Ramjet vs Scramjet
A szuperszonikus és hiperszonikus repülés a repüléstechnikai mérnökök álma, ahol a hangsebesség többszörösének repülése technikailag nehéz feladat. Bár a szuperszonikus egy megvalósult álom, a költségek megnehezítik a pénzügyi felhasználást.
A Ramjet és a Scramjet olyan motorok, amelyek saját sebességüket használják a levegő sűrítésére és a motor meghajtására. A ramjet hajtóművek technológiája gyakorlatilag sok esetben alkalmazható a rakétáktól a szuperszonikus repülőgépeken át a tüzérségi lövedékekig, miközben a scramjet hajtóművek még nagyon kísérletiek.
További információ a Ramjetről
A ramjet, amelyet néha kályhacsőnek vagy athodyd-nek is neveznek, egy levegőt belélegző sugárhajtómű, amely a motor előrefelé irányuló mozgását használja a bejövő levegő összenyomására, anélkül, hogy a sugárhajtóművekben forgókompresszor lenne.
A tervezés szerint a sugárhajtóművek nem képesek nulla sebességgel tolóerőt kifejteni, kezdetben mozdulatlan állapotban. Ezért a repülőgépeknek meghajtórendszerre van szükségük, hogy elindítsák a mozgást, hogy a sugárhajtóműben összenyomódjanak. Az optimális működéshez a ramjeteknek körülbelül 3 Mach sebességre van szükségük, és akár 6 Mach sebességgel is működhetnek. A Ramjet működése a Brayton cikluson alapul.
A beszívott levegőt a sűrítési területeken kialakított fúvókák segítségével sűrítik, és az áramlási sebességet szubszonikus sebességre csökkentik a jobb égés érdekében. A lángtartó meggyújtja a keveréket, és nagy nyomású, nagy sebességű gázáramot hoz létre, amely szuperszonikus sebességgel lép ki a motorból.
A Ramjet-ek olyan alkalmazásokhoz használhatók, amelyek nagy sebességű használathoz kicsi és egyszerű motort igényelnek, mint például az orosz indiai lopakodó BrahMos rakéták, az indiai Akash rakéták pedig ramjet technológiát használnak. Sikeresen alkalmazták őket, bár nem hatékonyak, helikopterek forgórészein. A legendás Lockheed SR 71 sugárhajtóművei sugárhajtóművekként működnek, mivel a repülőgép sebessége nagyobb, mint a hangsebesség.
A fúvókák előnyei függetlenek az oxigénellátástól, és nem tartalmaznak forgó alkatrészeket, ami megkönnyíti a gyártást és karbantartást.
További információ a Scramjetről
A scramjet (Supersonic Combustion RAMjet) a ramjet egyik változata, amelyben az égés akkor megy végbe, amikor a légáramlás szuperszonikus. A ramjetekhez hasonlóan a scramjet is összenyomja a bejövő levegőt az égés előtt, a jármű sebességével. A sugárhajtóművek azonban az égés előtt szubszonikus sebességre lassítják a légáramlást a motoron belül, bár a légáramlás a scramjetben szuperszonikus az egész motorban. A szuperszonikus áramlás több reakciót vált ki, lehetővé téve a scramjet-ek számára, hogy hatékonyan működjenek hiperszonikus sebességgel; a scramjet elméleti végsebessége 12 Mach (15 000 km/h) és 24 Mach (29 000 km/h) között van, és a leggyorsabb levegőt lélegző repülőgépek Scramjet motorokkal rendelkeznek; a NASA X-43A Mach 9-et ért el.6.
A ramjetekhez hasonlóan a scramjeteknek sincsenek mozgó alkatrészei a motorokban, és öröklik az összes alapvető követelményt, például az elsődleges meghajtórendszert, hogy szuperszonikus sebességre gyorsítsák fel őket. Míg a scramjetek tervezése és kivitelezése elvileg egyszerű, a tényleges megvalósítást extrém mérnöki kihívások korlátozzák. A Hypersonic repülés során a légkörön belüli aerodinamikai ellenállás óriási, és a repülőgépen és a hajtóműben tapasztalható hőmérséklet sokkal magasabb, mint a levegő körüli hőmérséklet; ezért új anyagokra van szükség ahhoz, hogy elviseljék a hőmérsékletet. A szuperszonikus áramlásban az égés fenntartása további kihívásokat jelent, mivel ezredmásodperceken belül az üzemanyagot be kell fecskendezni, össze kell keverni, meg kell gyújtani és elégetni.
A közönséges sugárhajtóművek előnyei mellett a scramjeteknek nagyobb a fajlagos impulzusa (a hajtóanyag egységenkénti lendületének változása), mint a hagyományos sugárhajtóműveknek. A ramjet-ek 1000 és 4000 másodperc közötti specifikus impulzusokat adnak, míg a rakéták csak 600 másodpercet vagy kevesebbet.
Mivel a scramjeteknek nagy az elméleti teljesítményük, a következő generációs orbitális járművek erőműveként javasolták őket, és a NASA kiterjedt kutatásokat végez a scramjet technológia területén.
Mi a különbség a Ramjet és a Scramjet között?
• A ramjet belsejében az áramlás szubszonikus, míg a Scramjetben szuperszonikus.
• A Scramjet-ek magasabb fajlagos impulzusokat produkálnak.
• Elméletileg a Ramjetek sebességtartománya 1-6 Mach, míg a Scramjeteknél 12-24 Mach. A gyakorlatban elért leggyorsabb sebesség azonban az X-43A által elért 9,6 mach.
Diagram Források:
en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg
