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ScramJet futuristic concept, Combustione supersonica Ramjet

REPORTERS - MOTORI 25 Giugno 2022 3 min read

Nel film Maverick 2, Tom Cruise fa riferimento allo scramjet (ramjet a combustione supersonica) che è un tipo di motore a getto d’aria ramjet, il quale utilizza il flusso d’aria supersonico per la combustione.

Uno scramjet, come un ramjet, si basa sull’alta velocità del veicolo per comprimere violentemente l’aria in entrata prima della combustione (quindi il nome), ma a differenza di un ramjet, in cui l’aria viene rallentata in velocità subsoniche prima della combustione, il flusso d’aria in uno scramjet è supersonico in tutto il motore. Ciò consente allo scramjet di funzionare a velocità eccezionalmente elevate pur essendo efficiente.

I motori Scramjet sono un tipo di motore a reazione che genera spinta dalla combustione del carburante e da un ossidante. Gli aeromobili a propulsione Scramjet, come i motori a reazione convenzionali, trasportano il carburante a bordo e ricevono l’ossidante inalando ossigeno ambientale (rispetto ai razzi, che trasportano sia carburante che un agente ossidante).

Questo vincolo limita gli scramjet alla propulsione atmosferica suborbitale, dove il contenuto di ossigeno nell’aria è adeguato per continuare la combustione.

Lo scramjet è composto da tre parti fondamentali: un’entrata convergente, che comprime l’aria in entrata; un combustore, che produce calore bruciando combustibile gassoso con ossigeno atmosferico; e un ugello divergente.

Il motore scramjet è la via del futuro per l’aerospaziale. I motori Scramjet colmano il divario tra turbojet estremamente efficienti e le alte velocità dei motori a razzo. Per comprendere completamente cos’è uno SCRAMJET, o Supersonic Combustion Ramjet, capire innanzitutto cos’è un ramjet. Un ramjet è un motore a reazione che funziona in onda. Non richiede un compressore perché comprime l’aria in entrata usando il movimento in avanti del motore.

L’indipendenza dei motori ramjet e scramjet dalla necessità di trasportare ossigeno liquido a bordo è un progresso intrigante. Scramjets può viaggiare solo a velocità quasi ipersoniche a causa della natura del loro design.

Gli scramjets si basano sull’elevata energia cinetica di un flusso ipersonico per comprimere l’aria in entrata in condizioni operative perché mancano di compressori meccanici. Di conseguenza, un veicolo a propulsione a scramjet deve essere spinto alla velocità richiesta con un altro mezzo, come un turbojet, un railgun o un motore a razzo.

Gli scramjet, come i ramjet, sono destinati a operare nel regime di volo ipersonico, oltre la portata dei motori a turbogetto, e colmare il divario tra l’alta efficienza dei turbojet e l’alta velocità dei motori a razzo.

Mentre i motori a base di turbomacchinari sono molto efficienti a velocità subsoniche, diventano sempre più inefficienti a velocità transoniche perché i rotori a turbogetto compressore richiedono velocità subsoniche per funzionare.

Mentre il flusso può essere rallentato a queste condizioni da velocità transoniche a basse supersoniche, farlo a velocità supersoniche provoca un enorme aumento della temperatura.

Gli scramjet, come i ramjet, sono pensati per funzionare nel regime di volo ipersonico, che è al di là della gamma dei motori a turbogetto. Colmano il divario tra efficienza del turbojet e velocità del razzo.

Mentre i motori a base di turbomacchinari sono molto efficienti a velocità subsoniche, diventano sempre più inefficienti a velocità transoniche perché i rotori del compressore dei motori a turbogetto richiedono velocità subsoniche per funzionare. Mentre il flusso può essere rallentato a queste condizioni da velocità transoniche a basse supersoniche, farlo a velocità supersoniche provoca un massiccio aumento della temperatura. I ramjets sfruttano le proprietà ad alta velocità dell’aria per “ram” fisicamente nel combustore attraverso un diffusore di ingresso. L’aria a monte dell’ingresso non è in grado di allontanarsi abbastanza rapidamente a velocità di volo transoniche e supersoniche ed è compressa all’interno del diffusore prima di essere diffusa nel combustore.

Fonte
longdom.org

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Tags: AeroMobil avio supersonic concept Design energia ramjet scramjet temperatura Tom Cruise viaggiare

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