Scramjet

Srovnání principu a) proudového motoru (s axiálním kompresorem) b) náporového motoru c) scramjetu.

Scramjet (Supersonic-Combusting Ramjet) je náporový motor se spalováním v nadzvukovém režimu. Je určen k pohonu hypersonických letounů. Hlavní potenciál této technologie je ve vojenství (vývoj hypersonických zbraní) a v kosmonautice.

Za rychlostí větších než 5–6 Mach se už ztráty v rázových vlnách uvnitř náporového motoru (při zpomalování vstupního proudu pod rychlost zvuku) vyrovnají užitečnému tahu. Proto je nutné spalovat palivo za rychlosti sice snížené oproti vstupní, ale stále nadzvukové. Protože u scramjetu je nutné zajistit vhodné pozice rázových vln nejen u vstupu do motoru, ale i uvnitř, stává se motor ještě více neoddělitelnou součástí aerodynamiky letounu, než je tomu u běžných nadzvukových strojů.[1] Minimální rychlost letounu pro spuštění scramjetu je kolem Mach 4.[2]

S uhlovodíkovými palivy lze teoreticky scramjetem dosáhnout přibližně Mach 8, s vodíkem pravděpodobně přes Mach 15.[3] Takové rychlosti (několik km/s) dělají ze scramjetu potenciálně zajímavý pohon vícenásobně použitelného kosmického dopravního prostředku (v kombinovaném cyklu zřejmě s raketovým motorem), přičemž by scramjet pracoval, dokud je kosmický prostředek v atmosféře, a raketový motor by převzal pohon v kosmickém vakuu. Významnou výhodou by byla mnohem menší potřebná zásoba kapalného kyslíku pro raketový motor, dopravní prostředek by tím byl lehčí, a užitečné zatížení vyšší. Zatím rekordní rychlosti scramjetu v ustáleném letu jsou pro uhlovodíkové palivo 5,1 Mach po dobu 210 s (X-51A)[4] a pro vodíkový scramjet 9,7 Mach po dobu 11 s (X-43A)[5].

Simulace všech letových podmínek (rychlost, teplota, tlak) je v pozemních hypersonických aerodynamických tunelech obtížná, teoretický rozbor i numerické výpočty (zejména procesu spalování v nadzvukové rychlosti) jsou stále nepříliš spolehlivé.

Model hypersonického letounu X-43A 1:1 ve vysokoteplotním hypersonickém tunelu v Langley, NASA. (pozn. model leží "na zádech")

Reference

  1. ↑ J.L.Hunt, Systems Challenges for Hypersonic Vehicles, NASA Langley Research Center, 1997
  2. ↑ K.N.Roberts, Analysis and Design of a Hypersonic Scramjet Engine with a Starting Mach Number of 4.00, 2008
  3. ↑ D.M.Van Wie, S.M.D'Alesio, M.E.White, Hypersonic Airbreathing Propulsion, Johns Hopkins APL Technical Digest, 2005. www.jhuapl.edu [online]. [cit. 2014-01-05]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-01-06. 
  4. ↑ Boeing X-51A WaveRider Sets Record with Successful 4th Flight, Boeing 2013
  5. ↑ X-43A Flight Makes Aviation History, NASA, 2011

Externí odkazy

Pahýl
Pahýl
 Tento článek je příliš stručný nebo postrádá důležité informace.
Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte. Nevkládejte však bez oprávnění cizí texty.