¿Cómo puede un estatorreactor modificado producir empuje estático sin una turbina?

Un gran punto de venta del estatorreactor es su ausencia de partes móviles (de ahí que se pueda traducir como "statojet" de otros idiomas). Sin embargo, un inconveniente aún mayor es que un estatorreactor no puede producir empuje estático, por lo que un avión propulsado por estatorreactor no puede despegar por sí mismo.

Los primeros prototipos Leduc 0.22 y Griffon resolvieron esto agregando un turborreactor coaxial. Esto se perfeccionó aún más con el turborreactor Pratt & Whitney J58 que impulsaba el SR-71 Blackbird.

El problema es que al resolver el inconveniente del empuje no estático, agregar un turborreactor niega el punto de venta sin partes móviles.

Hay misiles que usan cohetes de combustible sólido para resolver el problema, usando el escape del cohete para comprimir el aire en el estatorreactor, que a veces se denomina estatorreactor. Sin embargo, no parece haber aviones que utilicen este tipo de motor, y los motores de misiles tienen limitaciones bastante diferentes.

¿Existe un motor de avión, en funcionamiento o teórico, que funcione como un estatorreactor en modo de crucero, que pueda despegar por su propia fuerza (sin necesidad de instalaciones terrestres o una primera etapa/nave nodriza desmontable) y que no tenga muchas partes móviles complicadas? de un turborreactor? ¿Cuáles son sus características esperadas? Si no, ¿cuáles son los sensacionales?

¿Y por qué no podemos simplemente inyectar un poco de oxidante (por ejemplo , WFNA ) para producir un empuje estático?

El problema de inyectar oxidante es que tiene que venir de alguna parte, es decir, tienes que llevarlo contigo, es decir, tienes más peso de combustible y menos carga útil disponible.
@Federico La idea sería tener un pequeño tanque oxidante para ayudar en el despegue y aterrizaje (y en caso de emergencia). La penalización masiva sería una compensación por usar estatorreactor en primer lugar.
No creo que el escape del cohete se haya introducido en el motor, el cohete se usó para poner todo al día y que el estatorreactor pudiera comenzar a funcionar. ¿O te entendí mal?
@zeta-band Ambos parecen existir: algunos misiles ramjet son acelerados por una primera etapa de cohete, actuando como los propulsores de cohetes sólidos de los lanzadores de satélites pesados. Otros tienen un cohete en la parte delantera, o incluso combustible sólido directamente dentro del estatorreactor. El misil MBDA Meteor parece usar este último.
Tal vez sea interesante saber que un motor de cohete de combustible líquido generalmente funciona con una turbobomba, por lo que el argumento de que no hay partes móviles tampoco funciona para los cohetes de combustible líquido.
El motor estatorreactor funciona según el principio de que el aire se comprime mediante la presión del ariete antes de mezclarse con el combustible y encenderse, lo que significa que, por definición, no puede producir empuje estático. Es posible un estatorreactor, que funciona en primer lugar como motor de cohete y posteriormente como estatorreactor.
@ J.Southworth ¿Qué tan factible sería un motor ramrocket de este tipo para un avión? ¿Qué tan complejo terminaría siendo todo el asunto?
Una buena pregunta, cuya respuesta dependería de otras preguntas; ¿Qué nivel de eficiencia se requiere? ¿Qué propelentes y combustibles son aceptables desde una perspectiva de seguridad? ¿Qué tiempo de respuesta es aceptable? Mi sensación al respecto es que probablemente sería mejor lanzar la aeronave usando propulsores de cohetes de combustible sólido que luego se desecharían, dejando que la aeronave continuara con la energía del estatorreactor.
Un motor estatorreactor de combustible líquido puede consistir en un motor cohete combinado con un motor estatorreactor en un arreglo superior e inferior con un sistema de combustible compartido que suministra combustible al estatorreactor, y el mismo combustible así como un oxidante al motor cohete.
Los motores ramrocket utilizados en los misiles son dispositivos de combustible sólido que funcionan inicialmente como cohetes de combustible sólido, luego las cubiertas sobre las tomas de aire son voladas por pequeñas cargas explosivas que permiten que el motor funcione como un estatorreactor.
@Federico: Además, WFNA es una de las últimas cosas que desea usar como oxidante; claro, oxida el combustible, pero también oxida esencialmente todo lo demás que alcanza.

Respuestas (2)

Bueno, los motores Pratt & Whitney J58 que impulsaron el SR-71 funcionaron de manera similar, utilizando un sistema de derivación que permite que el motor funcione como un estatorreactor a altas velocidades y un motor turborreactor a velocidades más bajas.

Por la propia naturaleza de un estatorreactor, se basa en la presión de estancamiento en la entrada y en la garganta de entrada para presurizar el flujo de aire antes de la combustión. Simplemente no es posible lograr este tipo de presiones de estancamiento a velocidades por debajo de Mach 2 más o menos. Hace un tiempo, apareció un artículo en la revista Air & Space sobre dos adolescentes canadienses emprendedores que intentaron fabricar un estatorreactor casero con tuberías de hierro de alcantarillado para impulsar un trineo. No pudieron conseguir que el diseño funcionara por este motivo.

Como tal, lamentablemente necesitaría otro tipo de motor para acelerar un avión a estas velocidades rápidas donde podría funcionar un estatorreactor. Los turborreactores funcionan bien para esta aplicación. También lo hacen los propulsores de cohetes. Inyectar oxidante no sería muy útil aquí ya que el flujo de aire a través del motor no es lo suficientemente rápido para asegurar una combustión sostenida.

Otra forma de realizar un motor estatorreactor de combustible líquido, en teoría, sería incorporar el motor cohete en el cuerpo central de admisión de aire del estatorreactor. A medida que la aeronave se acercaba a la velocidad operativa del estatorreactor, la proporción de combustible a oxidante que se alimentaba al motor del cohete aumentaría de modo que parte del combustible fuera expulsado del motor del cohete y mezclado con aire antes de quemarse. Una vez a la velocidad máxima de funcionamiento del estatorreactor, se cortaría el suministro de oxidante, momento en el que el motor estaría funcionando como un estatorreactor. El combustible ram jet es básicamente similar al combustible para turbinas de aviación, pero con una gravedad específica ligeramente más alta, una viscosidad más alta y un punto de inflamación más bajo para adaptarse a las condiciones de operación típicas de un estatorreactor. El peróxido de hidrógeno concentrado sería un oxidante potencial.

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