Ramjet срещу Scramjet
Свръхзвуковият и хиперзвуковият полет са мечти на авиоинженерите, където летенето толкова пъти по-голямо от скоростта на звука е технически трудно начинание. Въпреки че свръхзвукът е реализирана мечта, цената затруднява финансовото му използване.
Ramjet и Scramjet са двигатели, използващи собствена скорост за компресиране на въздух и задвижване на двигателя. Технологията на въздушно-реактивните двигатели се прилага на практика в много случаи, вариращи от ракети, свръхзвукови самолети до артилерийски снаряди, докато двигателите с пръснато-реактивни двигатели са все още много експериментални.
Повече за Ramjet
Предметно-въздушната струя, понякога наричана тръбопроводна струя или атодид, е реактивен двигател с дишане на въздух, който използва движението напред на двигателя, за да компресира входящия въздух, без наличие на ротационен компресор в реактивните двигатели.
По дизайн, ПВРД не могат да произвеждат тяга при нулева скорост, първоначално, когато са неподвижни. Поради това самолетите изискват система за задвижване, която да инициира движението, за да се извърши компресия в въздушния реактивен двигател. За оптимална работа ПВРД се нуждаят от скорости около Mach 3 и могат да работят до скорости от Mach 6. Работата на ПВРД е базирана на цикъла на Брайтън.
Всмуканият въздух се компресира с помощта на дюзи, създадени в зоните на компресия, и скоростта на потока се намалява до дозвукови скорости, за да се позволи по-добро изгаряне. Държач на пламък запалва сместа, за да произведе високоскоростен газов поток под високо налягане, който излиза от двигателя със свръхзвукови скорости.
Ramjets могат да се използват за приложения, изискващи малък и прост двигател за високоскоростна употреба, като руските индийски стелт ракети BrahMos и индийската ракета Akash използва ramjet технология. Те също са били използвани успешно, макар и не ефикасно, като накрайници на роторите на хеликоптери. Реактивните двигатели на легендарния Lockheed SR 71 действат като ПВРД, тъй като скоростта на самолета надвишава скоростта на звука.
Предимствата на ПВРД са независими от подаването на кислород и не включват въртящи се части, което улеснява производството и поддръжката.
Повече за Scramjet
Scramjet (Supersonic Combustion RAMjet) е вариант на ramjet, при който горенето се извършва, когато въздушният поток е свръхзвуков. Както и при ПВРД, scramjets също компресират входящия въздух преди изгаряне, като използват скоростта на превозното средство. ПВРД обаче забавят въздушния поток до дозвукови скорости в двигателя преди изгаряне, въпреки че въздушният поток в scramjet е свръхзвуков в целия двигател. Свръхзвуковият поток създава повече реакция, давайки възможност на scramjets да работят ефективно при хиперзвукови скорости; теоретичната максимална скорост на scramjet е между Mach 12 (15 000 km/h) и Mach 24 (29 000 km/h), а най-бързият въздухоплавателен самолет има Scramjet двигатели; NASA X-43A достигна 9 Мах.6.
Подобно на ramjet, scramjets нямат движещи се части вътре в двигателите и наследяват всички основни изисквания като първична система за задвижване, за да ги ускорят до свръхзвукови скорости. Въпреки че scramjets са концептуално прости като дизайн и конструкция, реалното внедряване е ограничено от екстремни инженерни предизвикателства. Аеродинамичното съпротивление при хиперзвуков полет в атмосферата е огромно и температурите, установени в самолета и двигателя, са много по-високи от температурата около въздуха; следователно са необходими нови материали, за да издържат на температурите. Поддържането на горене в свръхзвуковия поток създава допълнителни предизвикателства, тъй като в рамките на милисекунди горивото трябва да бъде впръскано, смесено, запалено и изгорено.
В допълнение към предимствата на обикновените въздушно-въздушни двигатели, scramjets имат по-висок специфичен импулс (промяна в импулса на единица гориво) от конвенционалните реактивни двигатели. Ракетите произвеждат специфичен импулс между 1000 и 4000 секунди, докато ракетата осигурява само 600 секунди или по-малко.
Тъй като scramjets имат висока теоретична производителност, те са предложени като електроцентрала за следващо поколение орбитални превозни средства и НАСА провежда задълбочени изследвания в областта на scramjet технологията.
Каква е разликата между Ramjet и Scramjet?
• Потокът вътре в ПВРД е дозвуков, докато в Scramjet е свръхзвуков.
• Scramjets произвеждат по-висок специфичен импулс.
• Теоретично въздушно-струйните двигатели имат диапазон на скорост от 1 до 6 Mach, докато при Scramjets диапазонът е от 12 до 24 Mach. Въпреки това, най-бързата практически постигната скорост е 9,6 маха, получена от X-43A.
Източници на диаграма:
en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg
