#رشته_توییت چرا موتور اسکرم جت؟
اسکرم جت یا موتور رم جت با احتراق سوپر سونیک راه حل مهندسی برای پرواز در عدد های ماخ بالا تر از ۵ هستند.
این تصویر شماتیک خوبی از موتور های رم جت را نشان میدهد همانطور که مشاهده میکنید در اینتیک یا ورودی هوا بعد از شوک های مایل مخروطی یک شوک قائم یا نرمال داریم .
این شوک نرمال سرعت سیال رو از سوپر سونیک به ساب سونیک کاهش میده و برای محفظه احتراق هوای با سرعت ساب سونیک یا مادون صوت فراهم میکنه .
اما با بالا رفتن عدد ماخ معمولا بالا تر از ۵.۵ ماخ این شوک نرمال باعث کاهش محسوس در بازیابی فشار میشه یعنی اتلاف فشار زیادی ایجاد میکنه از طرف دیگه شوک نرمال دمای سیال رو بصورت چشم گیری بالا میبره
مثلا در عدد ماخ ۷ اگر ما بخایم رم جت معمولی بسازیم دما هوا ورودی به محفظه احتراق در حدود ۲۵۰۰ درجه سانتی گراده !
با محترق شدن دما بالای ۴۰۰۰ درجه میرسه!
که محدودیت متریال هم اضافه میشه
اما در پیشران های اسکرم جت چون ما احتراقمون با هوایی که سرعتش مافوق صوته انجام میشه اینتیک دیگه لازم نیست سرعت هوا رو ساب سونیک کنه و شوک نرمالی هم در کار نیست که افت فشار و افزایش دما بالایی داشته باشیم
حالا که مشکل لاینحل افت فشار حاصله از نرمال شوک رو با حذف اون حل کردیم چالش بعدی احتراق و خنکاری و متریال بکار رفته است.
در موتور های اسکرمجت با اینکه سوپر سونیک کردن هوای ورودی دما رو نسبتا کاهش میده اما هنوزم احتراق با دما بالا انجام میشه و این چالش متریال و خنک کاری رو ایجاد میکنه که...
که با استفاده از مواد و عایق های جدید و خنک کاری با سوخت مشکل حل میشه .
احتراق در سرعت مافوق چالش عمده ای در بحث احتراق ایجاد میکنه فرض کنید احتراق در سرعت ۳ ماخ صورت بگیره در یک صدم ثانیه حدود یک متر حرکت میکنه اگر از سوخت های معمول استفاده بشه باید طول محفظه احتراق زیاد باشه که سوخت بصورت کامل سوزانده باشه یا از سوختی استفاده بشه که سرعت واکش زیاد
هیدروژن سوخت مطلوبیه ، سرعت واکنش هیدروژن نسبت به سوخت های هیدرو کربنی معمول حدود یک دهم یعنی با محفظه احتراق کوچکتروسبک تری جوابه و برای خنک کاری دیواره ها هم جوابه
به همه اینا احتراق بهینه تر هیدروژن هم اضافه کنید!
البته به همین راحتی هم نیست بحث احتراق در سرعت های فراصوت کار بسیار پیچیده ایه ، کار با یه سوخت کرایوژنیک هم متریال خاص خودشو میخاد و چالش ها زیادی داره
نمودار زیر کاهش بازیابی فشار در اینتیک با بالا رفتن عدد ماخ برای انواع رمپ های مختلف اورده
کانتور تحلیل CFD احتراق مافوق صوت در موتور اسکرمجت ، سوخت که هیدروژن باشه پشت یک رمپ که در مقابل جریان قرار گرفته با هوا مخلوط میشه .
Credit : @NASA
برای احتراق بهتر هم گودال هایی میتونه بکار گیری بشه
Share this Scrolly Tale with your friends.
A Scrolly Tale is a new way to read Twitter threads with a more visually immersive experience.
Discover more beautiful Scrolly Tales like this.