مجله هوا فضا شماره 12
چکیده
موتور رمجت (Rasmjet) که عمل احتراق در آن در سرعت فراصوت انجام میپذیرد رمجت فراصوت ویا اسکرم جت (Scrsmjet) نامیده میشود . انجام احتراق در سرعت بیش از سرعت صوت ، باعث میشود که اسکرمجت بتواند به سرعتهایی بالاتر از رمجتهای متداول برسد .در مجموع ، فناوری فراصوت در صدد دستیابی به روشهایی جهت استفاده بیشینه از توانایی های بالقوه و بالفعل این گونه موتورهاست .
مقدمه
اسکرمجت همانند رمجت لوله ای تنگ شده است که هوا در آن ابتدا متراکم شده وسپس با ماده سوختنی ترکیب میشود و در نهایت احتراق روی میدهد . گازهای حاصل از احتراق با سرعتی بالاتر از سرعت هوای ورودی از موتور خارج میشوند که رانش مورد نیاز برای حرکت رو به جلوی موتور را تولید می کند .
اسکرم جت مانند رمجت دارای کمترین قطعات جداشونده بوده و یا اصلا ندارد . به خصوص توربین های سرعت بالایی که موجب بروز عیب و نقص میشوند و به طور معمول در توربوفنها و یا توربوجتها دیده می شوند در این نوع موتورها وجود ندارد .
مبنای کارکرد اسکرم جت
تمامی موتورهای اسکرمجت یک دهانه ورودی دارند که هوای ورودی را متراکم میکند .. افشانکهای سوخت ، محفظه احتراق و شیپوره ، بخشهای دیگر موتور اسکرم جت هستند . برای داشتن یک جریان همگن در احتراق ، جداکننده ای نیز بین ورودی و محفظه احتراق به کار می رود .
اسکرم جت در واقع یک رمجت است . در رمجت، جریان هوای ورودی فراصوت (به موتور ) در ورودی به جریان فروصوت تبدیل میشود . سپس از میان یک شیپوره عبور داده شده تا برای تولید پیشرانش به سرعت فراصوت برسد .این کاهش شتاب موجب ازدست دادن مقداری از آنتالپی کلی شده که به نوبه خود کارایی موتور رمجت را پایین میآورد .
با برقراری جریان فراصوت به جای جریان فروصوت ،مقدار کمتری از آنتالپی کل از دست می رود و بنابر این کارایی اسکرم جت در مقابل رمجت افزایش می یابد . در واقع طراحی اسکرم جت برای کاهش هرچه بیشتر نیروی پسا و افزایش نیروی برا است .
هزینه های بالای آزمایش پرواز و عدم وجود امکانات و تجهیزات مناسب زمینی از توسعه و پیشرفت اسکرمجتها تا حد زیادی جلوگیری کرده است . افزون بر این ، به خاطراهمیت این فناوری ف بسیاری از آزمایشات و نتایج آنها در این زمینه محرمانه باقی مانده اند . بنابراین ،از آنجایی که این اطلاعات به طور علنی منتشر نشده اند هرگز مورد تایید قرار نگرفته اند و یک روش طراحی نهایی در مورد موتورهای اسکرمجت تا کنون به وجود نیامده است .
ایکس ۴۳ ژس از پرتاب به بالای جو
به نظر می رسد از اسکرم جتها ابتدا در موشکها استفاده شود ، اما استفاده از این سامانه رانش در پرتابگرهای فضایی تحول چشمگیری به همراه خواهد داشت . وجود یک مرحله اسکرم در پرتابگر فضایی به طور تئوری ضربه آنی در حدود 1000 تا 4000 ثانیه تولید میکند ، در حالی که این مقدار برای یک موشک کمتر از 600 ثانیه در داخل اتمسفر است .. بنابر این استفاده از اسکرمجت یک مزیت بالقوه برای ارزانتر شدن دسترسی به فضا است .لازم به ذکر است در اوایل سال2006 میلادی تصاویری از یک موشک مجهز به موتور اسکرمجت که به طور موفقیت آمیزی توسط روسها آزمایش شد منتشر گردید .
کاربردها و پیشرفتهای اخیر .
نماهای جانبی پروژه ایکس ۴۳
به خاطر وجود توان بالقوه در موتور اسکرمجت. سازمانهای متعددی در نقاط مختلف دنیا در مورد این فناوری تحقیق میکنند . در سالهای اخیر ، پیشرفتهای چشمگیری در زمینه توسعه فناوری فراصوت به خصوص در آمریکا به وجو آمده است . اما نخستین آزمایش عملی با اسکرمجت توسط دانشگاه کویینزلند استرالیا در پروزه شات صورت گرفت و در سال 2002 به ثبت رسید .پیشرفته ترین برنامه فراصوت امریکا ، برنامه 250 میلیون دلاری (( ایکس - 43)) متعلق به ناسا و ( هایپر ایکس) است که آزمایش های پرواز حامل موتورهای اسکرمجت با سوخت هیدروزن آن به ثبت رسیده است .
افزون بر آمریکا ملل دیگری نیز در زمینه فناوری فراصوت تحقیقاتی را انجام داده اند . به عنوان مثال فرانسه در حال حاضر برنامه ریزی های گسترده ای دراین زمینه انجام داده و با روس ها وارد مذاکره شده است . روش آنها مشابه روشی است که برای ایکس 43 ناسا مورد استفاده قرار میگیرد .
چند طرح اسکرم جت تحت مدیریت طراحان روسی در حال پیگیری است . یکی از این موارد توسط شرکت انرا(Onera)
برگزیده خواهد شد . آزانس تحقیقاتی هوا و فضای فرانسه به همرا شرکت هوانوردی دفاعی و فضایی اروپا پشتیبانی تکنولوزیکی آن را برعهده خواهند داشت . هدف از این مطالعات ، تهیه یک موشک هوا به زمین فراصوت به نام پرومثی (Promethee) است که در حدود 6 متر طول و 1700 کیلوگرم وزن دارد .
]
43 مجهز به موتور اسکرمجت
