แรมเจ็ต vs สแครมเจ็ต
การบินด้วยความเร็วเหนือเสียงและความเร็วเหนือเสียงเป็นความฝันของวิศวกรการบิน ซึ่งการบินด้วยความเร็วเสียงหลายเท่าเป็นความพยายามที่ยากในทางเทคนิค แม้ว่าความเร็วเหนือเสียงจะเป็นความฝันที่เป็นจริง แต่ต้นทุนทำให้ยากต่อการใช้ทางการเงิน
Ramjet และ Scramjets เป็นเครื่องยนต์ที่ใช้ความเร็วของตัวเองในการอัดอากาศและขับเคลื่อนเครื่องยนต์ เทคโนโลยีเครื่องยนต์ ramjet ใช้งานได้จริงในหลายกรณี ตั้งแต่ขีปนาวุธ เครื่องบินเหนือเสียง ไปจนถึงกระสุนปืนใหญ่ ในขณะที่เครื่องยนต์ scramjet ยังคงมีการทดลองสูง
เพิ่มเติมเกี่ยวกับแรมเจ็ต
แรมเจ็ท ซึ่งบางครั้งเรียกว่า สเตปไปป์เจ็ท หรือ แอโธดีด เป็นเครื่องยนต์ไอพ่นที่ใช้อากาศหายใจ ซึ่งใช้การเคลื่อนที่ไปข้างหน้าของเครื่องยนต์เพื่ออัดอากาศที่เข้ามาโดยไม่มีคอมเพรสเซอร์แบบโรตารี่อยู่ในเครื่องยนต์ไอพ่น
ด้วยการออกแบบ แรมเจ็ทไม่สามารถสร้างแรงขับที่ความเร็วเป็นศูนย์ได้ ในตอนแรกเมื่อพวกมันยังคงนิ่ง ดังนั้นเครื่องบินจึงต้องการระบบขับเคลื่อนเพื่อเริ่มการเคลื่อนไหวเพื่อบีบอัดในแรมเจ็ตเพื่อดำเนินการ เพื่อการทำงานที่เหมาะสม แรมเจ็ตต้องใช้ความเร็วประมาณ 3 มัค และสามารถทำงานได้ถึงความเร็วที่ 6 มัค การทำงานของแรมเจ็ตขึ้นอยู่กับวัฏจักรของ Brayton
อากาศที่ดูดเข้าไปถูกบีบอัดโดยใช้หัวฉีดที่สร้างขึ้นในพื้นที่บีบอัด และความเร็วการไหลจะลดลงเป็นความเร็วแบบเปรี้ยงปร้างเพื่อให้การเผาไหม้ดีขึ้น ที่ยึดเปลวไฟจุดไฟส่วนผสมเพื่อผลิตกระแสก๊าซความเร็วสูงแรงดันสูงที่ออกจากเครื่องยนต์ด้วยความเร็วเหนือเสียง
Ramjets สามารถใช้สำหรับการใช้งานที่ต้องการเครื่องยนต์ขนาดเล็กและเรียบง่ายสำหรับการใช้งานความเร็วสูง เช่น ขีปนาวุธ BrahMos ล่องหนของรัสเซียในอินเดีย และขีปนาวุธ Akash ของอินเดียใช้เทคโนโลยี ramjetพวกเขายังถูกใช้อย่างประสบความสำเร็จแม้ว่าจะไม่ได้ผลเช่นเดียวกับหัวฉีดบนใบพัดเฮลิคอปเตอร์ เครื่องยนต์ไอพ่นของ Lockheed SR 71 ในตำนานทำหน้าที่เป็น ramjets ขณะที่เครื่องบินมีความเร็วมากกว่าความเร็วของเสียง
ข้อดีของ ramjets ไม่ขึ้นกับการจ่ายออกซิเจน และไม่มีชิ้นส่วนที่หมุนได้ซึ่งทำให้การผลิตและบำรุงรักษาง่ายขึ้น
เพิ่มเติมเกี่ยวกับ Scramjet
A scramjet (Supersonic Combustion RAMjet) เป็นตัวแปรของ ramjet ที่การเผาไหม้เกิดขึ้นเมื่อกระแสลมเหนือเสียง เช่นเดียวกับ ramjets scramjets ยังบีบอัดอากาศที่เข้ามาก่อนการเผาไหม้โดยใช้ความเร็วของยานพาหนะ อย่างไรก็ตาม แรมเจ็ตจะลดความเร็วของกระแสลมให้เป็นความเร็วแบบเปรี้ยงปร้างภายในเครื่องยนต์ก่อนที่จะมีการเผาไหม้ แม้ว่ากระแสลมในสแครมเจ็ตจะมีความเร็วเหนือเสียงทั่วทั้งเครื่องยนต์ การไหลเหนือเสียงทำให้เกิดปฏิกิริยามากขึ้น ทำให้ Scramjets สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ความเร็ว Hypersonic; ความเร็วสูงสุดตามทฤษฎีของ scramjet อยู่ระหว่างมัค 12 (15,000 กม./ชม.) และ 24 มัค (29, 000 กม./ชม.) และเครื่องบินที่หายใจด้วยอากาศได้เร็วที่สุดมีเครื่องยนต์ Scramjet NASA X-43A ถึง 9 มัค6.
เหมือน ramjet scramjets ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวภายในเครื่องยนต์ และรับช่วงความต้องการพื้นฐานทั้งหมด เช่น ระบบขับเคลื่อนหลัก เพื่อเร่งความเร็วพวกมันให้มีความเร็วเหนือเสียง แม้ว่า scramjets จะมีแนวคิดที่เรียบง่ายในการออกแบบและการก่อสร้าง แต่การใช้งานจริงนั้นถูกจำกัดด้วยความท้าทายด้านวิศวกรรมที่รุนแรง แรงต้านอากาศพลศาสตร์ที่การบินด้วยความเร็วของ Hypersonic ในชั้นบรรยากาศนั้นมหาศาล และอุณหภูมิที่พบในเครื่องบินและเครื่องยนต์นั้นมากกว่าอุณหภูมิโดยรอบอากาศอย่างมาก จึงต้องใช้วัสดุใหม่เพื่อทนต่ออุณหภูมิ การรักษาการเผาไหม้ในกระแสน้ำที่มีความเร็วเหนือเสียงทำให้เกิดความท้าทายเพิ่มเติม เพราะภายในเวลาเสี้ยววินาที เชื้อเพลิงจะต้องถูกฉีด ผสม จุดระเบิด และเผา
นอกจากข้อดีของแรมเจ็ตทั่วไปแล้ว scramjets ยังมีแรงกระตุ้นจำเพาะที่สูงกว่า (การเปลี่ยนแปลงของโมเมนตัมต่อหน่วยของตัวขับเคลื่อน) มากกว่าเครื่องยนต์เจ็ททั่วไป Ramjets สร้างแรงกระตุ้นเฉพาะระหว่าง 1,000 ถึง 4000 วินาที ในขณะที่จรวดให้เวลาเพียง 600 วินาทีหรือน้อยกว่า
เนื่องจากสแครมเจ็ตมีประสิทธิภาพเชิงทฤษฎีสูง จึงได้รับการเสนอแนะให้เป็นโรงไฟฟ้าสำหรับยานเกราะโคจรรุ่นต่อไป และ NASA ดำเนินการวิจัยอย่างครอบคลุมในเวทีเทคโนโลยี scramjet
Ramjet กับ Scramjet ต่างกันอย่างไร
• การไหลภายใน ramjet นั้นเปรี้ยงปร้าง ในขณะที่ Scramjet จะเหนือเสียง
• Scramjets สร้างแรงกระตุ้นจำเพาะที่สูงขึ้น
• ตามทฤษฎีแล้ว Ramjets มีช่วงความเร็ว 1 ถึง 6 Mach ในขณะที่ Scramjets ช่วงคือ 12 ถึง 24 Mach อย่างไรก็ตาม ความเร็วที่ใช้งานได้จริงที่เร็วที่สุดคือ 9.6 มาช ที่ได้จาก X-43A
ที่มาของแผนภาพ:
en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg