موتورهای رم‌جت ، توربو رم‌جت و نقش آنها در بهبود فناوری سیستم‌های پیشران

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی هوافضا دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 استادیار مجتمع دانشگاهی هوافضا دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

موتورهای رم‌جت به‌دلیل مزایای خاص خود همواره مورد توجه بوده‌اند. طی سالیان گذشته، تلاش‌های گسترده‌ای دربارة موضوع بهبود عملکرد این دسته از موتورها انجام و نتایج درخور توجهی حاصل شده است. از جمله راه‌کارهای ارائه‌شده برای بهبود عملکرد این نوع موتورها، ترکیب آن با موتورهای توربینی است. موتورهای توربوجت با پس‌سوز می‌توانند تا بازة 2 الی3 ماخ به‌خوبی عمل کنند. در سرعت‌های حدود 5 ماخ هم می‌توان گفت که موتورهای رم‌جت بهترین عملکرد و بازده را دارند. این ویژگی‌ها در کنار هم سبب ایجاد موتوری با بازده بالا شده است. این موتور، که از آن برای پروازهای فراصوت استفاده می شود، موتور توربو رم‌جت[i] نامیده می‌شود و از مزیت‌های هر دو نوع موتور رم‌جت و توربوجت بهره می‌برد. از جمله این نوع موتورها می‌توان به موتور توربو رم‌جت جی. 58[ii]اشاره کرد که در پرندة اس. آر. 71[iii] مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این مقاله سعی شده است تا نخست انواع موتورهای رم‌جت، مزایا و معایب آنها مورد بررسی قرار گیرد؛ سپس دربارة پارامترهایی از موتورهای ترکیبی توربو رم‌جت در مقایسه با موتورهای غیرترکیبی بهبودیافته بحث شود. این مقایسه به‌وسیلة بررسی اجزای یکی از بهترین نمونه‌های این نوع موتور؛ یعنی جی. 58 انجام می‌شود.



[i]. Turbo-Ramjet


[ii]. Pratt & Whitney J58


[iii]. لاکهید اس‌. آر. ۷۱ بلک‌برد نوعی هواپیمای شناسایی دوربرد است که نخستین فروند آن در سال ۱۹۶۴ م به پرواز درآمد و از سال ۱۹۶۶ تا ۱۹۹۸ م در خدمت نیروی هوایی ایالات متحده بود. بلک‌برد یا پرندة سیاه با بیشینة سرعتی بالای ۳ ماخ همچنان با اختلاف قابل توجه، رکورددار سریع‌ترین هواپیمای سرنشین‌دار تاریخ است. در مجموع ۳۲ فروند از این هواپیما ساخته شد که ۱۲ فروند آن بر اثر سوانح مختلف از دست رفت؛ اما هیچ‌یک مورد اصابت آتش دشمن قرار نگرفت. سرعت پرواز عادی این هواپیما 3/3 ماخ در ارتفاع 24000 متری بود. سرعت و ارتفاع پروازی بسیار بالای این هواپیما سبب می‌شد تا در مقابل هر تهدیدی چه از ناحیة پدافند موشکی زمینی و چه از ناحیة جنگنده‌های رهگیر دشمن ایمن باشد [ویراستار].

کلیدواژه‌ها


[1] کریمی مزرعه‌شاهی، حسین، یوسف شریفی. ملاحظات پیشرانش رم‌جت در نرم‌افزار طراحی موشک‌های تاکتیکی، سیزدهمین کنفرانس سالانه مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1384.

[2] Ross, H. Design and Testing of a Combustor for a turbo-ram Jet for UAV and Missle Applications, March 2003.

[3] Science &Technology, Encyclopedia, Turbo-ramjet, McGraw-Hill.

[4] SR-71 Flight Manual-By: SR-71 Official site SR-71.

[5] “America's Super-Secret Spy Plane." Popular Mechanics, June 1968, pp. 59-62, 190.

[6] Lockheed SR-71 Operations in the Far East. Oxford, UK: Osprey Publishing, 2008. ISBN 1-84603-319-5.

[7] "Lockheed's SR-71 'Blackbird' Family A-12, F-12, M-21, D-21, SR-71". Hinckley, UK: AeroFax-Midland Publishing, 2002. ISBN 1-85780-138-5.

[8] Kloesel, Kurt J., Nalin A. Ratnayake and Casie M. Clark. "A Technology Pathway for Airbreathing, Combined-Cycle, Horizontal Space Launch Through SR-71 Based Trajectory Modeling." NASA”. September 2011.

[9] Merlin, Peter W. "Design and Development of the Blackbird: Challenges and Lessons Learned". American Institute of Aeronautics and Astronautics

[10] Pratt, David T. (1994). Hypersonic Airbreathing Propulsion. AIAA Education Series.

[11] Penn State- turbo ramjet engines." personal.psu.edu. Retrieved: 14 March 2010.

[12] "A Century of Ramjet Propulsion Technology Evolution", AIAA Journal of Propulsion and Power, Vol. 20, No. 1, January – February 2004.

[13] "Aérospatiale studies low-cost ramjet", Flight International, 13–19 December 1995.

[14] Hughes homes in on missile pact", Flight International, 11–17 September 1996.

[15]  Procinsky, I.M., "Nozzleless Boosters for Integral-Rocket-Ramjet Missile Systems, Paper 80-1277, AIAA/SAE/ASME 16th Joint Propulsion Conference, 30 June to 2 July 1980.

[16] Zucker, Robert D.; Oscar Biblarz (2002). Fundamentals of gas dynamics. John Wiley and Sons. ISBN 0-471-05967-6.

[17] Rocket Propulsion Elements. Seventh Edition - GEORGE P. SUTTON.

[18] FIGURE FROM Hill and Peterson: Ramjet performance parameters vs. flight Mach number.