موضوع مقاله: موتور انفجار پالسی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # موتور انفجار پالسی | مقدمه: این موتور به این دلیل «پالسی» نامیده می‌شود که مخلوط سوخت و هوا باید در محفظه احتراق بین هر موج انفجار و موج بعدی تجدید شود. | ## بخش 1: موتور انفجار پالسی | از نظر تئوری، یک PDE می‌تواند از سرعت زیرصوت تا سرعت پرواز هایپرسونیک (ابرصوت) حدود ۵ ماخ عمل کند. یک طراحی ایده‌آل PDE می‌تواند بازده ترمودینامیکی بالاتری نسبت به طرح‌های دیگر مانند توربوجتها و توربوفنها داشته باشد، زیرا موج انفجار به سرعت مخلوط را متراکم می‌کند و گرما را در حجم ثابت اضافه می‌کند. در نتیجه، قطعات متحرک مانند قرقره‌های کمپرسور لزوماً در موتور مورد نیاز نیستند، که می‌تواند به‌طور قابل توجهی وزن و هزینه کلی را کاهش دهد. مسائل کلیدی برای توسعه بیشتر شامل اختلاط سریع و کارآمد سوخت و اکسیدکننده، جلوگیری از خوداشتعالی و ادغام با ورودی هوا و نازل است. ، هیچ PDE عملیاتی وارد فاز تولید نشده است، اما چندین موتور بستر آزمایشی ساخته شده‌اند و یکی از آن‌ها با موفقیت در یک هواپیمای نمایشی کم‌سرعت ادغام شد که در سال ۲۰۰۸ پرواز پایدار با نیروی PDE انجام داد. اولین پرواز شناخته‌شده یک هواپیما با نیروی موتور انفجار پالسی در ۳۱ ژانویه ۲۰۰۸ در پایگاه هوایی و فضایی موهاوی انجام شد.Norris, G. سوخت‌های زیادی در سال‌های اخیر توسط توسعه‌دهندگان موتور در نظر گرفته و آزمایش شدند، اما برای این پرواز از یک اکتان پالایش‌شده استفاده شد. یک سیستم موشکی کوچک برای تسهیل بلند شدن لانگ-ای‌زی استفاده شد، اما PDE به مدت ۱۰ ثانیه با نیروی خود در ارتفاع تقریباً ۱۰۰ فوت (۳۰ متر) عمل کرد. این پرواز با سرعت پایین انجام شد، در حالی که جذابیت مفهوم موتور PDE بیشتر در سرعت‌های بالا نهفته است، اما این نمایش نشان داد که یک PDE می‌تواند بدون تجربه مشکلات ساختاری ناشی از امواج انفجار ۱۹۵ تا ۲۰۰ دسی‌بلی، در بدنه هواپیما ادغام شود. | ## بخش 2: موتور انفجار پالسی | هیچ پرواز دیگری برای لانگ-ای‌زی اصلاح‌شده برنامه‌ریزی نشده است، اما این موفقیت احتمالاً بودجه بیشتری را برای تحقیقات PDE به همراه خواهد داشت. در پالس‌جت، هوا با سوخت مخلوط می‌شود تا یک مخلوط قابل اشتعال ایجاد کند که سپس در یک محفظه باز مشتعل می‌شود. برای اطمینان از خروج مخلوط به سمت عقب و در نتیجه هل دادن هواپیما به جلو، از یک سری دریچه برای بستن قسمت جلوی موتور استفاده می‌شود. تنظیم دقیق ورودی تضمین می‌کند که دریچه‌ها در زمان مناسب بسته شوند تا هوا را مجبور کنند فقط در یک جهت از موتور عبور کند. برخی از طرح‌های پالس‌جت از یک کاواک تشدید تنظیم‌شده برای ایجاد عمل دریچه‌گذاری از طریق جریان هوا در سیستم استفاده می‌کردند. همان‌طور که سوخت می‌سوزد و منبسط می‌شود تا رانش ایجاد کند، همچنین هر شارژ نسوخته باقی‌مانده را به سمت عقب و خارج از نازل هل می‌دهد. در بسیاری از موارد، بخشی از شارژ قبل از سوختن خارج می‌شود که باعث ایجاد دنباله معروف آتش دیده‌شده در بمب پرنده وی-۱ و سایر پالس‌جت‌ها می‌شود. حتی در داخل موتور، حجم مخلوط دائماً در حال تغییر است که باعث تبدیل ناکارآمد سوخت به انرژی قابل استفاده می‌شود. موتور انفجار پالسی مفهومی است که در حال حاضر در دست توسعه فعال است تا موتور جتی بسازد که بر اساس «انفجار» (detonation) مافوق صوت سوخت کار می‌کند. | ## بخش 3: موتور انفجار پالسی | از آنجا که احتراق بسیار سریع اتفاق می‌افتد، شارژ (مخلوط سوخت/هوا) در طول این فرایند زمان کافی برای انبساط ندارد، بنابراین این فرایند تقریباً تحت حجم ثابت انجام می‌شود. احتراق حجم ثابت کارآمدتر از طرح‌های چرخه بازمانند توربین گاز است که منجر به بازده سوخت بیشتر می‌شود. از آنجا که فرایند احتراق بسیار سریع است، ترتیب دادن دریچه‌های مکانیکی با عملکرد مورد نیاز دشوار است. بیشتر تحقیقات PDE ماهیت نظامی دارند، زیرا این موتور می‌تواند برای توسعه نسل جدیدی از هواپیماهای شناسایی پرسرعت و دوربرد استفاده شود که به اندازه کافی بالا پرواز کنند تا از برد هر گونه دفاع ضدهوایی فعلی خارج باشند، در حالی که بردی به مراتب بیشتر از اس‌آر-۷۱ ارائه می‌دهند که نیاز به ناوگان پشتیبانی سوخت‌رسان عظیمی داشت. مشکلات کلیدی در موتورهای انفجار پالسی عبارتند از: دستیابی به گذار از احتراق به انفجار (DDT) بدون نیاز به لوله‌ای آنقدر طولانی که آن را غیرعملی کند و باعث ایجاد نیروی پسار (درگ) بر روی هواپیما شود (اضافه کردن یک خم U به لوله موج انفجار را خاموش می‌کند)؛ کاهش سر و صدا (که اغلب شبیه صدای چکش بادی توصیف می‌شود)؛ و میرا کردن لرزش شدید ناشی از عملکرد موتور. کاربردها اگر هم سوخت و هم اکسیدکننده توسط وسیله نقلیه حمل شوند، موتور انفجار پالسی مستقل از اتمسفر است و می‌تواند در پرواز فضایی استفاده شود. در ۲۶ ژوئیه ۲۰۲۱ (UTC)، آژانس فضایی ژاپن جاکسا با موفقیت یک موتور موشک انفجار پالسی را در فضا روی یک موشک ژرف‌سنج S-520 آزمایش کرد. | ## جمع‌بندی | مرحله فوقانی موشک از یک موتور انفجار چرخشی (RDE) به عنوان موتور اصلی استفاده می‌کرد و یک موتور انفجار پالسی S-شکل برای خنثی کردن چرخش (de-spin) مرحله پس از سوختن موتور اصلی استفاده شد.