인렛 콘

흡입구 원뿔(쇼크 원뿔 또는 흡입구^[1] 센터보디라고도 함)은 일부 초음속 항공기와 미사일의 구성요소입니다.D-21 Tagboard나 Lockheed X-7과 같은 램젯에 주로 사용됩니다.Su-7, MiG-21, English Electric Lightning, SR-71을 포함한 일부 터보젯 항공기들도 입구 콘을 사용한다.

목적

초음속 항공기나 비산물에 사용되는 Oswatitsch형 인렛의 일부인 인렛 콘은 비스듬한 충격파를 통해 가스터빈 엔진이나 램젯 연소기의 초음속 램 압축이 이루어지는 표면이다.원뿔을 사용하여 낮은 초음속으로 공기를 느리게 하여 총 압력 손실을 최소화합니다(압력 회수 증가).또한 콘은 입구 뚜껑 립과 함께 입구로 유입되는 흐름을 조절하는 영역을 결정합니다.유량이 엔진에 필요한 유량보다 많으면 충격 위치 불안정(버즈)이 발생할 수 있습니다.필요한 압력보다 작을 경우 압력 회복이 낮아져 엔진 ^[2]추력이 감소합니다.

일반적으로 터빈 엔진에서 축으로 구동되는 램젯 장비에 고압 공기를 공급하기 위해 콘이 있는 흡입구를 사용할 수 있습니다. 예를 들어 Bristol Thor 램젯의 연료 펌프용 터보펌프와 Bristol Bloodhound 비산물의 유압 동력을 구동하는 것입니다.

모양.

원뿔 각도는 흡입구에 대한 설계 조건(영국 전기 번개^[3] 흡입구의 경우 마하 1.7)에서 꼭대기에 형성되는 충격파가 뚜껑 립과 일치하도록 선택된다.흡입구는 최대 공기 흐름을 통과하여 최대 압력 ^[4]회수를 달성합니다.설계 속도가 높을수록 허용 가능한 압력 회복과 최대 공기 흐름을 통과하기 위해 립에 집중된 두 번의 경사 충격이 필요할 수 있습니다.이 경우 두 개의 각도를 가진 쌍원뿔이 필요합니다(Bristol Thor ramjet은 설계 속도가 마하 2.5일 때 24도 및 31도입니다).^[5]고속의 경우 등엔트로픽 스파이크(Marquardt RJ43 ramjet)^[6]로 알려진 원뿔 각도 사이의 보다 부드러운 경합 전환을 사용할 수 있습니다.

원추체는 원형 입구(MiG-21)의 완전한 원추형 중심체, 측면 후두 입구의 하프 원추형(Lockheed F-104 Starfighter) 또는 측면 후두 입구의 쿼터 원추형(General Dynamics F-111 Aardvark)일 수 있습니다.

최대 직경을 넘어 덕트 내부에서 보이지 않는 원뿔의 후면은 돌출된 전면 부분과 유사한 이유로 형성됩니다.가시 원뿔은 총 압력의 저손실을 요구하는 초음속 확산기이며, 덕트의 내부 표면 프로파일과 함께 후면의 유선화된 부분이 아음속 확산기를 형성하며, 또한 압축기 입구 마하 수치로 공기가 느려질 때 총 압력의 저손실을 요구한다.

마하 수치가 약 2.2 미만일 경우 모든 충격 압축은 외부에서 이루어집니다.마하 수치가 높을 경우 초음속 확산의 일부는 외부/내부 또는 혼합 압축으로 알려진 덕트 내부에서 발생해야 합니다.이 경우, 전방을 향한 원추면의 후부는 덕트의 내부 표면 프로파일과 함께 반사된 경사 충격으로 최종 정상 충격까지 초음속 확산을 계속한다.덕트 내부에서 초음속 압축의 일부가 발생하는 록히드 SR-71 Blackbird의 경우, 점진적인 등엔트로픽 ^[7]압축을 위해 스파이크와 내부 뚜껑 표면이 곡면되었습니다.또한 흡입구 콘에는 포획 영역이 덕트 내부 슬로트 영역에 따라 어떻게 변화하는지 제어하는 축 위치가 서로 다릅니다.최상의 흡기 작동을 위해 이 필수 면적비는 비행 마하 수가 증가함에 따라 더 커집니다. 따라서 SR-71의 큰 입구 원뿔 이동은 저속부터 마하 3.2까지 잘 수행되어야 했습니다.SR-71에서 원뿔은 더 빠른 ^[8]속도로 뒤로 이동합니다.

작동

아음속 비행 속도에서 원추형 흡입구는 피토 흡입구 또는 아음속 확산기와 거의 비슷하게 작동합니다.그러나 차량이 초음속으로 이동하면 원추형 충격파가 나타나며 원추형 충격파가 원추형 정점에서 방출됩니다.충격파를 통과하는 흐름 면적이 감소하고 공기가 압축됩니다.비행 마하수가 증가할수록 원추형 충격파는 더욱 비스듬해지고 결국 흡기 립에 충돌한다.

더 높은 비행 속도에서는 더 넓은 속도 범위에서 초음속 압축이 더 효율적으로 발생할 수 있도록 이동 원뿔이 필요합니다.비행 속도가 빨라지면 원뿔이 후방 또는 흡기구로 이동합니다.원뿔 표면과 내부 덕트 표면의 형상으로 인해 내부 흐름 면적이 초음속으로 공기를 계속 압축하는 데 필요한 만큼 줄어듭니다.이 경로에서 발생하는 압축을 "내부 압축"이라고 합니다(원뿔의 "외부 압축"과는 반대).최소 유량 영역 또는 목구멍에서 정상 또는 평면 충격이 발생합니다.그러면 유량 면적이 아음속 압축 또는 확산으로 인해 엔진 면까지 증가합니다.

일반적으로 흡입구 내의 콘 위치는 자동으로 제어되어 목 바로 하류에 평면 충격파가 올바르게 배치되도록 합니다.특정 상황에서는 충격파가 흡입구에서 배출될 수 있습니다.이것은 언스타트라고 알려져 있다.

대체 도형

일부 흡기구에는 흡입구 립에 초점을 맞춘 두 개의 원뿔 충격파를 형성하는 바이코닉 센터체(MIG-21)가 있습니다.이를 통해 압력 회복이 개선됩니다.일부 항공기(F-104, Mirage III)는 반원추형 중심체를 사용한다.F-111에는 축 방향으로 움직이는 쿼터 원뿔이 있으며, 그 다음에 확장 원뿔 섹션이 있습니다.

콩코드, Tu-144, F-15 Eagle, MiG-25 Foxbat 및 A-5 Vigilante는 소위 2D 인렛을 사용한다. 여기서 나셀은 직사각형이고 평평한 인렛 램프는 이중 원뿔을 대체한다.인렛 램프를 사용하면 스윕 인렛 뚜껑(F-22 랩터, F-35 라이트닝 II)이 충격을 피할 수 있습니다.

일부 다른 초음속 항공기(유로파이터 타이푼)는 높은 각도의 공격 운용을 위해 가변 하부 카울^[9] 립을 사용하고 초음속 마하 수치에서 충격 시스템의 안정화를 용이하게 하기 위해 흡기 램프에 내장된 블리딩 시스템(다공벽)을 사용한다.흡기 흐름의 개선(왜곡 감소)을 위해 흡기 다운스트림 램프 측에 있는 흡기 블리딩 슬롯을 통해 공기가 덤프됩니다.이 램프는 회전기에 의해 동체에서 분리되며 흐름을 감속하기 위해 비스듬한 충격을 일으킨다.두 개의 흡입구를 분리하는 스플리터 플레이트의 앞쪽 가장자리는 이 경사 ^[10]충격의 하류에 위치합니다.

많은 초음속 항공기(F-16 Fighting Falcon)는 원추형 중심체를 배제하고 단순한 피토 흡입구를 사용한다.초음속 비행 속도에서 분리되고 강한 정상 충격이 포구 바로 앞에 나타나서 압력 회복이 잘 되지 않습니다.

NASA는 약 마하 2.2 이상의 속도에 필요한 외부/내부 또는 혼합 압축 흡입구에 대한 대안을 테스트했습니다(모든 외부 압축이 적용된 속도 흡입구 아래 사용).혼합 압축 인렛은 내부 충격이 인렛 전면으로 전달되거나 분리될 수 있습니다.파라메트릭 인렛이라고 불리는 NASA 인렛은 모든 초음속 압축을 외부에서 수행하므로 잠재적으로 불안정한 위치의 덕트 내부에 충격이 없습니다.[1]

다양한 유형의 흡기 콘

• 

  번개 고정 원뿔

• 

  F-104 고정 하프콘

• 

  F-111B 고정 쿼터콘

• 

  Su-20 변환 콘

• 

  SR-71 변환콘, 내부/외부 압축

• 

  SR-71 변환 원뿔 위치

• 

  토르 램젯의 입구 원뿔과 램젯을 지탱하는 스터브 윙의 앞 가장자리에 있는 매우 작은 입구 원뿔을 보여주는 블러드하운드 미사일

• 

  마르카르트 RJ43 램제트, 보마르크 미사일에 등엔트로픽 스파이크 부착

「 」를 참조해 주세요.

• 에어로스파이크 엔진
• 노즈콘 디자인
• 스플리터 플레이트

레퍼런스

• 벤슨, T. (2004)고속 공기역학 지수2004년 11월 19일 취득.
• Eden, P. & Moeng, S. (2002년)현대식 군용기 해부학.항공우주 출판사ISBN 1-5863-684-7.

외부 링크

Wikimedia Commons 입구 콘 관련 미디어