Statoreattore: differenze tra le versioni

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Lo '''statoreattore''' (in inglese ''ramjet'') è un tipo di [[motore a gettoreazione]] e concettualmente il più semplice [[esoreattore]]. Lo statoreattore riduce la complessità del [[motoreturbogetto]] a reazionesemplice eliminando parti in movimento qualiil [[compressore]] e, turbina.di Inconseguenza, particolare viene eliminato illa [[compressoreturbina]] inche quantodeve ètrascinarlo, lagrazie alla [[velocità]] stessa del [[velivolo]] ala comprimerequale comprime l'aria che entraentrante nella [[presa d'aria]]. InCome questoconseguenza modoci diventanociò, superfluelo lestatoreattore ventolenon delè compressorein e,grado di conseguenza,funzionare dellaa turbinapunto chefisso deve(cioè trascinarlofermo rispetto all'aria) ed ha cattive prestazioni a basse velocità a causa del basso rapporto di compressione ricavato dalla [[presa d'aria]].
 
==Principio di funzionamento==
[[Immagine:Ramjet operation - it.svg|thumb|right|250px|Schema di funzionamento di uno statoreattore]]
Il principio di funzionamento dello statoreattore è lo stesso del motore a reazione tradizionale. L'aria esterna entra in una presa dinamica o [[presa d'aria]] e viene compressa e miscelata con il [[combustibile]], passaper passare poi nella [[camera di combustione]] e quindi vienevienire espulsa dalla parte posteriore a velocità superiore di quella di entrata da un [[ugello di scarico]].
 
Quando l'aria entra in questo tipo di motore a reazione, anche se il velivolo procede a velocità [[supersonico|supersonica]], viene rallentata a velocità [[subsonico|subsonica]] a causa della particolare geometria dei condotti, conformati per generare un sistema di [[onda d'urto|urti obliqui]]<ref>Un sistema di diversi urti obliqui consente un maggiore recupero di pressione rispetto ad un unico urto normale.</ref>. Nell'attraversamento di tali settori del motore la [[velocità]] del flusso diminuisce, solitamente sino a Mach&nbsp;0,3, mentre aumenta la sua [[pressione]].: Sisi produce la cosiddetta compressione dinamica. Ad alta velocità questo processo può essere molto efficiente e può comprimere abbastanza [[aria]], quindi sufficiente [[ossigeno]] ([[ossidante]] o [[comburente]]), per permettere una [[combustione]] efficace nel motore.
 
Lo statoreattore è costruito appositamente per sfruttare questo effetto di compressione attraverso una progettazione accurata della forma della presa d'aria. In pratica, non avendo organi mobili, questo tipo di motore può essere descritto come un lungo tubo a sezione variabile. Lo statoreattore non contiene grandi parti in movimento e pertanto è più leggero di un [[turbofan|motore turbofan]]. Risulta pertanto molto indicato per quelle applicazioni che richiedono un motore semplice e piccolo per raggiungere alte velocità.
 
Rispetto al [[turboreattore]], lo statoreattore ha eliminato la turbina e il compressore. Ciò permette di realizzare temperature di combustione più elevate e di conseguenza velocità di efflusso più elevate. L'eliminazione del compressore è resa possibile dal fatto che la pressione di ristagno all'uscita della presa d’aria è già ad un livello che permette una ottima sfruttabilità cinetica dell'energia. È possibile infatti utilizzare in tal caso un ugello supersonico essendo il rapporto di espansione ''p''<mathsub>p0606</pusub>/''p''<sub>u</mathsub> maggiore del rapporto ''p''<mathsub>06</sub>p06/pcr''p''<sub>cr</mathsub> (con ''p''<sub>06</sub> si è indicata la pressione totale a valle della turbina) e avere un rendimento dell'ugello e una velocità di efflusso molto elevati.
 
L'elevata pressione in camera è dovuta alla elevata pressione dinamica dell'aria: questo motore infatti, non avendo il compressore, può funzionare solo se la velocità relativa fra aria e velivolo è elevata al punto da generare una notevole pressione dinamica.
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==Velocità di volo==
[[Immagine:Ramjet engine.jpg|thumb|right|250px|Statoreattore]]
Lo statoreattore è inefficientepoco prestante a velocità subsoniche, infatti per poter entrare in funzione deve essere spinto ad alte velocità. Gli statoreattori risultano quindi difficilmente utilizzabili per le applicazioni generiche quali la motorizzazione di velivoli civili o militari. Per renderli utilizzabili su un ampio spettro di velocità come avviene per i motori [[turboventola]], cioè permettere loro di poter passare da velocità subsonica a supersonica e di venire utilizzati a quote basse così come a quelle alte, si rendono necessari molti interventi progettuali che comporterebbero la perdita dei vantaggi tipici di questa formula di motori. In pratica gli statoreattori funzionano solamente in un piccolo intervallo attorno alla velocità e alla quota per le quali sono stati progettati. NelIn volotale supersonicointervallo gli statoreattori però superano sempre in prestazioni gli equivalenti motori turbogetto tradizionali. Nei confronti dei [[motore a razzo|motori a razzo]] sono più efficienti di questi ultimiprestanti per quello che riguarda il consumo di [[combustibile]].
 
Il limite superiore di applicazione di questo tipo di propulsore è fissato all'incirca a Mach&nbsp;6, più che dalla resistenza dei materiali alle elevate temperature (grazie agli effetti di ionizzazione dell'aria che assorbono calore), dall'efficienzaelevata delletemperatura presedi d’ariaingresso semprein piùcamera bassadi all'aumentarecombustione, della numeroquale dinon Mach.permetterebbe Pertantoun ad elevati numerisalto di Machtemperatura nonsufficiente èad piùaccellerare convenienteil utilizzare questo tipo di motoregetto.
 
Il limite inferiore invece dipende in larga parte dalla progettazione aerodinamica della presa d'aria, la quale deve fornire l'adeguato rapporto di compressione.
 
==Applicazioni==
[[Immagine:NASA Ramjet Missile GPN-2000-000347.jpg|thumb|250px|Ramjet nel 1947]]
Gli statoreattori hanno trovato largo impiego quali motori per i [[missile|missili]]. In questo caso vengono spinti alla velocità supersonica operativa da un motore a razzo ooppure vengono trasportati a queste velocità da un altro velivolo, quasi sempre un caccia. Attualmente gli statoreattori sono stati rimpiazzati da piccoli motori [[turboventola]] o da motori a razzo. Una variante dello statoreattore è il [[motore a ciclo combinato]] che intende superare le limitazioni insite nello statoreattore puro. Un esempio di questo motore è rappresentato dal motore ATR (Air''air Turboramjetturboramjet'' o turbostatoreattore) che funziona come un normale turbogettoturboventola alle velocità subsoniche e come statoreattore assistito da ventole a velocità supersoniche fino a Mach 6.
 
Un'altra variante dello statoreattore puro è il [[Pratt & Whitney J58]], installato su [[SR-71 Blackbird]] (e sui vari prototipi). Questo tipo di motore è un turbogetto semplice circondato da uno statoreattore. I due motori funzionano a seconda della posizione delle valvole dei condotti di ammissione dell'aria.
 
Un altro motore sviluppato susullo questa linea di pensierostatoreattore è il motore ATREX. Sviluppato in [[Giappone]] utilizza [[idrogeno]] liquido come carburantecombustibile con una particolare configurazione a ventola singola. L'idrogeno liquido viene pompato attraverso uno [[scambiatore di calore]] posto nella presa d'aria. In questo modo avviene simultaneamente il raffreddamento dell'aria entrante e il riscaldamento dell'idrogeno. Il raffreddamento dell'aria è un fattore critico per raggiungere una efficienza ragionevole. L'idrogeno prosegue il suo cammino raggiungendo un secondo stadio dello scambiatore di calore. Questo è posto nella [[camera di combustione]] dove il carburante viene ulteriormente riscaldato e trasformato, nuovamente, in un [[gas]] ad altissima pressione. Il gas a questo punto viene fatto passare attraverso le estremità della ventola fornendo così l'energia che permette il movimento della ventola a velocità inelevata o subsonica. Dopo questo stadio il gas viene miscelato con l'aria e passa nella camera di combustione dove la miscela viene combusta.
 
{{Motori aeronautici}}