Ramjet vs Scramjet
Nadzvukový a nadzvukový let sú snom leteckých inžinierov, kde lietanie toľkokrát, ako je rýchlosť zvuku, je technicky náročné. Aj keď je nadzvukový sen realizovaným snom, náklady sťažujú jeho finančné využitie.
Ramjet a Scramjets sú motory využívajúce svoju vlastnú rýchlosť na stlačenie vzduchu a pohon motora. Technológia náporových motorov sa prakticky používa v mnohých prípadoch od rakiet, nadzvukových lietadiel až po delostrelecké náboje, zatiaľ čo motory scramjet sú stále vysoko experimentálne.
Viac o Ramjet
Náporový prúd, niekedy nazývaný varičový prúd alebo athodyd, je prúdový motor na dýchanie vzduchu, ktorý využíva pohyb motora dopredu na stláčanie prichádzajúceho vzduchu, pričom v prúdových motoroch nie je prítomný rotačný kompresor.
Podľa návrhu náporové trysky nemôžu produkovať ťah pri nulovej rýchlosti, spočiatku keď sú nehybné. Preto lietadlá vyžadujú pohonný systém na spustenie pohybu na stlačenie náporového lietadla. Pre optimálnu prevádzku náporové trysky potrebujú rýchlosti okolo 3 Mach a môžu pracovať až do rýchlosti 6 Mach. Prevádzka Ramjetu je založená na Braytonovom cykle.
Nasávaný vzduch sa stláča pomocou trysiek vytvorených v kompresných oblastiach a rýchlosť prúdenia sa zníži na podzvukovú rýchlosť, aby sa umožnilo lepšie spaľovanie. Držiak plameňa zapáli zmes za vzniku vysokotlakového prúdu plynu s vysokou rýchlosťou, ktorý opúšťa motor nadzvukovou rýchlosťou.
Ramjety môžu byť použité pre aplikácie vyžadujúce malý a jednoduchý motor na vysokorýchlostné použitie, ako sú ruské indické ste alth rakety BrahMos a indické rakety Akash využívajúce technológiu ramjet. Boli tiež úspešne, hoci nie efektívne, použité ako trysky na rotoroch helikoptér. Prúdové motory legendárneho Lockheed SR 71 fungujú ako náporové trysky, pretože rýchlosť lietadla je vyššia ako rýchlosť zvuku.
Výhody náporových trysiek sú nezávislé od prívodu kyslíka a neobsahujú žiadne rotujúce časti, čo uľahčuje ich výrobu a údržbu.
Viac o Scramjet
Scramjet (Supersonic Combustion RAMjet) je variant náporového prúdu, v ktorom spaľovanie prebieha, keď je prúdenie vzduchu nadzvukové. Rovnako ako pri náporových náporových tryskách, aj scramjety stláčajú prichádzajúci vzduch pred spaľovaním pomocou rýchlosti vozidla. Náporové trysky však pred spaľovaním spomaľujú prúdenie vzduchu na podzvukovú rýchlosť v motore, hoci prúdenie vzduchu v scramjet je nadzvukové v celom motore. Nadzvukový tok vytvára väčšiu reakciu, čo umožňuje scramjetom efektívne pracovať pri hypersonických rýchlostiach; teoretická maximálna rýchlosť scramjetu leží medzi Mach 12 (15 000 km/h) a 24 Mach (29 000 km/h) a najrýchlejšie vzduch dýchajúce lietadlo má motory Scramjet; NASA X-43A dosiahla rýchlosť 9 Mach.6.
Podobne ako náporové motory, ani scramjety nemajú vo vnútri motorov žiadne pohyblivé časti a zdedia všetky základné požiadavky, ako je primárny pohonný systém, ktorý ich urýchľuje na nadzvukovú rýchlosť. Zatiaľ čo scramjety sú koncepčne jednoduché v dizajne a konštrukcii, skutočná implementácia je obmedzená extrémnymi technickými výzvami. Aerodynamický odpor pri hypersonickom lete v atmosfére je obrovský a teploty nachádzajúce sa na lietadle a motore sú oveľa vyššie ako teplota okolitého vzduchu; preto sú potrebné nové materiály, aby vydržali teploty. Udržanie spaľovania v nadzvukovom prúde predstavuje ďalšie výzvy, pretože v priebehu milisekúnd musí byť palivo vstreknuté, zmiešané, zapálené a spálené.
Okrem výhod bežných náporových motorov majú scramjety vyšší špecifický impulz (zmena hybnosti na jednotku pohonnej látky) ako bežné prúdové motory. Ramjety produkujú špecifický impulz medzi 1000 a 4000 sekundami, zatiaľ čo raketa poskytuje iba 600 sekúnd alebo menej.
Pretože scramjety majú vysoký teoretický výkon, boli navrhnuté ako elektráreň pre orbitálne vozidlá novej generácie a NASA vykonáva rozsiahly výskum v oblasti technológie scramjet.
Aký je rozdiel medzi Ramjet a Scramjet?
• Prúdenie vo vnútri náporovej trysky je podzvukové, zatiaľ čo v Scramjet je nadzvukové.
• Scramjet produkuje vyšší špecifický impulz.
• Náporové trysky majú teoreticky rozsah rýchlosti 1 až 6 Mach, zatiaľ čo pri Scramjetoch je rozsah 12 až 24 Mach. Najrýchlejšia prakticky dosiahnutá rýchlosť je však 9,6 mach, ktorú získal X-43A.
Zdroje diagramov:
en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg
