I Ramjet sono motori a reazione che funzionano senza parti mobili importanti. Questa è la prima cosa che li rende stranamente semplici. Non hai bisogno di turbine. Non sono necessari compressori che girino a migliaia di giri al minuto. Invece, il motore si affida interamente alla velocità di avanzamento dell’aereo per aspirare aria. Un passaggio di aspirazione dalla forma speciale svolge quindi il lavoro pesante. Comprime l’aria prima che raggiunga la camera di combustione.
Questo design cambia l’intera fisica della propulsione. Una volta che il carburante viene spruzzato nel motore e acceso, il processo diventa autosufficiente. I gas di scarico caldi si precipitano all’indietro ad alta velocità. Questa reazione fornisce una spinta in avanti. È la terza legge di Newton nella sua forma più pura. Ma c’è un problema. Uno significativo.
Nessuna spinta statica
I ramjet sviluppano una spinta pari a zero quando sono fermi. Non possono sedersi su una pista e taxi. Non possono decollare con le proprie forze. L’aspirazione necessita di un flusso d’aria ad alta velocità per comprimere l’aria sufficientemente affinché avvenga la combustione. Senza quella velocità, il motore è solo un tubo di metallo con dentro il fuoco.
Questo è il motivo per cui il loro avvio richiede un metodo specifico. Hai bisogno di una spinta.
La velocità è importante
Questi motori funzionano meglio alle alte velocità. Stiamo parlando di Mach 2 o superiore. Due volte la velocità del suono. Al di sotto di tale soglia, la compressione dell’aria è solitamente insufficiente a mantenere una combustione stabile. La geometria di aspirazione è progettata per condizioni ipersoniche o supersoniche. Fa fatica quando le cose rallentano.
Questa limitazione definisce il loro ruolo. Non sono per l’aviazione generale. Sono per i missili. Sono per aerei di prova ad alta velocità. Sono per progetti in cui la velocità è l’unico parametro che conta.
Il primo volo
Il Leduc 0.10 detiene il titolo di primo aereo a volare esclusivamente con propulsione ramjet. È stato costruito in Francia. La data era il 21 aprile 1949. Ma non decollò da una passerella. È stato lanciato da un altro aereo. Un aereo da trasporto lo lasciò cadere o lo asciugò in aria a velocità sufficiente. Una volta raggiunta quella velocità, il ramjet si è acceso. L’imbarcazione volò.
Questo metodo di lancio è standard per i veicoli alimentati da ramjet. Si accelera il veicolo ad alta velocità utilizzando mezzi convenzionali. Quindi passi al ramjet. Il motore prende il sopravvento. Il veicolo continua ad accelerare o a mantenere la sua velocità elevata.
Confronto con i turbogetti
I turbogetti sono l’ovvio contrappunto. Hanno compressori. Hanno turbine. Hanno parti mobili. Questa complessità consente loro di generare una spinta statica. Possono sedersi a terra e produrre energia. Possono taxi. Possono decollare indipendentemente.
Ma sono più pesanti. Sono più complessi da mantenere. Hanno più punti di fallimento. I Ramjet portano via tutto questo. Sono leggeri. Sono semplici. Sono robusti. Ma dipendono dalla velocità. Dipendono da una spinta.
Il compromesso è chiaro. Sacrifichi la versatilità per l’efficienza alle alte velocità. Se riesci a far muovere il veicolo abbastanza velocemente, il ramjet è un miracolo dell’ingegneria. Trasforma la resistenza dell’aria del volo ad alta velocità nel meccanismo stesso che alimenta il motore. È una soluzione elegante a un problema specifico.
Il problema resta l’inizio. Come si arriva a Mach 2 senza un motore che funzioni a Mach 2?
