Ramjet vs Scramjet
Supersonisk och hypersonic flygning är drömmar för flygingenjörer, där flygning så många gånger ljudets hastighet är en tekniskt svår uppgift. Även om överljud är en förverkligad dröm gör kostnaden det svårt att användas ekonomiskt.
Ramjet och Scramjets är motorer som använder sin egen hastighet för att komprimera luft och driva motorn. Ramjetmotortekniken gäller praktiskt taget i många fall, allt från missiler, överljudsflygplan till artillerirunder, medan scramjetmotorerna fortfarande är mycket experimentella.
Mer om Ramjet
Ramjet, ibland kallad stovepipe-jet eller athodyd, är en luftandningsjetmotor, som använder motorns framåtgående rörelse för att komprimera inkommande luft, utan en roterande kompressor i jetmotorer.
Som design kan ramjets inte producera dragkraft vid noll hastighet, till en början när de är stilla. Därför kräver flygplanen ett framdrivningssystem för att initiera rörelsen för kompression i ramjeten att utföra. För optimal drift behöver ramjets hastigheter runt Mach 3 och kan arbeta upp till hastigheter på Mach 6. Ramjets funktion är baserad på Brayton-cykeln.
Den intagna luften komprimeras med hjälp av munstycken skapade i kompressionsområdena, och flödeshastigheten reduceras till subsoniska hastigheter för att möjliggöra bättre förbränning. En flamhållare antänder blandningen för att producera högtrycksgasström med hög hastighet som lämnar motorn med överljudshastigheter.
Ramjets kan användas för tillämpningar som kräver en liten och enkel motor för höghastighetsanvändning, såsom ryska indiska smygande BrahMos-missiler, och indiska Akash-missiler använder ramjet-teknik. De har också använts framgångsrikt, men inte effektivt, som spetsjets på helikopterrotorer. Jetmotorerna i den legendariska Lockheed SR 71 fungerar som ramjetflygplan eftersom flygplanet hastigheter mer än ljudets hastighet.
Fördelarna med ramjets är oberoende av syretillförseln och inkluderar inga roterande delar vilket gör det lättare att tillverka och underhålla.
Mer om Scramjet
En scramjet (Supersonic Combustion RAMjet) är en variant av en ramjet där förbränning sker när luftflödet är överljud. Liksom i ramjets, komprimerar scramjets också den inkommande luften före förbränning med hjälp av fordonets hastighet. Emellertid bromsar ramjets luftflödet till subsoniska hastigheter i motorn före förbränning, även om luftflödet i en scramjet är överljud genom hela motorn. Superljudsflöde skapar mer reaktion vilket ger möjlighet för scramjets att fungera effektivt vid hyperljudshastigheter; teoretisk topphastighet för en scramjet ligger mellan Mach 12 (15 000 km/h) och Mach 24 (29 000 km/h), och det snabbaste luftandningsflygplanet har Scramjet-motorer; NASA X-43A nådde 9 Mach.6.
Som ramjet, har scramjets inga rörliga delar inuti motorerna och ärver alla grundläggande krav som primärt framdrivningssystem för att accelerera dem till överljudshastigheter. Medan scramjets är konceptuellt enkla i design och konstruktion, begränsas faktisk implementering av extrema tekniska utmaningar. Det aerodynamiska motståndet vid Hypersonic-flygning i atmosfären är enormt, och temperaturerna på flygplanet och motorn är mycket högre än temperaturen som omger luften; därför krävs nya material för att tåla temperaturerna. Att upprätthålla förbränningen i överljudsflödet innebär ytterligare utmaningar eftersom bränslet inom millisekunder måste sprutas in, blandas, antändas och brännas.
Förutom fördelarna med vanliga ramjets, har scramjets en högre specifik impuls (förändring i momentum per enhet drivmedel) än konventionella jetmotorer. Ramjets producerar specifik impuls mellan 1000 och 4000 sekunder, medan en raket bara ger 600 sekunder eller mindre.
Eftersom scramjets har den höga teoretiska prestandan har de föreslagits som kraftverk för nästa generations orbitalfordon och NASA bedriver omfattande forskning inom scramjet-teknikarenan.
Vad är skillnaden mellan Ramjet och Scramjet?
• Flödet inuti ramjeten är underljud medan det i Scramjet är överljud.
• Scramjets producerar högre specifik impuls.
• Teoretiskt sett har Ramjets ett hastighetsområde på 1 till 6 Mach medan intervallet i Scramjets är 12 till 24 Mach. Den snabbaste i praktiken erhållna hastigheten är dock 9,6 mach erhållen av X-43A.
Diagramkällor:
en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg
