Ramjet vs Scramjet
Supersonisk og hypersonic flyvning er drømme for luftfartsingeniører, hvor det er teknisk vanskeligt at flyve så mange gange lydens hastighed. Selvom supersonisk er en realiseret drøm, gør omkostningerne det vanskeligt at blive brugt økonomisk.
Ramjet og Scramjets er motorer, der bruger sin egen hastighed til at komprimere luft og drive motoren. Ramjetmotorteknologien gælder praktisk t alt i mange tilfælde lige fra missiler, supersoniske fly til artillerirunder, mens scramjetmotorerne stadig er meget eksperimentelle.
Mere om Ramjet
Ramjetflyet, nogle gange kaldet en stovepipe-jet eller athodyd, er en luftindåndende jetmotor, som bruger motorens fremadgående bevægelse til at komprimere indgående luft, uden en roterende kompressor til stede i jetmotorer.
Samlet set kan ramjets ikke producere tryk ved nul hastighed, først når de er stille. Derfor kræver flyene et fremdriftssystem for at igangsætte bevægelsen til kompression i ramjetflyet at foretage. For optimal drift har ramjets brug for hastigheder omkring Mach 3 og kan køre op til hastigheder på Mach 6. Driften af Ramjet er baseret på Brayton-cyklussen.
Den indsugede luft komprimeres ved hjælp af dyser skabt i kompressionsområderne, og flowhastigheden reduceres til subsoniske hastigheder for at tillade en bedre forbrænding. En flammeholder antænder blandingen for at producere højtryks højhastighedsgasstrøm, der forlader motoren ved supersoniske hastigheder.
Ramjets kan bruges til applikationer, der kræver en lille og enkel motor til højhastighedsbrug, såsom russisk-indiske ste alth BrahMos-missiler, og indiske Akash-missiler bruger ramjet-teknologi. De er også blevet brugt med succes, men ikke effektive, som tipjetfly på helikopterrotorer. Jetmotorerne i den legendariske Lockheed SR 71 fungerer som ramjetfly, da flyet hastigheder mere end lydens hastighed.
Fordelene ved ramjetfly er uafhængige af ilttilførsel og omfatter ingen roterende dele, hvilket gør det nemmere at fremstille og vedligeholde.
Mere om Scramjet
En scramjet (Supersonic Combustion RAMjet) er en variant af en ramjet, hvor forbrænding finder sted, når luftstrømmen er supersonisk. Som i ramjets komprimerer scramjets også den indkommende luft før forbrænding ved hjælp af køretøjets hastighed. Ramjets decelererer imidlertid luftstrømmen til subsoniske hastigheder i motoren før forbrænding, selvom luftstrømmen i en scramjet er supersonisk gennem hele motoren. Supersonisk flow skaber mere reaktion, hvilket giver scramjets mulighed for at fungere effektivt ved hypersoniske hastigheder; teoretisk tophastighed for en scramjet ligger mellem Mach 12 (15.000 km/t) og Mach 24 (29.000 km/t), og det hurtigste luftåndende fly har Scramjet-motorer; NASA X-43A nåede den 9. Mach.6.
Som ramjet, har scramjets ingen bevægelige dele inde i motorerne og arver alle de grundlæggende krav som primært fremdriftssystem for at accelerere dem til supersoniske hastigheder. Mens scramjets er konceptuelt enkle i design og konstruktion, er den faktiske implementering begrænset af ekstreme tekniske udfordringer. Den aerodynamiske modstand ved Hypersonisk flyvning i atmosfæren er enorm, og de temperaturer, der findes på flyet og motoren, er meget større end temperaturen omkring luften; Derfor kræves der nye materialer for at kunne tåle temperaturerne. Vedligeholdelse af forbrændingen i det supersoniske flow udgør yderligere udfordringer, fordi brændstoffet inden for millisekunder skal sprøjtes ind, blandes, antændes og brændes.
Ud over fordelene ved almindelige ramjetfly har scramjetfly en højere specifik impuls (ændring i momentum pr. drivmiddelenhed) end konventionelle jetmotorer. Ramjets producerer specifik impuls mellem 1000 og 4000 sekunder, mens en raket kun giver 600 sekunder eller mindre.
Fordi scramjets har den høje teoretiske ydeevne, er de blevet foreslået som kraftværket til næste generation af orbitale køretøjer, og NASA udfører omfattende forskning i scramjet-teknologiarenaen.
Hvad er forskellen mellem Ramjet og Scramjet?
• Flow inde i ramjet er subsonisk, mens det i Scramjet er supersonisk.
• Scramjets producerer højere specifik impuls.
• Teoretisk set har Ramjets et hastighedsområde på 1 til 6 Mach, mens området i Scramjets er 12 til 24 Mach. Den hurtigste praktisk opnåede hastighed er dog 9,6 mach opnået af X-43A.
Diagramkilder:
en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg
