Ram ускоритель - Ram accelerator

А плунжерный ускоритель это устройство для ускорения снаряды или просто один снаряд на чрезвычайно высоких скоростях, используя реактивный двигатель -подобные двигательные циклы на основе прямоточный воздушно-реактивный двигатель или же ГПВРД процессы горения. Считается возможным достичь неракетный запуск в космос с этой технологией.

Он представляет собой длинную трубку (бочку), заполненную смесью горючих газов с хрупкий диафрагма с обоих концов для удержания газов. Снаряд запускается другим способом (например, газовая пушка или же рельсотрон ) сверхзвуком через первую диафрагму в трубку. Затем снаряд сжигает газы как топливо, поскольку имеет форму активной зоны ПВРД или ГПВРД, и ускоряется под действием реактивного движения. Другая физика вступает в игру с более высокими скоростями.

Описание

В обычном ПВРД воздух сжимается между шиповидным центральным корпусом и внешним кожухом, топливо добавляется и сжигается, а высокоскоростные выхлопные газы сверхзвуко расширяются из сопла для создания тяги. В ударном ускорителе снаряд, имеющий форму, аналогичную центральной части ПВРД, выстреливается (часто из обычной пушки) в ствол ускорителя, вызывая сжатие между снарядом и стенками ствола. Ствол содержит предварительно перемешанную газообразную топливно-воздушную смесь. Когда снаряд ударного ускорителя сжимает топливно-воздушную смесь, он воспламеняется, и горение стабилизируется у основания снаряда. Результирующий перепад давления создает колоссальную тягу, которая может разгонять снаряды до числа Маха в трубе больше 8. Таким образом, если пороховые смеси с скорость звука 1000 м / с (например, богатый топливом H2-O2 смеси), возможны дульные скорости свыше 8000 м / с.

Чтобы охватить широкий диапазон в типичной системе ускорителя плунжера, используются несколько ступеней с ракетным топливом с разной скоростью звука для поддержания высоких характеристик. Мембраны или диафрагмы, которые легко пробиваются снарядом, используются для изоляции ступеней пороха. Каждая секция заполнена другой топливно-воздушной смесью, выбранной таким образом, чтобы более поздние секции имели более высокую скорость звука. Таким образом, гидроцилиндр может поддерживать оптимальную скорость Мах 3–5 (относительно смеси, по которой он проходит) в течение всего периода разгона. Ускорители RAM оптимизированы для использования сверхзвуковое горение Режимы могут генерировать даже более высокие скорости (6-8 Маха) из-за способности сжигать топливо, которое все еще движется со сверхзвуковой скоростью.

Тестирование

Снаряды ГРП испытывались в рамках проекта HARP в 1960-х годах.[нужна цитата ]

Преимущества

Основное преимущество ударного ускорителя перед обычным орудием - его масштабируемость. В обычном оружии максимальное давление оказывается во время воспламенения заряда. По мере того, как снаряд перемещается дальше по стволу, величина ускорения снаряда уменьшается по мере расширения газа позади него, в конечном итоге достигая значений, достаточно тривиальных, что более длинный ствол больше не оправдан (см. внутренняя баллистика ). При использовании ударного ускорителя снаряд приводится в движение главным образом за счет давления, создаваемого реакцией пороховых газов, горящих сразу за снарядом. Это приводит к постоянному давлению как на пушку, так и на сам снаряд. Следовательно, возможно использование гораздо более длинных стволов, чем у обычных пушек, но при этом они обеспечивают сильное постоянное ускорение снаряда.

Использует

Ускорители Ram были предложены как дешевый метод доставки полезной нагрузки в космос. Импульсным снарядам нужны средства для создания круговой траектории для выхода на орбиту, поэтому ракеты, например, разработанные в 1960-х годах в Проект HARP, как правило, входят в состав снарядов. Стоимость запуска многоступенчатых ракетных снарядов в 2004 году оценивалась в 500 долларов США за килограмм.[нужна цитата ]

Также предусмотрены технологии для военного применения, например, для нанесения ударов на сверхдальних дистанциях и возможности перехвата от стационарных и подвижных угроз. Тот факт, что снаряд ускоряется и движется с очень высокой скоростью, делает его прекрасной альтернативой противокорабельный войны, давая ему возможность уклоняться от систем защиты. Только такие системы, как рейлганы, могут обладать такими поражающими способностями против угроз повышенной готовности. Такие снаряды можно было бы даже интегрировать в сами рельсотроны, чтобы обеспечить еще большее ускорение при более низкой стоимости и эффективности против широкого круга целей.

Технологии, связанные с ударным ускорителем для приложений прямого запуска в космос: двухступенчатые газовые пушки (ОСТРЫЙ ), газовые пистолеты с несколькими боковыми стенками (JVL), рельсотрон, и койлганы.

Рамные ускорители в настоящее время используются в основном для исследований в области сверхзвукового горения. По состоянию на июль 2007 г. Баллистическая летная группа продвигает коммерческие инвестиции в технологию ускорителей поршня. В взлетная пушка научная фантастика Оружие было вдохновлено таранными ускорителями.

Смотрите также

внешняя ссылка

  • HyperSciences, Inc - SeedInvest, в архиве из оригинала на 2018-12-07, получено 2018-12-07
  • Патент США 10132578, Карл Ноулен; Адам Брукнер и Эндрю Дж. Хиггинс и др., "Плунжерный ускоритель с перегородкой", выпущенный 20 ноября 2018 г., передан Вашингтонскому университету 
  • Ram Accelerator | Вашингтонский университет, заархивировано из оригинал на 2018-09-03, получено 2018-12-07
  • Папа, Григорий Т. (1 марта 1994 г.), «Скорость тарана», Откройте для себя журнал, получено 2009-02-13