Vad är en ramjet?

En jetmotor komprimerar luft, värmer den genom att blanda den med bränsle och bränner den och låter den uppvärmda luften fly i slutet, där den accelererar till mer än sin initialhastighet i en convergent-divergent nozzle eftersom densiteten av den uppvärmda gasen är lägre, vilket därmed kräver en högre volym vid samma tryck.

Genom att omvandla den kinetiska energin i flödet till tryck (potentiell energi) skapar intaget högtrycksluft för att mata motorn. Detta kallas tryckåterhämtning och ökar med kvadraten av flödeshastigheten. Vänligen se nedan för en tomt: Detta sätter ett tryck på 1 på Mach 0.5, vilket är på högsidan för flödeshastighet nära kompressorns ansikte i ett jetmotorintag.

Observeraattluftenistatiskaförhållandenmåsteaccelereras,såattintagetrycketendastär84%avomgivningstrycketochvidMach0.85,flyglinjensmaximalahastighet,ärinsugningstrycket1,37gångerhögreänomgivandetryck.Menvidsupersoniskhastighetgårdetverkligenbra:Tryckåterhämtningenför Concorde var redan 6 vid Mach 2.0 och för SR-71 var det 40 vid Mach 3.2. Om du vill ha ett mer matematiskt tillvägagångssätt, ger ekvationen för isentropisk komprimering: $$ p_0 = p _ {\ infty} \ cdot \ frac {(1.2 \ cdot Ma ^ 2) ^ {3.5}} {\ left (1+ \ frac {5} {6} \ cdot (Ma ^ 2-1) \ right) ^ {2,5}} $$ De udda exponenterna har att göra med förhållandet mellan specifika värmer $ \ kappa $ av luften. 3,5 är faktiskt $ \ frac {\ kappa} {\ kappa-1} $ och 2,5 är $ \ frac {1} {\ kappa-1} $. Verkliga kompressionsförhållanden ligger något under den ideala isentropa kompressionen på grund av friktion, men inte så mycket.

Den exakta ekvationen som används för diagrammet ovan produceras genom att beräkna förhållandet till intaget Mach-nummer direkt, den här gången med $ \ kappa $ = 1.405: $$ \ frac {p_ {intake}} {p _ {\ infty} } = \ left (0.2025 \ cdot ma ^ 2 \ cdot \ left (1 \ left {\ frac {Ma_ {intake}} {Ma _ {\ infty}} \ right) ^ 2 \ höger) + 1 \ höger) ^ {3,469} $$

Således får du redan kompressionsförhållandet för en J-47 , en tidig turbojetmotor på Mach 2 och det för en GE90 , en modern turbofan-motor på Mach 3.2. Utöver det ger det ingen mening att komplicera motorn med turbo-maskiner. Låt bara ramtrycket ge dig kompressionen för tryckgenerering. Du behöver dock förstärka fordonet på annat sätt först, eftersom den möjliga drivkraften är proportionell mot tryckåtervinningen eller kvadraten av flyghastigheten. Ingen hastighet, ingen dragkraft!

Du kanske har läst påståenden att J-58 i SR-71 var en ramjet. Det här är bara hälften sant . Under Mach 2 fungerade det som en vanlig turbojet, men den hade bypass-rör som ledde lite luft från kompressorns fjärde steg kring de senare kompressorns steg, förbränningskamrarna och turbinen direkt i efterbrännaren. Nu komprimerades en del av luften i inmatningen och matades direkt till ett förbränningsområde och genom ett konvergerande divergerande munstycke, så denna del fungerade som en ramjet. En del av luften passerade emellertid fortfarande genom kärnmotorn för att hålla den igång.

Ett bättre exempel på ett ramjet-driven plan är Lockheed D-21 rekognosnings drone som använde en Marquardt RJ-43 ram jet för framdrivning. Dess kryssningsfart var Mach 3.7, tillbaka för 50 år sedan! Se nedan för en bild ( källa ).

Observeraattsammatricksomgörenramjetmöjligtkananvändasförattminskakyldragetförhöghastighetskolvflygplan.Enväldesignadkylkanalsaktarochkomprimerarinkommandeluftochvärmerdengenomattlåtadenströmmagenomenradiator.Denuppvärmdaluftenharenhögreavfartshastighet,vilketresulterarijetkraftsomkankompenserakyldragningenvidhögrehastigheter. Republic XF-12 , en mycket underapprecierad design, gjorde ett exempel på användningen av detta teknik.

Ramjet är konceptuellt den enklaste jetmotorn. Det är en kanal där luften bränns och skapar en het stråle som ger kraft, det är känt aero termodynamisk kanal eftersom det inte är mer än en kanal där en termodynamisk cykel utförs. De används inte längre för flygplan, eftersom det inte kan ge tryck på noll flyghastighet -som han inte har någon kompressor i diffusorn och modern turbofan är mycket effektivare. Den är sammansatt av en diffusor , en brännare och en munstycke , den använder dynamisk komprimering av ram luft i dess inlopp och sedan den heta jetutbyggnaden i ett konvergerande divergerande munstycke som det är supersoniskt.

Flygplan som Blackbird använde en ramjet för att nå högre maskinhastighet genom att starta ramjet när den var redan subsonisk.

Ta en titt här

men det korta svaret

A ramjet, sometimes referred to as a flying stovepipe or an athodyd (an abbreviation of aero thermodynamic duct), is a form of airbreathing jet engine that uses the engine's forward motion to compress incoming air without an axial compressor.

Med andra ord använder den den kraft det genererar för att komprimera den kommande luften genom att "ramma" den i motorn. Eftersom de inte har något sätt att dra in luft fungerar de inte i en statisk (inte framåtriktad) situation. De fungerar ofta bäst vid supersoniska hastigheter. Bortsett från den enhet som används för att pumpa bränsle i motorn har de i huvudsak inga rörliga delar.