere hastigheter med en de Laval-dyse . Dette er grunnen til at de tåler supersoniske hastigheter og høyere.

På den annen side er energieffektiviteten større når motoren driver ut så mye luftmasse som mulig med den hastigheten, sammenlignbar med flyets hastighet. Formelen er [ 5 ]

\eta ={\frac {2}{1+{\frac {c}{v}}}}

Lavpassturbofanen har blandingen av to luftstrømmer, hver med forskjellige hastigheter, c 1 og c 2 , og med masser henholdsvis m 1 og m 2 . Drivkraften til denne typen motor er

S = m 1 (c 1 - v) + m 2 (c 2 - v)

Disse motortypene er effektive ved lave turtall, lavere enn rene jetfly, men høyere enn turboaksler og propeller generelt. For eksempel, i 10 km høyde er turboakselen mest effektiv ved hastigheter på Mach 0,4, lavpassturbofanen er mest effektiv ved hastigheter på Mach 0,75, og jetflyene når de nærmer seg Mach 1, lydens hastighet.

Rakettmotorer tilpasser seg best i høye hastigheter og høyder. Ved en gitt hastighet forbedres effektiviteten og skyvekraften til en rakettmotor litt med økende høyde, der en turbojet eller turbofan reduserer nettokraften på grunn av den lavere tettheten til luftmassen som kommer inn i inntaket.

Turbojet

En turbojet er en type forbrenningsmotor som ofte brukes til å drive fly . Luft trekkes inn i en rotasjonskompressor gjennom luftinntaket og komprimeres i påfølgende trinn til høyt trykk før den kommer inn i forbrenningskammeret. Drivstoffet blandes med trykkluft og antennes. Denne forbrenningsprosessen øker temperaturen på gassen betraktelig. Resultatet av forbrenningen går ut for å utvide seg gjennom turbinen , hvor energien hentes ut for å flytte kompressoren. Selv om denne ekspansjonsprosessen reduserer både temperaturen og trykket til gassen, forblir disse generelt høyere enn mediets. Turbinens utløpsgasstrøm utvides til omgivelsestrykk gjennom en drivdyse, og produserer en stråle ved høye hastigheter. Hvis hastigheten til denne gassstrålen overstiger hastigheten til flyet, er det en netto fremdrift .

Under normale forhold sikrer pumpevirkningen til kompressoren enhver omvendt strømning, og oppnår dermed en kontinuerlig prosess i motoren. Faktisk ligner hele prosessen på firetaktssyklusen , men hvor inntak, kompresjon, tenning, ekspansjon og eksos gjøres samtidig, men i forskjellige deler av motoren. Effektiviteten til en jetmotor avhenger sterkt av trykkforholdet og temperaturen på turbinen .

Sammenligner man turbojeten med den konvensjonelle propellmotoren, tar førstnevnte inn en relativt liten mengde luftmasse og akselererer den betraktelig, mens en propell bruker en stor luftmasse og akselererer den bare en liten del. Høyhastighetseksosen til en turbojet gjør den effektiv i høye hastigheter, spesielt supersoniske hastigheter , og i store høyder. På tregere fly og de som kun kjører korte flyvninger, er en propell drevet av en gassturbin, kjent som en turboprop , mer vanlig og effektiv.

Den enkleste turbojet-designen er single coil, der en enkelt aksel kobler turbinen til kompressoren. For design med høyere trykkforhold har de vanligvis to konsentriske aksler, noe som forbedrer stabiliteten til kompressoren. Høytrykksakselen forbinder høytrykkskompressoren og turbinen. Denne eksterne høytrykksspolen, med forbrenningskammeret, danner kjernen eller generatoren til motoren. Den indre akselen forbinder lavtrykkskompressoren med lavtrykksturbinen. Begge spolene er frie å operere for å oppnå optimale hastigheter, som i supersoniske fly som Concorde .

Turbofan

De fleste moderne jetmotorer er faktisk turbofans, også kalt turbofans, der en lavtrykkskompressor fungerer som en vifte , og leverer komprimert luft ikke bare til motorkjernen, men til en bypass-kanal. Bypass-luftstrømmen går enten inn i en separat kalddyse eller blander seg med lavtrykksturbineksosgassene, før den ekspanderer gjennom en blandet strømningsdyse.

Sivile turbofanmotorer har en lav spesifikk skyvekraft (netto skyvekraft delt på luftstrøm) for å holde motorstøy lav og forbedre drivstoffeffektiviteten. Følgelig er bypass-forholdet (bypass-strøm dividert med kjernestrøm) ofte høyt, mellom 4:1 og 8:1. Kun et enkelt viftetrinn er nødvendig fordi lav spesifikk skyvekraft betyr lavt viftetrykkforhold.

I militære turbofaner er imidlertid den spesifikke skyvekraften høy, for å øke skyvekraften gitt i et område, og øker også motorstøyen. Det trengs vanligvis flere trinn med vifter for å oppnå høyt trykk. Følgelig er bypass-forholdet ofte lavt. En omtrentlig ligning for å beregne netto skyvekraft til en jetmotor, enten det er en turbojet eller blandet turbofan, er

F_{n}={\dot {m}}(V_{jfe}-V_{a})\,

Symbol	Navn
$F_n$	netto skyvekraft
${\dot {m}}.V_{jfe}\,$	grovt trykk på dysen
${\dot {m}}.V_{a}\,$	luftinntaksmotstand
${\dot {m}}$	Innløpsluftmassehastighet
$V_{jfe}$	Jethastighet for fullt utvidede gasser
$V_{a}$	Flyhastighet

Hovedkomponenter

Hovedkomponentene i en jetmotor er like på tvers av forskjellige motortyper, selv om ikke alle typer inneholder alle komponenter. Hoveddelene inkluderer:

Luftinntak eller -inntak : For subsoniske fly, gir luftinntaket til jetmotoren ingen spesielle vanskeligheter, og består i hovedsak av en åpning som er designet for å redusere luftmotstand som alle andre elementer i flyet. Imidlertid må luft som når en normal jetkompressor reise med mindre enn lydhastigheten, selv i supersoniske fly, for å opprettholde jevn mekanikk i kompressoren og turbinbladene. Ved supersoniske hastigheter reduserer sjokkbølgene som dannes ved luftinntaket trykket i kompressoren. Noen supersoniske luftinntak bruker systemer, for eksempel en kjegle eller rampe, for å øke trykket og gjøre det mer effektivt mot sjokkbølger.
Kompressor eller vifte : kompressoren består av flere trinn. Hvert trinn består av blader som roterer og statorer som forblir stasjonære. Luft passerer gjennom kompressoren og øker trykket og temperaturen. Energien hentes fra turbinen som går gjennom rotoren.
Aksel - Fører kraft fra turbinen til kompressoren og går langs motorens lengde. Det kan være opptil tre konsentriske rotorer, som dreier med uavhengige hastigheter, som opererer i separate grupper av turbiner og kompressorer.
Forbrenningskammer : det er stedet hvor drivstoffet kontinuerlig forbrennes i trykkluften.
Turbin - Fungerer som en vindmølle og trekker ut energi fra de varme gassene som produseres i forbrenningskammeret. Denne energien brukes til å flytte kompressoren gjennom rotoren, bypass-vifter, propeller eller til og med konvertere energien som skal brukes andre steder gjennom en tilbehørsboks med forskjellige uttak. Den relativt kjølige luften kan brukes til å kjøle ned forbrenningskammeret og turbinbladene og forhindre at de smelter.
Etterbrenner – Den brukes først og fremst i militære fly, og produserer ekstra skyvekraft ved å brenne drivstoff i dyseområdet, vanligvis ineffektivt, for å øke dysens innløpstemperatur.
Dyse eller utløp : de varme gassene forlater motoren i atmosfæren gjennom en dyse, hvis formål er å gi en økning i hastigheten til disse gassene. I de fleste tilfeller er munnstykket konvergerende eller fast strømningsareal.
Supersonisk dyse : Hvis dysetrykkforholdet (forholdet mellom dyseinnløpstrykket og omgivelsestrykket) er svært høyt, for å maksimere skyvekraften, kan det være effektivt, til tross for økt vekt, å bruke en konvergerende dyse .divergent eller de Laval . Denne typen dyse er i utgangspunktet konvergent, men utover halsen (det smaleste området), begynner den å øke i areal i den divergerende delen.

Motoroptimalisering avhenger av mange faktorer, inkludert luftinntaksdesign, total størrelse, antall kompressortrinn, drivstofftype, antall utgangstrinn, komponentmaterialer, mengde bypassluft i tilfeller der bypassluft brukes, etc.

Avanserte oppsett

J-58 kombinert turbojet/ramjet

SR- 71s Pratt & Whitney J58-motorer var en uvanlig design: de kunne konverteres under flukt fra en turbojet til en kompressorassistert ramjet. Ved høye hastigheter (over Mach 2,4) brukte motoren luftinntak med variabel geometri for å lede overflødig luft til seks bypass-kanaler fra det fjerde trinnet av kompressoren til etterbrenneren. 80 % av SR-71s skyvekraft ved disse hastighetene ble oppnådd på denne måten, noe som økte spesifikk skyvekraft med 10-15 % og tillot kontinuerlig bruk ved Mach 3.2.

Forkjølte turbojets

Motorer som må kjøre med lave hypersoniske hastigheter kan teoretisk ha høyere ytelse dersom varmeveksleren brukes til å kjøle inn luften. Den lave temperaturen gjør det mulig å bruke lettere materialer og å injisere mer drivstoff. Denne ideen utviklet seg til design som SABRE , som ville tillate en-trinns orbitalflyging, og ATREX , som kan bruke motorene som boostere for romfartøyer. Dette skjer på en lignende måte som en rakett gjør i skyteøyeblikket. En kraft på 10g øker og skyvet akselererer lineært.

Nukleær ramjet

Prosjekt Pluto var en kjernefysisk ramjet designet for å drive et kryssermissil . I stedet for å brenne drivstoff som vanlige jetmotorer, ble luften varmet opp ved hjelp av en høytemperatur atomreaktor . Dette økte den spesifikke impulsen til motoren, og ramjet ble spådd å kunne fly i flere måneder med supersoniske hastigheter. Den største ulempen er imidlertid at det ikke var noen åpenbar måte å stoppe motoren på når den først ble startet. Også fordi reaktoren var uskjermet, var det farlig å være i eller rundt kjøretøyets flybane, selv om eksosen ikke var radioaktiv.

Scramjets

Scramjets eller supersoniske ramjets er utviklingen av ramjet som gjør det mulig å operere med høyere hastigheter. Den deler samme struktur som ramjet, som i utgangspunktet er et rør som komprimerer luft uten bevegelige deler. Men i scramjets er luftstrømmen supersonisk gjennom hele motoren, uten behov for å bruke ramjet diffusorer for å opprettholde subsonisk lufthastighet. Scramjets starter med hastigheter på Mach 4 og har en teoretisk topphastighet på Mach 17. Hovedproblemene med scramjets er knyttet til kjøling på grunn av oppvarming ved høye hastigheter.

Referanser

↑ ROYAL SPANISH ACADEMIA DICTIONARY OF THE SPANISH LANGUAGE - tjueandre utgave
↑ Jorge García de la Cuesta Aeronautical Terminology
↑ Propelleffektivitet
↑ Sammenslåing av luft og rom (PDF)
↑ K.Honicke, R.Lindner, P.Anders, M.Krahl, H.Hadrich, K.Rohricht. Beskribung der Konstruksjon der Triebwerksanlagen. Interflug, Berlin, 1968

Eksterne lenker

Wikimedia Commons er vert for en mediekategori på Jet Engines .