Un motor estatorreactor de combustión inducida por choque (abreviado como shcramjet ; también llamado motor de onda de detonación oblicua ; también llamado estatorreactor de detonación oblicua permanente (sodramjet) ; [1] o simplemente denominado motor estatorreactor de choque ) es un concepto de estatorreactor que respira aire. motor, propuesto para ser utilizado en aplicaciones de propulsión hipersónica y/o de una sola etapa a órbita . [2]
La geometría del motor shcramjet es simple y similar al scramjet , variando sólo en el diseño de la cámara de combustión . El motor incluye una entrada supersónica seguida de una cámara de combustión y una boquilla , respectivamente. El diseño de la entrada es similar al de un scramjet, en el que toda la estructura de la nariz se utiliza como entrada. La combustión en un shcramjet puede ocurrir en una combustión inducida por choque o en una combustión por detonación, dependiendo de la fuerza del choque inductor . Si la ignición ocurre lo suficientemente aguas abajo como para que el proceso de combustión resultante no influya en el choque anterior, se dice que la combustión es inducida por un choque. Sin embargo, para reacciones extremadamente rápidas, la ignición ocurre cerca de la onda de choque anterior y la combustión se acopla con la onda de choque y forma una onda de detonación . [3] Por lo tanto, el estatorreactor de onda de detonación, o motor de onda de detonación oblicua, es un caso particular de shcramjet.
Aunque las ondas de choque y detonación están relacionadas con una alta pérdida de presión durante la combustión, la pérdida de presión total teórica asociada con la cámara de combustión shcramjet se acerca a la del motor scramjet a números de mach crecientes. [ cita necesaria ] Este hecho, junto con la geometría más simple del motor con un aumento concomitante en la eficiencia de los componentes, da como resultado un rendimiento previsto superior en números de Mach de vuelo superiores a 12. [ cita necesaria ]
Este motor canaliza una mezcla de aire y combustible a velocidades hipersónicas (más de cinco veces la velocidad del sonido ) hacia una rampa, lo que crea una onda de choque. Esta onda de choque calienta la mezcla y hace que detone, expulsando gases de escape. Este método quema casi el 100% del combustible. En teoría, la velocidad de los vehículos podría alcanzar 17 veces la velocidad del sonido. [4]
Un desafío crítico es limitar la detonación en un área pequeña, sin permitir que dirija la energía aguas arriba hacia la fuente de combustible o aguas abajo donde pierde fuerza. En 2021, un dispositivo experimental mantuvo una detonación en un lugar fijo durante 3 segundos, mucho más que intentos anteriores. [4] [5]
Un motor shcramjet es similar a un motor scramjet ; sin embargo, a diferencia del modo de combustión difusiva en un motor scramjet, la combustión del motor shcramjet tiene lugar a través de una región delgada de ondas de choque oblicuas y/o de detonación estabilizadas sobre una cuña, cuerpo romo, etc. Dado que la combustión está confinada a una región estrecha a lo largo de Durante la onda de ignición, la longitud de la cámara de combustión en un shcramjet puede ser significativamente más corta que la del scramjet, que requiere una cámara de combustión larga para una mezcla y combustión completa de combustible y aire. Además, se cree que el shcramjet tiene un mejor rendimiento de propulsión general que el scramjet con números de Mach más altos , especialmente por encima de Mach 12. Investigaciones recientes han estipulado que el shcramjet, junto con sus otras variantes de respiración de aire, puede actuar como un eficiente sistema de propulsión de vehículos de alta velocidad. para vuelos SSTO. [6] Estas ventajas potenciales han atraído investigaciones sustanciales sobre aplicaciones de propulsión, así como sobre los fenómenos físicos fundamentales. [7]
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