Ramjet vs Scramjet
پروازهای مافوق صوت و مافوق صوت رویاهای مهندسان هوانوردی هستند، جایی که پرواز چند برابر سرعت صوت از نظر فنی یک تلاش دشوار است. اگرچه مافوق صوت یک رویای تحقق یافته است، اما هزینه آن استفاده مالی را دشوار می کند.
رمجت و اسکرامجت موتورهایی هستند که از سرعت خاص خود برای فشرده سازی هوا و به حرکت درآوردن موتور استفاده می کنند. فناوری موتورهای رم جت عملاً در بسیاری از موارد از موشک ها، هواپیماهای مافوق صوت گرفته تا گلوله های توپخانه اعمال می شود، در حالی که موتورهای اسکرم جت هنوز بسیار آزمایشی هستند.
بیشتر درباره Ramjet
رام جت، که گاهی اوقات جت اجاق گاز یا آتودید نامیده می شود، یک موتور جت تنفسی هوا است که از حرکت رو به جلو موتور برای فشرده سازی هوای ورودی استفاده می کند، بدون اینکه کمپرسور چرخشی در موتورهای جت وجود داشته باشد.
بر اساس طراحی، رم جت ها نمی توانند نیروی رانش را با سرعت صفر تولید کنند، در ابتدا زمانی که ساکن هستند. بنابراین، هواپیماها به یک سیستم محرکه نیاز دارند تا حرکت را برای فشرده سازی در رمجت آغاز کند. برای عملکرد بهینه، رم جت ها به سرعت هایی در حدود 3 ماخ نیاز دارند و می توانند تا سرعت 6 ماخ کار کنند. عملکرد رم جت بر اساس چرخه برایتون است.
هوای ورودی با استفاده از نازل های ایجاد شده در نواحی فشرده سازی فشرده می شود و سرعت جریان به سرعت های مادون صوت کاهش می یابد تا احتراق بهتر امکان پذیر شود. نگهدارنده شعله مخلوط را مشتعل می کند تا جریان گازی با فشار بالا با سرعت بالا تولید کند که با سرعت مافوق صوت از موتور خارج می شود.
رم جت‌های رام‌جت را می‌توان برای کاربردهایی استفاده کرد که برای استفاده با سرعت بالا به یک موتور کوچک و ساده نیاز دارند، مانند موشک‌های رادارگریز هندی روسی BrahMos، و موشک هندی آکاش از فناوری رم جت استفاده می‌کند.آنها همچنین به عنوان جت های نوک بر روی روتور هلیکوپتر با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته اند، اگرچه کارآمد نیستند. موتورهای جت لاکهید SR 71 افسانه‌ای مانند رام جت عمل می‌کنند زیرا سرعت هواپیما بیشتر از سرعت صوت است.
مزایای رمجت ها مستقل از تامین اکسیژن است و شامل قطعات چرخشی نیست که ساخت و نگهداری آن را آسان تر می کند.
بیشتر درباره Scramjet
اسکرام جت (رم جت احتراقی مافوق صوت) گونه ای از رم جت است که در آن احتراق زمانی انجام می شود که جریان هوا مافوق صوت باشد. همانطور که در رم جت ها، اسکرام جت ها نیز هوای ورودی را قبل از احتراق با استفاده از سرعت وسیله نقلیه فشرده می کنند. با این حال، رم جت ها جریان هوا را به سرعت های مادون صوت در داخل موتور قبل از احتراق کاهش می دهند، اگرچه جریان هوا در یک اسکرم جت در کل موتور مافوق صوت است. جریان مافوق صوت واکنش بیشتری ایجاد می کند و این قابلیت را برای اسکرام جت ها به کار می گیرد تا در سرعت های مافوق صوت به طور موثر عمل کنند. حداکثر سرعت تئوری یک اسکرام جت بین 12 ماخ (15000 کیلومتر در ساعت) و 24 ماخ (29000 کیلومتر در ساعت) است و سریعترین هواپیمای تنفس هوا دارای موتورهای اسکرام جت است. ناسا X-43A به 9 ماخ رسید.6.
همانند رم جت، اسکرام جت ها هیچ قسمت متحرکی در داخل موتور ندارند و تمام الزامات اساسی مانند سیستم پیشرانه اولیه را به ارث می برند تا آنها را به سرعت های مافوق صوت افزایش دهند. در حالی که اسکرام جت ها از نظر مفهومی در طراحی و ساخت ساده هستند، پیاده سازی واقعی توسط چالش های مهندسی شدید محدود شده است. کشش آیرودینامیکی در پرواز Hypersonic در جو بسیار زیاد است و دمای موجود در هواپیما و موتور بسیار بیشتر از دمای اطراف هوا است. بنابراین نیاز به مواد جدید برای تحمل دما است. حفظ احتراق در جریان مافوق صوت چالش‌های بیشتری ایجاد می‌کند، زیرا در چند میلی ثانیه، سوخت باید تزریق، مخلوط، مشتعل و سوزانده شود.
علاوه بر مزایای رام جت های معمولی، اسکرام جت ها دارای یک ضربه خاص (تغییر در تکانه در واحد پیشران) نسبت به موتورهای جت معمولی هستند. رم جت ها تکانه خاصی بین 1000 تا 4000 ثانیه تولید می کنند، در حالی که موشک فقط 600 ثانیه یا کمتر را تولید می کند.
از آنجایی که اسکرام جت ها عملکرد تئوری بالایی دارند، آنها به عنوان نیروگاه نسل بعدی وسایل نقلیه مداری پیشنهاد شده اند و ناسا تحقیقات گسترده ای در عرصه فناوری اسکرام جت انجام می دهد.
تفاوت Ramjet و Scramjet چیست؟
• جریان درون ramjet مافوق صوت است در حالی که در Scramjet مافوق صوت است.
• اسکرامجت ها تکانه ویژه بالاتری تولید می کنند.
• از نظر تئوری رمجت ها محدوده سرعتی بین 1 تا 6 ماخ دارند در حالی که در اسکرامجتس، محدوده 12 تا 24 ماخ است. با این حال، سریع ترین سرعت عملا به دست آمده 9.6 ماخ است که توسط X-43A به دست آمده است.
منابع نمودار:
en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg
