اكتشاف قوة محرك الدورة المتغيرة

إن محرك الدورة المتغيرة (VCE) هو محرك صمم ليعمل بكفاءة تحت ظروف الطيران المختلطة، مثل السرعة دون الصوتية والسرعة حول الصوتية والسرعة فوق الصوتية.

قد يتطلب الجيل التالي من طائرات النقل بالسرعة فوق الصوتية (Supersonic transport) (SST) استخدام بعض أشكال محرك الدائرة المتغيرة. وتحتاج محركات النقل بالسرعة فوق الصوتية دفع نوعي مرتفع (صافي الدفع/تدفق الهواء) في رحلات السرعة فوق الصوتية للحفاظ على مساحة المقطع العرضي في وحدة توليد القدرة إلى أقل قدر ممكن، وذلك بهدف خفض سحب الطائرة. ولكن لسوء الحظ، فإن ذلك يعني استخدام سرعة نفاثة عالية ليس فقط في رحلات السرعة فوق الصوتية، ولكن أيضًا عند الإقلاع، الأمر الذي يجعل الطائرة مصدر ضوضاء كبيرة.

يتميز المحرك ذو الدفع النوعي المرتفع بسرعة نفث عالية بحسب التعريف، وكما تبين المعادلة التقريبية التالية لصافي الدفع:











F



n





=







m

˙







⋅

(



V



j

f

e





−



V



a





)





{\displaystyle F_{n}={\dot {m}}\cdot (V_{jfe}-V_{a})}





حيث إن:















m

˙







=





d



d

t







m

=







{\displaystyle {\dot {m}}={\frac {d}{dt}}m=\,}



معدل الدفق الكتلي للسحب











V



j

f

e





=







{\displaystyle V_{jfe}=\,}



سرعة النفث الكاملة (في عمود العادم)











V



a





=







{\displaystyle V_{a}=\,}



سرعة طيران الطائرة

بإعادة ترتيب المعادلة السابقة، يمكن الحصول على الدفع النوعي من:















F



n









m

˙









=

(



V



j

f

e





−



V



a





)





{\displaystyle {\frac {F_{n}}{\dot {m}}}=(V_{jfe}-V_{a})}





فبالنسبة لسرعة الطيران الصفرية، يتناسب الدفع النوعي مباشرةً مع سرعة النفث.

تتميز محركات أوليمبس 593 في طائرة كونكورد بدفع نوعي مرتفع في رحلات السرعة فوق الصوتية وعند قدرة الإقلاع الجافة. فهذا الأمر في حد ذاته يجعل المحركات مزعجة، ولكن زاد تعقيد المشكلة نتيجة الحاجة إلى مقدار بسيط من الحراق اللاحق (إعادة تسخين) عند الإقلاع (وتسارع السرعة حول الصوتية). وكان ينبغي أن يعمل محرك الدائرة المتغير في النقل بالسرعة فوق الصوتية على زيادة تدفق هواء المحرك بصورة جوهرية عند الإقلاع، وأن يخفض سرعة النفث عند دفع محدد (أي عند دفع نوعي أقل)