Как модифицированный прямоточный воздушно-реактивный двигатель может создавать статическую тягу без турбины?

Большим преимуществом прямоточного воздушно-реактивного двигателя является отсутствие движущихся частей (поэтому его можно перевести как «стато-реактивный двигатель» с других языков). Однако еще большим недостатком является то, что ПВРД не может создавать статическую тягу, поэтому самолет с ПВРД не может взлететь сам по себе.

Ранние прототипы Leduc 0.22 и Griffon решили эту проблему, добавив коаксиальный турбореактивный двигатель. Это было дополнительно усовершенствовано с помощью турбореактивного двигателя Pratt & Whitney J58 , который приводил в движение SR-71 Blackbird.

Проблема в том, что, устраняя недостаток статической тяги, добавление турбореактивного двигателя сводит на нет преимущество отсутствия движущихся частей.

Есть ракеты, которые используют твердотопливные ракеты для решения этой проблемы, используя выхлоп ракеты для сжатия воздуха в прямоточном воздушном двигателе, который иногда называют трамбоном. Однако, судя по всему, нет самолетов с таким двигателем, а ракетные двигатели имеют совсем другие ограничения.

Существует ли авиационный двигатель, рабочий или теоретический, который работает как прямоточный воздушно-реактивный двигатель в крейсерском режиме, может взлетать на собственной мощности (не требуя наземных установок или съемной первой ступени/базы-носителя) и не имеет множества сложных движущихся частей? турбореактивного двигателя? Каковы его ожидаемые характеристики? Если нет, то каковы шоу-шоу?

И почему мы не можем просто ввести какой-нибудь окислитель (например , WFNA ) для создания статической тяги?

Проблема впрыска окислителя заключается в том, что он должен откуда-то поступать, т.е. вы должны носить его с собой, т.е. у вас больше веса топлива и меньше доступной полезной нагрузки.
@Federico Идея состояла в том, чтобы иметь небольшой бак с окислителем, который помогал бы при взлете и посадке (и в случае чрезвычайной ситуации). Массовый штраф был бы компромиссом в первую очередь за использование прямоточного воздушно-реактивного двигателя.
Я не думаю, что выхлоп ракеты подавался в двигатель, ракета использовалась, чтобы разогнать все это до скорости, при которой прямоточный воздушно-реактивный двигатель мог начать работать. Или я вас неправильно понял?
@zeta-band Оба, кажется, существуют: некоторые прямоточные реактивные ракеты разгоняются до скорости за счет первой ступени ракеты, действующей как твердотопливные ракетные ускорители тяжелых спутниковых пусковых установок. У других ракета в передней части, а то и твердотопливная прямо внутри ПВРД. Ракета MBDA Meteor, похоже, использует последний вариант.
Возможно, интересно знать, что ракетный двигатель на жидком топливе обычно приводится в действие турбонасосом, поэтому аргумент об отсутствии движущихся частей не работает и для ракет, работающих на жидком топливе.
Прямоточный воздушно-реактивный двигатель работает по принципу, согласно которому воздух сжимается за счет напорного давления, прежде чем смешивается с топливом и воспламеняется, а это означает, что он по определению не может создавать статическую тягу. Возможен прямоточный ракетный двигатель, который сначала работает как ракетный двигатель, а затем как прямоточный воздушно-реактивный двигатель.
@ Дж. Саутворт Насколько осуществим такой прямоточный двигатель для самолета? Насколько все это будет сложно в конечном итоге?
Хороший вопрос, ответ на который будет зависеть от других вопросов; какой уровень эффективности требуется? Какие пропелленты и виды топлива приемлемы с точки зрения безопасности? Какое время выполнения работ приемлемо? Я думаю, что, вероятно, было бы лучше запустить самолет с помощью твердотопливных ракетных ускорителей, которые затем были бы сброшены, оставив самолет продолжать работу на прямоточном воздушно-реактивном двигателе.
Прямоточный ракетный двигатель на жидком топливе может состоять из ракетного двигателя в сочетании с прямоточным воздушно-реактивным двигателем в расположении сверху и снизу с общей топливной системой, подающей топливо для прямоточного воздушно-реактивного двигателя, и того же топлива, а также окислителя для ракетного двигателя.
Ракетные двигатели, используемые в ракетах, представляют собой твердотопливные устройства, которые первоначально функционируют как твердотопливные ракеты, затем крышки воздухозаборников сдуваются небольшими зарядами взрывчатого вещества, что позволяет двигателю функционировать как прямоточный воздушно-реактивный двигатель.
@Federico: Кроме того, WFNA - это одна из последних вещей, которые вы хотите использовать в качестве окислителя - конечно, он окисляет топливо, но он также окисляет практически все остальное, до чего доходит.

Ответы (2)

Что ж, двигатели Pratt & Whitney J58, которые приводили в действие SR-71, работали аналогичным образом, используя систему байпаса, которая позволяет двигателю работать как прямоточный воздушно-реактивный двигатель на высоких скоростях и как турбореактивный двигатель на более низких скоростях.

По самой природе прямоточного воздушно-реактивного двигателя он зависит от давления застоя на входе и входном отверстии для повышения давления в воздушном потоке перед сгоранием. Просто невозможно достичь такого стагнационного давления на скоростях ниже 2 Маха или около того. Некоторое время назад в журнале Air & Space была статья о двух предприимчивых канадских подростках, которые пытались смастерить самодельный прямоточный воздушно-реактивный двигатель из железных канализационных труб для привода саней. По этой причине они не могли заставить дизайн работать.

Таким образом, вам, к сожалению, понадобится другой тип двигателя, чтобы разогнать самолет до таких высоких скоростей, на которых мог бы работать прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Турбореактивные двигатели хорошо подходят для этого приложения. Как и ракетные ускорители. Впрыск окислителя здесь не очень полезен, так как поток воздуха через двигатель недостаточно быстр, чтобы обеспечить устойчивое сгорание.

Теоретически другим способом реализации прямоточного ракетного двигателя на жидком топливе было бы включение ракетного двигателя в центральную часть воздухозаборника прямоточного воздушно-реактивного двигателя. По мере того, как самолет приближался к рабочей скорости прямоточного воздушно-реактивного двигателя, соотношение топлива и окислителя, подаваемого в ракетный двигатель, увеличивалось, так что часть топлива выбрасывалась из ракетного двигателя и смешивалась с воздухом перед сгоранием. После достижения полной рабочей скорости прямоточного воздушно-реактивного двигателя подача окислителя будет отключена, и в этот момент двигатель будет работать как прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Топливо для реактивных двигателей в основном аналогично топливу для авиационных турбин, но с немного более высоким удельным весом, более высокой вязкостью и более низкой температурой воспламенения, что соответствует типичным условиям эксплуатации прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Концентрированная перекись водорода может быть одним из потенциальных окислителей.

Как модифицированный прямоточный воздушно-реактивный двигатель может создавать статическую тягу без турбины?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v