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

  • Logo Wikimedia Commons Obrázky, zvuky či videa k tématu Scramjet na Wikimedia Commons
Pahýl
Pahýl
 Tento článek je příliš stručný nebo postrádá důležité informace.
Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte. Nevkládejte však bez oprávnění cizí texty.