Verschil tussen Ramjet en Scramjet

Ramjet vs Scramjet

Supersonic en Hypersonic-vluchten zijn dromen van luchtvaartingenieurs, waarbij vliegen even vaak als de snelheid van geluid een technisch moeilijke onderneming is. Hoewel supersonisch een gerealiseerde droom is, maakt de kost het moeilijk om financieel te worden gebruikt.

Ramjet en Scramjets zijn motoren die hun eigen snelheid gebruiken om lucht te comprimeren en de motor aan te drijven. De ramjetmotortechnologie is in veel gevallen praktisch toepasbaar, variërend van raketten, supersonische vliegtuigen tot artillerie-rondes, terwijl de scramjetmotoren nog steeds zeer experimenteel zijn.

Meer over Ramjet

De ramjet, soms een kachelpijpstraal of athodyd genoemd, is een luchtademingstraalmotor, die de voorwaartse beweging van de motor gebruikt om binnenkomende lucht te comprimeren, zonder een roterende compressor die in straalmotoren aanwezig is.

Door het ontwerp kunnen ramjets geen stuwkracht produceren bij nulsnelheid, in eerste instantie als ze stil zijn. Daarom hebben de vliegtuigen een voortstuwingssysteem nodig om de beweging voor samendrukking in de ramjet te initiëren. Voor optimale werking hebben ramjets snelheden rond Mach 3 nodig en kunnen ze werken tot snelheden van Mach 6. De werking van de Ramjet is gebaseerd op de Brayton-cyclus.

De ingeademde lucht wordt gecomprimeerd met behulp van spuitmonden die zijn gecreëerd in de compressiegebieden en de stroomsnelheid wordt gereduceerd tot subsonische snelheden om een ​​betere verbranding mogelijk te maken. Een vlamhouder ontsteekt het mengsel om hogesnelheidgasstroom te produceren die de motor met supersonische snelheden verlaat.

Ramjets kunnen worden gebruikt voor toepassingen die een kleine en eenvoudige motor vereisen voor gebruik op hoge snelheid, zoals Stealth-raketten van Indiase brahmo's uit India, en de Indiase Akash-raket maakt gebruik van de ramjet-technologie. Ze zijn ook met succes, maar niet efficiënt, gebruikt als tipjets op helikopterrotors. De straalmotoren van de legendarische Lockheed SR 71 fungeren als rammels terwijl het vliegtuig sneller gaat dan de snelheid van het geluid.

Voordelen van ramjets zijn onafhankelijk van zuurstoftoevoer en omvatten geen roterende onderdelen waardoor het gemakkelijker te produceren en te onderhouden is.

Meer over Scramjet

Een scramjet (Supersonic Combustion RAMjet) is een variant van een ramjet waarbij verbranding plaatsvindt wanneer de luchtstroom supersonisch is. Net als bij ramjets comprimeren scramjets ook de inkomende lucht vóór verbranding met behulp van de snelheid van het voertuig. Ramjets vertragen echter de luchtstroming tot subsonische snelheden binnen de motor voorafgaand aan verbranding, hoewel de luchtstroming in een scramjet supersonisch is over de gehele motor. Supersonische flow zorgt voor meer reacties, waardoor scramjets de mogelijkheid hebben om efficiënt te werken op Hypersonic-snelheden; de theoretische topsnelheid van een scramjet ligt tussen Mach 12 (15.000 km / u) en Mach 24 (29.000 km / h), en het snelste vliegtuig met luchtademing heeft Scramjet-motoren; de NASA X-43A bereikte Mach 9.6.

Net als bij ramjet hebben scramjets geen bewegende delen in de motoren en erven ze alle fundamentele vereisten zoals het primaire voortstuwingssysteem om ze te versnellen tot supersonische snelheden. Hoewel scramjets conceptueel eenvoudig zijn qua ontwerp en constructie, wordt de daadwerkelijke implementatie beperkt door extreme technische uitdagingen. De aerodynamische weerstand bij Hypersonic vlucht binnen de atmosfeer is enorm, en de temperaturen die op het vliegtuig en de motor worden gevonden zijn veel groter dan de temperatuur rond de lucht; vandaar dat nieuwe materialen nodig zijn om de temperaturen te doorstaan. Het handhaven van de verbranding in de supersonische stroom vormt een extra uitdaging omdat binnen enkele milliseconden de brandstof moet worden geïnjecteerd, gemengd, ontstoken en verbrand..

Naast de voordelen van gangbare ramjets hebben scramjets een hogere specifieke impuls (verandering in momentum per eenheid drijfgas) dan conventionele straalmotoren. Ramjets produceren specifieke impulsen tussen 1000 en 4000 seconden, terwijl een raket slechts 600 seconden of minder levert.

Omdat scramjets de hoge theoretische prestaties hebben, zijn ze gesuggereerd als de energiecentrale voor de volgende generatie orbitale voertuigen en de NASA doet uitgebreid onderzoek in de scramjet-technologiearena. 

Wat is het verschil tussen Ramjet en Scramjet?

• De stroming in de ramjet is subsonisch, terwijl het in de Scramjet supersonisch is.

• Scramjets produceren een hogere specifieke impuls.

• Theoretisch hebben Ramjets een snelheidsbereik van 1 tot 6 Mach, terwijl in Scramjets het bereik 12 tot 24 Mach is. De snelst praktisch verkregen snelheid is echter 9.6 mach verkregen door de X-43A.

Diagrambronnen:

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg