Was ist der Zweck eines beweglichen Einlasses an einem Strahltriebwerk?

Strahltriebwerke benötigen Unterschallluft, die in sie einströmt. Überschallluft, die auf den vorderen Lüfter trifft, würde Stoßwellen im Inneren des Motors verursachen, mit unerwünschten Ergebnissen.

Die Aufgabe des Einlasses in einem Überschallflugzeug besteht also darin, die Luft auf Unterschallgeschwindigkeit zu verlangsamen . Der Einlass ist so ausgelegt, dass er eine Reihe von Stoßwellen erzeugt. Die Luft verlangsamt sich auf Unterschallgeschwindigkeit, wenn sie diese Schockwellen überquert.

Die Position dieser Stoßwellen ändert sich mit der Geschwindigkeit: Je höher die Geschwindigkeit, desto flacher ist der Winkel der Stoßwelle und desto weiter reicht die Stoßwelle den Ansaugkanal hinab. Wenn Sie also einen Einlass mit fester Geometrie haben, ist Ihre maximale Geschwindigkeit begrenzt: Es gibt eine Geschwindigkeit, bei der die Stoßwellen den vorderen Lüfter schneiden.

Variable Einlässe vermeiden dieses Problem: Die beweglichen Schaufeln im Einlass richten die Stoßwelle so aus, dass sie bei allen Geschwindigkeiten vor dem vorderen Lüfter bleibt. Dadurch kann eine höhere Endgeschwindigkeit erreicht werden.

Wenn Sie eine niedrigere Höchstgeschwindigkeit akzeptieren, können Sie die zusätzliche Komplexität eines variablen Einlasses vermeiden. Für die F-22 zum Beispiel würde ein variabler Einlass es schwieriger machen, einen niedrigen Radarquerschnitt aufrechtzuerhalten, daher wurde der Kompromiss eingegangen, um die Tarnung aufrechtzuerhalten und die Höchstgeschwindigkeit zu senken.

Ich überlasse die genauere Antwort jemandem mit tieferem Wissen als mir, aber hier ist eine Intuition.

Ein Düsentriebwerk benötigt eine bestimmte Menge Luft, die durch es strömt, um zu funktionieren. Es kann nicht zu viel Luft sein und es kann nicht zu wenig Luft sein.

Je schneller Sie fahren, desto mehr Luft wird in den Motor "gerammt", nur weil Sie sich schneller durch die Umgebungsluft bewegen. Ein Einlass mit variabler Geometrie ermöglicht es Ihnen, den Strom der einströmenden Luft so zu „formen“, dass immer die richtige Luftmenge in den Motor strömt.

Der SR-71 arbeitete vom Stillstand bis fast 3,5-facher Schallgeschwindigkeit. Nun ist die Schallmauer besonders interessant, denn ein normales Düsentriebwerk erfordert, dass die durchströmende Luft Unterschall ist . So hatte insbesondere der SR-71 die Fähigkeit, dass das Triebwerk durch Bewegen des "Spikes" im Einlass zwischen einem "normalen" Turbojet-Triebwerk (Unterschallluftstrom im Einlass und in der Brennkammer) und einem Überschall-Turbojet wechseln konnte Motor ( Überschallluftstrom im Einlass, aber Unterschallluftstrom im Brennraum).