18新利最新登入首先是如何工作的

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NASA工程师劳拉·奥康纳检查超音速冲压发动机(超燃冲压发动机)引擎模型在汉普顿的兰利研究中心,维吉尼亚州。
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谁的肚子失败了高潜水可以告诉你,当你遇到一个流体不让开给它时间,它会反击。潜水员击败物理学通过投入更有效率,和更快的汽车和飞机做运动更符合空气动力学的形状。附近的一个点,但有声音障碍,简化是不够的——一个速度的空气使你的飞机在空中开始锤你看似不可逾越的阻力,teeth-rattling动荡和残酷的冲击波。的确,许多人认为这声障牢不可破,直到1947年10月14日查克·耶格尔火箭贝尔x - 1的证明他们错了。

但是,如果你可以把所有的堆积成山的空气对你有利?如果不是生产通过它与螺旋桨或燃烧火箭,你可以打包成特殊形状的管、泵用爆炸和火灾在超音速喷嘴,所有没有主要运动部件?你会有一个非常特殊类型的喷气发动机,一个“会飞的大礼帽”适合划破天空在数千英里每小时。你会有一个冲压喷气

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但是冲压喷气的明显简单是具有欺骗性的;需要先进的航空工程、现代材料和精密制造拉人了——这在一定程度上解释了为什么一个想法一样古老,动力飞行几十年来多次了,抛弃冷战时期取得有限的成功。

速度与它的主要竞争,火箭燃烧燃料使用机载氧化剂如硝酸铵,氯酸钾或氯酸铵,对于呼吸空气。因此,尽管火箭可以在接近真空的空间,首先必须穿越大气层。他们必须这样做,以非常高的速度,太约-3.0 2.5马赫,或三倍音速,因为首先利用工作内存的压力,自然空气压缩带来的飞机的高速度。换句话说,对于盟友的冲击波和压缩力量曾经反对高速飞行;他们真的顺其自然(来源:百科全书;美国国家航空航天局]。

对于使用比火箭更有效的长距离但遭受重大劣势:速度较慢,它们是没有用的。因此,他们依靠助推火箭或其他车辆的速度。独立的冲压喷气飞机通常使用混合动力引擎[来源:美国国家航空航天局]。

如果这种解释飞过去你以超音速的速度,这可能是因为我们跳过很多酷和有趣的东西。让我们看看如何喷气发动机开发18新利最新登入了生产这个现代奇迹。

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爆炸和移民

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摄影师用高速摄像机电影冲压喷气推力扩增器火焰的i - 40公路上啊引擎在克利夫兰的刘易斯飞行推进实验室。实验室(后来称为约翰·格伦研究中心)。
©Corbis

飞机上运行控制爆炸。这听起来奇怪,直到你意识到大多数汽车发动机,:拉在空气中,压缩它,将它与燃料,点火和爆炸!你推一个活塞。但是涉及周期性或汽油和柴油发动机脉动燃烧,飞机需要持续燃烧,燃料和空气混合,燃烧起来没完没了。无论哪种方式,燃烧更多的橡胶意味着喝下更多的气体,这意味着更多的氧气来吸得到正确的混合物。与增压器的汽车这样做;在喷气发动机,更复杂的[来源:百科全书]。

第一个操作转入喷气式飞机作战二战快结束时使用涡轮喷气飞机引擎,一个简单的但巧妙的设计依据布雷登(或焦耳)周期:当飞机飞行,通过摄入到空气流扩散器室,降低气流和抑制冲击波。然后通过一系列的刃的磁盘:旋转转子,迫使空气向后,静止的,引导气流。在一起,他们作为一个压缩机,泵内压力喷射燃烧室。燃料与压缩空气混合并点燃,爆破温度为1800 - 2800 F (980 - 1540 C)范围或更高[来源:百科全书;克鲁格;Spakovszky]。

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爆炸压力随温度上升,这创造了很多力无事可做,但寻求快速退出。随着排气芽通过后方喷嘴产生推力将飞机。途中喷嘴,通过涡轮排气也芽连接到转子的扭矩轴。随着涡轮旋转,它将能量传输到压缩机叶片面前,完成循环。

在飞机上涡轮螺旋桨飞机直升机涡轮轴发动机发动机、涡轮机也将权力转交给一个螺旋桨或直升机通过一系列齿轮转子。

涡轮喷气包很多权力,但在低速斗争。因此,在1970年代和1960年代,开始倾向于低超音速飞机涡扇发动机大多数私人飞机和商业飞机仍在使用。涡扇发动机的火鸡”,本质上是一个涡轮喷气包在一个较大的整流罩涂上喜欢的面前。发动机的风扇将更多的空气,然后分裂成两个流:一些空气穿过嵌套涡轮喷气飞机,而其余流经的空白。两个流团聚时重定向冷空气混合与涡轮喷气飞机的尾气和减缓下来,创造一个更大的推力慢流低速更为高效,[来源:百科全书;克鲁格]。

与此同时,在涡扇发动机进入他们自己的时间,研究冲压喷气飞机终于击中。它已经很长一段路。

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首先,之前的时间?

谁说你必须走之前从未见过的法国人雷内·洛林运行。他看到冲压力推进的可能性早在1913年,当飞行员仍荣耀木飞风筝。在亚音速意识到设计的无用,他设计了一个ramjet-assisted飞行炸弹。法国军方挥舞着他。艾伯特Fono匈牙利工程师,另一个冲压喷气先驱,1915年一个类似的想法和收到奥匈帝国军队可比接待[来源:乔治-;黑和普拉特;Wolko]。

对于设计之间享受短暂的时尚世界大战。苏联工程师了早期的进步在rocket-based喷气机(见下一节),但兴趣烧坏了1940年之前。德国占领法国工程师中断Rene Leduc早期的工作,但他的坚持和保密付清4月21日,1949年,当他010年Lorin-inspired模型首次冲压喷气飞机的动力飞行。抬到高处在郎格多克161客机,它飞了12分钟,达到了每小时450英里(724公里)的一半力量[来源:Siddiqi;病房;Wolko;Yust等。]。

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一段时间,仅此而已。尽管爱的成功,资金缺乏官方支持他的研究在1957年结束[来源:Siddiqi;病房;Wolko;Yust等。]。冲压喷气开始看起来像个发明没有应用程序。与此同时,第二次世界大战已经迎来了第一代操作涡轮喷气:英国釉流星,德国梅塞施密特我262和美国洛克希德马丁公司f - 80流星[来源:百科全书;百科全书;百科全书;美国空军国家博物馆;van Pelt]。

随着战争的结束,冷战升温,很明显,涡轮喷气和涡扇发动机更实用比对于亚音速和超音速的解决方案。之后,美国和苏联大部分工作对于侧重于建立洲际导弹。1950年,美国工程师威廉·h·艾弗里和约翰霍普金斯大学应用物理实验室生产的塔洛斯,美国海军的第一次冲压发动机导弹。未来几代人将改进和简化设计,引入混合ramrockets能够实现高超音速(3 - 5马赫)(见下一节)[来源:霍夫曼;Kossiakoff;病房]。

尽管有趣的设计像希勒XHOE-1黄蜂直升机,该共和国xf - 103炸弹拦截器和短暂的洛克希德D-21B无人侦察无人机,冲压喷气飞机的停滞不前,直到1964年的处女作洛克希德sr - 71黑鸟。最快的载人飞机,直到1989年退休,Mach 3 +黑鸟也使用混合动力引擎,有时被称为turboramjet(来源:美国空军国家博物馆;史密森学会;病房]。

我们将深入介绍sr - 71和其他冲压喷气动力和亚型在接下来的部分。

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首先:让马赫的模拟

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洛克希德sr - 71黑鸟侦察飞机飞行准备。黑鸟停在史蒂文·f·udvar - hazy中心一旦从洛杉矶飞往华盛顿特区在一小时内4分20秒。
/ Corbis©乔治大厅

如果对于太繁琐,何苦呢?在生成的压力和温度+ 2.5马赫,大多数飞机引擎非常不切实际,就毫无意义了。即使你可以做一个工作,这样做会把风车运行在飓风的危害漫无目标的牵引波机瓦胡岛的北岸。

对于其他飞机的基本原则和曲柄他们11日所有主要没有移动部件。空气进入超音速冲压发动机的扩散器,攻击冲击波,帮助建立内存压力。身体摄入的菱形中心进一步挤压空气和更有效地减缓了它亚音速混合燃料和燃烧。燃烧发生在公开室类似于一个巨大的加力燃烧室,注入液体燃料和固体燃料熔化室两侧的[来源:Ashgriz;百科全书;次抢断;病房]。

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首先启动速度限制逐步启发混合动力引擎,可以以较低的速度和加速飞到超音速的速度。最著名的例子,sr - 71黑鸟,用turbojet-ramjet混合,适当,turboramjet。这种引擎的工作像一个二次燃烧涡轮喷气飞机直到过去马赫1,之后管道旁路涡轮喷气和重定向ram-compressed气流进入加力燃烧室,使引擎表现得像一个冲压喷气[来源:病房]。

导弹设计,与此同时,逐渐与支持者通过移动了他们在冲压喷气本身,创造ramrockets,又名积分火箭喷气机。在火箭加速度,插头暂时密封冲压喷气的摄入量和燃料喷射器。一旦火箭花和冲压喷气速度,这些突然离去,空火箭作为燃烧室[来源:病房]。

展望未来,穿越马赫5线到高超音速的速度可能会需要超高速冲压喷气发动机(超音速燃烧对于使用)。不像其他的喷气机,超高速冲压喷气发动机不需要空气在燃烧室亚音速速度缓慢。完成点火和扩张前的0.001秒拍摄压缩空气排气,超高速冲压喷气发动机通常使用氢燃料,具有高特定的冲动(每单位质量的推进剂动量的变化),点燃了范围广泛的燃料/空气比率时,释放出巨大的能量燃烧[来源:鲍尔;百科全书;美国国家航空航天局]。

超高速冲压喷气发动机保持理论在过去的几十年里,仍然主要实验工作。2004年11月,美国宇航局的八年,2.3亿美元的hyper - x计划产生了超燃冲压发动机,达到9.6马赫的最后一次飞行。一些分析人士认为,技术可以达到15 - 24马赫,但空中旅行以超音速的速度意味着克服部队所面临的与最快的超音速飞机。简而言之,我们还有很长的路要走从纽约到洛杉矶通勤12分钟(来源:鲍尔;美国国防部高级研究计划局;弗莱彻;美国国家航空航天局]。

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作者附言:首先是如何工作的18新利最新登入

我经常的故事迷住了伟大的创新,没有找到应用程序时首先发明的。例如,写这篇文章时,我反复提醒的激光,它曾经被称为寻找问题的解决方案。

哦,几十年带来多大的变化。

另一方面,有时奇怪的发明成为百万富翁。其他时候我们发明的一个目的有不可预见的应用。在其许多贡献,美国太空计划发明了肋泳衣永远地改变了尿布。今天,材料科学家发现我们尚未找到使用的属性。幸运的是,他们会比洛林的。

相关文章

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