Ramjet vs Scramjet
El vol supersònic i hipersònic són els somnis dels enginyers aeronàutics, on volar tantes vegades la velocitat del so és un esforç tècnicament difícil. Tot i que el supersònic és un somni realitzat, el cost fa que sigui difícil d'utilitzar econòmicament.
Ramjet i Scramjets són motors que utilitzen la seva pròpia velocitat per comprimir l'aire i impulsar el motor. La tecnologia dels motors estatorreactors s'aplica pràcticament en molts casos, des de míssils, avions supersònics fins a rondes d'artilleria, mentre que els motors de reacció ràpida encara són molt experimentals.
Més sobre Ramjet
El estatorreactor, de vegades anomenat jet d'estufa o athodyd, és un motor de reacció que respira aire, que utilitza el moviment cap endavant del motor per comprimir l'aire entrant, sense que hi hagi un compressor rotatiu als motors a reacció.
Per disseny, els estatorreactors no poden produir empenta a velocitat zero, inicialment quan estan quiets. Per tant, les aeronaus requereixen un sistema de propulsió per iniciar el moviment de compressió a l'estatorreactor. Per a un funcionament òptim, els estatorreactors necessiten velocitats al voltant de Mach 3 i poden operar fins a velocitats de Mach 6. El funcionament del reactor es basa en el cicle Brayton.
L'aire d'admissió es comprimeix mitjançant broquets creats a les zones de compressió, i la velocitat del flux es redueix a velocitats subsòniques per permetre una millor combustió. Un suport de flama encén la mescla per produir un corrent de gas a alta pressió i alta velocitat que surt del motor a velocitats supersòniques.
Els Ramjets es poden utilitzar per a aplicacions que requereixen un motor petit i senzill per a un ús a gran velocitat, com ara els míssils indis russos BrahMos, i el míssil indi Akash utilitza tecnologia de ramjet. També s'han utilitzat amb èxit, encara que no eficients, com a dolls de punta en rotors d'helicòpters. Els motors a reacció del llegendari Lockheed SR 71 actuen com a estatorreactors, ja que l'avió accelera més que la velocitat del so.
Els avantatges dels estatorreactors són independents del subministrament d'oxigen i no inclouen peces giratòries, cosa que facilita la fabricació i el manteniment.
Més sobre Scramjet
Un scramjet (Supersonic Combustion RAMjet) és una variant d'un ramjet en què la combustió té lloc quan el flux d'aire és supersònic. Com en els ramjets, els scramjets també comprimeixen l'aire entrant abans de la combustió utilitzant la velocitat del vehicle. Tanmateix, els ramjets frenen el flux d'aire a velocitats subsòniques dins del motor abans de la combustió, tot i que el flux d'aire en un scramjet és supersònic a tot el motor. El flux supersònic crea més reacció donant la capacitat dels scramjets per funcionar de manera eficient a velocitats hipersòniques; la velocitat màxima teòrica d'un scramjet es troba entre Mach 12 (15.000 km/h) i Mach 24 (29.000 km/h), i l'avió que respira aire més ràpid té motors Scramjet; el X-43A de la NASA va arribar a Mach 9.6.
Com els estatorreactors, els scramjets no tenen parts mòbils dins dels motors i hereten tots els requisits fonamentals com el sistema de propulsió primari per accelerar-los a velocitats supersòniques. Tot i que els scramjets són conceptualment senzills en disseny i construcció, la implementació real està limitada per reptes d'enginyeria extrems. L'arrossegament aerodinàmic en el vol hipersònic dins de l'atmosfera és immens, i les temperatures que es troben a l'avió i al motor són molt més grans que la temperatura que envolta l'aire; per tant, requereixen nous materials per suportar les temperatures. Mantenir la combustió en el flux supersònic planteja reptes addicionals perquè, en uns mil·lisegons de temps, el combustible s'ha d'injectar, barrejar, encendre i cremar.
A més dels avantatges dels estatorreactors comuns, els scramjets tenen un impuls específic més elevat (canvi de moviment per unitat de propulsor) que els motors a reacció convencionals. Els estatorreactors produeixen un impuls específic entre 1000 i 4000 segons, mentre que un coet només proporciona 600 segons o menys.
Com que els scramjets tenen un alt rendiment teòric, s'han suggerit com a central elèctrica per a vehicles orbitals de pròxima generació i la NASA duu a terme una àmplia investigació en l'àmbit de la tecnologia scramjet.
Quina diferència hi ha entre Ramjet i Scramjet?
• El flux dins del estatorreactor és subsònic mentre que, al Scramjet, és supersònic.
• Els Scramjet produeixen un impuls específic més elevat.
• Teòricament, els Ramjets tenen un rang de velocitat d'1 a 6 Mach, mentre que, als Scramjets, el rang és de 12 a 24 Mach. No obstant això, la velocitat més ràpida pràcticament obtinguda és de 9,6 mach obtinguda pel X-43A.
Fonts del diagrama:
en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg
