Luftvermehrte Raketen (auch bekannt als Rakete-Ejektor, ramrocket, ducted Rakete, integrierte Rakete/Staustrahltriebwerke oder Ejektor-Staustrahltriebwerke) verwenden das Überschallauslassventil einer Art Raketentriebwerks zu weiterer Kompresse-Luft, die durch die Widder-Wirkung während des Flugs gesammelt ist, um als zusätzliche Arbeitsmasse zu verwenden, zu größerem wirksamem Stoß für jeden gegebenen Betrag des Brennstoffs führend, entweder als die Rakete oder als ein Staustrahltriebwerk, allein.

Sie vertreten eine hybride Klasse der Rakete/Staustrahler, die einem Staustrahltriebwerk ähnlich ist, aber fähig ist, nützlichen Stoß von der Nullgeschwindigkeit zu geben, und sind auch in einigen Fällen im Stande, außerhalb der Atmosphäre mit der Kraftstoffleistungsfähigkeit zu funktionieren, die nicht schlechter ist als beide ein vergleichbares Staustrahltriebwerk oder Rakete an jedem Punkt.

Operation

In einem herkömmlichen chemischen Raketentriebwerk trägt die Rakete sowohl seinen Brennstoff als auch sein Oxydationsmittel (der chemische Reaktionspartner, der die enorme innere Energie im Brennstoff veröffentlicht) mit sich im Flug. Die chemische Reaktion zwischen dem Brennstoff und dem Oxydationsmittel erzeugt Reaktionspartner-Produkte, die nominell gasses am Druck und den Temperaturen im Verbrennungsraum der Rakete sind. Die Reaktion ist auch (exothermic) Ausgabe enormer Energie in der Form der Hitze hoch energisch; das wird den Reaktionspartner-Produkten im Verbrennungsraum gegeben, der diese innere enorme Massenenergie der gibt; wenn ausgebreitet, durch eine Schnauze ist dazu fähig, sehr hohe Auspuffgeschwindigkeiten zu erzeugen. Manchmal werden das Oxydationsmittel und der Brennstoff, als in einer festen Rakete vorgemischt. Die Verbrennungsprodukte werden durch eine Schnauze erschöpft, wo sie sich ausbreiten und kühl werden. Das Auslassventil wird nach hinten durch die Schnauze geleitet, dadurch einen Stoß vorwärts erzeugend. In diesem konventionellen Muster ist die Mischung des Brennstoffs/Oxydationsmittels sowohl die Arbeitsmasse als auch Energiequelle, die es beschleunigt.

Eine Methode, die gesamte Leistung des Systems zu vergrößern, soll entweder den Brennstoff oder das Oxydationsmittel während des Flugs sammeln. Brennstoff ist hart, durch in der Atmosphäre zu kommen, aber das Oxydationsmittel in der Form von gasartigem Sauerstoff setzt 20 % der Luft zusammen, und es gibt mehrere Designs, die diese Tatsache ausnutzen. Diese Sorten von Systemen sind im SCHNÜRSENKEL-Konzept erforscht worden.

Eine andere Idee ist, die Arbeitsmasse stattdessen zu sammeln. Mit einer luftvermehrten Rakete wird ein sonst herkömmliches Raketentriebwerk im Zentrum einer langen Tube bestiegen, an der Vorderseite offen. Als sich die Rakete durch die Atmosphäre bewegt, geht die Luft in die Vorderseite der Tube ein, wo es über die Widder-Wirkung zusammengepresst wird. Da es unten die Tube reist, wird es weiter zusammengepresst und mit dem kraftstoffreichen Auslassventil vom Raketentriebwerk gemischt, das die Luft viel heizt, wie ein combustor in einem Staustrahltriebwerk würde. Auf diese Weise kann eine ziemlich kleine Rakete verwendet werden, um eine viel größere Arbeitsmasse zu beschleunigen als normalerweise, bedeutsam höher gestoßen innerhalb der Atmosphäre führend.

Vorteile

Die Wirksamkeit dieser einfachen Methode kann dramatisch sein. Typische feste Raketen haben einen spezifischen Impuls von ungefähr 260 Sekunden (2.5 kN · s/kg), aber das Verwenden desselben Brennstoffs in einem luftvermehrten Design kann das zu mehr als 500 Sekunden verbessern (4.9 kN · s/kg), eine Zahl können sogar die besten Motoren des Wasserstoffs/Sauerstoffes nicht zusammenpassen. Dieses Design kann sogar ein bisschen effizienter sein als ein Staustrahltriebwerk, weil das Auslassventil vom Raketentriebwerk die Luft zusammenpresst, würde mehr als ein Staustrahltriebwerk normalerweise; das erhebt die Verbrennen-Leistungsfähigkeit, weil eine längere, effizientere Schnauze verwendet werden kann. Ein anderer Vorteil besteht darin, dass die Rakete sogar mit der Nullvorwärtsgeschwindigkeit arbeitet, wohingegen ein Staustrahltriebwerk Vorwärtsbewegung verlangt, Luft in den Motor zu füttern.

Nachteile

Es könnte vorgestellt werden, dass solch eine Zunahme in der Leistung weit aufmarschiert würde, aber verschiedene Probleme schließen oft das aus. Die Aufnahmen von Hochleistungsmotoren sind schwierig zu entwickeln, und sie können nirgends auf der Zelle einfach gelegen werden, während man angemessene Leistung - im Allgemeinen bekommt, die komplette Zelle muss um das Aufnahme-Design gebaut werden. Ein anderes Problem besteht darin, dass die Luft schließlich ausgeht, so wird der Betrag des zusätzlichen Stoßes dadurch beschränkt, wie schnell die Rakete klettert. Schließlich wiegt die Luft ducting ungefähr 5 zu 10x mehr als eine gleichwertige Rakete, die denselben Stoß gibt. Das verlangsamt das Fahrzeug ganz ein bisschen zum Ende der Brandwunde.

Geschichte

Der erste ernste Versuch, eine Produktion luftvermehrte Rakete zu machen, war das sowjetische Gnom Design, das durch die Verordnung 708-336 der sowjetischen Minister vom 2. Juli 1958 durchgeführt ist. Das war eine Interkontinentalrakete, deren Leistung so verbessert wurde, dass sie halb mehr als das von konventionellen Mustern gewogen hat. Das hat dazu geführt, ungefähr 30 Tonnen leicht genug seiend, dass es auf der Rückseite von einem großen Zisterne-Fahrgestell bestiegen und völlig transportfähig gemacht werden konnte. Design und Testarbeit haben das Design im Laufe des Anfangs der 1960er Jahre fortgesetzt, aber haben 1965 geendet, als der Hauptentwerfer gestorben ist.

Mehr kürzlich hat NASA ähnliche Technologie für das GTX Programm als ein Teil einer Anstrengung nochmals geprüft, SSTO Raumfahrzeug zu entwickeln.

Viele modernes festes angetriebenes 'Staustrahltriebwerk' hat Raketen angetrieben, können tatsächlich vermehrte Raketen von Luft sein, und die Unterscheidung zwischen einem Staustrahltriebwerk und einer Luft hat sich vermehrt Rakete wird eher verschmiert. Viele feste angetriebene Staustrahltriebwerk-Raketen scheinen, fest zu sein, hat ramrockets in fast Namen Brennstoff geliefert.

Siehe auch

• Flüssiger Luftzyklus-Motor - sich versammelndes Oxydationsmittel statt der Arbeitsmasse

Links

• Gnom
• NASA GTX