Statorréacteurs dans les avions

1993/10/01 Alargunsoro, F. Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Avions de plus en plus rapides

Pour avertir de cette vitesse, on peut dire que le son à pression maritime a une vitesse d'air de 341 m/s et parcourt 1.227,6 kilomètres par heure. Cette vitesse est, par définition, la vitesse de Mach 1, et sont extrêmement puits qui circulent plus vite.

Si l'avion normal actuel prend dix-huit heures de New York à Tokyo, l'avion avec superrestaurtorréacteur voyagerait trois heures à une vitesse de Mach 6. Il faut préciser que les Russes, préparés un superrestaurtorréacteur dans le centre de recherche pour moteurs d'aviation, ont atteint la vitesse de Mach 6 dans le cosmdrome de Baikon. Cette vitesse de 7.365,6 km/h a été maintenue l'an dernier en 130 secondes sur un vol de 180 kilomètres.

Pour les experts américains, cela a été une surprise. Cette année, malgré un budget de 260 millions de dollars pour l'aviation aérospatiale, ces essais ne sont pas prévus pour trois ans supplémentaires.

Le chemin du statorréacteur est la voie par laquelle le Concorde Europe ou le Boeing 747 nord-américain doivent suivre dans une vingtaine d'années. Pour la fourniture de lignes intercontinentales sont déjà conçus avions à 6 vitesses de Mach. Ces véhicules circuleraient dans les couches supérieures de l'atmosphère (stratosphère) et serviraient à mettre en orbite certains appareils. Le superrestaurateur est le moteur idéal pour ces avions, connu en Amérique du Nord comme Scramjet.

Nouveau moteur et chaleur

Un grand obstacle à ce nouveau réacteur est que la combustion se fait à vitesse modérée ou hypersonal. Bien que l'air extérieur descende légèrement sa vitesse d'entrée au moteur, la chambre de combustion a une vitesse de Mach 4.

M. Responsable de la recherche russe M. Ogorodnikov indique que la performance du statorréacteur habituel (habituellement la combustion se fait à des vitesses inférieures à celles du son) diminue considérablement à mesure qu'ils s'approchent à des vitesses hyioniques (Mach 6). Entre l'entrée d'air et la chambre de combustion, des ondes de choc avec des températures et des pressions excessives sont générées dans la chambre de combustion. Cela implique une plus grande résistance mécanique dans la chambre de combustion et une poussée inefficace du réacteur.

Cette baisse de performance est due à deux facteurs. D'une part, l'énergie mécanique se dégrade avec des ondes de choc et, d'autre part, le bilan thermique de la combustion diminue. De plus, les réactifs du carburant sont dissociés à des températures élevées. Par conséquent, si on veut éviter ces problèmes, le flux de gaz dans les statorréacteurs doit être maintenu à des vitesses inférieures à celles du son.

Marques soviétiques

Cependant, aujourd'hui, il semble que les Russes dominent également les flux suppléants. En fait, les Soviétiques travaillent depuis longtemps sur ces questions. Dans les années 1920-30, ils ont connu des avions et des lanceurs. Tsander, S.A. Stechkine et V.I. Basé sur des études de Dudakov.

Yu en 1939. Pobedonovstev et I. A. Le garagiste de l'ingénieur militaire Merkulov a été testé sur un avion Pollikarpov I-152. Plus tard, le 2 janvier 1940, P. Ye Le pilote Loginov a d'abord volé dans le monde sur l'aérodrome Frounze de Moscou sur l'I-152 avec le statorréacteur DM-2. 140 vols supplémentaires avec DM-2 et DM-4.

Ensuite, la Seconde Guerre mondiale a paralysé toutes les sessions et après les durs temps de Staline, ils ont repris ce thème. E., assistant de Sergei Paulovitx Korolev (célèbre spatiiste). S. Le professeur Txetnikov a établi les bases théoriques pour la combustion à moteur à la vitesse supposée et en 1958 a breveté le système. Les Soviétiques ne pensaient pas alors que ce moteur ne pouvait pas être utilisé dans les avions, car son moteur a été conçu pour des missiles hyériques.

(1) est le moteur le plus simple qui peut être le garagiste. Souffle l'air extérieur à grande vitesse. Il est comprimé dans le canal avant de se mélanger avec le carburant. Le mélange est brûlé dans la chambre de combustion et les gaz qui en résultent sont décompressés et sortent rapidement de l'autre extrémité du tube. Le principal avantage du statorréacteur est qu'il n'a pas la pièce qui se déplace, mais avant de l'allumer il doit avoir une grande vitesse. C'est pourquoi un avion ou un lanceur doit d'abord conduire à cette vitesse d'allumage minimale.
(2) le turboréacteur peut commencer à fonctionner au repos. Cependant, il a beaucoup de pièces qui se déplacent et est plus compliqué. Compresseur multi-étages qui prend de l'air extérieur et le comprime. Il est introduit dans la chambre de cuisson et mélangé avec le carburant. Les gaz brûlés sont décompressés en tournant la turbine à plusieurs étages et en actionnant l'axe du compresseur. En raison du frottement de ces pièces rotatives, les vitesses maximales du turboréacteur sont de Mach 2 ou 3. Les garagistes sont de Mach 10- ou plus.

Nouveau garagiste

Cependant, le 28 novembre 1991, ce moteur a été utilisé de manière adéquate dans le domaine civil, battant les marques existantes. Ce qu'ils ont utilisé est le statorréacteur à hydrogène liquide. Dans la section précédente, on a mentionné les problèmes des escrocs dans la chambre de cuisson et ceux-ci et d'autres ont été dominés par les Russes.

M. Selon le responsable Ogorodnikov, le moteur ne fonctionne qu'à des vitesses supérieures à 3.500 km/h, ce qui signifie que l'air introduit est chauffé à 2.000 ºC. L'hydrogène liquide a été le plus approprié pour surmonter les problèmes dans tous les combustibles éprouvés, car en plus de générer peu de problèmes d'injection et d'évaporation, il a une plus grande capacité énergétique. Il a été prouvé qu'il brûle bien dans le flux subsonique et supersonnel (les deux).

Ils ont dû tester le moteur sur un vol atmosphérique. Il n'est pas possible d'effectuer des essais au sol en imitant des conditions à la vitesse de Mach 6. Des simulations informatiques pouvaient également être effectuées, mais le test aérien était le plus sûr pour vérifier les calculs.

Test russe russe

Dans le cosmodrome de Baikoniz, le statorréacteur a été lancé dans un missile sol/air à quatre accélérateurs. Le « superrestaurtorréacteur » a maintenu la vitesse de Mach 6 en 130 secondes ou 180 kilomètres. Ils ont dû concevoir tout le test : une mission avec des capots, le moteur lui-même, son fonctionnement, le refroidissement, etc.

Le moteur est symétrique. avec différentes étapes de compression d'air, chambre de combustion de diamètre variable et tuyau d'échappement court. Le trou d'entrée d'air est de 0,23 mètres et une longueur totale de 1,28 mètres. Le moteur s'allume automatiquement à la vitesse de Mach 3 et reste stable dans tous les régimes de fonctionnement.

La chambre de combustion du statorréacteur est conçue pour deux régimes de fonctionnement. À des vitesses « basses » (Mach entre 3 et 5), l'hydrogène est brûlé à vitesse supersonique, mais le gaz de combustion se déplace à vitesse hipersonnelle entre Mach 6 et 8. L'hydrogène est alimenté par des injecteurs multicranurés qui fonctionnent à des vitesses différentes.

Le statorréacteur a été placé à l'extrémité d'un lanceur, avec 250 capteurs et jauges dans le même projecteur. Il avait également monté des alimentateurs à combustible et système cryogénique pour maintenir l'hydrogène liquide à -253 ºC. La mémoire informatique a également fonctionné pour enregistrer les mesures et le système de transmission à la Terre.

Cet essai a permis de tester la dynamique et la technologie du gaz. Des paramètres d'entrée d'air, chambre de combustion, équipement de contrôle, régulation d'alimentation, refroidissement de tube et moteur complet ont été établis.

La tâche la plus difficile est de fournir et d'alimenter ce moteur à -235 degrés Celsius d'hydrogène liquide. Pour cela, ils ont dû inventer un nouveau système.

La poussée exercée par le statorréacteur oscille entre 200 et 500 kg. Dans la chambre de cuisson la température varie entre 1.500-1.800 degrés et la pression est de 1 ou 2 atmosphères.

Comme on a pu le constater dans les essais réalisés jusqu'à présent, le moteur fonctionne parfaitement dans les deux régimes (subsonique et superpersonnel). Par conséquent, le superrestaurtorréacteur peut remplacer les lanceurs qui fonctionnent par étapes. Ces lanceurs ne peuvent être utilisés qu'une seule fois et les avions aérospatiaux autant de fois que vous le souhaitez.

Dans le futur quoi ?

Les Russes sont sur le point de développer cette voie si satisfaisante. Ils veulent tester le statorréacteur pour obtenir une vitesse Mach 10 (12.276 km/h) à 35 kilomètres de hauteur. Ils ont également l'intention de répéter avec des statorréacteurs de géométrie différente, en utilisant un tireur plus grand que l'actuel.

En Russie, cependant, les problèmes économiques sont difficiles et ont un grand manque d'argent pour développer ces programmes. Comme une solution est de trouver des financements à l'étranger, ils ont fait quelques pas en Amérique du Nord et d'autres états.

La figure montre le statorréacteur hypersonnel (1) et le missile porteur terre/air (2). L'ensemble a une longueur de 4,3 mètres et un diamètre maximum de 0,70 mètres. Son poids est de 592 kilos. Dans
le canal interne du statorréacteur, quand l'air passe, il a des injecteurs d'hydrogène. L'hydrogène est refroidi en réservoir et sous forme liquide, mais avant d'arriver à l'injecteur, il est chauffé dans le tuyau d'échappement et devient gaz.