Ramjet vs Scramjet
Supersonic- ja Hypersonic-lennot ovat ilmailuinsinöörien unelmia, joissa äänen nopeuden moninkertainen lentäminen on teknisesti vaikeaa. Vaikka supersonic on toteutunut unelma, kustannukset vaikeuttavat sen taloudellista käyttöä.
Ramjet ja Scramjet ovat moottoreita, jotka käyttävät omaa nopeuttaan ilman puristamiseen ja moottorin kuljettamiseen. Ramjet-moottoritekniikkaa sovelletaan käytännössä monissa tapauksissa ohjuksista, yliäänilentokoneista tykistölaukkuihin, kun taas scramjet-moottorit ovat vielä erittäin kokeellisia.
Lisätietoja Ramjetista
Suihkusuihku, jota joskus kutsutaan myös stovepipe jetiksi tai athodydiksi, on ilmaa hengittävä suihkumoottori, joka käyttää moottorin eteenpäin suuntautuvaa liikettä sisään tulevan ilman puristamiseen ilman, että suihkumoottoreissa on pyörivä kompressori.
Suunnittelun mukaan suihkukoneet eivät voi tuottaa työntövoimaa nollanopeudella, aluksi kun ne ovat paikallaan. Siksi lentokoneet tarvitsevat propulsiojärjestelmän liikkeen käynnistämiseksi puristussuihkussa tapahtuvaa puristusta varten. Optimaalista toimintaa varten ramjet tarvitsevat noin 3 Machin nopeuksia ja voivat toimia jopa 6 Machin nopeuksilla. Ramjetin toiminta perustuu Braytonin sykliin.
Imuilma puristetaan puristusalueille luotujen suuttimien avulla, ja virtausnopeus pienennetään aliäänenopeuksille paremman palamisen mahdollistamiseksi. Liekinpidin sytyttää seoksen tuottaen korkeapaineisen ja nopean kaasuvirran, joka poistuu moottorista yliäänenopeuksilla.
Ramjets-ohjuksia voidaan käyttää sovelluksissa, jotka vaativat pienen ja yksinkertaisen moottorin nopeaan käyttöön, kuten venäläisissä Intian varkaissa BrahMos-ohjuksissa ja Intian Akash-ohjuksissa käytetään ramjet-tekniikkaa. Niitä on myös käytetty menestyksekkäästi, vaikkakaan ei tehokkaina, helikopterin roottoreiden kärkisuihkuina. Legendaarisen Lockheed SR 71:n suihkumoottorit toimivat ramjetteinä, kun lentokoneen nopeus on suurempi kuin äänen nopeus.
Painumien edut ovat riippumattomia hapensyötöstä, eivätkä ne sisällä pyöriviä osia, mikä helpottaa niiden valmistusta ja huoltoa.
Lisätietoja Scramjetistä
Scramjet (Supersonic Combustion RAMjet) on muunnos ramjetistä, jossa palaminen tapahtuu, kun ilmavirtaus on yliäänenvoimaista. Kuten ramjetissä, myös scramjets puristaa tulevan ilman ennen palamista ajoneuvon nopeudella. Ramjets kuitenkin hidastaa ilmavirtausta aliäänenopeuksille moottorissa ennen palamista, vaikka ilmavirta scramjetissä on yliäänennopeutta koko moottorissa. Yliäänivirtaus saa aikaan enemmän reaktiota, mikä antaa scramjetille mahdollisuuden toimia tehokkaasti yliäänenopeuksilla; scramjetin teoreettinen huippunopeus on Mach 12 (15 000 km/h) ja Mach 24 (29 000 km/h) välillä, ja nopeimmin ilmaa hengittävässä koneessa on Scramjet-moottorit; NASA X-43A saavutti 9. Machin.6.
Kuten ramjetissä, scramjetissä ei ole liikkuvia osia moottoreiden sisällä, ja ne perivät kaikki perusvaatimukset, kuten ensisijaisen propulsiojärjestelmän, joka kiihdyttää ne yliäänenopeuksiin. Vaikka scramjetit ovat suunnittelultaan ja rakenteeltaan käsitteellisesti yksinkertaisia, todellista toteutusta rajoittavat äärimmäiset tekniset haasteet. Hypersonic-lennon aerodynaaminen vastus ilmakehässä on v altava, ja ilma-aluksen ja moottorin lämpötilat ovat paljon korkeampia kuin ympäröivän ilman lämpötila; siksi tarvitaan uusia materiaaleja kestämään lämpötiloja. Palamisen ylläpitäminen yliäänivirtauksessa asettaa lisähaasteita, koska polttoaine on ruiskutettava, sekoitettava, sytytettävä ja poltettava millisekuntien sisällä.
Yleisten ramjet-suihkukoneiden etujen lisäksi, scramjeteillä on suurempi ominaisimpulssi (vauhdin muutos polttoaineyksikköä kohti) kuin perinteisillä suihkumoottoreilla. Ramjetit tuottavat spesifisen impulssin välillä 1000-4000 sekuntia, kun taas raketti tuottaa vain 600 sekuntia tai vähemmän.
Koska scramjet-koneilla on korkea teoreettinen suorituskyky, niitä on ehdotettu seuraavan sukupolven kiertorata-ajoneuvojen voimalaitokseksi, ja NASA suorittaa laajaa tutkimusta scramjet-teknologian alalla.
Mitä eroa on Ramjetin ja Scramjetin välillä?
• Virtaus ramjetin sisällä on aliääninopeutta, kun taas Scramjetissä se on yliääninopeutta.
• Scramjetit tuottavat korkeamman ominaisimpulssin.
• Ramjettien nopeusalue on teoriassa 1–6 Machia, kun taas Scramjeteissä nopeusalue on 12–24 Machia. Nopein käytännössä saavutettu nopeus on kuitenkin X-43A:n 9,6 mach.
Kaavio lähteet:
en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg
