موتور جت موتوری است که می تواند نوع خاصی از هواپیما را با بیرون راندن یک جت مایع به عقب براند، سوختی که معمولاً اگزوز داغی است که موتور با مکش سوخت از جو تولید می کند. اکثر موتورهای جت مدرن که برای عموم مردم شناخته شده است، توسط یک توربین گازی – که به عنوان کاربراتور، ژنراتور گاز، هسته یا ژنراتور گاز شناخته می شود، کار می کنند.
به گفته روزیاتو، از جریان هوای با دمای بالا و فشار بالا برای تبدیل انرژی تولید شده از سوزاندن سوخت هیدروکربنی به انرژی مکانیکی استفاده می کند. سپس سیستم پیشرانه این انرژی را جذب کرده و به صورت رانش استفاده می کند که هواپیما را به جلو می راند.
با این حال، همه هواپیماها از این نوع موتور استفاده نمی کنند: موتورهای رم جت و اسکرام جت نیز وجود دارند که از روش های مختلف تولید انرژی برای نیرو دادن به هواپیما استفاده می کنند. برخی از موتورهای رم جت و اسکرام جت حتی می توانند دیوار صوتی را بشکنند و به لطف معماری منحصر به فرد موتور به هواپیماها اجازه می دهند با سرعت های مافوق صوت پرواز کنند. بیایید به تفاوت های موتورهای رم جت و اسکرام جت نگاه کنیم.
موتور رم جت چیست؟
موتورهای رم جت موتورهای آزمایشی هستند که به گونه ای طراحی شده اند که هیچ قطعه متحرکی نداشته باشند. این نوع موتورها فاقد توربین گاز سنتی هستند که به تولید انرژی احتراق و رانش به جلو کمک می کند، که معمولاً در موتورهای جت مدرن یافت می شود. در عوض، موتورهای رم جت برای به حرکت درآوردن هواپیما به فشار هوای بسیار بالایی که توسط جریان های هوای مافوق صوت تولید می شود، متکی هستند.
موتورهای رم جت یک پیشرانه ساده و سبک وزن برای پرواز مافوق صوت ارائه می کنند. آنها از حرکت رو به جلو هواپیما استفاده می کنند و مقدار زیادی هوا را از طریق ورودی به موتور می مکند. با عبور هوا از ورودی، سرعت آن کاهش می یابد، اما فشار دینامیکی ناشی از شتاب به فشار استاتیکی بالا برای احتراق تبدیل می شود. مخلوط سوخت و هوا می سوزد و هوای خروجی از ورودی موتور تحت فشار بسیار بالاتری نسبت به جریان آزاد است.
با این حال، موتورهای رم جت به طور قابل توجهی در عملکرد خود با یک موتور توربین استاندارد تفاوت دارند. از آنجایی که هیچ کمپرسور یا توربین وجود ندارد، موتور راهی برای کشیدن هوا به داخل موتور ندارد، مگر اینکه هواپیما را به جلو براند. در یک موتور جت استاندارد، توربین هوا را می مکد تا مخلوطی قابل احتراق از سوخت و هوا ایجاد کند. بدون توربین برای مکش هوا، یک موتور رم جت برای احتراق سوخت و هوا نیاز به حرکت صاف رو به جلو با سرعت بالا دارد. در سرعت صفر موتور رم جت کاملا بی فایده است. برای اینکه موتور رم جت به درستی کار کند، یک هواپیما باید با سرعت حداقل 3 ماخ پرواز کند.
موتور اسکرام جت چیست؟
موتور اسکرام جت – یا “موتور رم جت احتراق التراسونیک” – یک نوآوری در طراحی موتور رم جت اصلی است که محفظه احتراق داخلی را برای از بین بردن مخروط های شوک اصلاح می کند. در موتورهای رم جت سنتی، سرعت هوای ورودی به ورودی موتور توسط مخروط های ضربه ای کاهش می یابد که مسیر فشار هوا را باریک می کند، که به نوبه خود باعث افزایش سرعت جت می شود. با این حال، اسکرام جت ها از امواج ضربه ای تولید شده توسط منبع احتراق موتور برای کاهش سرعت هوای ورودی موتور برای احتراق استفاده می کنند.
علاوه بر این، موتور اسکرام جت قادر به سوزاندن موتورها با سرعت مافوق صوت است، در حالی که موتور رم جت سنتی باید هوای ورودی موتور را به سرعت های مادون صوت کاهش دهد. این تغییر به موتورهای اسکرام جت اجازه می دهد تا با سرعت بالاتری نسبت به موتورهای رم جت کار کنند.
اسکرامجت ها می توانند با سرعت های 6 ماخ و بالاتر کار کنند و در برخی آزمایش ها این موتورها به سرعت کروز 10 ماخ رسیده اند. با این حال، مانند موتورهای رم جت معمولی، عملکرد آنها برای راه اندازی به سرعت بالایی نیاز دارد. در طول مرحله آزمایش، هواپیماهای مجهز به موتورهای اسکرام جت باید توسط هواپیمای دیگری به ارتفاع بالا برده شوند و سپس توسط موتور دیگری به سرعت عملیاتی برسند تا بتوانند به اهداف خود حمله کنند.
موتورهای ramjet/scramjet برای چه مواردی استفاده می شوند؟
در حال حاضر، کاربرد عملی موتورهای رمجت/اسکرم جت تا حدودی محدود است. شناخته شده ترین کاربرد این فناوری سلاح های نظامی است. مخصوصا موشک هایی مثل موشک براهموس. استفاده از موتور رم جت بر روی موشک امکان تحویل سریع و کارآمد بار را به هدف می دهد. علاوه بر این، رام‌جت‌ها و اسکرام‌جت‌ها را می‌توان در پهپادهای نظامی پرسرعت مورد استفاده قرار داد که باعث می‌شود آنها در مأموریت‌های شناسایی و دیگر کارآمدتر و کارآمدتر شوند.
همچنین کاربردهای آزمایشی دیگری برای فناوری ramjet و scramjet در زمینه هوانوردی و اکتشافات فضایی وجود دارد. استفاده از این موتورها در هوانوردی می تواند به طور قابل توجهی پروازهای تجاری مافوق صوت را متحول کند. تنها هواپیمای مافوق صوت موجود در حال حاضر کنکورد بود. این هواپیمای مافوق صوت بیش از دو دهه پیش بازنشسته شد و در آن زمان از موتورهای توربوجت استفاده می کرد.
با این حال، پروژه های آینده می توانند از جم یا اسکرام جت در هوانوردی تجاری استفاده کنند. رم جت ها و اسکرام جت ها همچنین می توانند در هواپیماهای بدون سرنشین در مناطق غیرنظامی مانند سفارش و تحویل محموله استفاده شوند، در صورتی که این فناوری بتواند در مقیاس بزرگتر تجاری شود.
