Ramjet vs Scramjet
Il volo supersonico e ipersonico sono i sogni degli ingegneri aeronautici, dove volare tante volte la velocità del suono è un'impresa tecnicamente difficile. Anche se il supersonico è un sogno realizzato, il costo rende difficile l'utilizzo finanziario.
Ramjet e Scramjets sono motori che utilizzano la propria velocità per comprimere l'aria e azionare il motore. La tecnologia dei motori ramjet si applica praticamente in molti casi, dai missili, agli aerei supersonici ai colpi di artiglieria, mentre i motori scramjet sono ancora altamente sperimentali.
Ulteriori informazioni su Ramjet
Il ramjet, a volte chiamato jet da stufa o athodyd, è un motore a reazione a respirazione d'aria, che utilizza il movimento in avanti del motore per comprimere l'aria in entrata, senza un compressore rotativo presente nei motori a reazione.
In base alla progettazione, i ramjet non possono produrre spinta a velocità zero, inizialmente quando sono fermi. Pertanto, gli aerei richiedono un sistema di propulsione per avviare il movimento per la compressione nel ramjet da intraprendere. Per un funzionamento ottimale, i ramjet necessitano di velocità intorno a Mach 3 e possono funzionare fino a velocità di Mach 6. Il funzionamento del Ramjet si basa sul ciclo Brayton.
L'aria aspirata viene compressa mediante ugelli creati nelle aree di compressione e la velocità del flusso viene ridotta a velocità subsoniche per consentire una migliore combustione. Un portafiamma accende la miscela per produrre un flusso di gas ad alta pressione ad alta velocità che esce dal motore a velocità supersoniche.
I Ramjet possono essere utilizzati per applicazioni che richiedono un motore piccolo e semplice per l'uso ad alta velocità, come i missili BrahMos ste alth indiani russi e il missile Akash indiano utilizza la tecnologia ramjet. Sono stati anche utilizzati con successo, sebbene non efficienti, come getti di punta sui rotori di elicotteri. I motori a reazione del leggendario Lockheed SR 71 agiscono come ramjet poiché l'aereo accelera più della velocità del suono.
I vantaggi dei ramjet sono indipendenti dalla fornitura di ossigeno e non includono parti rotanti, il che ne semplifica la produzione e la manutenzione.
Ulteriori informazioni su Scramjet
A scramjet (Supersonic Combustion RAMjet) è una variante di un ramjet in cui la combustione avviene quando il flusso d'aria è supersonico. Come nei ramjet, anche gli scramjet comprimono l'aria in entrata prima della combustione sfruttando la velocità del veicolo. Tuttavia, i ramjet decelerano il flusso d'aria a velocità subsoniche all'interno del motore prima della combustione, sebbene il flusso d'aria in uno scramjet sia supersonico in tutto il motore. Il flusso supersonico crea una maggiore reazione dando la capacità agli scramjet di operare in modo efficiente a velocità ipersoniche; la velocità massima teorica di uno scramjet è compresa tra Mach 12 (15.000 km/h) e Mach 24 (29.000 km/h), e l'aereo a respirazione d'aria più veloce ha motori Scramjet; il NASA X-43A ha raggiunto Mach 9.6.
Come i ramjet, gli scramjet non hanno parti mobili all'interno dei motori ed ereditano tutti i requisiti fondamentali come il sistema di propulsione primaria per accelerarli a velocità supersoniche. Sebbene gli scramjet siano concettualmente semplici nella progettazione e nella costruzione, l'implementazione effettiva è limitata da sfide ingegneristiche estreme. La resistenza aerodinamica al volo ipersonico nell'atmosfera è immensa e le temperature riscontrate sull'aereo e sul motore sono molto maggiori della temperatura che circonda l'aria; quindi richiedendo nuovi materiali per resistere alle temperature. Mantenere la combustione nel flusso supersonico pone ulteriori sfide perché, entro millisecondi di tempo, il carburante deve essere iniettato, miscelato, acceso e bruciato.
Oltre ai vantaggi dei comuni ramjet, gli scramjet hanno un impulso specifico più elevato (cambiamento della quantità di moto per unità di propellente) rispetto ai tradizionali motori a reazione. I Ramjet producono un impulso specifico tra 1000 e 4000 secondi, mentre un razzo fornisce solo 600 secondi o meno.
Poiché gli scramjet hanno prestazioni teoriche elevate, sono stati suggeriti come la centrale elettrica per i veicoli orbitali di prossima generazione e la NASA conduce ricerche approfondite nell'arena della tecnologia scramjet.
Qual è la differenza tra Ramjet e Scramjet?
• Il flusso all'interno del ramjet è subsonico mentre, nello Scramjet, è supersonico.
• Gli Scramjet producono un impulso specifico più elevato.
• Teoricamente i Ramjet hanno una gamma di velocità da 1 a 6 Mach mentre, in Scramjet, la gamma va da 12 a 24 Mach. Tuttavia, la velocità più veloce praticamente ottenuta è 9,6 mach ottenuta dall'X-43A.
Fonti diagramma:
en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg
