نوع مقاله : علمی- ترویجی

نویسندگان

1 اسـتادیار، دانشـکدة مهندسـی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 دانشیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

3 اسـتادیار، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

چکیده

اسکرم‌جت موتوری است که برای پرواز در سرعت­های بالا طراحی شده و در حقیقت یک موتور رم­جت است که عمل احتراق در آن با سرعت مافوق­صوت صورت می­ گیرد. کاربرد وسیع این نوع موتور در صنایع پیشرفته هوافضایی است و تحول عظیمی که این نوع موتورهای پیشرفته می­ توانند در این صنعت ایجاد کنند، محققان را مصمم به رفع موانع تکنولوژیکی پیشروی آنها کرده است. هدف اصلی این مقاله، بررسی عملکرد موتورهای اسکرم‌جت در تامین نیروی پیشرانش وسایل پرنده با سرعت­های پروازی بالا است. در تحقیق پیش رو نحوه عملکرد اجزای تشکیل­ دهندة موتور، سیکل ترمودینامیکی موتور، روش­های خنک ­کاری محفظة احتراق و جنس مواد به­کار رفته در آن، سوخت­ های مورد استفاده در این نوع موتورها و مسئله پایداری فرآیند احتراق مورد بحث و بررسی قرار گرفته ­اند­.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Scramjets and Their Role in the Future of Aerospace Propulsion Systems

نویسندگان [English]

  • Mahnaz Zakeri 1
  • Jamasb Pirkandi 2
  • Arash Taleghani 3

1 , Assistant Professor, Department of Aerospace Engineering, K. N. Toosi University of Technology،Tehran، Iran

2 Associate Professor, Department of Aerospace University Complex, Malek Ashtar University of Technology، Tehran، Iran

3 Assistant Professor, Department of Aerospace Research Institute ،Tehran، Iran.

چکیده [English]

Scramjet is a jet engine designed to fly at high speeds, and is actually a ramjet engine in which combustion takes place in supersonic conditions. Considering that the main use of this type of engine is in the aerospace industry and the development of this type of engine results in a major transformation in this industry, researchers are working to remove the technological barriers associated with these engines. The main objective of this paper is to investigate the performance of scramjet engines to provide the propulsion force of flying vehicles with high flying speeds. The behavior of the components, thermodynamic cycle of the engine, combustion chamber's cooling methods, material used in combustion chamber, the fuels used in this type of engines, and the burning stability problem in the present study have been discussed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Propulsion
  • Scramjet
  • Supersonic Combustion
  • Combustion stability
[1] Smith, Y. and Dunbar, B., “NASA’s X-43A hypersonic scramjet”, 2010.
[2] N. Moosavi, S.Sh. and Tabejamaat, S., “Numerical study of the incoming flow to scramjet”, 10th Conference of Iranian Aerospace Society, Tarbiat Modares University,Tehran, 2011.
[3] Litchford, R.J., Cole. J.W., Bityurin, V. A. and Lineberry, J.T., “Thermodynamic Cycle Analysis of Magnetohydrodynamic-Bypass Hypersonic Airbreathing Engines,” Journal of Propulsion and Power, Vol. 17, No. 2, 2001, pp. 477-480.
[4] Heiser, W.H., Pratt, D.T., Daley, D. and Mehta, U., Hypersonic Airbreathing Propulsion, 1st Ed.,AIAA Education Series, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1994.
[5] Segal, C., The Scramjet Engine: Processes and Characteristics (Cambridge Aerospace Series), 1st Ed., Cambridge University Press, 2009.
[6] Nabikhani, A., “Hypersonic flight,” Aerospace Industries, The Scientific, Informative & Analytical Magazine, Iranian Aerospace Industries Organisation (AIO), Vol. 81, October 2012. 
[7] AP (2013-05-06) "Experimental hypersonic aircraft hits 4828 km/h"The Sydney Morning Herald, Fairfax Media, 2013.
[8]Fry, R.S., “A Century of Ramjet Propulsion Technology Evolution,” Journal of Propulsion and Power, Vol. 20, No. 1, 2004, pp. 27-58.
[9] Vermaak, N.,  Valdevit, L., Zok, F.W. and Evans, A.G., “Design and Implementation of Actively Cooled Panels for Scramjets,”International Mechanical Engineering Congress and Exposition (ASME), Seattle, Washington, USA, 2007.
[10]Vermaak, N., Valdevit, L. and Evans, A.G., “Materials Property Profiles for Actively Cooled Panels: An Illustration for Scramjet Applications,” Journal of Metallurgical and Materials Transactions A, Vol. 40, No. 4, 2009, pp. 877-890.
[11] N. Moosavi, S.Sh., Tabejamaat, S. and Shoraka, Y., “Analysis of Modeling the Supersonic Combustor of Scramjet Engine,” 10th Conference of Iranian Aerospace Society, Tarbiat Modares University,Tehran, 2011.
[12]Ben-Yakar, A. and Hanson, R.K., “Cavity Flame Holders for Ignition and Flame Stabilization in Scramjets: An Overview,” Journal of Propulsion and power, Vol. 17, No. 4, 2001, pp. 869-877.
[13]Huang, W., et al., “Investigation on the Flameholding Mechanisms in Supersonic Flows: Backward-Facing Step and Cavity Flameholder,” Journal of Visualization, Vol. 14, No. 1, 2011, pp. 63-74.