ثبت رکورد جدیدی در رانش موتور "اسکرم جت"

به نقل از نيو اطلس، شرکت "ايروجت راکتداين"(Aerojet Rocketdyne) و "آزمايشگاه تحقيقات نيروي هوايي ايالات متحده"(AFRL) به يک رکورد جديد در رانش خروجي از يک موتور اسکرم جت دست يافته‌اند که باعث پيشرفت در زمينه پروازهاي مافوق صوت مي‌شود.

اکنون پس از يک سال آزمايش، اين موتور به بيش از يک ساعت احتراق پايدار در شرايط مختلف پرواز مافوق صوت با توليد ۱۳ هزار پوند نيرو رسيد.

فناوري مافوق صوت يا هايپرسونيک(Hypersonic) به عنوان يکي از بزرگترين فناوري‌هاي انقلابي در جنگ‌هاي قرن بيست و يکم قلمداد مي‌شود. همانطور که ظهور هواپيماهاي مافوق صوت باعث شد همه هواپيماهاي جنگي و سيستم‌هاي دفاعي ضد هوايي يک شبه منسوخ شوند، پرتابه‌ها و موشک‌هايي که بتوانند با بيش از پنج برابر سرعت صوت پرواز کنند نيز به يک پيشرفت بزرگ در رادارها، پردازش داده‌ها، دفاع هوايي و حتي هوش مصنوعي براي مقابله نياز دارند.

با اين حال، چالش اساسي يافتن راهي براي حفظ سرعت مافوق صوت در اين سازه‌ها است. در حال حاضر، اغلب وسايل نقليه آزمايشي در واقع گلايدرهاي مافوق صوت هستند که از يک هواپيماي مادر در ارتفاع زياد رها مي‌شوند و سپس گاهي با کمک موشک به سرعت بيش از پنج ماخ (۵۹۶۹ کيلومتر در ساعت) مي رسند. اين کار براي يک برنامه آزمايشي خوب است، اما براي يک برنامه عملي داراي محدوديت‌هايي از جمله محدوديت بُرد و عدم کارکرد در ارتفاعات پايين است.

رويکرد تيم شرکت "ايروجت راکتداين" براي حفظ ثبات در پرواز، استفاده از "اسکرم جت"(scramjet) است. يک دهه پيش آنها اولين آزمايش پرواز مافوق صوت با سوخت هيدروکربن و تنفس هواي خنک را با موتور "X-۵۱A Waverider" نيروي هوايي ارتش انجام دادند. اکنون آنها روي نسخه ۱۸ فوت(۵.۵ متر) نسل سوم آن کار مي‌کنند که مي‌تواند يک وسيله نقليه تا ۱۰ برابر اندازه X-۵۱ را به سرعت مافوق صوت برساند. ادعا مي‌شود که اين موتور جديد با هزينه پايين‌تر، با افزايش عملکرد همراه شده است.

نام موتورهاي "اسکرم‌جت" از واژه "supersonic combustion ramjet" گرفته شده و به معناي احتراق در سرعت مافوق صوت است. اين گونه موتورها در سرعت‌هاي ابرصوت به کار مي‌روند و طرز کار آنها بسيار مشابه موتورهاي "رم جت"(ramjet) با يک سري تغييرات است. اين نکته قابل توجه است که مشتعل ساختن مولکول‌هاي هوا در حالي که هوا با سرعت بالاي چهار ماخ وارد موتور مي‌گردد، مانند روشن کردن کبريت در گردباد است. اولين هواپيماي داراي موتور اسکرم جت، هواپيماي "ناسا ايکس-۴۳ "است که سرعت آن به بالاي هفت ماخ مي‌رسد.

يک موتور "اسکرم جت" اساساً يک "رم جت" است که براي کار با سرعت بسيار بالاتر طراحي شده است. در يک موتور جت معمولي، اسپري سوخت با هوا ترکيب مي‌شود که توسط يک سري پره هاي توربين فشرده شده و مشتعل مي‌شود. يک "رم جت" به عبارت ساده، يک لوله توخالي است که در آن هوا به جاي توربين با سرعت پيشروي سازه فشرده مي‌شود. اين بدان معني است که موتور قبل از شروع به کار بايد از قبل به سرعت مافوق صوت رسيده باشد.

با اين حال، هوايي که به درون "رم جت" مي رود بايد به سرعت کمتر از سرعت صوت برسد. در يک "اسکرم جت"، هوا با سرعت مافوق صوت حرکت مي‌کند که به آن امکان مي‌دهد با شتاب بيشتر و دماي پايين موتور کار کند، هرچند که براي جلوگيري از صدمه به موتور به دليل گرما هنوز به يک سيستم خنک کننده پيشرفته نياز دارد. مزيت اين کار اين است که "اسکرم جت" اساساً يک موتور موشکي است که براي حرکت نيازي به حمل اکسيژن ندارد و فقط حاوي سوخت است که به آن رانش يا کارايي خاصي مي‌بخشد که يک مرتبه بالاتر از موشک است.

آزمايشات اخير موتور "اسکرم جت" شرکت "ايروجت راکتداين" در واحد آزمايش آيروديناميکي و پيشرانه مجتمع مهندسي آرنولد(AEDC) در پايگاه نيروي هوايي آرنولد در تنسي آمريکا انجام شد. اين موتور به عنوان بخشي از برنامه "اجزاي مهم مقياس متوسط ​​نيروي هوايي"(MSCC) در حال توسعه است.

"ايروجت(Aerojet) يک شرکت توليد موشک و پيش‌رانش موشک در آمريکا بود که در کاليفرنيا قرار داشت. اين شرکت در سال ۲۰۱۳ با شرکت "ويتني راکتداين" ادغام شد و شرکت "آيروجت راکتداين "تشکيل شد.