Praktikum Cor (Bag. 1) :Proses Pembuatan Cetakan 1 June 2009 No Comment Powered by Max Banner Ads Pada praktikum ini dibuat produk cor berupa kunai, cetakan pasir dibuat hanya dengan menggunakan satu jenis pasir yang akan digunakan sebagai pasir muka (facing sand) maupun pasir pendukung (back sand), namun sebaiknya jenis pasir untuk pasir muka dan pasir pendukung dibedakan agar dapat menghemat biaya. Untuk fungsi pasir muka, dibutuhkan pasir yang memiliki kualitas sangat baik karena pasir ini langsung berhadapan dengan logam cair sehingga sangat menentukan karakteristik permukaan hasil coran. Pembuatan cetakan pasir ini menggunakan total pasir silika sebanyak 8.300 gram, bentonit 900 gram, serbuk arang 100 gram, gula tetes 300 gram dan air 400 gram. Proses pencampuran bahan-bahan tersebut dilakukan beberapa kali sampai mencukupi kebutuhan untuk mengisi flask kami. Cetakan yang dibuat untuk pengecoran logam non-ferrous, seperti aluminium sebaiknya digunakan cetakan logam agar laju pendinginannya cepat. Jika laju pendinginannya cepat maka butir yang dihasilkan akan lebih halus sehingga kekuatannya akan semakin meningkat dan sifat mekanisnya lebih baik, namun pada praktikum kali ini menggunakan cetakan pasir untuk mengecor paduan aluminium karena cetakan pasir jauh lebih murah dan mudah untuk produksi dalam jumlah sedikit. Setelah ditimbang, semua bahan pasir muka dimasukkan ke dalam mesin pengaduk pasir kemudian diaduk hingga semua bahan tercampur rata. Pada waktu yang bersamaan, pola kayu produk dan gating system diamplas dan dilapisi dengan lilin kemudian pola kayu dan gating system tersebut digabung. Pengamplasan dan pelapisan dengan menggunakan lilin bertujuan untuk menghindari gesekan antara pola dengan pasir kecil sehingga pasir tidak menempel pada pola dan gating system dan lebih mudah untuk mengambil pola dan gating system jika pembuatan cetakan telah selesai. Pasir muka dan pasir pendukung dibuat dengan cara yang sama, yaitu dibuat menggunakan pasir sisa dengan menambahnya dengan bahan-bahan yang lain. Pada saat membuat campuran bahan-bahan, praktikan mengalami kesulitan dalam membuat komposisi yang tepat agar menghasilkan pasir yang memiliki kekuatan cukup baik. Setelah beberapa kali dilakukan penambahan sejumlah molasses, bentonit dan air akhirnya dapat diperoleh pasir yang memiliki kekuatan yang lebih baik. Pada kesempatan pembuatan adonan pasir yang lain, praktikan juga mengalami kesulitan yang sama namun kali ini disebabkan oleh kondisi pasir yang basah sehingga kadar airnya cukup tinggi. Setelah diperoleh pasir yang kuat, proses selanjutnya adalah pembuatan cetakan. Pola kayu diletakkan pada flask sesuai dengan bagiannya (cope dan drag). Cetakan yang terlebih dahulu dibuat adalah bagian drag. Setelah pola produk, runner, choke dan ingate disusun sedemikian rupa sehingga menjadi pola yang diharapkan, pola tersebut diletakkan tepat pada bagian tengah flask dengan posisi terbalik menghadap lantai yang dilapisi koran. Hal yang perlu diperhatikan di sini yaitu seluruh permukaan flask maupun bagian lantainya ditaburi dengan terigu sebelum ditutupi dengan pasir. Daerah di sekitar pola ditutupi oleh pasir yang telah dicampur dengan bahan-bahan yang diperlukan sampai tidak terlihat dengan perlahan dan dipadatkan agar pola tidak bergeser. Pasir tersebut berfungsi sebagai facing sand. Setelah semua daerah yang kontak dengan pola tertutup, dilanjutkan dengan penambahan pasir yang berfungsi sebagai pasir pendukung pada daerah sisa flask secara bertahap (berlapis) dan kemudian dipadatkan menggunakan alat ramming dan palu. Apabila telah padat, dilakukan penimbunan kembali dengan pasir pendukung lainnya, tetapi sebelum membuat lapisan selanjutnya, lapisan pasir harus yang telah di-ramming tadi diberi guratan terlebih dahulu agar pasir pada lapisan selanjutnya dapat berikatan dengan lapisan sebelumnya. Setelah padat dan terisi penuh, kemudian flask dibalik. Setelah membuat cetakan pasir bagian drag, tahap selanjutnya adalah pembuatan cetakan pasir bagian cope. Pola bagian atas dipasangkan sedemikian rupa sehinnga sesuai dengan pola pada bagian drag. Setelah itu, pola kayu ditutup dengan pasir. Proses ini sama seperti pada pembuatan cetakan pada baigan drag. Hal yang perlu diperhatikan di sini yaitu tingkat kekuatan pada saat melakukan ramming. Pemukulan ramming dengan palu tidak boleh terlalu kuat maupun terlalu lemah. Pemukulan terlalu kuat dapat menyebabkan pola kayu yang sedang di-ramming bergeser sehingga hasil coran menjadi tidak baik. Pemukulan yang telalu lemah, menyebabkan sulitnya diperoleh perlekatan yang baik antarapasir. Pada saat pasir telah penuh dan selesai dipadatkan, flask dibalik kemudian pola akan dicabut dari cetakan. Mencabut pola dari cetakan dibutuhkan kehati-hatian yang sangat tinggi karena jika tidak dapat mengakibatkan cetakan rusak seperti runtuhnya pasir pada tepi cetakan. Untuk mempermudah pengangkatan pola, digunakan ulir untuk mencabut pola dari cetakan. Pengangkatan pola perlu dilakukan dengan ulir secara bersama-sama. Kesulitan yang kami hadapi pada proses ini yaitu sulitnya mengangkat pola karena ada pasir yang melekant pada pola sehingga ada pasir yang runtuh pada bagian-bagian yang mengandung sudut cukup kecil. Perbaikan pasir yang runtuh dilakukan dengan proses yang dinamakan proses perbaikan (repairing, yaitu penambalan bagian-bagian cetakan yang mengalami runtuh dengan menggunakan pasir yang memiliki daya lekat lebih baik. Setelah repairing selesai dilakukan dilanjutkan dengan pembersihan cetakan dari pasir yang runtuh dengan meniupkan udara pada cetakan tersebut. Setelah dibersihkan maka permukaan cetakan diberi lapisan hot-coating dengan cara menyemprotkannya dengan menggunakan alat penyemprot dan kemudian dibakar. Coating dapat menggunakan grafit atau bubuk mika yang dicampur air kemudian disemprotkan pada permukaan cetakan. Setelah proses coating cetakan diangkat mendekati dapur peleburan, cetakan diikat antara cope dan drag menggunakan kawat agar cetakan tidak bergeser. Selanjutnya akan dilakukan penuangan logam cair.

Praktikum Cor (Bag. 4) : Pengaruh Hidrogen Terhadap Al Cair 1 June 2009 4 Comments Powered by Max Banner Ads Proses pengecoran yang kami lakukan adalah proses peleburan yang menggunakan dapur krusibel, yaitu proses yang merupakan peleburan terbuka sehingga memudahkan gas-gas seperti H2, O2, Co2 dan Co terlarut ke dalam logam cair. Biasanya gas-gas yang terdapat pada proses peleburan hanya berbentuk elemen tunggal dan jarang dijumpai sebagai suatu senyawa. Hidrogen merupakan gas terpenting dalam peleburan aluminium karena gas hidrogen akan mempengaruhi sifat benda cor yang akan dihasilkan. Hidrogen sangat mudah larut dan berdifusi ke dalam aluminium cair sehingga dapat menjadi penyebab utama terjadinya porositas pada benda cor alumunium.. Hal ini disebabkan oleh afinitas gas hidrogen yang sangat tinggi terhadap alumunium cair. Uap air merupakan sumber utama dan mengandung 9% berat hidrogen. Reaksi penyerapan hidrogen oleh aluminium cair yaitu : 3(H2O) + 2 Al –> 6 H + Al2O3 Pengaruh temperatur cairan aluminium terhadap kelarutan hidrogen diperlihatkan pada berikut : kelarutah-hidrogen-dalam-al Gambar 3. Pengaruh temperatur aluminium terhadap kelarutan hidrogen Grafik 3 di atas memperlihatkan bahwa dengan meningkatnya temperatur logam cair Al, maka kelarutan hidrogen dalam Al cenderung meningkat pula. Hal ini disebabkan karena pada temperatur tinggi gas hidrogen akan lebih mudah terdifusi ke dalam logam cair sehingga dapat memungkinkan terjadinya cacat. Sumber-sumber gas hidrogen yang larut dalam Al cair berasal dari : 1. Daput krusibel dan batu tahan api yang basah. 2. Atmosfer, di mana hidrogen terdapat pada uap air. 3. Peralatan seperti alat pengaduk, pengambil dross, dll yang basah. 4. Bahan baku scrap basah, kotor,berminyak. 5. Bahan Bakar minyak yang tidak terbakar (kurang O2 atau angin), dan ±20% hasil pembakaran adalah H2O. Pencegahan yang dapat dilakukan terhadap masuknya gas hidrogen yaitu : 1. Memanaskan dapur krusibel dan batu tahan api yang baru. 2. Menghindari scrap basah, kotor dan berminyak. 3. Bahan bakar tidak boleh langsung mengenai logam cair. 4. Memastikan agar fluxes, peralatan & dapur krusibel dalam keadaan kering. 5. Menghindari overheating cairan logam. 6. Menghindari holding time yang lama.

Praktikum Cor (Bag. 3) : Teori Pembekuan Logam Cair 1 June 2009 No Comment Powered by Max Banner Ads Proses pembekuan logam cair dimulai dari bagian logam cair yang bersentuhan dengan dinding cetakan, yaitu ketika panas dari logam cair diambil oleh cetakan sehingga bagian logam yang berrsentuhan dengan cetakan itu mendingin sampai titik beku. Selama proses pembekuan berlangsung, inti-inti kristal tumbuh. Bagian dalam coran mendingin lebih lambat daripada bagian luarnya sehingga kristal-kristal tumbuh dari inti asal mengarah ke bagian dalam coran dan butir-butir kristal tersebut berbentuk panjang-panjang seperti kolom. Struktur ini muncul dengan jelas apabila gradien temperatur yang besar terjadi pada permukaan coran besar. Akibat adanya perbedaan kecepatan pembekuan, terbentuklah arah pembekuan yang disebut dendritik. Proses pembekuan logam cair diilustrasikan sebagaimana pada gambar berikut : teori-pembekuan-logamGambar 1. Skema pembekuan logam cair diagram-fasa-al-siGambar 2. Diagram fasa Al-Si Permukaan logam hasil coran yang halus merupakan efek dari logam yang mempunyai daerah beku yang sempit, sedangkan permukaan logam hasil cor yang kasar merupakan efek dari logam yang mempunyai daerah beku yang lebar. Cetakan logam akan menghasilkan hasil coran dengan permukaan yang lebih halus dibandingkan dengan cetakan pasir. Aluminium murni membeku pada temperatur tetap, tetapi panas pembekuan yang dibebaskan pada waktu membeku begitu besar sehingga permukaan bagian dalam menjadi kasar apabila dicor pada cetakan pasir, sedangkan pada baja karbon dengan kadar karbon rendah mempunyai daerah beku yang sempit.

Dasar Pengecoran Logam (Casting) 10 April 2009 29 Comments Powered by Max Banner Ads Proses Pengecoran (casting) adalah salah satu teknik pembuatan produk dimana logam dicairkan dalam tungku peleburan kemudian dituangkan ke dalam rongga cetakan yang serupa dengan bentuk asli dari produk cor yang akan dibuat. Pengecoran juga dapat diartikan sebagai suatu proses manufaktur yang menggunakan logam cair dan cetakan untuk menghasilkan bagian-bagian dengan bentuk yang mendekati bentuk geometri akhir produk jadi. Proses pengecoran sendiri dibedakan menjadi dua macam, yaitu traditional casting (tradisional) dan non-traditional (nontradisional). Teknik tradisional terdiri atas: 1. Sand-Mold Casting 2. Dry-Sand Casting 3. Shell-Mold Casting 4. Full-Mold Casting 5. Cement-Mold Casting 6. Vacuum-Mold Casting Sedangkan teknik non-traditional terbagi atas : 1. High-Pressure Die Casting 2. Permanent-Mold Casting 3. Centrifugal Casting 4. Plaster-Mold Casting 5. Investment Casting 6. Solid-Ceramic Casting Ada 4 faktor yang berpengaruh atau merupakan ciri dari proses pengecoran, yaitu: 1. Adanya aliran logam cair ke dalam rongga cetak 2. Terjadi perpindahan panas selama pembekuan dan pendinginan dari logam dalam cetakan 3. Pengaruh material cetakan 4. Pembekuan logam dari kondisi cair Klasifikasi pengecoran berdasarkan umur dari cetakan, ada pengecoran dengan sekali pakai (expendable mold) dan ada pengecoran dengan cetakan permanent (permanent mold). Cetakan pasir termasuk dalam expendable mold. Oleh karena hanya bisa digunakan satu kali pengecoran saja, setelah itu cetakan tersebut dirusak saat pengambilan benda coran. Dalam pembuatan cetakan, jenis-jenis pasir yang digunakan adalah pasir silika, pasir zircon atau pasir hijau. Sedangkan perekat antar butir-butir pasir dapat digunakan, bentonit, resin, furan atau air gelas. Secara umum cetakan harus memiliki bagian-bagian utama sebagai berikut : * Cavity (rongga cetakan), merupakan ruangan tempat logam cair yang dituangkan kedalam cetakan. Bentuk rongga ini sama dengan benda kerja yang akan dicor. Rongga cetakan dibuat dengan menggunakan pola. * Core (inti), fungsinya adalah membuat rongga pada benda coran. Inti dibuat terpisah dengan cetakan dan dirakit pada saat cetakan akan digunakan. o Gating sistem (sistem saluran masuk), merupakan saluran masuk kerongga cetakan dari saluran turun. * Sprue (Saluran turun), merupakan saluran masuk dari luar dengan posisi vertikal. Saluran ini juga dapat lebih dari satu, tergantung kecepatan penuangan yang diinginkan. * Pouring basin, merupakan lekukan pada cetakan yang fungsi utamanya adalah untuk mengurangi kecepatan logam cair masuk langsung dari ladle ke sprue. Kecepatan aliran logam yang tinggi dapat terjadi erosi pada sprue dan terbawanya kotoran-kotoran logam cair yang berasal dari tungku kerongga cetakan. * Raiser (penambah), merupakan cadangan logam cair yang berguna dalam mengisi kembali rongga cetakan bila terjadi penyusutan akibat solidifikasi. Logam-logam yang dapat digunakan untuk melakukan proses pengecoran yaitu: Besi cor, besi cor putih, besi cor kelabu, besi cor maliable, besi cor nodular, baja cor dan lainlain. Peleburan logam merupakan aspek terpenting dalam operasi-operasi pengecoran karena berpengaruh langsung pada kualitas produk cor. Pada proses peleburan, mula-mula muatan yang terdiri dari logam, unsur-unsur paduan dan material lainnya seperti fluks dan unsur pembentuk terak dimasukkan kedalam tungku. Fluks adalah senyawa inorganic yang dapat “membersihkan” logam cair dengan menghilangkan gas-gas yang ikut terlarut dan juga unsur-unsur pengotor (impurities). Fluks memiliki beberpa kegunaan yang tergantung pada logam yang dicairkan, seperti pada paduan alumunium terdapat cover fluxes (yang menghalangi oksidasi dipermukaan alumunium cair),. Cleaning fluxes, drossing fluxes, refining fluxes, dan wall cleaning fluxes. Tungku-tungku peleburan yang biasa digunakan dalam industri pengecoran logam adalah tungku busur listrik, tungku induksi, tungku krusibel, dan tungku kupola.

http://www.fas.org/man/dod-101/navy/docs/es310/syllabus.htm

Dasar Sistem Radar Prinsip Operasi Radar adalah akronim untuk Radio Detection and Ranging. Istilah "radio" mengacu pada penggunaan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang dalam apa yang disebut radio bagian gelombang spektrum, yang mencakup beragam dari 104 km sampai 1 cm. Radar sistem biasanya menggunakan panjang gelombang pada orde 10 cm, sesuai dengan frekuensi dari sekitar 3 GHz. Deteksi dan berkisar bagian dari singkatan dicapai dengan keterlambatan waktu antara transmisi sebuah pulsa energi radio dan selanjutnya kembali. Jika waktu tunda adalah Dt, maka rentang dapat ditentukan oleh sederhana rumus: R = CDT / 2 di mana c = 3 x 108 m / s, kecepatan cahaya di mana semua menyebarkan gelombang elektromagnetik. Faktor kedua dalam formula berasal dari pengamatan bahwa pulsa radar harus perjalanan ke sasaran dan kembali sebelum deteksi, atau dua kali jangkauan. Sebuah kereta pulsa radar adalah jenis modulasi amplitudo dari frekuensi radar gelombang pembawa, serupa dengan gelombang pembawa modulasi dalam sistem komunikasi. Dalam hal ini, sinyal informasi yang cukup sederhana: sebuah ulang pulsa di teratur. Radar umum pembawa modulasi, yang dikenal sebagai denyut nadi kereta api ditampilkan di bawah. Parameter yang umum radar seperti yang didefinisikan dengan mengacu ke Gambar 1. Gambar 2. PW = lebar pulsa. PW memiliki satuan waktu dan umumnya dinyatakan dalam ms. PW adalah durasi pulsa. RT = waktu istirahat. RT adalah interval antara pulsa. Hal ini diukur dalam ms. PRT = nadi pengulangan waktu. PRT memiliki satuan waktu dan umumnya dinyatakan dalam ms. PRT adalah interval antara awal salah satu denyut nadi dan awal lain. PRT juga sama dengan jumlah, PRT = PW + RT. PRF = denyut frekuensi pengulangan. PRF memiliki satuan waktu-1 dan umumnya dinyatakan dalam Hz (1 Hz = 1 / s) atau sebagai pulsa per detik (pps). PRF adalah jumlah pulsa ditransmisikan per detik dan sama dengan kebalikan dari PRT. RF = frekuensi radio. RF memiliki satuan waktu-1 atau Hz dan umumnya dinyatakan dalam GHz atau MHz. RF adalah frekuensi gelombang pembawa yang sedang diatur untuk membentuk denyut nadi kereta api. Mekanisasi Sebuah sistem radar praktis memerlukan tujuh komponen dasar seperti yang digambarkan di bawah ini: Gambar 3 Pemancar. Menciptakan pemancar gelombang radio yang akan dikirim dan memodulasi itu untuk membentuk denyut nadi kereta api. Pemancar harus juga memperkuat sinyal untuk tingkat kekuatan yang tinggi untuk memberikan jangkauan yang memadai. Sumber gelombang pembawa dapat menjadi Klystron, Traveling Wave Tube (TWT) atau magnetron. Masing-masing memiliki karakteristik dan keterbatasan. 2. Penerima. Penerima sensitif terhadap rentang frekuensi sedang dikirim dan memberikan penguatan sinyal yang dikembalikan. Dalam rangka untuk memberikan jangkauan terbesar, penerima harus sangat sensitif tanpa memperkenalkan kebisingan yang berlebihan. Kemampuan untuk melihat sinyal yang diterima dari kebisingan latar belakang tergantung pada sinyal-to-noise ratio (S / N). Kebisingan latar belakang adalah ditentukan oleh nilai rata-rata, yang disebut kebisingan-setara-daya (NEP). Ini langsung menyamakan kebisingan ke tingkat daya terdeteksi sehingga dapat dibandingkan dengan return. Menggunakan definisi ini, kriteria untuk berhasil mendeteksi target adalah Pr> (S / N) NEP, mana Pr adalah kekuatan sinyal kembali. Karena ini adalah jumlah yang signifikan dalam menentukan kinerja sistem radar, itu diberi peruntukan yang unik, Smin, dan disebut Sinyal Minimum untuk Detection. Smin = (S / N) NEP Sejak Smin, dinyatakan dalam Watts, biasanya nomor kecil, itu telah terbukti berguna untuk menentukan desibel setara, MDS, yang adalah singkatan dari Minimum dilihat Sinyal. MDS = 10 log (Smin / 1 mW) Bila menggunakan desibel, kuantitas di dalam tanda kurung dari logaritma harus angka tanpa satuan. Aku definisi MDS, angka ini adalah fraksi Smin / 1 mW. Sebagai pengingat, kita menggunakan notasi dBm khusus untuk unit MDS, di mana "m" adalah singkatan dari 1 mW. Ini adalah istilah untuk desibel direferensikan ke 1 mW, yang kadang-kadang ditulis sebagai dB / / 1mW. Di penerima, S / N menetapkan ambang batas untuk deteksi yang menentukan apa yang akan ditampilkan dan apa yang tidak. Secara teori, jika S / N = 1, maka hanya kembali dengan kekuatan sama atau lebih besar dari kebisingan latar belakang akan ditampilkan. Namun, kebisingan adalah proses statistik dan bervariasi secara acak. NEP adalah nilai rata-rata kebisingan. Akan ada saat-saat ketika kebisingan melebihi ambang batas yang ditetapkan oleh penerima. Karena hal ini akan ditampilkan dan tampaknya menjadi sasaran yang sah, hal itu disebut alarm palsu. Jika SNR diatur terlalu tinggi, maka akan ada beberapa alarm palsu, tetapi beberapa sasaran yang sebenarnya mungkin tidak ditampilkan dikenal sebagai miss). Jika diatur SNR terlalu rendah, maka akan ada banyak laporan yang salah, atau alarm palsu tingkat tinggi (FAR). Beberapa receiver memonitor latar belakang dan terus-menerus menyesuaikan SNR untuk menjaga konstan laju alarm palsu, dan karena itu semua yang disebut CFAR penerima. Beberapa fitur telepon umum adalah: 1.) Pulse Integrasi. Penerima mengambil kembali kekuatan rata-rata lebih banyak kacang-kacangan. Acak peristiwa seperti suara tidak akan terjadi dalam setiap denyut nadi dan oleh karena itu, ketika rata-rata, akan memiliki efek berkurang dibandingkan dengan target aktual yang akan di setiap denyut nadi. 2.) Sensitivitas Sisa Control (STC). Fitur ini mengurangi dampak dari laut kembali dari negara. Mengurangi SNR minimum dari penerima untuk durasi yang singkat segera setelah setiap denyut nadi ditularkan. Efek menyesuaikan STC adalah untuk mengurangi keruwetan pada layar di daerah secara langsung di sekitar pemancar. Semakin besar nilai STC, semakin besar rentang dari pemancar di mana kekacauan akan dihapus. Namun, STC yang berlebihan akan kosong keluar potensial kembali dekat dengan pemancar. 3.) Fast Sisa Konstan (FTC). Fitur ini dirancang untuk mengurangi efek jangka panjang keuntungan yang berasal dari hujan. Pengolahan ini mengharuskan kekuatan sinyal kembali harus berubah dengan cepat di atasnya durasi. Sejak hujan terjadi di daerah dan diperluas, maka akan menghasilkan panjang, mantap kembali. FTC proses akan penyaring ini kembali keluar dari layar. Hanya kacang-kacangan yang naik dan turun dengan cepat akan ditampilkan. Dalam istilah teknis, FTC adalah pembeda, yang berarti menentukan tingkat perubahan sinyal, yang kemudian digunakan untuk membedakan pulsa yang tidak berubah dengan cepat. 3. Power Supply. Catu daya menyediakan tenaga listrik bagi semua komponen. Konsumen terbesar daya adalah pemancar yang mungkin memerlukan beberapa kW daya rata-rata. Kekuasaan yang sebenarnya ditransmisikan dalam nadi mungkin jauh lebih besar dari 1 kW. Hanya catu daya harus dapat memberikan jumlah rata-rata daya yang dikonsumsi, bukan tingkat kekuatan tinggi selama sebenarnya nadi transmisi. Energi dapat disimpan, dalam sebuah kapasitor bank misalnya, selama waktu istirahat. Maka energi yang tersimpan dapat dimasukkan ke dalam denyut nadi ketika ditransmisikan, meningkatkan daya puncak. Puncak kekuasaan dan kekuatan rata-rata terkait dengan besaran yang disebut siklus, DC. Siklus adalah bagian dari siklus yang masing-masing transmisi radar sebenarnya transmisi. Mengacu pada denyut nadi kereta api pada Gambar 2, siklus dapat dilihat untuk menjadi: DC = PW / PRF Synchronizer. The sinkronisasi koordinat rentang waktu untuk penentuan. Ini mengatur bahwa tingkat di mana pulsa akan dikirim (yaitu set PRF) dan me-reset waktu kisaran jam untuk penentuan untuk setiap denyut nadi. Sinyal dari sinkronisasi dikirim simultan untuk penerima, yang mengirimkan pulsa baru, dan dengan tampilan, yang me-reset kembali menyapu. Duplexer. Ini adalah switch yang menghubungkan bergantian pemancar atau penerima ke antena. Tujuannya adalah untuk melindungi penerima dari output daya tinggi pemancar. Selama transmisi dari sebuah keluar pulsa, yang duplexer akan disesuaikan dengan pemancar selama denyut nadi, PW. Setelah denyut nadi telah dikirim, maka akan menyelaraskan duplexer antena ke penerima. Ketika pulsa berikutnya dikirim, duplexer akan beralih kembali ke pemancar. Sebuah duplexer tidak diperlukan jika daya yang ditransmisikan rendah. Antena. Antena radar mengambil pulsa dari pemancar dan meletakkannya ke udara. Lebih jauh, antena harus memfokuskan energi ke dalam sebuah berkas yang terdefinisi dengan baik yang meningkatkan kekuatan dan memungkinkan penentuan arah sasaran. Antena harus melacak orientasi sendiri yang dapat dicapai oleh Sinkronisasi-pemancar. Ada juga sistem antena yang tidak bergerak secara fisik tapi mengarahkan elektronik (dalam kasus ini, orientasi berkas radar sudah diketahui apriori). Sinar-lebar sebuah antena adalah ukuran dari sudut luasnya bagian paling kuat yang memancarkan energi. Untuk tujuan kita bagian utama, disebut lobus utama, akan semua sudut dari tegak lurus di mana kekuatan tidak kurang dari ½ dari puncak kekuasaan, atau, dalam desibel, -3 dB. Berkas-lebarnya kisaran sudut di lobus utama, sehingga didefinisikan. Biasanya ini diselesaikan ke pesawat yang menarik, seperti horizontal atau bidang vertikal. Antena akan yang terpisah balok horisontal dan vertikal lebar. Untuk antena radar, yang beam-width dapat diperkirakan dari dimensi antena dalam bidang bunga oleh q = l / L mana: q adalah berkas-lebar dalam radian, l adalah panjang gelombang radar, dan L adalah dimensi antena, ke arah kepentingan (yaitu lebar atau tinggi). Dalam diskusi komunikasi antena, dinyatakan bahwa balok-lebar untuk antena dapat ditemukan dengan menggunakan q = 2l / L. Jadi tampak bahwa radar antena memiliki satu-setengah dari balok-lebar sebagai antena komunikasi. Perbedaan adalah bahwa antena radar digunakan baik untuk mengirim dan menerima sinyal. Itu gangguan efek dari setiap arah menggabungkan, yang memiliki efek mengurangi sinar-lebar. Oleh karena itu ketika menggambarkan sistem dua arah (seperti radar) itu adalah tepat untuk mengurangi sinar-lebar dengan faktor ½ dalam berkas-width pendekatan formula. Directional gain dari antena adalah ukuran seberapa baik berkas terfokus di semua sudut. Jika kita dibatasi ke satu pesawat, directional keuntungan hanya akan menjadi rasio 2p / q. Karena kekuatan yang sama didistribusikan lebih dari kisaran yang lebih kecil sudut, arah memperoleh mewakili jumlah oleh yang kuasa dalam berkas meningkat. Dalam kedua sudut, maka directional gain akan diberikan oleh: Gdir = 4p / q f karena ada 4p steradians berhubungan dengan semua arah (padat sudut, diukur di steradians, didefinisikan sebagai daerah depan balok dibagi dengan rentang kuadrat, oleh karena itu non-directional beam akan menutupi area 4pR2 pada jarak R, Oleh karena itu 4p steradians). Di sini kita digunakan: q = horizontal beam-width (radian) f = vertikal berkas-width (radian) Kadang-kadang directional gain diukur dalam desibel, yaitu 10 log (Gdir). Sebagai contoh, sebuah antena dengan beam horizontal lebar 1,50 (0,025 radian) dan balok vertikal-lebar 20o (0,33 radian) akan memiliki: directional gain (dB) = 10 log (4 p / 0,025 0,333) = 30,9 dB Contoh: menemukan horizontal dan vertikal sinar-lebar panjang AN/SPS-49 berbagai sistem radar, dan mendapatkan arah dalam dB. Antena adalah lebar 7,3 m sebesar 4,3 m tinggi, dan beroperasi pada frekuensi 900 MHz. Panjang gelombang, l = c / f = 0,33 m. Mengingat bahwa L = 7,3 m, maka q = l / L = 0.33/7.3 = 0,045 radian, atau q = 30. Antena 4,3 m, sehingga perhitungan yang sama memberikan f = 0,076 radian f = 40. Directional gain, Gdir = 4p / (0,045 0,076) = 3638. Dinyatakan dalam desibel, directional gain = 10 log (3638) = 35,6 dB. Tampilan. Unit layar dapat mengambil berbagai bentuk tetapi pada umumnya dirancang untuk menyajikan informasi yang diterima operator. Tampilan yang paling dasar jenis disebut A-scan (amplitudo vs Waktu tunda). Sumbu vertikal adalah kekuatan kembali dan sumbu horizontal adalah waktu tunda, atau jangkauan. A-scan tidak memberikan informasi tentang arah sasaran. Gambar 4 Tampilan yang paling umum adalah PPI (posisi rencana indikator). A-scan informasi ini diubah menjadi kecerahan dan kemudian ditampilkan dalam arah yang relatif sama sebagai antena orientasi. Hasilnya adalah top-down melihat situasi di mana jarak adalah jarak dari titik asal. PPI mungkin adalah layar paling alami bagi operator dan karena itu yang paling banyak digunakan. Dalam kedua kasus, me-reset sinkronisasi jejak untuk setiap denyut nadi sehingga rentang informasi akan mulai pada titik asal. Gambar 5 Dalam contoh ini, peningkatan penggunaan STC untuk menekan kekacauan laut akan sangat membantu. Radar kinerja Semua parameter dari sistem radar berdenyut dasar akan mempengaruhi kinerja dalam beberapa cara. Di sini kita menemukan contoh-contoh spesifik dan mengukur ketergantungan ini mana mungkin. Pulse Width Durasi pulsa dan panjang target sepanjang arah radial menentukan durasi pulsa yang dikembalikan. Dalam kebanyakan kasus panjang kembali biasanya sangat mirip dengan pulsa yang ditransmisikan. Dalam tampilan unit, nadi (di waktu) akan diubah menjadi denyut nadi di kejauhan. Kisaran nilai dari tepi menuju ke tepi trailing akan membuat beberapa ketidakpastian dalam rentang target. Diambil pada nilai nominal, kemampuan untuk secara akurat mengukur jarak ditentukan oleh lebar pulsa. Jika kita menunjuk ketidakpastian dalam rentang diukur sebagai rentang resolusi, RRES, maka harus sama dengan kisaran setara dengan lebar pulsa, yaitu: RRES = c PW / 2 Sekarang, Anda mungkin bertanya-tanya mengapa tidak hanya mengambil terdepan dalam nadi sebagai rentang yang dapat ditentukan dengan akurasi yang jauh lebih halus? Masalahnya adalah bahwa hampir mustahil untuk menciptakan terdepan yang sempurna. Dalam prakteknya, yang ideal nadi akan benar-benar muncul seperti: Gambar 6 Untuk membuat pulsa dengan sempurna terdepan vertikal akan membutuhkan bandwidth yang tak terbatas. Bahkan Anda mungkin menyamakan bandwidth, b, dari pemancar ke lebar pulsa minimum, PW oleh: PW = 1/2b Dengan adanya pemahaman ini, sangat masuk akal untuk mengatakan bahwa rentang tidak dapat ditentukan lebih akurat daripada CPW / 2 atau ekuivalen RRES = c/4b Bahkan, radar resolusi tinggi sering disebut sebagai radar lebar-band yang sekarang Anda lihat sebagai pernyataan setara. Satu istilah ini mengacu pada domain waktu dan domain frekuensi lain. Durasi pulsa juga mempengaruhi rentang minimum di mana sistem radar dapat mendeteksi. Keluar pulsa harus secara fisik jelas antena sebelum kembali dapat diproses. Karena ini berlangsung selama selang waktu sama dengan lebar pulsa, PW, kisaran ditampilkan minimum kemudian: RMIN = c PW / 2 Efek rentang minimum dapat dilihat pada layar PPI sebagai jenuh atau area kosong di sekitar titik asal. Gambar 7 Meningkatkan lebar pulsa tetap menjaga parameter lain yang sama juga akan mempengaruhi siklus dan karena itu daya rata-rata. Bagi banyak sistem, sangat diperlukan untuk menjaga daya rata-rata tetap. Kemudian bersamaan PRF harus diubah dengan PW dalam rangka untuk menjaga PW x PRF produk yang sama. Misalnya, jika lebar pulsa berkurang dengan faktor ½ dalam rangka untuk meningkatkan resolusi, maka PRF biasanya dua kali lipat. Pulse Repetition Frequency (PRF) Frekuensi transmisi pulsa mempengaruhi jangkauan maksimum yang dapat ditampilkan. Ingat bahwa me-reset sinkronisasi waktu setiap jam sebagai denyut nadi ditularkan. Kembali dari jauh target yang dilakukan tidak mencapai penerima sampai setelah pulsa berikutnya telah dikirim tidak akan ditampilkan dengan benar. Karena waktu jam sudah di-reset, mereka akan ditampilkan sebagai jika kisaran di mana kurang dari sebenarnya. Jika ini adalah mungkin, maka informasi kisaran akan dianggap ambigu. Operator tidak akan tahu apakah itu yang sebenarnya jarak jangkauan atau yang lebih besar nilai. Gambar 8 Kisaran aktual maksimum yang dapat dideteksi dan ditampilkan tanpa ambiguitas, atau maksimum rentang jelas, hanya kisaran yang sesuai untuk suatu selang waktu sama dengan waktu pengulangan pulsa, PRT. Oleh karena itu, jelas maksimum jangkauan, RUNAMB = c PRT / 2 = c / (2PRF) Ketika radar adalah pemindaian, perlu untuk mengontrol tingkat scan sehingga jumlah cukup pulsa akan ditransmisikan dalam arah tertentu dalam rangka menjamin deteksi dapat diandalkan. Jika terlalu sedikit pulsa yang digunakan, maka akan lebih sulit untuk membedakan palsu target dari yang sebenarnya. Salah target mungkin ada dalam satu atau dua pulsa tapi jelas tidak dalam sepuluh atau dua puluh dalam satu baris. Oleh karena itu untuk mempertahankan tingkat deteksi palsu rendah, jumlah pulsa ditransmisikan dalam setiap arah harus tetap tinggi, biasanya di atas sepuluh. Untuk sistem dengan tingkat pengulangan pulsa yang tinggi (frekuensi), radar balok posisinya bisa lebih cepat dan karena itu scan lebih cepat. Sebaliknya, jika PRF adalah menurunkan tingkat scan perlu dikurangi. Scan sederhana mudah menghitung jumlah pulsa yang akan kembali dari sasaran tertentu. Membiarkan t mewakili waktu tinggal, yang merupakan target durasi yang tetap berada di radar's beam selama setiap scan. Jumlah pulsa, N, bahwa target akan terkena selama waktu tinggal adalah: N = t PRF Kami dapat mengatur ulang persamaan ini untuk membuat persyaratan pada waktu tinggal scan tertentu tmin = Nmin / PRF Sehingga mudah untuk melihat bahwa tingkat pengulangan pulsa tinggi memerlukan tinggal yang lebih kecil kali. Untuk memindai melingkar yang terus-menerus, misalnya, tinggal waktu yang berhubungan dengan tingkat rotasi dan balok-lebarnya. t = q / W di mana q = balok-width [derajat] W = rotasi menilai [derajat / detik] yang akan memberikan waktu tinggal dalam hitungan detik. Hubungan ini dapat dikombinasikan, memberikan persamaan berikut yang maksimum tingkat scan dapat ditentukan untuk jumlah minimum pulsa per scan: WMAX = q PRF / N Radar Frekuensi Akhirnya, frekuensi radio gelombang pembawa juga akan memiliki beberapa mempengaruhi pada bagaimana menyebarkan sinar radar. Pada frekuensi rendah ekstrem, radar balok akan membiaskan di atmosfer dan dapat terjebak dalam "saluran" yang mengakibatkan lama rentang. Pada ekstrem tinggi, sinar radar akan berperilaku seperti terlihat cahaya dan perjalanan dalam garis lurus. Radar frekuensi sangat tinggi akan menderita tinggi balok kerugian dan tidak cocok untuk sistem jarak jauh. Frekuensi juga akan mempengaruhi sinar-lebar. Untuk ukuran antena yang sama, radar frekuensi yang rendah akan memiliki balok-width lebih besar daripada frekuensi tinggi satu. Dalam rangka untuk menjaga berkas-width konstan, radar frekuensi yang rendah akan perlu besar antena. Range Persamaan teoretis Maksimum Sebuah penerima radar dapat mendeteksi target jika kembalinya adalah kekuatan cukup. Mari kita menunjuk kembali sinyal minimum yang dapat dideteksi sebagai Smin, yang seharusnya mempunyai unit Watts, W. Ukuran dan kemampuan target untuk mencerminkan energi radar dapat diringkas menjadi satu istilah, s, dikenal sebagai radar penampang, yang memiliki satuan dari m2. Jika benar-benar semua energi radar insiden pada target tercermin sama ke segala arah, maka penampang radar akan sama dengan sasaran luas penampang seperti yang terlihat oleh pemancar. Dalam praktiknya, sebagian energi yang diserap dan energi yang dipantulkan tidak didistribusikan secara merata ke segala arah. Oleh karena itu, radar penampang cukup sulit untuk memperkirakan dan biasanya ditentukan oleh pengukuran. Mengingat jumlah baru ini kita dapat membuat sebuah model sederhana untuk kekuatan radar yang mengembalikan ke penerima: Pr = Pt G 1/4pR2 s 1/4pR2 Ae Istilah dalam persamaan ini telah dikelompokkan untuk menggambarkan urutan dari transmisi ke penagihan. Berikut adalah urutan secara rinci: G = r Gdir Pemancar daya puncak puts out Pt ke antena, yang berfokus ke sebuah balok dengan G. memperoleh gain kekuasaan mirip dengan memperoleh terarah, Gdir, kecuali bahwa hal itu harus juga mencakup kerugian dari pemancar ke antena. Kerugian ini dirangkum oleh istilah tunggal untuk efisiensi, r. Oleh karena itu Energi radar menyebar secara seragam di segala penjuru. Daya per satuan luas demikian harus berkurang sebagai daerah meningkat. Karena energi tersebar di atas permukaan bola faktor 1/4pR2 account untuk pengurangan. Energi radar yang dikumpulkan oleh permukaan target dan dipantulkan. Penampang radar s account untuk kedua proses tersebut. Energi yang dipantulkan menyebar seperti energi yang ditransmisikan. Antena penerima mengumpulkan energi yang sebanding dengan daerah yang efektif, yang dikenal sebagai antena's apertur, Ae. Ini juga termasuk kerugian dalam proses penerimaan sinyal hingga mencapai penerima. Oleh karena itu subskrip "e" untuk "efektif." Aperture yang efektif berkaitan dengan aperture fisik, A, dengan efisiensi yang sama istilah yang digunakan dalam memperoleh kekuasaan, diberi simbol r. Sehingga Ae = r A Kriteria kami deteksi hanyalah bahwa menerima kuasa, Pr harus melebihi minimum, Smin. Karena kekuasaan yang diterima berkurang dengan kisaran maksimum jangkauan deteksi akan terjadi ketika menerima kuasa adalah sama dengan minimum, yaitu Pr = Smin. Jika Anda memecahkan untuk rentang, Anda mendapatkan persamaan untuk teoritis maksimum radar range: Mungkin yang paling penting dari persamaan ini adalah akar keempat ketergantungan. Implikasi praktis dari hal ini adalah bahwa seseorang harus sangat meningkatkan daya output sederhana untuk mendapatkan peningkatan performa. Sebagai contoh, dalam rangka untuk melipatgandakan jangkauan, daya yang ditransmisikan harus meningkat 16-kali lipat. Anda juga harus mencatat bahwa tingkat daya minimum untuk mendeteksi, Smin, tergantung pada tingkat kebisingan. Dalam prakteknya, jumlah ini terus divariasikan dalam rangka mencapai keseimbangan sempurna antara kepekaan tinggi yang rentan terhadap kebisingan dan kepekaan yang rendah mungkin membatasi kemampuan radar untuk mendeteksi target. Contoh: Carilah jangkauan maksimum AN/SPS-49 radar, mengingat data sebagai berikut Antena Ukuran = 7,3 m lebar 4,3 m tinggi Efisiensi = 80% Peak power = 360 kW Cross section = 1 m2 Smin = 1 10-12 W Kita tahu dari contoh sebelumnya, bahwa gain antena directional, Gdir = 4p/qf = 4p / (.05 x .07) = 3430 Kekuatan gain, G = r Gdir G = 2744. Demikian pula, aperture efektif, Ae = RA = ,8 (7.3 x 4.3) Ae = 25,1 m2. Oleh karena itu kisaran adalah, atau R = 112 km.

RADAR

Dasar Sistem Radar Prinsip Operasi Radar adalah akronim untuk Radio Detection and Ranging. Istilah "radio" mengacu pada penggunaan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang dalam apa yang disebut radio bagian gelombang spektrum, yang mencakup beragam dari 104 km sampai 1 cm. Radar sistem biasanya menggunakan panjang gelombang pada orde 10 cm, sesuai dengan frekuensi dari sekitar 3 GHz. Deteksi dan berkisar bagian dari singkatan dicapai dengan keterlambatan waktu antara transmisi sebuah pulsa energi radio dan selanjutnya kembali. Jika waktu tunda adalah Dt, maka rentang dapat ditentukan oleh sederhana rumus: R = CDT / 2 di mana c = 3 x 108 m / s, kecepatan cahaya di mana semua menyebarkan gelombang elektromagnetik. Faktor kedua dalam formula berasal dari pengamatan bahwa pulsa radar harus perjalanan ke sasaran dan kembali sebelum deteksi, atau dua kali jangkauan. Sebuah kereta pulsa radar adalah jenis modulasi amplitudo dari frekuensi radar gelombang pembawa, serupa dengan gelombang pembawa modulasi dalam sistem komunikasi. Dalam hal ini, sinyal informasi yang cukup sederhana: sebuah ulang pulsa di teratur. Radar umum pembawa modulasi, yang dikenal sebagai denyut nadi kereta api ditampilkan di bawah. Parameter yang umum radar seperti yang didefinisikan dengan mengacu ke Gambar 1. Gambar 2. PW = lebar pulsa. PW memiliki satuan waktu dan umumnya dinyatakan dalam ms. PW adalah durasi pulsa. RT = waktu istirahat. RT adalah interval antara pulsa. Hal ini diukur dalam ms. PRT = nadi pengulangan waktu. PRT memiliki satuan waktu dan umumnya dinyatakan dalam ms. PRT adalah interval antara awal salah satu denyut nadi dan awal lain. PRT juga sama dengan jumlah, PRT = PW + RT. PRF = denyut frekuensi pengulangan. PRF memiliki satuan waktu-1 dan umumnya dinyatakan dalam Hz (1 Hz = 1 / s) atau sebagai pulsa per detik (pps). PRF adalah jumlah pulsa ditransmisikan per detik dan sama dengan kebalikan dari PRT. RF = frekuensi radio. RF memiliki satuan waktu-1 atau Hz dan umumnya dinyatakan dalam GHz atau MHz. RF adalah frekuensi gelombang pembawa yang sedang diatur untuk membentuk denyut nadi kereta api. Mekanisasi Sebuah sistem radar praktis memerlukan tujuh komponen dasar seperti yang digambarkan di bawah ini: Gambar 3 Pemancar. Menciptakan pemancar gelombang radio yang akan dikirim dan memodulasi itu untuk membentuk denyut nadi kereta api. Pemancar harus juga memperkuat sinyal untuk tingkat kekuatan yang tinggi untuk memberikan jangkauan yang memadai. Sumber gelombang pembawa dapat menjadi Klystron, Traveling Wave Tube (TWT) atau magnetron. Masing-masing memiliki karakteristik dan keterbatasan. 2. Penerima. Penerima sensitif terhadap rentang frekuensi sedang dikirim dan memberikan penguatan sinyal yang dikembalikan. Dalam rangka untuk memberikan jangkauan terbesar, penerima harus sangat sensitif tanpa memperkenalkan kebisingan yang berlebihan. Kemampuan untuk melihat sinyal yang diterima dari kebisingan latar belakang tergantung pada sinyal-to-noise ratio (S / N). Kebisingan latar belakang adalah ditentukan oleh nilai rata-rata, yang disebut kebisingan-setara-daya (NEP). Ini langsung menyamakan kebisingan ke tingkat daya terdeteksi sehingga dapat dibandingkan dengan return. Menggunakan definisi ini, kriteria untuk berhasil mendeteksi target adalah Pr> (S / N) NEP, mana Pr adalah kekuatan sinyal kembali. Karena ini adalah jumlah yang signifikan dalam menentukan kinerja sistem radar, itu diberi peruntukan yang unik, Smin, dan disebut Sinyal Minimum untuk Detection. Smin = (S / N) NEP Sejak Smin, dinyatakan dalam Watts, biasanya nomor kecil, itu telah terbukti berguna untuk menentukan desibel setara, MDS, yang adalah singkatan dari Minimum dilihat Sinyal. MDS = 10 log (Smin / 1 mW) Bila menggunakan desibel, kuantitas di dalam tanda kurung dari logaritma harus angka tanpa satuan. Aku definisi MDS, angka ini adalah fraksi Smin / 1 mW. Sebagai pengingat, kita menggunakan notasi dBm khusus untuk unit MDS, di mana "m" adalah singkatan dari 1 mW. Ini adalah istilah untuk desibel direferensikan ke 1 mW, yang kadang-kadang ditulis sebagai dB / / 1mW. Di penerima, S / N menetapkan ambang batas untuk deteksi yang menentukan apa yang akan ditampilkan dan apa yang tidak. Secara teori, jika S / N = 1, maka hanya kembali dengan kekuatan sama atau lebih besar dari kebisingan latar belakang akan ditampilkan. Namun, kebisingan adalah proses statistik dan bervariasi secara acak. NEP adalah nilai rata-rata kebisingan. Akan ada saat-saat ketika kebisingan melebihi ambang batas yang ditetapkan oleh penerima. Karena hal ini akan ditampilkan dan tampaknya menjadi sasaran yang sah, hal itu disebut alarm palsu. Jika SNR diatur terlalu tinggi, maka akan ada beberapa alarm palsu, tetapi beberapa sasaran yang sebenarnya mungkin tidak ditampilkan dikenal sebagai miss). Jika diatur SNR terlalu rendah, maka akan ada banyak laporan yang salah, atau alarm palsu tingkat tinggi (FAR). Beberapa receiver memonitor latar belakang dan terus-menerus menyesuaikan SNR untuk menjaga konstan laju alarm palsu, dan karena itu semua yang disebut CFAR penerima. Beberapa fitur telepon umum adalah: 1.) Pulse Integrasi. Penerima mengambil kembali kekuatan rata-rata lebih banyak kacang-kacangan. Acak peristiwa seperti suara tidak akan terjadi dalam setiap denyut nadi dan oleh karena itu, ketika rata-rata, akan memiliki efek berkurang dibandingkan dengan target aktual yang akan di setiap denyut nadi. 2.) Sensitivitas Sisa Control (STC). Fitur ini mengurangi dampak dari laut kembali dari negara. Mengurangi SNR minimum dari penerima untuk durasi yang singkat segera setelah setiap denyut nadi ditularkan. Efek menyesuaikan STC adalah untuk mengurangi keruwetan pada layar di daerah secara langsung di sekitar pemancar. Semakin besar nilai STC, semakin besar rentang dari pemancar di mana kekacauan akan dihapus. Namun, STC yang berlebihan akan kosong keluar potensial kembali dekat dengan pemancar. 3.) Fast Sisa Konstan (FTC). Fitur ini dirancang untuk mengurangi efek jangka panjang keuntungan yang berasal dari hujan. Pengolahan ini mengharuskan kekuatan sinyal kembali harus berubah dengan cepat di atasnya durasi. Sejak hujan terjadi di daerah dan diperluas, maka akan menghasilkan panjang, mantap kembali. FTC proses akan penyaring ini kembali keluar dari layar. Hanya kacang-kacangan yang naik dan turun dengan cepat akan ditampilkan. Dalam istilah teknis, FTC adalah pembeda, yang berarti menentukan tingkat perubahan sinyal, yang kemudian digunakan untuk membedakan pulsa yang tidak berubah dengan cepat. 3. Power Supply. Catu daya menyediakan tenaga listrik bagi semua komponen. Konsumen terbesar daya adalah pemancar yang mungkin memerlukan beberapa kW daya rata-rata. Kekuasaan yang sebenarnya ditransmisikan dalam nadi mungkin jauh lebih besar dari 1 kW. Hanya catu daya harus dapat memberikan jumlah rata-rata daya yang dikonsumsi, bukan tingkat kekuatan tinggi selama sebenarnya nadi transmisi. Energi dapat disimpan, dalam sebuah kapasitor bank misalnya, selama waktu istirahat. Maka energi yang tersimpan dapat dimasukkan ke dalam denyut nadi ketika ditransmisikan, meningkatkan daya puncak. Puncak kekuasaan dan kekuatan rata-rata terkait dengan besaran yang disebut siklus, DC. Siklus adalah bagian dari siklus yang masing-masing transmisi radar sebenarnya transmisi. Mengacu pada denyut nadi kereta api pada Gambar 2, siklus dapat dilihat untuk menjadi: DC = PW / PRF Synchronizer. The sinkronisasi koordinat rentang waktu untuk penentuan. Ini mengatur bahwa tingkat di mana pulsa akan dikirim (yaitu set PRF) dan me-reset waktu kisaran jam untuk penentuan untuk setiap denyut nadi. Sinyal dari sinkronisasi dikirim simultan untuk penerima, yang mengirimkan pulsa baru, dan dengan tampilan, yang me-reset kembali menyapu. Duplexer. Ini adalah switch yang menghubungkan bergantian pemancar atau penerima ke antena. Tujuannya adalah untuk melindungi penerima dari output daya tinggi pemancar. Selama transmisi dari sebuah keluar pulsa, yang duplexer akan disesuaikan dengan pemancar selama denyut nadi, PW. Setelah denyut nadi telah dikirim, maka akan menyelaraskan duplexer antena ke penerima. Ketika pulsa berikutnya dikirim, duplexer akan beralih kembali ke pemancar. Sebuah duplexer tidak diperlukan jika daya yang ditransmisikan rendah. Antena. Antena radar mengambil pulsa dari pemancar dan meletakkannya ke udara. Lebih jauh, antena harus memfokuskan energi ke dalam sebuah berkas yang terdefinisi dengan baik yang meningkatkan kekuatan dan memungkinkan penentuan arah sasaran. Antena harus melacak orientasi sendiri yang dapat dicapai oleh Sinkronisasi-pemancar. Ada juga sistem antena yang tidak bergerak secara fisik tapi mengarahkan elektronik (dalam kasus ini, orientasi berkas radar sudah diketahui apriori). Sinar-lebar sebuah antena adalah ukuran dari sudut luasnya bagian paling kuat yang memancarkan energi. Untuk tujuan kita bagian utama, disebut lobus utama, akan semua sudut dari tegak lurus di mana kekuatan tidak kurang dari ½ dari puncak kekuasaan, atau, dalam desibel, -3 dB. Berkas-lebarnya kisaran sudut di lobus utama, sehingga didefinisikan. Biasanya ini diselesaikan ke pesawat yang menarik, seperti horizontal atau bidang vertikal. Antena akan yang terpisah balok horisontal dan vertikal lebar. Untuk antena radar, yang beam-width dapat diperkirakan dari dimensi antena dalam bidang bunga oleh q = l / L mana: q adalah berkas-lebar dalam radian, l adalah panjang gelombang radar, dan L adalah dimensi antena, ke arah kepentingan (yaitu lebar atau tinggi). Dalam diskusi komunikasi antena, dinyatakan bahwa balok-lebar untuk antena dapat ditemukan dengan menggunakan q = 2l / L. Jadi tampak bahwa radar antena memiliki satu-setengah dari balok-lebar sebagai antena komunikasi. Perbedaan adalah bahwa antena radar digunakan baik untuk mengirim dan menerima sinyal. Itu gangguan efek dari setiap arah menggabungkan, yang memiliki efek mengurangi sinar-lebar. Oleh karena itu ketika menggambarkan sistem dua arah (seperti radar) itu adalah tepat untuk mengurangi sinar-lebar dengan faktor ½ dalam berkas-width pendekatan formula. Directional gain dari antena adalah ukuran seberapa baik berkas terfokus di semua sudut. Jika kita dibatasi ke satu pesawat, directional keuntungan hanya akan menjadi rasio 2p / q. Karena kekuatan yang sama didistribusikan lebih dari kisaran yang lebih kecil sudut, arah memperoleh mewakili jumlah oleh yang kuasa dalam berkas meningkat. Dalam kedua sudut, maka directional gain akan diberikan oleh: Gdir = 4p / q f karena ada 4p steradians berhubungan dengan semua arah (padat sudut, diukur di steradians, didefinisikan sebagai daerah depan balok dibagi dengan rentang kuadrat, oleh karena itu non-directional beam akan menutupi area 4pR2 pada jarak R, Oleh karena itu 4p steradians). Di sini kita digunakan: q = horizontal beam-width (radian) f = vertikal berkas-width (radian) Kadang-kadang directional gain diukur dalam desibel, yaitu 10 log (Gdir). Sebagai contoh, sebuah antena dengan beam horizontal lebar 1,50 (0,025 radian) dan balok vertikal-lebar 20o (0,33 radian) akan memiliki: directional gain (dB) = 10 log (4 p / 0,025 0,333) = 30,9 dB Contoh: menemukan horizontal dan vertikal sinar-lebar panjang AN/SPS-49 berbagai sistem radar, dan mendapatkan arah dalam dB. Antena adalah lebar 7,3 m sebesar 4,3 m tinggi, dan beroperasi pada frekuensi 900 MHz. Panjang gelombang, l = c / f = 0,33 m. Mengingat bahwa L = 7,3 m, maka q = l / L = 0.33/7.3 = 0,045 radian, atau q = 30. Antena 4,3 m, sehingga perhitungan yang sama memberikan f = 0,076 radian f = 40. Directional gain, Gdir = 4p / (0,045 0,076) = 3638. Dinyatakan dalam desibel, directional gain = 10 log (3638) = 35,6 dB. Tampilan. Unit layar dapat mengambil berbagai bentuk tetapi pada umumnya dirancang untuk menyajikan informasi yang diterima operator. Tampilan yang paling dasar jenis disebut A-scan (amplitudo vs Waktu tunda). Sumbu vertikal adalah kekuatan kembali dan sumbu horizontal adalah waktu tunda, atau jangkauan. A-scan tidak memberikan informasi tentang arah sasaran. Gambar 4 Tampilan yang paling umum adalah PPI (posisi rencana indikator). A-scan informasi ini diubah menjadi kecerahan dan kemudian ditampilkan dalam arah yang relatif sama sebagai antena orientasi. Hasilnya adalah top-down melihat situasi di mana jarak adalah jarak dari titik asal. PPI mungkin adalah layar paling alami bagi operator dan karena itu yang paling banyak digunakan. Dalam kedua kasus, me-reset sinkronisasi jejak untuk setiap denyut nadi sehingga rentang informasi akan mulai pada titik asal. Gambar 5 Dalam contoh ini, peningkatan penggunaan STC untuk menekan kekacauan laut akan sangat membantu. Radar kinerja Semua parameter dari sistem radar berdenyut dasar akan mempengaruhi kinerja dalam beberapa cara. Di sini kita menemukan contoh-contoh spesifik dan mengukur ketergantungan ini mana mungkin. Pulse Width Durasi pulsa dan panjang target sepanjang arah radial menentukan durasi pulsa yang dikembalikan. Dalam kebanyakan kasus panjang kembali biasanya sangat mirip dengan pulsa yang ditransmisikan. Dalam tampilan unit, nadi (di waktu) akan diubah menjadi denyut nadi di kejauhan. Kisaran nilai dari tepi menuju ke tepi trailing akan membuat beberapa ketidakpastian dalam rentang target. Diambil pada nilai nominal, kemampuan untuk secara akurat mengukur jarak ditentukan oleh lebar pulsa. Jika kita menunjuk ketidakpastian dalam rentang diukur sebagai rentang resolusi, RRES, maka harus sama dengan kisaran setara dengan lebar pulsa, yaitu: RRES = c PW / 2 Sekarang, Anda mungkin bertanya-tanya mengapa tidak hanya mengambil terdepan dalam nadi sebagai rentang yang dapat ditentukan dengan akurasi yang jauh lebih halus? Masalahnya adalah bahwa hampir mustahil untuk menciptakan terdepan yang sempurna. Dalam prakteknya, yang ideal nadi akan benar-benar muncul seperti: Gambar 6 Untuk membuat pulsa dengan sempurna terdepan vertikal akan membutuhkan bandwidth yang tak terbatas. Bahkan Anda mungkin menyamakan bandwidth, b, dari pemancar ke lebar pulsa minimum, PW oleh: PW = 1/2b Dengan adanya pemahaman ini, sangat masuk akal untuk mengatakan bahwa rentang tidak dapat ditentukan lebih akurat daripada CPW / 2 atau ekuivalen RRES = c/4b Bahkan, radar resolusi tinggi sering disebut sebagai radar lebar-band yang sekarang Anda lihat sebagai pernyataan setara. Satu istilah ini mengacu pada domain waktu dan domain frekuensi lain. Durasi pulsa juga mempengaruhi rentang minimum di mana sistem radar dapat mendeteksi. Keluar pulsa harus secara fisik jelas antena sebelum kembali dapat diproses. Karena ini berlangsung selama selang waktu sama dengan lebar pulsa, PW, kisaran ditampilkan minimum kemudian: RMIN = c PW / 2 Efek rentang minimum dapat dilihat pada layar PPI sebagai jenuh atau area kosong di sekitar titik asal. Gambar 7 Meningkatkan lebar pulsa tetap menjaga parameter lain yang sama juga akan mempengaruhi siklus dan karena itu daya rata-rata. Bagi banyak sistem, sangat diperlukan untuk menjaga daya rata-rata tetap. Kemudian bersamaan PRF harus diubah dengan PW dalam rangka untuk menjaga PW x PRF produk yang sama. Misalnya, jika lebar pulsa berkurang dengan faktor ½ dalam rangka untuk meningkatkan resolusi, maka PRF biasanya dua kali lipat. Pulse Repetition Frequency (PRF) Frekuensi transmisi pulsa mempengaruhi jangkauan maksimum yang dapat ditampilkan. Ingat bahwa me-reset sinkronisasi waktu setiap jam sebagai denyut nadi ditularkan. Kembali dari jauh target yang dilakukan tidak mencapai penerima sampai setelah pulsa berikutnya telah dikirim tidak akan ditampilkan dengan benar. Karena waktu jam sudah di-reset, mereka akan ditampilkan sebagai jika kisaran di mana kurang dari sebenarnya. Jika ini adalah mungkin, maka informasi kisaran akan dianggap ambigu. Operator tidak akan tahu apakah itu yang sebenarnya jarak jangkauan atau yang lebih besar nilai. Gambar 8 Kisaran aktual maksimum yang dapat dideteksi dan ditampilkan tanpa ambiguitas, atau maksimum rentang jelas, hanya kisaran yang sesuai untuk suatu selang waktu sama dengan waktu pengulangan pulsa, PRT. Oleh karena itu, jelas maksimum jangkauan, RUNAMB = c PRT / 2 = c / (2PRF) Ketika radar adalah pemindaian, perlu untuk mengontrol tingkat scan sehingga jumlah cukup pulsa akan ditransmisikan dalam arah tertentu dalam rangka menjamin deteksi dapat diandalkan. Jika terlalu sedikit pulsa yang digunakan, maka akan lebih sulit untuk membedakan palsu target dari yang sebenarnya. Salah target mungkin ada dalam satu atau dua pulsa tapi jelas tidak dalam sepuluh atau dua puluh dalam satu baris. Oleh karena itu untuk mempertahankan tingkat deteksi palsu rendah, jumlah pulsa ditransmisikan dalam setiap arah harus tetap tinggi, biasanya di atas sepuluh. Untuk sistem dengan tingkat pengulangan pulsa yang tinggi (frekuensi), radar balok posisinya bisa lebih cepat dan karena itu scan lebih cepat. Sebaliknya, jika PRF adalah menurunkan tingkat scan perlu dikurangi. Scan sederhana mudah menghitung jumlah pulsa yang akan kembali dari sasaran tertentu. Membiarkan t mewakili waktu tinggal, yang merupakan target durasi yang tetap berada di radar's beam selama setiap scan. Jumlah pulsa, N, bahwa target akan terkena selama waktu tinggal adalah: N = t PRF Kami dapat mengatur ulang persamaan ini untuk membuat persyaratan pada waktu tinggal scan tertentu tmin = Nmin / PRF Sehingga mudah untuk melihat bahwa tingkat pengulangan pulsa tinggi memerlukan tinggal yang lebih kecil kali. Untuk memindai melingkar yang terus-menerus, misalnya, tinggal waktu yang berhubungan dengan tingkat rotasi dan balok-lebarnya. t = q / W di mana q = balok-width [derajat] W = rotasi menilai [derajat / detik] yang akan memberikan waktu tinggal dalam hitungan detik. Hubungan ini dapat dikombinasikan, memberikan persamaan berikut yang maksimum tingkat scan dapat ditentukan untuk jumlah minimum pulsa per scan: WMAX = q PRF / N Radar Frekuensi Akhirnya, frekuensi radio gelombang pembawa juga akan memiliki beberapa mempengaruhi pada bagaimana menyebarkan sinar radar. Pada frekuensi rendah ekstrem, radar balok akan membiaskan di atmosfer dan dapat terjebak dalam "saluran" yang mengakibatkan lama rentang. Pada ekstrem tinggi, sinar radar akan berperilaku seperti terlihat cahaya dan perjalanan dalam garis lurus. Radar frekuensi sangat tinggi akan menderita tinggi balok kerugian dan tidak cocok untuk sistem jarak jauh. Frekuensi juga akan mempengaruhi sinar-lebar. Untuk ukuran antena yang sama, radar frekuensi yang rendah akan memiliki balok-width lebih besar daripada frekuensi tinggi satu. Dalam rangka untuk menjaga berkas-width konstan, radar frekuensi yang rendah akan perlu besar antena. Range Persamaan teoretis Maksimum Sebuah penerima radar dapat mendeteksi target jika kembalinya adalah kekuatan cukup. Mari kita menunjuk kembali sinyal minimum yang dapat dideteksi sebagai Smin, yang seharusnya mempunyai unit Watts, W. Ukuran dan kemampuan target untuk mencerminkan energi radar dapat diringkas menjadi satu istilah, s, dikenal sebagai radar penampang, yang memiliki satuan dari m2. Jika benar-benar semua energi radar insiden pada target tercermin sama ke segala arah, maka penampang radar akan sama dengan sasaran luas penampang seperti yang terlihat oleh pemancar. Dalam praktiknya, sebagian energi yang diserap dan energi yang dipantulkan tidak didistribusikan secara merata ke segala arah. Oleh karena itu, radar penampang cukup sulit untuk memperkirakan dan biasanya ditentukan oleh pengukuran. Mengingat jumlah baru ini kita dapat membuat sebuah model sederhana untuk kekuatan radar yang mengembalikan ke penerima: Pr = Pt G 1/4pR2 s 1/4pR2 Ae Istilah dalam persamaan ini telah dikelompokkan untuk menggambarkan urutan dari transmisi ke penagihan. Berikut adalah urutan secara rinci: G = r Gdir Pemancar daya puncak puts out Pt ke antena, yang berfokus ke sebuah balok dengan G. memperoleh gain kekuasaan mirip dengan memperoleh terarah, Gdir, kecuali bahwa hal itu harus juga mencakup kerugian dari pemancar ke antena. Kerugian ini dirangkum oleh istilah tunggal untuk efisiensi, r. Oleh karena itu Energi radar menyebar secara seragam di segala penjuru. Daya per satuan luas demikian harus berkurang sebagai daerah meningkat. Karena energi tersebar di atas permukaan bola faktor 1/4pR2 account untuk pengurangan. Energi radar yang dikumpulkan oleh permukaan target dan dipantulkan. Penampang radar s account untuk kedua proses tersebut. Energi yang dipantulkan menyebar seperti energi yang ditransmisikan. Antena penerima mengumpulkan energi yang sebanding dengan daerah yang efektif, yang dikenal sebagai antena's apertur, Ae. Ini juga termasuk kerugian dalam proses penerimaan sinyal hingga mencapai penerima. Oleh karena itu subskrip "e" untuk "efektif." Aperture yang efektif berkaitan dengan aperture fisik, A, dengan efisiensi yang sama istilah yang digunakan dalam memperoleh kekuasaan, diberi simbol r. Sehingga Ae = r A Kriteria kami deteksi hanyalah bahwa menerima kuasa, Pr harus melebihi minimum, Smin. Karena kekuasaan yang diterima berkurang dengan kisaran maksimum jangkauan deteksi akan terjadi ketika menerima kuasa adalah sama dengan minimum, yaitu Pr = Smin. Jika Anda memecahkan untuk rentang, Anda mendapatkan persamaan untuk teoritis maksimum radar range: Mungkin yang paling penting dari persamaan ini adalah akar keempat ketergantungan. Implikasi praktis dari hal ini adalah bahwa seseorang harus sangat meningkatkan daya output sederhana untuk mendapatkan peningkatan performa. Sebagai contoh, dalam rangka untuk melipatgandakan jangkauan, daya yang ditransmisikan harus meningkat 16-kali lipat. Anda juga harus mencatat bahwa tingkat daya minimum untuk mendeteksi, Smin, tergantung pada tingkat kebisingan. Dalam prakteknya, jumlah ini terus divariasikan dalam rangka mencapai keseimbangan sempurna antara kepekaan tinggi yang rentan terhadap kebisingan dan kepekaan yang rendah mungkin membatasi kemampuan radar untuk mendeteksi target. Contoh: Carilah jangkauan maksimum AN/SPS-49 radar, mengingat data sebagai berikut Antena Ukuran = 7,3 m lebar 4,3 m tinggi Efisiensi = 80% Peak power = 360 kW Cross section = 1 m2 Smin = 1 10-12 W Kita tahu dari contoh sebelumnya, bahwa gain antena directional, Gdir = 4p/qf = 4p / (.05 x .07) = 3430 Kekuatan gain, G = r Gdir G = 2744. Demikian pula, aperture efektif, Ae = RA = ,8 (7.3 x 4.3) Ae = 25,1 m2. Oleh karena itu kisaran adalah, atau R = 112 km.

talos ramjet

General Principles

Untuk memahami bagaimana asupan udara Ramjet bekerja kita harus memeriksa fisika yang terlibat. Dengan kata lain, kita harus berpikir tentang bagaimana alam semesta di sekitar kita bekerja.

Ketika sesuatu yang menyebabkan kebisingan, seperti membanting pintu atau petasan muncul, hal itu menyebabkan gelombang tekanan untuk bergerak melalui udara, Ketika gelombang ini mencapai kami telinga kami menerjemahkan tekanan yang tiba-tiba berubah menjadi suara yang kita dengar.

Gelombang tekanan udara benar-benar hanya molekul menabrak terhadap satu sama lain. Biasanya hanya molekul bergerak secara acak, bergerak dengan cara ini dan itu. Ketika muncul petasan ini melepaskan gas tekanan tinggi yang buru-buru keluar, mendorong terhadap molekul udara. Molekul-molekul ini pada gilirannya bergerak keluar dan bertabrakan dengan orang lain, mendorong mereka bersama-sama untuk bertemu lebih banyak molekul udara. Pikirkan sekelompok bola berbaris di meja biliar. Bola pemogokan yang pertama, menyebabkan itu bergerak dan menyerang kedua. Ketika hal itu terjadi energi gerak ditransfer ke bola kedua dan bola pertama berhenti. Demikian pula, pemogokan bola kedua ketiga, transfer energi untuk itu, dan berhenti. Dengan cara ini energi yang berpindah dari satu bola untuk yang lain, dan energi ini "gelombang" mengalir ke bawah garis bola dari awal sampai akhir. Meskipun jarak dari awal sampai akhir bola dapat menjadi besar, tidak ada bola individu bergerak sangat jauh.

Ini adalah bagaimana gelombang tekanan bergerak melalui udara, lewat dari molekul ke molekul. Gelombang hanya banyak molekul yang tidak lagi bergerak secara acak, tapi semuanya bergerak ke arah yang sama pada waktu yang sama sampai mereka bertabrakan dengan molekul udara lain dan lulus energi untuk itu. Setelah melewati gelombang molekul udara kembali ke menabrak secara acak satu sama lain.

Gelombang tekanan melalui udara dengan kecepatan suara. Ini adalah kecepatan yang tercepat gelombang tekanan dapat bergerak melalui udara. Namun, bukan kecepatan tercepat bahwa sesuatu dapat melakukan perjalanan melalui udara - supersonik rudal bergerak lebih cepat daripada kecepatan suara. Apa yang terjadi pada molekul udara saat ini terjadi adalah penting.

Sebagai sebuah objek bergerak melalui udara itu mendorong ke samping udara di jalurnya. Udara yang bergerak membentuk gelombang tekanan yang bergerak keluar pada kecepatan suara. Dalam gambar di bawah tanda panah berlabel "Kecepatan suara" mewakili suara jarak perjalanan selama waktu penerbangan dari rudal.
Kecepatan suara

Rudal di sebelah kiri bergerak pada setengah kecepatan suara (Mach 0,5). Gelombang tekanan yang diciptakan ketika bergerak melalui atmosfer bergerak dua kali lebih cepat rudal dan menghilang di segala penjuru. Dalam semua kasus ras gelombang tekanan di depan rudal. Setiap setengah lingkaran menunjukkan seberapa jauh gelombang suara telah bepergian sejak rudal melewati posisi bernomor. Perhatikan bahwa jarak antara gelombang pendek di depan rudal daripada pergi ke sisi rudal - ombak yang dikompresi di depan rudal. Namun, mereka tidak tumpang tindih untuk menghasilkan gelombang kejut.

Pada gambar tengah rudal bergerak pada kecepatan suara. Memperluas gelombang tekanan luar dengan kecepatan suara tetapi mereka tidak bisa bergerak maju dari rudal. Pada ujung terdepan rudal semua gelombang yang dikompresi sehingga mereka saling tumpang tindih, tetapi mereka biasanya menghilang di tempat lain sehingga gelombang kejut tidak disebarkan.

Di tangan kanan gambar rudal bergerak lebih cepat daripada kecepatan suara. Gelombang tekanan tidak bisa bergerak secepat rudal. Akibatnya semua gelombang bergabung untuk menciptakan tekanan tinggi kerucut "shock wave" yang berasal dari hidung rudal, bergerak keluar melalui udara dengan kecepatan suara, seperti terbangun dari sebuah kapal yang bergerak melalui air. Ketika gelombang kejut ini mencapai telinga kita kita mendengar sebuah "sonic boom."

Sederhana Ramjets

Supersonik inilah gelombang kejut yang penting bagi asupan udara Ramjet berfungsi, dan itu adalah penyebab sakit kepala utama dalam desain yang akan bekerja ramjets diandalkan. Penting untuk diingat bahwa molekul udara dalam gelombang ini bergerak dengan kecepatan suara, dan tidak lebih cepat.

Asupan udara yang paling sederhana desain adalah hanya sebuah tabung kosong dengan pembukaan bundar - pipa. Seperti pipa bergerak melalui udara pada kecepatan supersonik tepi mendorong pembukaan molekul udara keluar dari jalan, membentuk gelombang kejut. Di tepi luar pipa gelombang bergerak dari luar persis seperti itu tidak di sekitar hidung peluru supersonik. Namun, pada bagian dalam tabung gelombang kejut dari seluruh pembukaan berkumpul di dalam tabung, seperti ditunjukkan oleh garis putus-putus. Molekul udara bergerak menjauh dari tepi bagian dalam pembukaan lari ke molekul lain bergerak ke dalam dan gelombang tekanan tak bisa berjalan lebih jauh. Tekanan membangun di belakang gelombang kejut, menekan udara di dalam tabung dan memperlambat laju yang mengalir melalui tabung.
Normal shock depan

Lewat udara melalui tabung yang lebih lambat daripada kecepatan melewati tabung udara sekitarnya. Sebagai akibatnya, udara memasuki pembukaan lebih cepat daripada udara dapat melewati tabung dan melarikan diri di belakang. Molekul udara menumpuk di dalam tabung, dan karena semakin banyak yang dijejalkan dalam tekanan di dalam tabung meningkat. Ketika tekanan meningkat akan mencoba untuk mendorong udara keluar melalui bagian depan tabung. Kesetimbangan tercapai antara inrushing tekanan udara dan tekanan udara di dalam tabung, dan gelombang kejut supersonik pada inlet yang dibentuk kembali menjadi lebih atau kurang flat di seberang teluk pembukaan. Bahkan, tepi gelombang kejut ini biasanya tegak lurus terhadap permukaan tabung, sehingga disebut sebagai "normal" gelombang kejut (normal berarti tegak lurus).

Sekarang kita perlu memikirkan kembali gerakan relatif rudal dan suasana. Ini adalah rudal yang bergerak lebih cepat daripada kecepatan suara, dan udara berdiri diam. Namun, konsep relativitas memungkinkan kita untuk berpikir tentang situasi seolah-olah rudal itu berdiri diam dan udara sedang terburu-buru oleh pada kecepatan supersonik. Bahkan, inilah yang terjadi di terowongan angin berkecepatan tinggi di mana udara ditiup melalui terowongan dan rudal yang melesat tetap di tempatnya. Untuk diskusi tentang bagaimana mesin Ramjet bekerja itu sangat berguna untuk memikirkan bagaimana udara bergerak melalui rudal, seolah-olah rudal tidak bergerak dan udara.

Udara di depan gelombang kejut normal di depan tabung bergerak lebih cepat dari kecepatan suara, relatif terhadap tabung, dan udara di dalam tabung bergerak lebih lambat. Akibatnya, udara masuk tabung di bagian depan lebih cepat daripada yang dapat meloloskan diri dari tabung di belakang. Seperti tumpukan udara di tabung tekanan naik. Menurut aturan fisika, ketika tekanan naik, dan udara tidak dapat berkembang, suhu udara juga meningkat. Karena dinding bagian dalam tabung mencegah perluasan luar udara di dalam tabung, dan udara di depan bergegas mencegah melarikan diri seperti itu, yang panas tekanan tinggi gas hanya dapat melarikan diri dari belakang tempat mereka berkembang cepat dan kembali ke suhu dan tekanan udara sekitarnya.

Ketika melarikan diri gas panas di bagian belakang tabung mereka dipercepat sebagai penurunan tekanan. Anda melihat hal yang sama ketika air lolos melalui ujung selang taman Anda. Semakin tinggi tekanan air di dalam selang air semakin cepat mengalir dari selang. Semakin tinggi tekanan di dalam tabung Ramjet, semakin cepat gas melarikan diri di belakang. Karena gas dipanaskan seperti yang dikompresi ke dalam tabung, tekanan semakin meningkat dan mereka melarikan diri dari belakang lebih cepat. Jika gas ini melarikan diri dengan kecepatan lebih tinggi daripada kecepatan aliran udara di sekitar bagian luar tabung (lebih cepat daripada tabung bergerak melalui udara) akan ada dorongan ke depan jaring pada tabung. Bahkan dalam tabung hampa sederhana yang bergerak lebih cepat daripada kecepatan suara ada sedikit dorongan yang cenderung mendorong tabung maju melalui udara. Ini disebut efek Meredith, setelah FW Meredith yang pertama kali mengajukan ide pada tahun 1936. Tabung semakin cepat bergerak, semakin banyak udara masuk ke depan, menyebabkan suhu dan tekanan untuk naik di dalam tabung, menyebabkan gas untuk melarikan diri pada kecepatan yang lebih tinggi di bagian belakang, sehingga menghasilkan daya dorong yang lebih besar.

Curiga ini terdengar seperti skema gerak abadi, dan hal-hal seperti tidak mungkin. Pipa berlubang tidak lepas landas dan terbang melalui udara pada kecepatan supersonik, ajaib mendorong diri mereka sendiri, karena hambatan dari bergerak melalui udara sangat melebihi daya dorong yang dihasilkan oleh gas dipanaskan. Sebagai benda bergerak lebih cepat melalui udara hambatan (tahanan terhadap gerakan melalui udara) meningkat. Kita mengalami efek ini secara langsung ketika kita tetap tangan kami ke luar jendela mobil yang bergerak. Semakin cepat mobil bergerak semakin besar gaya pada tangan kita sebagai bergegas udara di sekitarnya. Jika kita ingin tabung untuk bekerja sebagai mesin kita perlu meningkatkan dorong sehingga melebihi hambatan.

Hal ini dilakukan dengan memanaskan udara di dalam tabung bahkan lebih dengan membakar bahan bakar di dalamnya. Bahan bakar disemprotkan ke Airstream dekat bagian depan tabung dan menyulut dekat belakang. Ketika membakar bahan bakar panas pembakaran sangat meningkatkan tekanan di dalam tabung, meningkatkan dorongan sebagai gas dipanaskan melarikan diri di belakang.

Namun, jika tabung hanya duduk diam ketika kita menyalakan bahan bakar gas yang terbakar meniup kedua ujungnya dan tabung tidak pergi ke mana-mana. Untuk mendapatkan mesin Ramjet bekerja kita harus meniup udara ke dalam intake pada kecepatan yang sangat tinggi, menyebabkan tekanan di dalam tabung meningkat. Hal ini biasanya dilakukan dengan menggunakan mesin jet lain atau motor roket untuk mempercepat pesawat atau rudal untuk kecepatan di mana Ramjet akan bekerja.

Ketika membakar bahan bakar, menyebabkan gas untuk memanaskan dan memperluas, tekanan dari udara masuk bagian depan tabung mencegah ledakan dan bergerak maju ke depan. Karena tidak ada yang mencegah gas-gas dari melarikan diri di bagian belakang, ini adalah tempat pembakaran gas panas pergi. Tekanan dari pembakaran campuran udara-bahan bakar mendorong pada dinding-dinding dan pada tabung gas di depan tabung, tetapi tidak ada untuk mendorong di bagian belakang tabung. Hasilnya adalah dorongan ke depan.

Dengan beberapa modifikasi pipa menjadi Ramjet. Mengurangi diameter inlet relatif terhadap ujung belakang tabung menyediakan permukaan untuk tekanan di dalam tabung untuk bertindak atas, menghasilkan dorongan ke depan. Jika Anda menyemprotkan bahan bakar ke udara yang masuk dan kemudian memicu suhu tinggi-tinggi dan tekanan tinggi yang dihasilkan. Pada akhir pembuangan mesin membatasi sebuah nossel mengalir keluar dari mesin. Hal ini memperlambat aliran udara melalui mesin, meningkatkan lebih lanjut tekanan operasi, memungkinkan lebih banyak bahan bakar untuk dibakar. Daerah terbuka nossel cocok untuk daerah asupan untuk mendapatkan kondisi operasi optimal di dalam mesin. Nossel menyebabkan pembakaran gas yang melarikan diri itu akan dipercepat hingga kecepatan tinggi. Ini adalah Meredith Efek pada steroid.
Awal Ramjet

The Ramjet bekerja dengan percepatan udara yang melewatinya. Untuk setiap aksi ada reaksi, dan sebagai gas panas berkecepatan tinggi melarikan diri melalui mesin nossel didorong ke depan. Di dalam tabung keadaan tunak diperoleh di mana tekanan di ruang pembakaran diimbangi oleh tekanan udara yang mengalir ke mesin di belakang shock depan normal. Sebagai mesin ingests bergerak maju itu lebih banyak udara, menjaga hal-hal terjadi. Seperti berjalan lebih cepat dibutuhkan dalam jumlah yang lebih besar dari udara, dan itu berarti knalpot lebih banyak udara, menghasilkan daya dorong yang lebih besar. Semakin cepat berjalan, semakin cepat ia pergi. Aliran bahan bakar dikendalikan untuk mencapai kecepatan yang diinginkan.

Pada kecepatan sekitar 80 persen dari kecepatan suara dorong yang dihasilkan oleh mesin Ramjet hanya sama dengan tarik melalui udara (hal ini tergantung pada seberapa efisien rudal itu). Pada kecepatan tinggi dorong yang dihasilkan oleh mesin melebihi hambatan dan mendorong mesin itu sendiri ke depan.

Ada batas praktis untuk kecepatan mesin Ramjet sederhana. Jika tekanan di dalam tabung meningkat terlalu jauh shock depan normal ditiup keluar dari tabung udara terkompresi memungkinkan untuk tumpah di sekitar tabung. Hal ini akan mengurangi jumlah udara yang melewati tabung, menyebabkan dorongan untuk turun. Sebagai konsekuensi Ramjet jenis ini adalah terbatas pada kecepatan tertinggi hanya sekitar Mach 1,2, tidak secepat turbojet bisa pergi. Untuk kecepatan yang lebih tinggi di udara Ramjet asupan harus memiliki mekanisme yang lebih efisien untuk menekan udara yang masuk.

Ramjets efisiensi tinggi

Ramjets bekerja dengan kecepatan relatif rendah menelan udara dan mengeluarkan udara pada kecepatan yang lebih tinggi. Perbedaan dalam hal kecepatan menghasilkan dorongan ke depan. Bahan bakar yang terbakar menciptakan tekanan yang lebih tinggi di dalam mesin, knalpot menyebabkan kecepatan yang lebih tinggi. Tapi tekanan dari mesin tergantung sepenuhnya pada seberapa banyak udara mengalir melewatinya. Tidak peduli seberapa panas membakar campuran udara-bahan bakar ini, dan seberapa tinggi tekanan, jika tidak banyak udara mengalir ke bagian depan mesin dorongan tidak banyak diproduksi. Jadi trik untuk meningkatkan efisiensi adalah untuk meningkatkan aliran udara melalui mesin. Dalam cara ini adalah ayam-dan-masalah telur. Untuk mendapatkan lebih banyak udara rudal harus pergi lebih cepat, dan untuk pergi lebih cepat itu harus mengambil lebih banyak udara.

Menambahkan lebih banyak bahan bakar ke udara dalam jumlah yang lebih besar menyebabkan mesin panas yang akan dihasilkan, dan meningkatkan suhu pembakaran campuran udara-bahan bakar. Lebih panas menyebabkan peningkatan tekanan, dan ini menghasilkan kecepatan yang lebih tinggi gas buang. Jadi bahan bakar terbakar lebih meningkatkan kecepatan gas buang, menyebabkan rudal untuk pergi lebih cepat. Namun, ada batas untuk berapa banyak bahan bakar dapat dibakar. Jika campuran udara-bahan bakar terlalu kaya (terlalu banyak bahan bakar) tidak akan terbakar. Jadi perlu untuk menyesuaikan aliran bahan bakar dengan jumlah udara yang melewati mesin untuk mendapatkan kecepatan maksimum pembakaran berkelanjutan. Menambahkan lebih banyak bahan bakar akan meningkatkan daya dorong, tapi sekali lagi dorong maksimum dibatasi oleh jumlah udara.

Cara untuk mengatasi masalah ini adalah untuk meningkatkan tekanan udara di rudal (tekanan yang lebih tinggi = lebih banyak udara). Hal ini meningkatkan efisiensi pembakaran dan memungkinkan lebih besar jumlah bahan bakar untuk dikonsumsi. Limit tabung terbuka sederhana mesin tiba saat tekanan di dalam tabung melebihi tekanan udara yang mengalir ke dalam inlet. Beberapa sarana yang dibutuhkan untuk meningkatkan tekanan pada bagian depan rudal.

Langkah pertama dalam mencapai tujuan ini adalah penambahan penghalang dalam pembukaan tabung. Hal ini memberikan lebih banyak struktur untuk tekanan tinggi di dalam tabung gas untuk mendorong pada, jadi agak meningkatkan daya dorong. Tetapi asupan memblokir pembukaan akan mengurangi jumlah udara yang mengalir masuk, bukan? Tidak, tidak, jika dilakukan dengan benar.

Halangan disebut innerbody. Hal ini menunjuk pada kedua ujungnya dan tebal di tengah dan sesuai di dalam tabung asupan. Lewat udara ke dalam tabung harus mengalir di sekitar innerbody, dan daerah sekitarnya kurang dari luas asupan pembukaan. Akibatnya udara dikompresi ketika mengalir di sekitar dan mencapai tekanan maksimum di tenggorokan sempit antara asupan innerbody dan tabung. Jumlah yang sama udara mengalir ke mesin, tapi ia ditinggikan tekanan yang lebih tinggi. Hal ini meningkatkan tekanan gas pembakaran yang harus mendorong melawan, menyebabkan tekanan secara keseluruhan di dalam tabung meningkat. Tekanan internal yang lebih tinggi berarti lebih besar jumlah udara dalam mesin, sehingga lebih banyak bahan bakar dapat dibakar. Hasilnya tekanan masih lebih tinggi, peningkatan kecepatan gas buang, dan dorongan yang lebih besar.

Ingat "normal" shockwave yang terbentuk di dalam mulut tabung? Itu adalah faktor yang membatasi aliran udara ke mesin tabung sederhana. Aliran udara ke mesin dibatasi oleh wilayah shock depan. Kelebihan udara menyingkirkan dan mengalir di sekitar bagian luar mesin. Ini membatasi jumlah udara yang mengalir ke tabung terbuka sederhana, dan yang membatasi jumlah dorong yang dapat dihasilkan. Menambahkan innerbody di dalam tabung tidak berubah yang terbatas, meskipun tidak memungkinkan pembakaran lebih efisien dan menyebabkan rudal untuk mempercepat lebih cepat. Untuk mendapatkan rudal untuk pergi lebih cepat itu perlu untuk mengubah cara gelombang kejut supersonik formulir di bagian depan rudal.
Advanced Ramjet

Solusinya sederhana - innerbody menggerakkan maju sampai ujung kerucut memanjang keluar dari tabung masuk. Supersonik gelombang kejut yang kemudian membentuk di ujung kerucut di depan pembukaan. Ini adalah gelombang kejut berbentuk kerucut dan memiliki luas permukaan jauh lebih besar daripada gelombang kejut normal sederhana. Supersonik yang berbentuk kerucut shock depan untuk memungkinkan lebih banyak udara masuk ke dalam pembukaan daripada planar sederhana shock depan. Udara di belakang depan ini bergerak lebih lambat dari udara masuk ke depan, sehingga tekanan meningkat. Selain itu, karena berbentuk kerucut innerbody udara ini diperas ke dalam volume yang lebih kecil sebelum memasuki asupan pembukaan, penekanan udara lebih jauh dan meningkatkan jumlah udara pada pembukaan. Lain bentuk gelombang kejut normal terhadap permukaan dan udara innerbody intake. Di depan shock normal udara yang precompressed melambat untuk kecepatan subsonik ketika memasuki intake. Jenis mesin ini disebut sebagai aliran subsonik Ramjet karena udara mengalir melalui mesin kurang dari kecepatan suara.

Banyak ide-ide yang berbeda diusulkan dan diuji dalam percobaan untuk menentukan bentuk innerbody optimal. Sudut kerucut shock depan tergantung pada kecepatan rudal. Hal ini menyebabkan posisi optimal shock depan untuk berubah dengan kecepatan, mempengaruhi efisiensi dari mesin. Posisi kerucut asupan mempengaruhi posisi shock depan supersonik. Untuk variabel kecepatan operasi itu perlu untuk memindahkan kerucut innerbody ke depan dan ke belakang untuk menjaga shock depan dalam posisi optimal relatif terhadap asupan pembukaan, tetapi posisi tengah innerbody harus tetap konstan untuk mencapai kompresi maksimum di dalam mesin. Pengaturan rumit untuk memindahkan kerucut innerbody diuji, tetapi ini meningkatkan berat mesin dan mengurangi ruang yang tersedia untuk bagian penting lainnya. Pada akhirnya diputuskan untuk mengoperasikan rudal Talos pada kecepatan konstan untuk memungkinkan innerbody bentuk yang tetap.

Desain optimal meminta gelombang kejut berbentuk kerucut untuk mempengaruhi langsung pada tepi terkemuka inlet udara di mana ia akan bertemu dengan yang "normal" shock depan innerbody tegak lurus terhadap permukaan. Sulit untuk mempertahankan "kritis" kondisi. Dimungkinkan juga untuk menjalankan mesin dalam sebuah "superkritis" dengan kondisi shock normal jauh ke depan intake udara, tetapi ini disebut tekanan internal yang lebih rendah, lebih ramping campuran udara-bahan bakar dan daya yang rendah. Talos dioperasikan dalam "subkritis" kondisi dengan tekanan internal yang lebih tinggi untuk mempromosikan pembakaran lebih efisien. Dalam keadaan ini tekanan internal yang tinggi menyebabkan guncangan normal depan untuk maju ke depan dari bibir topi runcing untuk bergabung dengan gelombang kejut supersonik. Ketika ia melewati gelombang kejut normal udara melambat untuk kecepatan subsonik dan meningkatkan tekanan lagi. Mesin itu diberikan dengan jumlah maksimum udara yang dapat mengalir ke intake, dan setiap kelebihan tumpah keluar di topi runcing.