Silniki Ramjet (silniki strumieniowe) to silniki oddychające powietrzem, które działają bez dużych ruchomych części. To pierwsza rzecz, która czyni je zaskakująco prostymi. Nie potrzebujesz turbin. Nie potrzebujesz sprężarek obracających się z tysiącami obrotów na minutę. Zamiast tego silnik w celu wychwytywania powietrza całkowicie opiera się na prędkości samolotu. Specjalnie zaprojektowany wlot powietrza wykonuje większość pracy: spręża powietrze, zanim w ogóle trafi do komory spalania.
Ten projekt zmienia całą fizykę trakcji. Po wtryskiwaniu paliwa do silnika i zapaleniu proces staje się samowystarczalny. Gorące spaliny są wyrzucane z powrotem z dużą prędkością. Ta reakcja tworzy pchnięcie, popychające do przodu. To jest trzecie prawo Newtona w najczystszej formie. Ale jest jedno istotne ograniczenie.
Brak przyczepności statycznej
Silniki RAM rozwijają ciąg zerowy podczas postoju. Nie mogą stać na pasie startowym i taksówce. Nie są w stanie samodzielnie wystartować. Wlot powietrza wymaga przepływu powietrza o dużej prędkości, aby sprężyć powietrze w stopniu wystarczającym do zajścia spalania. Bez tej prędkości silnik będzie jedynie metalową rurą wypełnioną ogniem.
Dlatego wymagają określonej metody ich uruchomienia. Potrzebujesz przyspieszenia.
Szybkość ma znaczenie
Silniki te najlepiej sprawdzają się przy dużych prędkościach. Mówimy o prędkościach od Macha 2 i wyższych. Dwa razy większa prędkość dźwięku. Poniżej tego progu sprężenie powietrza jest zwykle niewystarczające do utrzymania stabilnego spalania. Geometria wlotu powietrza została zaprojektowana dla warunków lotu naddźwiękowego lub hipersonicznego. Nie działa dobrze, gdy prędkość spada.
To ograniczenie określa ich rolę. Nie są przeznaczone dla lotnictwa cywilnego. Są przeznaczone do rakiet. Przeznaczone są do eksperymentalnych samolotów dużych prędkości. Przeznaczone są do projektów, gdzie prędkość jest jedynym ważnym wskaźnikiem.
Pierwszy lot
Leduc 0.10 nosi tytuł pierwszego samolotu latającego wyłącznie na silniku strumieniowym. Został zbudowany we Francji. Data lotu: 21 kwietnia 1949. Nie wystartował jednak z pasa startowego. Został wystrzelony z innego samolotu. Samolot lotniskowca upuścił go lub odholował w powietrzu z odpowiednią prędkością. Po osiągnięciu tej prędkości uruchomiono silnik strumieniowy. Urządzenie latało.
Ta metoda rozruchu jest standardem w pojazdach z silnikami strumieniowymi. Przyspieszasz urządzenie do dużej prędkości za pomocą konwencjonalnych środków. Następnie przełączasz się na silnik strumieniowy. Silnik przejmuje kontrolę. Maszyna nadal przyspiesza lub utrzymuje wysoką prędkość.
Porównanie z silnikami turboodrzutowymi
Oczywistą alternatywą są silniki turboodrzutowe (TRE). Mają kompresory. Mają turbiny. Posiadają ruchome części. Ta złożoność pozwala im wytwarzać ciąg statyczny. Mogą znajdować się na ziemi i generować energię. Potrafią kierować. Mogą samodzielnie wystartować.
Ale są cięższe. Są trudniejsze w utrzymaniu. Mają więcej punktów awarii. Silniki o przepływie bezpośrednim eliminują to wszystko. Są lekkie. Są proste. Są niezawodne. Ale zależą one od prędkości. Zależą od overclockingu.
Kompromis jest oczywisty. Poświęcasz wszechstronność na rzecz dużej wydajności. Jeśli uda ci się rozpędzić maszynę wystarczająco szybko, silnik strumieniowy będzie cudem inżynierii. Zamienia opór aerodynamiczny podczas lotu z dużą prędkością w mechanizm napędzający silnik. To eleganckie rozwiązanie konkretnego problemu.
Problem pozostaje przy uruchomieniu. Jak osiągnąć prędkość Mach 2 bez silnika pracującego z prędkością Mach 2?
