Giriş konisi - Inlet cone

İle karıştırılmaması gereken Şok elmas.
Bir giriş konisi MiG-21MF

Giriş konileri (bazen aranır şok konileri veya giriş merkez gövdeleri[1]) bazılarının bir bileşenidir süpersonik uçak ve füzeler. Öncelikle kullanılırlar ramjet, benzeri D-21 Etiket Tahtası ve Lockheed X-7. Bazı turbojet uçaklar Su-7, MiG-21, İngiliz Elektrik Yıldırım, ve SR-71 ayrıca bir giriş konisi kullanın.

Amaç

Bir giriş konisinin temel amacı, motora girmeden önce süpersonik uçuş hızından ses altı hıza hava akışını yavaşlatmaktır. Dışında Scramjet motorlar, hepsi hava soluyan jet motorları düzgün çalışması için ses altı hava akışına ve motorun içinde süpersonik hava akışını önlemek için bir difüzöre ihtiyaç duyar. Süpersonik uçuş hızlarında, koninin tepesinde geriye doğru eğimli bir konik şok dalgası oluşur. Konik şok dalgasından (ve sonraki yansımalardan) geçen hava, düşük süpersonik hıza yavaşlar. Hava daha sonra difüzör geçidi içindeki güçlü bir normal şok dalgasından geçer ve ses altı hızda çıkar. Ortaya çıkan giriş sistemi daha verimlidir (açısından basınç kurtarma ) çok daha basitten pitot alımı.

Şekil

Giriş konisi, tepe noktasında oluşan şok dalgası giriş ağzına yönlendirilecek şekilde şekillendirilmiştir; bu, süpersonik uçuşta alımın düzgün çalışmasına izin verir. Hız arttıkça, şok dalgası giderek daha eğik hale gelir (koni daralır). Daha yüksek uçuş hızları için giriş konileri, yakalama alanının kanalın iç boğaz alanıyla nasıl değiştiğini kontrol etmek için eksenel olarak hareket edecek şekilde tasarlanmıştır. En iyi giriş işlemi için, bu gerekli alan oranı, artan uçuş Mach sayısı ile büyür, dolayısıyla üzerindeki büyük giriş konisi hareketi SR-71 düşük hızlardan Mach 3.2'ye kadar iyi performans göstermesi gerekiyordu.

Operasyon

Ses altı uçuş hızlarında, konik giriş daha çok bir pitot girişi veya ses altı difüzör gibi çalışır. Bununla birlikte, araç süpersonik giderken konik şok dalgası koni tepesinden çıkan görünür. Şok dalgasından geçen akış alanı azalır ve hava sıkıştırılır. Uçuş Mach sayısı arttıkça, konik şok dalgası daha eğik hale gelir ve sonunda giriş ağzına çarpar.

Daha yüksek uçuş hızları için, süpersonik sıkıştırmanın daha geniş bir hız aralığında daha verimli bir şekilde gerçekleşmesine izin vermek için hareketli bir koni gerekli hale gelir. Artan uçuş hızı ile koni arkaya veya girişe doğru hareket eder. Koni yüzeyinin şekli ve iç kanal yüzeyinden dolayı, havayı süpersonik olarak sıkıştırmaya devam etmek için iç akış alanı gerektiği kadar azalır. Bu yolda meydana gelen sıkıştırmaya "dahili sıkıştırma" adı verilir (koni üzerindeki "harici sıkıştırmanın" aksine). Minimum akış alanında veya boğazda normal veya düzlemsel bir şok meydana gelir. Akış alanı daha sonra ses altı sıkıştırma veya difüzyon için motor yüzüne kadar artar.

Koninin giriş içindeki konumu, düzlem şok dalgasını boğazın hemen aşağı akışında doğru bir şekilde tutmak için genellikle otomatik olarak kontrol edilir. Bazı durumlar şok dalgasının girişten atılmasına neden olabilir. Bu bir başlatmak.

sınır tabakası koni üzerindeki koni, koni yukarı doğru hareket ederken gerilir. akış ayrımı, ancak dahili sıkıştırma ve ses altı sıkıştırma için sınır tabakası hala ayrılma eğilimindedir ve genellikle minik deliklerden emildi duvarın içinde. Bir yan not olarak havacılık motoru sınır tabakası, koninin hemen yüzeyindeki hava molekülleri ile tamamen hızlandırılmış hava akımı arasındaki daha büyük hız farkına ihtiyaç duyulduğunda koninin sonuna doğru kalınlaşır.

Alternatif şekiller

Bazı hava girişlerinde bir bikonik merkez (MIG-21 ), her ikisi de giriş ağzına odaklanan iki konik şok dalgası oluşturmak için. Bu, basınç kurtarmayı iyileştirir.F-104, Mirage III ) yarı konik bir merkez gövdesi kullanın. F-111 eksenel olarak hareket eden bir çeyrek koniye ve ardından genişleyen bir koni bölümüne sahiptir.

Concorde, Tu-144, F-15 Kartal, MiG-25 Foxbat, ve A-5 Vigilante Motor bölümünün dikdörtgen ve düz olduğu sözde 2D girişleri kullanın giriş rampası çift ​​konilerin yerini alır. giriş rampaları, süpürülmüş giriş kaportalarına izin verir (F-22 Raptor, F-35 Yıldırım II ) şoklardan kaçınmak için.

Diğer bazı süpersonik uçaklar (Eurofighter Typhoon ) değişken bir alt kaporta dudağı kullanın[2] yüksek açılı hücum operasyonu ve şok sisteminin süpersonik Mach sayılarında stabilizasyonunu kolaylaştırmak için giriş rampasına dahil edilmiş bir boşaltma sistemi (gözenekli duvar) için. Giriş akışının iyileştirilmesi için (distorsiyonun azaltılması), hava, girişin aşağı yönündeki rampa tarafındaki bir giriş boşaltma deliği yoluyla boşaltılır. Bir saptırıcı ile gövdeden ayrılan rampa, akışı yavaşlatmak için eğik bir şok üretir. İki girişi ayıran ayırma plakasının ön kenarı, bu eğik şokun aşağı tarafında bulunur.[3]

En az bir süpersonik ve bir ses altı rampa kullanılır, ancak iyileştirilmiş sızdırmazlık için birden fazla süpersonik rampa kullanılabilir. Sınır katmanı (ses altı pitot girişinin harici sıkıştırmayla önlediği bir şey) ayrılma eğilimindedir ve rampa girişinin daha küçük sınır katmanı bir giriş konisine kıyasla avantaj. ayrılmayı önlemek için girdap üreteçleri sınır tabakasını serbest akışla karıştıran (veya sınır tabakası gözenekli bir yüzeyden emilerek sürüklenmeye yol açan) kullanılır. Fandan sonra sıcak yavaş karışan hava motor tarafından geçirilirken hızlı soğuk hava motora teslim edilir.

Motordan sonra nispeten soğuk kalp ameliyati hava, motor egzozu ile duvarlar arasında bir izolasyon olarak kullanılır. Yine bir değişken oluşturmak için iki rampa kullanılabilir süpersonik nozul. Çoğunlukla ayna simetrik bir kurulum, üstte ve altta rampalarla kullanılır.

Kararlı, şoksuz süpersonikten ses altı geçiş için bir olasılık vardır. transonik kanatlar ve nihayetinde havayı bir döngüye göndererek bir girdap oluşturmak anlamına gelir. Daha sonra ses altı hıza son şok, ses altı bölgenin girdabın dışından içeriye doğru hareket etmesi ile eğiktir.

Birçok süpersonik uçak (F-16 Savaşan Şahin ) konik merkez gövdeden vazgeçin ve basit bir pitot alım. Süpersonik uçuş hızlarında doğrudan girişin önünde ayrı, güçlü bir normal şok belirir ve bu da zayıf basınç kurtarmaya yol açar.

Ayrıca NASA, kompresörün tamamına bir boşluk ekler. Süpersonik akış rampalar aracılığıyla atlar, ses altı akış ise dönebilir ve boşluktan çıkabilir. Bu şekilde bir durağın kaldırılması daha kolaydır [1]. Ayrıca türbülansı tespit etmek ve girişi gerçek zamanlı olarak ayarlamak için girişin önündeki havayı ölçmek için planlar vardır.

Ramjet

Girişin sıkışması hız ile yükseldikçe, birinci kompresör kademesinin sıkıştırması buna göre azaltılır. art yakıcı bir türbin arkasında stokiyometrik karışım gibi ramjet ancak daha yüksek basınçta ve dolayısıyla saf bir ramjetten daha fazla verimlilikte. iddia edildi Mach 3.5'teki bir girişin aynı sıkıştırmayı ürettiğini (44: 1 [2] ) sıfır hızda bir jet motorunun tüm kompresörü olarak, bu nedenle türbin baypas edilmelidir.

Giriş konisi kullanan motorların listesi

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ NASA Dryden[kalıcı ölü bağlantı ] F-15 için orta gövde girişi
  2. ^ http://data3.primeportal.net/hangar/luc_colin3/eurofighter_typhoon_ehlw/images/eurofighter_typhoon_ehlw_58_of_59.jpg
  3. ^ https://web.archive.org/web/20150613005132/http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?Location=U2&doc=GetTRDoc.pdf&AD=ADP011111
  • Benson, T. (2004). Yüksek Hızlı Aerodinamik Endeksi. Erişim tarihi: 19 Kasım 2004.
  • Eden, P. ve Moeng, S. (2002). Modern Askeri Uçak Anatomisi. Havacılık ve Uzay Yayıncılık Ltd. ISBN  1-58663-684-7.

Dış bağlantılar

İle ilgili medya Giriş konileri Wikimedia Commons'ta