Ramjet vs Scramjet
Nadzvočno in hiperzvočno letenje so sanje letalskih inženirjev, pri čemer je letenje s tolikokratno hitrostjo zvoka tehnično težaven podvig. Čeprav so supersonic uresničene sanje, jih je zaradi stroškov težko finančno uporabiti.
Ramjet in Scramjet so motorji, ki uporabljajo lastno hitrost za stiskanje zraka in pogon motorja. Tehnologija ramjet motorja se praktično uporablja v številnih primerih, od projektilov, nadzvočnih letal do topniških nabojev, medtem ko so motorji s ramjet še vedno zelo eksperimentalni.
Več o Ramjet
Ramjet, včasih imenovan tudi stovepipe jet ali athodyd, je reaktivni motor za dihanje zraka, ki uporablja gibanje motorja naprej za stiskanje vhodnega zraka brez rotacijskega kompresorja, ki je prisoten v reaktivnih motorjih.
Po zasnovi ramjet ne more ustvariti potiska pri ničelni hitrosti, na začetku, ko miruje. Zato letala potrebujejo pogonski sistem za sprožitev gibanja za kompresijo v ramjetu. Za optimalno delovanje potrebujejo ramjet hitrosti okoli 3 Machov in lahko delujejo do hitrosti 6 Machov. Delovanje ramjet temelji na Braytonovem ciklu.
Vsesani zrak se stisne s pomočjo šob, ustvarjenih v območjih stiskanja, hitrost pretoka pa se zmanjša na podzvočne hitrosti, da se omogoči boljše zgorevanje. Nosilec plamena vžge mešanico, da proizvede visokotlačni visokohitrostni plinski tok, ki izstopi iz motorja pri nadzvočnih hitrostih.
Ramjets se lahko uporabljajo za aplikacije, ki zahtevajo majhen in preprost motor za uporabo pri visokih hitrostih, kot so ruske indijske nevidne rakete BrahMos in indijske rakete Akash uporabljajo tehnologijo ramjet. Uspešno so jih uporabljali tudi kot konične šobe na rotorjih helikopterjev, čeprav ne učinkovito. Reaktivni motorji legendarnega Lockheeda SR 71 delujejo kot ramjet, saj hitrost letala presega hitrost zvoka.
Prednosti ramjetnih curkov so neodvisne od dovoda kisika in ne vključujejo vrtečih se delov, kar olajša izdelavo in vzdrževanje.
Več o Scramjet
Scramjet (Supersonic Combustion RAMjet) je različica ramjeta, pri katerem zgorevanje poteka, ko je zračni tok nadzvočen. Tako kot pri ramjetnih curkih tudi scramjet stisne vstopni zrak pred zgorevanjem z uporabo hitrosti vozila. Vendar ramjet upočasni zračni tok na podzvočne hitrosti v motorju pred zgorevanjem, čeprav je zračni tok v scramjetu nadzvočen po celotnem motorju. Nadzvočni tok ustvari večjo reakcijo, kar omogoča, da scramjet deluje učinkovito pri hiperzvočnih hitrostih; teoretična najvišja hitrost Scramjeta je med 12 (15.000 km/h) in 24 (29.000 km/h), najhitrejše letalo, ki diha zrak, pa ima motorje Scramjet; Nasin X-43A je dosegel 9 machov.6.
Tako kot ramjet tudi scramjet nimajo gibljivih delov v motorjih in podedujejo vse temeljne zahteve, kot je primarni pogonski sistem, da jih pospeši do nadzvočne hitrosti. Medtem ko so scramjet-ji konceptualno preprosti v načrtovanju in konstrukciji, je dejanska izvedba omejena z ekstremnimi inženirskimi izzivi. Aerodinamični upor pri hiperzvočnem letu v atmosferi je ogromen, temperature letala in motorja pa so veliko višje od temperature okoliškega zraka; zato so potrebni novi materiali za prenašanje temperatur. Vzdrževanje zgorevanja v nadzvočnem toku predstavlja dodatne izzive, saj je treba gorivo v nekaj milisekundah vbrizgati, premešati, vžgati in zgoreti.
Poleg prednosti običajnih ramjetnih curkov imajo scramjet višji specifični impulz (sprememba gibalne količine na enoto pogonskega goriva) kot običajni reaktivni motorji. Ramjet proizvajajo specifični impulz med 1000 in 4000 sekundami, medtem ko raketa zagotavlja le 600 sekund ali manj.
Ker imajo scramjet visoke teoretične zmogljivosti, so bili predlagani kot elektrarna za naslednjo generacijo orbitalnih vozil, NASA pa izvaja obsežne raziskave na področju tehnologije scramjet.
Kakšna je razlika med Ramjet in Scramjet?
• Tok znotraj ramjeta je podzvočen, medtem ko je v Scramjetu nadzvočen.
• Scramjet proizvajajo višji specifični impulz.
• Teoretično imajo Ramjet razpon hitrosti od 1 do 6 Machov, medtem ko je pri Scramjetih razpon od 12 do 24 Machov. Vendar je najhitrejša praktično dosežena hitrost 9,6 macha, ki jo doseže X-43A.
Viri diagramov:
en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg
