Ramjet - Ramjet

Bir serinin parçası
Uçak tahriki
Şaft motorları : sürüş pervaneleri , rotorlar , fanlar kanallı veya propfans
Dahili termal motorlar : Pistonlu motor Dizel motor Wankel motoru Türbinler : turboprop turboşaft Harici termal motorlar : Buharla çalışan Elektrik motorları : Elektrikli uçak Saat sürücüleri: insan gücüyle
reaksiyon motorları
Türbinler : turbojet turbofan Propfan roketle çalışan motorlu jet darbe jeti Valfsiz darbe jeti Ramjet Scramjet
v T e

Bazen uçan bir soba borusu veya bir atodid ( aero termodinamik kanal ) olarak adlandırılan bir ramjet , eksenel bir kompresör veya bir santrifüj kompresör olmadan gelen havayı sıkıştırmak için motorun ileri hareketini kullanan bir hava soluyan jet motoru şeklidir . Ramjetler sıfır hava hızında itki üretemediğinden, bir uçağı hareketsiz halden hareket ettiremezler. Bu nedenle, ramjet ile çalışan bir araç, itme üretmeye başladığı bir hıza hızlandırmak için roket yardımı gibi destekli bir kalkış gerektirir . Ramjetler en verimli şekilde Mach  3 (2300 mph; 3700 km/s) civarındaki süpersonik hızlarda çalışır . Bu motor türü, Mach 6 (4.600 mph; 7.400 km/s) hızlarına kadar çalışabilir.

Ramjetler, füzeler gibi yüksek hızlı kullanım için küçük ve basit bir mekanizma gerektiren uygulamalarda özellikle faydalı olabilir . ABD, Kanada ve Birleşik Krallık, 1960'larda CIM-10 Bomarc ve Bloodhound gibi yaygın ramjet destekli füze savunma sistemlerine sahipti . Silah tasarımcıları, ek menzil sağlamak için top mermilerinde ramjet teknolojisini kullanmak istiyor ; 120 mm'lik bir havan mermisi, bir ramjet tarafından desteklenirse, 35 km (22 mil) menzile ulaşabileceği düşünülmektedir. Helikopter rotorlarının uçlarında uç jetler olarak verimli olmasa da başarılı bir şekilde kullanılmıştır .

Ramjetin farklılık pulsejets kesintili yanma kullanın; ramjetler sürekli bir yanma işlemi kullanır.

Hız arttıkça, sıkıştırma nedeniyle girişteki hava sıcaklığı arttıkça bir ramjetin verimliliği düşmeye başlar. Giriş sıcaklığı egzoz sıcaklığına yaklaştıkça itme şeklinde daha az enerji elde edilebilir. Daha yüksek hızlarda kullanılabilir miktarda itme gücü üretmek için, ramjet, gelen havanın neredeyse aynı oranda sıkıştırılmaması (ve dolayısıyla ısınmaması) için modifiye edilmelidir. Bu, yanma odasından akan havanın hala çok hızlı hareket ettiği (motora göre) anlamına gelir, aslında süpersonik olacaktır - bu nedenle süpersonik yanmalı ramjet veya scramjet adı verilir .

Tarih

Cyrano de Bergerac

L'Autre Monde: ou les États et Empires de la Lune ( Devletlerin ve Ayın İmparatorluklarının Komik Tarihi ) (1657), Cyrano de Bergerac tarafından yazılan ve ilk bilimkurgu öyküleri arasında kabul edilen üç hiciv romanından ilkiydi. . Arthur C Clarke , bu kitabı ramjet'i tasarlamakla ve roketle çalışan bir uzay uçuşunun ilk kurgusal örneği olmakla kredilendirdi.

Rene Lorin

Ramjet, 1913 yılında , cihazı için patent alan Fransız mucit René Lorin tarafından tasarlandı . Yetersiz malzeme nedeniyle bir prototip oluşturma girişimleri başarısız oldu.

Albert Fono

1915'te Macar mucit Albert Fonó , topçu menzilini artırmak için , bir ramjet tahrik ünitesi ile birleştirilecek olan ve böylece nispeten düşük namlu çıkış hızlarından uzun bir menzil sağlayan ve ağır mermilerin ateşlenmesine izin veren, tabancayla fırlatılan bir mermi içeren bir çözüm tasarladı . nispeten hafif silahlardan ateşlendi. Fonó, icadını Avusturya-Macaristan Ordusuna sundu, ancak teklif reddedildi. Birinci Dünya Savaşı'ndan sonra, Fonó, Mayıs 1928'de, bir Alman patent başvurusunda, yüksek irtifa süpersonik uçaklar için uygun olarak tanımladığı bir "hava jeti motorunu" tanımlayarak jet tahriki konusuna geri döndü. Ek bir patent başvurusunda, motoru ses altı hıza uyarladı. Patent, dört yıllık incelemeden sonra 1932'de verildi (Alman Patent No. 554.906, 1932-11-02).

Sovyetler Birliği

Sovyetler Birliği'nde, 1928'de Boris Stechkin tarafından süpersonik ramjet motorları teorisi sunuldu . Yuri Pobedonostsev'in, baş GIRD 'ın 3 Tugayı ramjet motorları araştırmaların büyük bir yürütülmektedir. İlk motor, GIRD-04, IA Merkulov tarafından tasarlandı ve Nisan 1933'te test edildi. Süpersonik uçuşu simüle etmek için, 20.000 kilopaskal'a (200 atm) sıkıştırılmış hava ile beslendi ve hidrojenle beslendi. GIRD-08 fosfor yakıtlı ramjet, bir topçu topundan ateşlenerek test edildi. Bu mermiler, ses hızını aşan ilk jetle çalışan mermiler olabilir.

1939'da Merkulov, iki aşamalı bir roket olan R-3'ü kullanarak daha ileri ramjet testleri yaptı . O ağustos ayında, bir uçağın yardımcı motoru olarak kullanılmak üzere ilk ramjet motoru olan DM-1'i geliştirdi. Dünyanın ilk ramjet motorlu uçak uçuşu, modifiye edilmiş bir Polikarpov I-15 üzerinde iki DM-2 motoru kullanılarak Aralık 1940'ta gerçekleşti . Merkulov, 1941'de hiçbir zaman tamamlanmayan bir ramjet avcı uçağı "Samolet D" tasarladı. DM-4 motorlarından ikisi , II. Dünya Savaşı sırasında Yak-7 PVRD avcı uçağına kuruldu. 1940 yılında, Kostikov-302 deney uçağı, kalkış için sıvı yakıtlı bir roket ve uçuş için ramjet motorları tarafından desteklenmektedir. Bu proje 1944'te iptal edildi.

1947'de Mstislav Keldysh , Sänger-Bredt bombardıman uçağına benzer , ancak roket yerine ramjet ile çalışan uzun menzilli bir antipodal bombardıman uçağı önerdi . 1954'te NPO Lavochkin ve Keldysh Enstitüsü, Mach 3 ramjet ile çalışan bir seyir füzesi olan Burya'nın geliştirilmesine başladı . Bu proje , Sergei Korolev tarafından geliştirilen R-7 ICBM ile yarıştı ve 1957'de iptal edildi.

1 Mart 2018'de Başkan Vladimir Putin, Rusya'nın uzun menzilli uçuş yapabilen (varsayılan) nükleer enerjili bir ramjet seyir füzesi geliştirdiğini duyurdu.

Almanya

1936'da Hellmuth Walter , doğal gazla çalışan bir test motoru yaptı . Teorik çalışma gerçekleştirildi BMW ve Junkers yanı sıra DFL . 1941'de DFL'den Eugen Sänger , çok yüksek yanma odası sıcaklığına sahip bir ramjet motoru önerdi. 500 milimetre (20 inç) ve 1.000 milimetre (39 inç) çapında çok büyük ramjet boruları inşa etti ve kamyonlarda ve bir Dornier Do 17 Z üzerinde özel bir test teçhizatında saniyede 200 metreye varan uçuş hızlarında yanma testleri gerçekleştirdi. (720 km/s). Daha sonra, savaş koşulları nedeniyle Almanya'da petrolün kıtlaşmasıyla birlikte, yakıt olarak preslenmiş kömür tozu blokları ile testler yapıldı, ancak yavaş yanma nedeniyle başarısız oldu.

Amerika Birleşik Devletleri

ABD Donanması , Gorgon IV'te ramjet tahrik dahil olmak üzere farklı tahrik mekanizmalarını kullanarak " Gorgon " adı altında bir dizi havadan havaya füze geliştirdi . Glenn Martin tarafından yapılan ramjet Gorgon IV'ler 1948 ve 1949'da Donanma Hava Üssü Noktası Mugu'da test edildi . Ramjet motorun kendisi Güney Kaliforniya Üniversitesi'nde tasarlandı ve Marquardt Aircraft Company tarafından üretildi . Motor 2,1 metre (7 ft) uzunluğunda ve 510 milimetre (20 inç) çapındaydı ve füzenin altına yerleştirildi.

1950'lerin başında ABD, Lockheed X-7 programı kapsamında bir Mach 4+ ramjet geliştirdi . Bu, Lockheed AQM-60 Kingfisher'da geliştirildi . Daha fazla geliştirme, Lockheed D-21 casus uçağı ile sonuçlandı .

1950'lerin sonlarında ABD Donanması , gemilerden ateşlenen uzun menzilli bir yüzeyden havaya füze olan RIM-8 Talos adlı bir sistem tanıttı . Vietnam savaşı sırasında birkaç düşman savaşçısını başarıyla vurdu ve savaşta bir düşman uçağını başarıyla imha eden ilk füze fırlatılan gemi oldu. 23 Mayıs 1968'de USS Long Beach'ten ateşlenen bir Talos, Vietnamlı bir MiG'yi yaklaşık 105 kilometre (65 mil) mesafeden vurdu. Ayrıca yüzeyden yüzeye silah olarak kullanıldı ve kara tabanlı radar sistemlerini yok etmek için başarıyla değiştirildi.

AQM-60 tarafından kanıtlanmış teknolojiyi kullanarak, 1950'lerin sonlarında ve 1960'ların başlarında ABD , birkaç yüz mil menzile sahip yüzlerce nükleer silahlı ramjet füzesi ile donatılmış CIM-10 Bomarc adlı yaygın bir savunma sistemi üretti . AQM-60 ile aynı motorlara sahipti, ancak daha uzun uçuş sürelerine dayanacak şekilde iyileştirilmiş malzemelerle donatıldı. Bombardıman uçaklarından gelen tehdidin azalmasıyla sistem 1970'lerde geri çekildi.

Birleşik Krallık

1950'lerin sonlarında ve 1960'ların başlarında Birleşik Krallık birkaç ramjet füzesi geliştirdi.

Blue Envoy adlı bir projenin , ülkeyi bombardıman uçaklarına karşı uzun menzilli ramjet destekli hava savunmasıyla donatması gerekiyordu, ancak sistem sonunda iptal edildi.

Onun yerini Bloodhound adı verilen çok daha kısa menzilli bir ramjet füze sistemi aldı . Sistem, saldırganların İngiliz Elektrikli Yıldırım avcı uçaklarını savunan filoyu atlayabilmeleri durumunda ikinci bir savunma hattı olarak tasarlandı .

1960'larda Kraliyet Donanması, Sea Dart adlı gemiler için ramjet ile çalışan bir yüzeyden havaya füze geliştirdi ve konuşlandırdı . 65-130 kilometre (40-80 mil) menzile ve Mach 3 hıza sahipti. Falkland Savaşı sırasında birden fazla uçak tipine karşı savaşta başarıyla kullanıldı.

Fritz Zwicky

Akil İsviçre astrofizikci Fritz Zwicky araştırma yönetmeni Aerojet ve püskürtme itmesi birçok patent tutar. 5121670 ve 4722261 sayılı ABD patentleri, ram hızlandırıcıları içindir . ABD Donanması, Fritz Zwicky'nin kendi icadı olan 2.461.797 sayılı ABD Patenti olan Sualtı Jeti için alenen tartışmasına izin vermeyecekti. Time dergisi Fritz Zwicky'nin çalışmalarını 11 Temmuz 1955'te "Missed Swiss" ve 14 Mart 1949 sayısında "Underwater Jet" makalelerinde bildirdi.

Fransa

Fransa'da René Leduc'un çalışmaları dikkat çekiciydi. Leduc'un Modeli olan Leduc 0.10 , 1949'da uçan ilk ramjet motorlu uçaklardan biriydi.

Nord 1500 kızıl 1958 (2,680 km / s 745 m / s) Mach 2.19 olmuştur.

motor döngüsü

Brayton çevrimi, gaz türbini motorunun işleyişini , hava soluyan jet motorunun temelini ve diğerlerini tanımlayan termodinamik bir çevrimdir . Adını, ilk olarak 1791'de İngiliz John Barber tarafından önerilmiş ve patenti alınmış olmasına rağmen, onu geliştiren Amerikalı mühendis George Brayton'dan almıştır. Bazen Joule döngüsü olarak da bilinir .

Tasarım

Girişinin etrafında bir ramjet tasarlanmıştır. Havada yüksek hızda hareket eden bir nesne, yukarı akışta yüksek basınç bölgesi oluşturur. Bir ramjet, motorun önündeki bu yüksek basıncı, havanın bir kısmını yakıtla yakarak ısıtıldığı borudan içeri itmek için kullanır. Daha sonra süpersonik hızlara çıkarmak için bir memeden geçirilir. Bu hızlanma ramjet'e ileri itme gücü verir .

Bir ramjet, bazen bir hava girişi, bir yakıcı ve bir memeden oluşan çok basit bir cihaz olan "uçan soba borusu" olarak adlandırılır . Normalde, tek hareketli parçalar , yakıtı sıvı yakıtlı bir ramjet ile yakıcıya pompalayan turbopompa içindeki parçalardır . Katı yakıtlı ramjetler daha da basittir.

Karşılaştırma yapmak gerekirse , bir turbojet havayı daha fazla sıkıştırmak için gaz türbini ile çalışan bir fan kullanır . Bu, düşük hızlarda (ram etkisinin zayıf olduğu yerlerde) daha fazla sıkıştırma ve verimlilik ve çok daha fazla güç sağlar, ancak daha karmaşık, daha ağır, pahalıdır ve türbin bölümünün sıcaklık sınırları, en yüksek hızı ve itişi yüksek hızda sınırlar.

Yapı

difüzörler

Ramjetler , emme dudağına yaklaşan havadaki çok yüksek dinamik basınçtan yararlanmaya çalışır . Etkili bir alım, memedeki yanma ve genleşme sürecini desteklemek için kullanılan serbest akış durgunluk basıncının çoğunu geri kazanacaktır .

Çoğu ramjet süpersonik uçuş hızlarında çalışır ve bir veya daha fazla konik (veya eğik) şok dalgaları kullanır , bunlar güçlü bir normal şokla sonlandırılır ve giriş çıkışında hava akışını ses altı hıza kadar yavaşlatır. Ardından hava hızını yakıcı için uygun bir seviyeye indirmek için daha fazla difüzyon gerekir.

Ses altı ramjetler, hava akışı zaten ses altı olduğundan ve genellikle basit bir delik kullanıldığından, böyle karmaşık bir girişe ihtiyaç duymazlar. Bu aynı zamanda biraz süpersonik hızlarda da işe yarayacaktır, ancak hava girişte boğulacağı için bu verimsizdir.

Giriş, 0,5 Mach (170 m/s; 610 km/s) sabit bir giriş hızı sağlamak için ıraksaktır.

yakıcı

Diğer jet motorlarında olduğu gibi, yanma odasının görevi, esasen sabit basınçta hava ile bir yakıt yakarak sıcak hava yaratmaktır. Jet motorundan geçen hava akışı genellikle oldukça yüksektir, bu nedenle alev tutucular , sürekli yanmanın gerçekleşebileceği korunaklı yanma bölgeleri sağlar.

Aşağı akış türbini olmadığından, bir ramjet yakıcı stokiyometrik yakıt:hava oranlarında güvenle çalışabilir , bu da gazyağı için 2,400 K (2,130 °C; 3,860 °F) düzeyinde bir yanma odası çıkış durgunluk sıcaklığı anlamına gelir . Normal olarak, yakıcı, çeşitli uçuş hızları ve irtifaları için çok çeşitli gaz kelebeği ayarlarında çalışabilmelidir. Genellikle, korunaklı bir pilot bölge, dönüşler sırasında araç girişi yüksek yalpalama/eğim aldığında yanmanın devam etmesini sağlar . Diğer alev stabilizasyon teknikleri, alevi muhafaza etmek ve yakıt karışımını iyileştirmek için yanma odası kutularından basit düz plakalara kadar tasarım bakımından farklılık gösteren alev tutucuları kullanır. Yakıcıya aşırı yakıt verilmesi, süpersonik bir emme sistemi içindeki normal şokun emme dudağının ötesine itilmesine neden olarak motor hava akışında ve net itme kuvvetinde önemli bir düşüşe neden olabilir.

nozullar

Sevk memesi bu üretmek itme egzoz akışını hızlandıran, çünkü bir ramjet tasarım önemli bir parçasıdır.

Ses altı ramjetler, bir nozul ile egzoz akışını hızlandırır . Süpersonik uçuş tipik olarak yakınsak-ıraksak bir meme gerektirir .

Performans ve kontrol

Ramjetler saniyede 45 metre (160 km/sa) kadar yavaş, yaklaşık 0,5 Mach'ın (170 m/s; 610 km/sa) altında çalıştırılmış olsalar da, çok az itme gücü verirler ve düşük basınç oranları nedeniyle oldukça verimsizdirler.

Bu hızın üzerinde, yeterli ilk uçuş hızı verildiğinde, bir ramjet kendi kendini idame ettirecektir. Gerçekten de, araç sürtünmesi aşırı derecede yüksek olmadıkça, motor/gövde kombinasyonu, hava giriş sıcaklığını önemli ölçüde artırarak daha yüksek ve daha yüksek uçuş hızlarına hızlanma eğiliminde olacaktır. Bu, motorun ve/veya uçak gövdesinin bütünlüğü üzerinde zararlı bir etkiye sahip olabileceğinden, yakıt kontrol sistemi, uçuş Mach sayısını ve dolayısıyla hava giriş sıcaklığını makul seviyelere sabitlemek için motor yakıt akışını azaltmalıdır .

Stokiyometrik yanma sıcaklığı nedeniyle, verimlilik genellikle yüksek hızlarda iyidir (yaklaşık Mach 2–Mach 3, 680–1.000 m/s, 2.500–3.700 km/s), oysa düşük hızlarda nispeten zayıf basınç oranı, ramjetlerin turbojetler ve hatta roketlerden daha iyi performans gösterdi .

Kontrol

Ramjetler yakıt tipine göre sıvı veya katı olarak sınıflandırılabilir; ve güçlendirici.

Bir sıvı yakıt ramjetinde (LFRJ), hidrokarbon yakıtı (tipik olarak), yakıtın giriş(ler)den gelen sıkıştırılmış hava ile yanmasından kaynaklanan alevi stabilize eden bir alev tutucunun önünde yakıcıya enjekte edilir. Karmaşık ve pahalı olabilen, ramkombustöre yakıtı basınçlandırmak ve beslemek için bir araç gereklidir. Aérospatiale-Celerg , yakıtın, yakıt deposunun uzunluğu boyunca kademeli olarak şişen bir elastomer balon tarafından enjektörlere zorlandığı bir LFRJ tasarladı. Başlangıçta, balon, şişirildiği ve tanka uzunlamasına monte edilen basınçlı hava şişesinin etrafında sıkı oturan bir kılıf oluşturur. Bu, yakıtı beslemek için bir turbo pompa ve ilgili donanım gerektiren düzenlenmiş bir LFRJ'den daha düşük maliyetli bir yaklaşım sunar.

Bir ramjet, statik bir itme oluşturmaz ve giriş sisteminin verimli çalışması için yeterince yüksek bir ileri hız elde etmek için bir güçlendiriciye ihtiyaç duyar. İlk ramjetle çalışan füzeler, güçlendiricinin ramjet'in hemen arkasına monte edildiği, örneğin Sea Dart veya birden fazla güçlendiricinin ramjet'in dışına eklendiği sarmal olarak , genellikle katı yakıtlı roketler olmak üzere harici güçlendiriciler kullandı ; 2K11 Krug . Güçlendirici düzenleme seçimi, genellikle fırlatma platformunun boyutuna göre belirlenir. Bir tandem güçlendirici sistemin toplam uzunluğunu artırırken, sarmalı güçlendiriciler toplam çapı artırır. Çevreleyen güçlendiriciler, genellikle bir tandem düzenlemesinden daha yüksek sürüklenme üretecektir.

Güçlendirici itici gaz, aksi takdirde boş olan yakıcının içine döküldüğünden, entegre güçlendiriciler daha verimli bir paketleme seçeneği sunar. Bu yaklaşım katı, örneğin 2K12 Kub , sıvı, örneğin ASMP ve kanallı roket, örneğin Meteor tasarımlarında kullanılmıştır. Entegre tasarımlar, uçuşun boost ve ramjet aşamalarının farklı nozul gereksinimleri nedeniyle karmaşıktır. Güçlendiricinin daha yüksek itme seviyeleri nedeniyle, optimum itme için daha düşük itme ramjet destekçisi için gerekli olana kıyasla farklı şekilli bir nozul gereklidir. Bu genellikle, güçlendiricinin yanmasından sonra çıkan ayrı bir meme ile sağlanır. Ancak Meteor gibi tasarımlarda nozulsuz güçlendiriciler bulunur. Bu, fırlatılan takviye nozülü döküntüsünden uçağı fırlatma tehlikesinin ortadan kaldırılması, basitlik, güvenilirlik ve azaltılmış kütle ve maliyet avantajları sunar, ancak bunun, özel bir itici nozül tarafından sağlanan performans düşüşüne karşı takas edilmesi gerekir.

Entegre roket ramjet/kanallı roket

Ramjet üzerindeki küçük bir değişiklik, ana yanma odasında gelen havayı sıkıştırmak ve reaksiyona sokmak için bir roket yanma işleminden gelen süpersonik egzozu kullanır. Bu, sıfır hızda bile itme sağlama avantajına sahiptir.

Katı yakıtlı entegre roket ramjetinde (SFIRR), katı yakıt, ramkombustorun dış duvarı boyunca dökülür. Bu durumda, yakıt enjeksiyonu, giriş(ler)den gelen sıcak basınçlı hava ile itici gazın ablasyonu yoluyla yapılır. Yanma verimliliğini artırmak için bir arka karıştırıcı kullanılabilir. SFIRR'ler, yakıt beslemesinin basitliği nedeniyle bazı uygulamalar için LFRJ'lere göre tercih edilir, ancak yalnızca kısma gereksinimleri minimum olduğunda, yani irtifa veya Mach sayısındaki değişiklikler sınırlı olduğunda.

Kanallı bir rokette, bir katı yakıtlı gaz jeneratörü, giriş(ler) tarafından sağlanan sıkıştırılmış hava ile ram-combustor içinde yakılan, yakıt açısından zengin, sıcak bir gaz üretir. Gaz akışı, yakıt ve havanın karışmasını iyileştirir ve toplam basınç geri kazanımını artırır. Değişken akışlı kanallı roket olarak da bilinen kısılabilir kanallı bir rokette, bir valf, gaz jeneratörü egzozunun kısılmasına izin vererek, itme kuvvetinin kontrol edilmesini sağlar. Bir LFRJ'den farklı olarak, katı yakıtlı ramjetler alev alamaz . Kanallı roket, SFRJ'nin sadeliği ile LFRJ'nin sınırsız kısılabilirliği arasında bir yerde bulunur.

Uçuş hızı

Ramjetler genellikle ses hızının yaklaşık yarısının altında çok az itme sağlar veya hiç itme vermezler ve düşük sıkıştırma oranları nedeniyle hava hızı saatte 1.000 kilometreyi (280 m/s; 620 mph) geçene kadar verimsizdirler ( Özgül Darbe 600 saniyeden az). .

Minimum hızın üzerinde bile , düşük ila yüksek hızlar ve düşük ila yüksek irtifalar gibi geniş bir uçuş zarfı (uçuş koşulları aralığı), önemli tasarım tavizlerini zorlayabilir ve tasarlanmış bir hız ve irtifa (nokta) için en iyi şekilde optimize edilmiş çalışma eğilimindedir. tasarımlar). Bununla birlikte, ramjetler genellikle gaz türbini tabanlı jet motoru tasarımlarından daha iyi performans gösterir ve en iyi süpersonik hızlarda çalışır (Mach 2-4). Daha düşük hızlarda verimsiz olmalarına rağmen, en az Mach 6'ya (2.000 m/s; 7.400 km/s) kadar olan tüm yararlı çalışma aralıklarında roketlerden daha yakıt verimlidirler.

Konvansiyonel ramjetlerin performansı, gelen hava yanma için ses altı hızlarına yavaşlatıldığından, şokun neden olduğu ayrışma ve basınç kaybı nedeniyle Mach 6'nın üzerine düşer. Ayrıca yanma odasının giriş sıcaklığı çok yüksek değerlere yükselir ve bazı sınırlayıcı Mach sayılarında ayrışma sınırına yaklaşır.

İlgili motorlar

Hava turbo jet

Bir hava turboramjetinde, yanma odası içinde bir ısı eşanjörü aracılığıyla ısıtılan bir gazla çalışan bir kompresör bulunur.

Süpersonik yanmalı ramjetler (scramjetler)

Ramjetler, gelen havayı her zaman yakıcı içinde ses altı hıza kadar yavaşlatır. Scramjetler ramjetlere benzer, ancak havanın bir kısmı tüm motordan süpersonik hızlarda geçer. Bu, serbest akıştan geri kazanılan durgunluk basıncını arttırır ve net itmeyi iyileştirir. Yakıcı girişinde nispeten yüksek bir süpersonik hava hızına sahip olunarak egzozun termal boğulması önlenir. Yakıt enjeksiyonu genellikle yanma odası duvarındaki bir basamağın altındaki korunaklı bir bölgeye yapılır. Scramjet motorları on yıllardır çalışılmış olmasına rağmen, küçük deney birimlerinin uçuş testi ancak son zamanlarda ve daha sonra çok kısa bir süre için yapılmıştır (örneğin Boeing X-43 ).

Mayıs 2010 itibariyle, bu motor X-51A Waverider'da 200 saniye boyunca Mach 5'e (1.700 m/s; 6.100 km/s) ulaşmak için test edilmiştir .

Ayakta eğik patlamalı ramjetler (Sodramjetler)

Daimi eğik patlamalı ramjetler (Sodramjetler), dağınık ramjet yanmasını eğik bir patlama ile değiştirir. Ayrıca bakınız: Hipersonik hava soluma tahriki için Shcramjet Kriterleri ve deneysel doğrulaması Eğik Patlama Dalgası Ramjet

Ön soğutmalı motorlar

Saf ramjet'in bir çeşidi, saf ramjet'in sınırlamalarının üstesinden gelmeyi amaçlayan 'kombine çevrim' motorudur. Bunun bir örneği SABER motorudur; bu, arkasında ramjet ve türbin makinelerinin bulunduğu bir ön soğutucu kullanır.

ATREX Japonya'da geliştirilen motor bu kavramın deneysel bir uygulamasıdır. Oldukça egzotik bir tek fan düzenlemesinde sıvı hidrojen yakıtı kullanır . Sıvı hidrojen yakıtı, hava girişindeki bir ısı eşanjöründen pompalanır , aynı anda sıvı hidrojeni ısıtır ve gelen havayı soğutur. Gelen havanın bu şekilde soğutulması, makul bir verim elde etmek için kritik öneme sahiptir. Hidrojen daha sonra, sıcak egzozun hidrojeni daha fazla ısıtmak için kullanıldığı ve onu çok yüksek basınçlı bir gaza dönüştürdüğü yanma bölümünden sonra ikinci bir ısı eşanjörü konumundan geçer. Bu gaz daha sonra ses altı hızlarda fana tahrik gücü sağlamak için fanın uçlarından geçirilir. Hava ile karıştırıldıktan sonra yanma odasında yakılır.

Scimitar Reaksiyon Motorlar için önerilmiştir LAPCAT hipersonik yolcu uçağı ve Tepki Motorlar SABRE için Tepki Motorlar Skylon spaceplane.

Nükleer enerjili ramjet

Soğuk Savaş sırasında ABD, Project Pluto adlı nükleer enerjili bir ramjet tasarladı ve yerde test etti . Seyir füzesinde kullanılmak üzere tasarlanan bu sistem, yanma işlemi yapmamış; bunun yerine yüksek sıcaklıklı, korumasız bir nükleer reaktör havayı ısıttı. Ramjet'in aylarca süpersonik hızlarda uçabileceği tahmin ediliyordu. Reaktör korumasız olduğundan, alçaktan uçan aracın uçuş yolundaki veya etrafındaki herkes için tehlikeliydi (egzozun kendisi radyoaktif olmasa da). Proje sonunda iptal edildi çünkü ICBM'ler amaca daha iyi hizmet ediyor gibiydi.

iyonosferik ramjet

Yaklaşık 100 kilometrenin (62 mil) üzerindeki üst atmosfer , güneş tarafından fotokimya yoluyla üretilen monatomik oksijen içerir . Bu ince gazı, bir ramjet'e güç sağlamak için yörünge hızlarında iki atomlu moleküllere yeniden birleştirmek için NASA tarafından bir konsept oluşturuldu.

Bussard ramjet

Bussard ramjet, yıldızlararası rüzgarı kaynaştırmak ve onu aracın arkasından yüksek hızda boşaltmak için tasarlanmış bir uzay aracı tahrik konseptidir .

Son yanan bir turbojet için Ramjet modu

Yanan bir turbojet veya baypas motoru, motor basınç oranının (epr) bire düştüğü bir uçuş hızına ulaşabiliyorsa, turbodan ramjet moduna geçiş olarak tanımlanabilir . Turbo afterburner daha sonra bir ramburner görevi görür. Emme ram basıncı, art yakıcıya girişte mevcuttur, ancak artık turbomakineden gelen bir basınç artışı ile artmaz. Hızdaki daha fazla artış, epr birin altına düştüğünde turbo makinelerin varlığından dolayı bir basınç kaybına neden olur.

Kayda değer bir örnek, Mach 3.2'de epr= 0.9 olan Lockheed SR-71 Blackbird için tahrik sistemiydi . Bu hıza ulaşmak için gereken itme kuvveti, hava akışı ve egzoz sıcaklığı, düşük düzeltilmiş hızlarda çalışan bir kompresörden hava akışını artırmak, kompresör boşaltmak ve kanalın ve nozülün soğutulması sonucunda art brülör sıcaklığını artırabilmek için standart bir yöntemden geldi. alışılmış, çok daha sıcak, türbin egzoz gazı yerine kompresörden alınan havayı kullanmak.

Ramjet kullanan uçak

Ramjet kullanan füzeler

Ayrıca bakınız

• Vikikitap: Jet tahriki

Referanslar

bibliyografya

• Hallion, Richard P. "Sovyet Soba Boruları". Air Enthusiast , No. 9, Şubat–Mayıs 1979, s. 55–60. ISSN  0143-5450 .

Dış bağlantılar

• NASA ramjet bilgileri ve modeli
• "Ramjet'e Binmek" Ocak 1949, Popular Mechanics makalesi, USAF'nin bir P-80 avcı uçağında ramjetlerle yaptığı ilk deneyi kapsar
• Boeing Seyir Defteri: 2002–2004
• Ramjet ile çalışan bir helikopterle ilgili tasarım notları
• Fransız ONERA'dan ramjet'ler ve scramjet'ler hakkında kapsamlı genel bakış