Ramjet pret Scramjet
Superskaņas un Hiperskaņas lidojums ir aeronavigācijas inženieru sapņi, kur lidot ar skaņas ātrumu, kas reižu pārsniedz skaņas ātrumu, ir tehniski sarežģīts pasākums. Lai gan virsskaņas ir piepildīts sapnis, izmaksas apgrūtina to finansiālu izmantošanu.
Ramjet un Scramjet ir dzinēji, kas izmanto savu ātrumu, lai saspiestu gaisu un darbinātu dzinēju. Reaktīvo dzinēju tehnoloģija praktiski tiek izmantota daudzos gadījumos, sākot no raķetēm, virsskaņas lidmašīnām un beidzot ar artilērijas lādiņiem, savukārt reaktīvie dzinēji joprojām ir ļoti eksperimentāli.
Vairāk par Ramjet
Reaktīvā dzinēja dzinējs, ko dažkārt sauc par strūklas cauruli vai atodīdu, ir gaisu elpojošs reaktīvais dzinējs, kas izmanto dzinēja kustību uz priekšu, lai saspiestu ienākošo gaisu, bez reaktīvo dzinēju rotācijas kompresora.
Pēc konstrukcijas strūklas lidmašīnas nevar radīt vilci ar nulles ātrumu, sākotnēji, kad tās ir nekustīgas. Tāpēc lidmašīnām ir nepieciešama dzinējspēka sistēma, lai uzsāktu kustību, lai veiktu saspiešanu gaisa strūklā. Optimālai darbībai strūklas strūklas ātrums ir aptuveni 3 mahs, un tie var darboties līdz pat 6 maha ātrumam. Ramjet darbības pamatā ir Breitona cikls.
Ieplūdes gaiss tiek saspiests, izmantojot sprauslas, kas izveidotas kompresijas zonās, un plūsmas ātrums tiek samazināts līdz zemskaņas ātrumam, lai nodrošinātu labāku sadegšanu. Liesmas turētājs aizdedzina maisījumu, radot augstspiediena liela ātruma gāzes plūsmu, kas iziet no dzinēja ar virsskaņas ātrumu.
Ramjets var izmantot lietojumprogrammām, kurām ir nepieciešams mazs un vienkāršs dzinējs liela ātruma lietošanai, piemēram, Krievijas Indijas slepenajām BrahMos raķetēm, un Indijas Akash raķetē tiek izmantota ramjet tehnoloģija. Tie ir arī veiksmīgi, lai gan ne efektīvi, izmantoti kā helikoptera rotoru gala sprauslas. Leģendārā Lockheed SR 71 reaktīvie dzinēji darbojas kā reaktīvie dzinēji, jo lidmašīnas ātrums pārsniedz skaņas ātrumu.
Strūklas strūklas priekšrocības nav atkarīgas no skābekļa padeves, un tajās nav rotējošu daļu, kas atvieglo ražošanu un apkopi.
Vairāk par Scramjet
Scramjet (Supersonic Combustion RAMjet) ir reaktīvo dzinēju variants, kurā degšana notiek, kad gaisa plūsma ir virsskaņas. Tāpat kā ramjets, scramjets arī saspiež ienākošo gaisu pirms sadegšanas, izmantojot transportlīdzekļa ātrumu. Tomēr strūklas strūklas gaisa plūsmu palēnina līdz zemskaņas ātrumam dzinējā pirms sadegšanas, lai gan gaisa plūsma scramjet ir virsskaņas visā dzinējā. Virsskaņas plūsma rada lielāku reakciju, dodot strūklas lidmašīnām iespēju efektīvi darboties ar hiperskaņas ātrumu; Scramjet teorētiskais maksimālais ātrums ir starp Mach 12 (15 000 km/h) un Mach 24 (29 000 km/h), un visātrāk elpojošajām lidmašīnām ir Scramjet dzinēji; NASA X-43A sasniedza 9. mahu.6.
Tāpat kā reaktīvo dzinēju, arī scramjet dzinējos nav kustīgu daļu, un tie pārmanto visas pamatprasības, piemēram, primāro piedziņas sistēmu, lai tos paātrinātu līdz virsskaņas ātrumam. Lai gan scramjets ir konceptuāli vienkārši projektēšanas un konstrukcijas ziņā, faktisko ieviešanu ierobežo ārkārtējas inženiertehniskās problēmas. Aerodinamiskā pretestība Hypersonic lidojumā atmosfērā ir milzīga, un gaisa kuģa un dzinēja temperatūra ir daudz augstāka nekā apkārtējā gaisa temperatūra; tāpēc ir nepieciešami jauni materiāli, lai izturētu temperatūru. Degšanas uzturēšana virsskaņas plūsmā rada papildu problēmas, jo milisekundēs degviela ir jāiesmidzina, jāsajauc, jāaizdedzina un jāsadedzina.
Papildus parasto reaktīvo dzinēju priekšrocībām, strūklas dzinējiem ir lielāks īpatnējais impulss (impulsa izmaiņas uz degvielu vienību) nekā parastajiem reaktīvajiem dzinējiem. Ramjets rada īpašu impulsu no 1000 līdz 4000 sekundēm, savukārt raķete nodrošina tikai 600 sekundes vai mazāk.
Tā kā scramjet lidmašīnām ir augsta teorētiskā veiktspēja, tās ir ieteiktas kā spēkstacija nākamās paaudzes orbitālajiem transportlīdzekļiem, un NASA veic plašus izpēti scramjet tehnoloģiju jomā.
Kāda ir atšķirība starp Ramjet un Scramjet?
• Plūsma ramjet iekšienē ir zemskaņas, savukārt Scramjet - virsskaņas.
• Scramjets rada lielāku specifisko impulsu.
• Teorētiski Ramjets ātruma diapazons ir no 1 līdz 6 Mach, savukārt Scramjets diapazons ir no 12 līdz 24 Mach. Tomēr ātrākais praktiski iegūtais ātrums ir 9,6 mach, ko iegūst X-43A.
Diagrammas avoti:
en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg
