¿Cuál es el tamaño mínimo de un estatorreactor?

Los estatorreactores podrían miniaturizarse, pero en algún momento, la viscosidad del aire y el grosor de la capa límite harán que sea imposible que funcionen. En pocas palabras, el orificio de entrada se volverá tan pequeño que el aire encontrará más fácil fluir alrededor de todo e ignorar toda su complicada estructura interna.

En términos más técnicos, a medida que se reduce la entrada, la velocidad de entrada se acercará a un límite asintótico independientemente de la velocidad de vuelo debido a la fricción de la capa límite, y para entradas muy pequeñas, el flujo de masa de aire será insuficiente para mantener la combustión del combustible. Ese punto parece estar en algún lugar en el rango de centímetros, pero un motor se vuelve cada vez menos útil a medida que se acerca a este punto. Incluso ahora, la fabricación de piezas de este tamaño no es un problema.

Los proyectiles ramjet pueden ayudar a la artillería de largo alcance, pero los proyectiles de tanques ramjet no serían efectivos en combate.

La figura de mérito para las rondas de tanques es la energía seccional de su penetrador de alta densidad en el objetivo. Las rondas de sabot descartadas son más efectivas para entregar esto que cualquier tipo de motor interno del proyectil. Los rangos de combate son lo suficientemente cortos para preservar la velocidad.

Si tuviera que usar algún tipo de motor para un proyectil de tanque, sería un cohete. La razón es más fácil de explicar en números. A una distancia de 7,5 km con una velocidad media de 1,5 km/s y un proyectil de 10 kg, para obtener 500 m/s de delta-V, necesita 10 g = 1 kN de empuje (motor), más 50 segundos de impulso (combustible). ). Ignoraremos la masa del motor para la primera aproximación.

Un cohete con TWR=50 e ISP=250 segundos pesará 100 kg / 50 = 2 kg para el motor + 10 kg * 50/250 = 2 kg para el combustible, para un total de 4 kg.
Un estatorreactor con TWR=5 e ISP=1000 segundos pesará 100/5 = 20 kg para el motor + 10 kg * 50/1000 = 0,5 kg para el combustible, para un total de 20,5 kg.

En pocas palabras, cuando el tiempo de vuelo es tan corto, un motor pesado como un estatorreactor no paga por la cantidad mínima de masa de combustible (o más bien oxidante) que ahorra en comparación con un cohete ligero y potente.

Esto se aplica a todas las aplicaciones de combate dentro del alcance visual: los cohetes son mejores y las armas son aún mejores si puede pagar el peso del lanzador. Más allá del alcance visual, los cohetes o cañones híbridos/cohetes toman el control, y más allá de las 100 millas, los motores de respiración de aire se vuelven viables.

En la década de 1980, vi un pequeño estatorreactor de la década de 1950 para ser utilizado en modelos de barcos, aviones y automóviles. (1.25-2" de diámetro y 16-20" de largo.) La literatura adjunta sugería usar un frasco de comida para bebés como tanque de combustible. Usaba gasolina. Espero que cualquier cosa hoy utilice un control positivo del combustible un poco más sofisticado (y más seguro). Fue considerado en ese momento como el motor a reacción más potente con la mayor relación peso-empuje del mundo. Era muy liviano ya que era esencialmente un tubo vacío con una pequeña cabeza de compresión. Los estatorreactores, a pesar de algunas de sus deficiencias, parecen ser una alternativa económica a los complejos motores de turbina. El MIG-21 era un avión impresionante que era esencialmente un motor con un asiento atado a él.

Creo que sería bastante fácil para alguien con algunas herramientas de ingeniería hacer un estatorreactor pequeño. Espere usar doble protección auditiva y ocular y dedique mucho tiempo de ajuste, ya que probablemente será un trabajo de amor. A tus vecinos no les gustará.

Bueno, los prototipos físicos del tamaño de un laboratorio, basados ​​en una variedad de factores, sugerirían 40 mm, quizás 18,5 mm (calibre 12) como un diámetro de orificio mínimo práctico para el banco de pruebas. También ha habido algún trabajo de 50/12,7 mm, quizás más pequeño si se considera el gyrojet. Los límites teóricos son especulativos, porque los diseños variarían. Hay motores eléctricos apilados de átomos. La potencia de disparo de proyectil externo se presenta como una variación de un tema para proyectiles de menor calibre, utilizando el propio proyectil como combustible sólido. Como un mecanismo de autodestrucción, se disuelve a distancia. Los vehículos motorizados entran en el tema de tamaño/carga útil/altitud/alcance muy rápidamente, junto con la aceleración y la supervivencia térmica de la carga útil a velocidades de ram/scram. plazo de 50 años? Centímetros y gramos. siglo 22? Molecular. Mejor conjetura.