Cómo funcionan los motores Ramjet y por qué necesitan un lanzamiento

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Los ramjets son motores a reacción que respiran aire y funcionan sin piezas móviles importantes. Eso es lo primero que los hace extrañamente simples. No necesitas turbinas. No necesita compresores que giren a miles de RPM. En cambio, el motor depende completamente de la velocidad de avance del avión para aspirar aire. Un conducto de entrada de forma especial se encarga del trabajo pesado. Comprime el aire antes de que llegue a la cámara de combustión.

Este diseño cambia toda la física de la propulsión. Una vez que se rocía combustible en el motor y se enciende, el proceso se vuelve autosostenible. Los gases de escape calientes corren hacia atrás a gran velocidad. Esa reacción proporciona un impulso hacia adelante. Es la tercera ley de Newton en su forma más pura. Pero hay un problema. Uno significativo.

Sin empuje estático

Los ramjets desarrollan empuje cero cuando están parados. No pueden sentarse en una pista y rodar. No pueden despegar por sus propios medios. La admisión necesita un flujo de aire de alta velocidad para comprimir el aire lo suficiente como para que se produzca la combustión. Sin esa velocidad, el motor es sólo un tubo de metal con un fuego en su interior.

Por eso su lanzamiento requiere un método específico. Necesitas un impulso.

La velocidad importa

Estos motores funcionan mejor a altas velocidades. Estamos hablando de Mach 2 o superior. El doble de la velocidad del sonido. Por debajo de ese umbral, la compresión del aire suele ser insuficiente para mantener una combustión estable. La geometría de admisión está diseñada para condiciones hipersónicas o supersónicas. Tiene dificultades cuando las cosas se ralentizan.

Esta limitación define su papel. No son para aviación general. Son para misiles. Son para aviones de prueba de alta velocidad. Son para proyectos donde la velocidad es la única métrica que importa.

El primer vuelo

El Leduc 0.10 ostenta el título de primer avión que vuela únicamente con propulsión ramjet. Fue construido en Francia. La fecha era el 21 de abril de 1949. Pero no despegó de una pista. Fue lanzado desde otro avión. Un avión de transporte lo arrojó o lo arrojó al aire a suficiente velocidad. Una vez que se alcanzó esa velocidad, el estatorreactor se encendió. La nave voló.

Este método de lanzamiento es estándar para los vehículos propulsados ​​por estatorreactores. Se acelera el vehículo a alta velocidad utilizando medios convencionales. Luego cambias al ramjet. El motor toma el relevo. El vehículo continúa acelerando o manteniendo su alta velocidad.

Comparación con los turborreactores

Los turborreactores son el contrapunto obvio. Tienen compresores. Tienen turbinas. Tienen partes móviles. Esta complejidad les permite generar empuje estático. Pueden sentarse en el suelo y producir energía. Pueden taxiar. Pueden despegar de forma independiente.

Pero son más pesados. Son más complejos de mantener. Tienen más puntos de fallo. Los estatorreactores eliminan todo eso. Son ligeros. Son simples. Son robustos. Pero dependen de la velocidad. Dependen de un impulso.

La compensación es clara. Sacrificas la versatilidad por la eficiencia a altas velocidades. Si puedes hacer que el vehículo se mueva lo suficientemente rápido, el estatorreactor es un milagro de la ingeniería. Convierte la resistencia del aire del vuelo a alta velocidad en el mismo mecanismo que impulsa el motor. Es una solución elegante a un problema específico.

El problema sigue siendo el comienzo. ¿Cómo se llega a Mach 2 sin un motor que funcione a Mach 2?

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