آشنایی با موتورهای رم جت - ایران - وبلاگ انجمن ها

به گزارش وبلاگ انجمن ها، موتورهای رم جت را می توان از نظر ساختاری ساده ترین نوع از موتورهای جت برشمرد چراکه در آن کمپرسور برای فشرده سازی هوای ورودی و توربین وجود ندارد و در حقیقت از حرکت رو به جلوی موتور برای فشرده سازی هوای ورودی به موتور استفاده می گردد.

اساس کار موتورهای رم جت بر پایه پدیده ای بنام Ram Effect است که در حقیقت همان فشرده شدن و تراکم خود به خود هوا در اثر حرکت یک وسیله با سرعت بسیار زیاد است. این پدیده از سرعت های 500 کیلومتر بر ساعت به بالا خود را نشان می دهد و تا سرعت صوت و حتی سرعت های بالاتر از 3 ماخ به حداکثر بازدهی خود نمی رسد. به همین دلیل است که در چنین سرعتی فشرده شدن هوا تا اندازه ای است که تراکم لازم برای عملکرد کامل موتور احتراق به وجود می آید و عملا دیگر احتیاجی به کمپرسور موتور و در پی آن توربین برای چرخاندن کمپرسور نخواهد بود.

از آنجایی که احتراق موتور در سرعت مافوق صوت مانند روشن کردن یک کبریت در گرباد است، برای ایجاد احتراق در موتورهای رمجت، قسمتی در ابتدای موتور به شکل یک شیء مخروطی با نام دفیوزر تعبیه شده است که وظیفه دارد با فراوری امواج ضربه ای، سرعت هوای ورودی به موتور را به زیر سرعت صوت برساند. در اینجا مجددا پدیده رم افکت بروز پیدا نموده و انرژی جنبشی هوا تبدیل به فشار و حرارت بالا میگردد که این فشار و حرارت تراکم لازم برای احتراق را فراهم می آورد.

پس از این مرحله و ورود هوای فشرده به محفظه احتراق و ترکیب با سوخت و جرقه شمع، احتراق صورت می گیرد و در مرحله بعد وارد قسمت بسیار مهمی در موتورهای رم جت با نام Flame Holder یا شعله نگهدار می گردد که وظیفه مدیریت شعله های خروجی حاصل از احتراق را بر عهده دارد و در نهایت با خروج گازهای خروجی از قسمت انتهایی موتور، نیروی پیشران حاصل می گردد.

دیاگرام اجزای موتور اسکرم جت و رم جت

همانگونه که ذکر شد، موتورهای رم جت برای انجام عملیات احتراق احتیاجمند آن هستند تا سرعت هوای ورودی به زیر سرعت صوت تقلیل پیدا کند، اما گونه دیگری از این موتورها با نام Scramjet یا Supersonic Coumbustion RamJet وجود دارد که قابلیت انجام عمل احتراق در این موتورها در سرعت های بالاتر از صوت فراهم است. دلیل این قابلیت استفاده از سوخت هیدروژن در این موتورها به دلیل دمای بالای کارکرد است که آن را قادر به کار کردن در سرعت های هایپرسونیک (بالای 5 ماخ) می سازد.

از جمله پرنده هایی که از این نمونه موتور استفاده می نمایند، هواپیمای بدون سرنشین و تحقیقاتی ناسا تحت عنوان X-43 است که در پروازهای آزمایشی خود توانسته به سرعت10 ماخ نیز دست پیدا کند.

دیاگرام نحوه عملکرد موتورهای توربوجت، رم جت و اسکرم جت

در مقایسه ویژگی موتورهای رم جت با موتورهای توربوجت این است که بر خلاف موتور توربوجت که معمولا بیش از 80 درصد انرژی حاصل از گازهای خروجی صرف گرداندن توربین می گردد، در موتورهای رم جت تمام نیرو و انرژی گازهای خروجی تبدیل به نیروی پیشران و تراست می گردد و به همین دلیل است که دستیابی به سرعت های بسیار بالا از طریق این موتورها امکان پذیر است.

امروزه در معدود کشورهای پیشرفته و قدرتهای بزرگ دنیا، از انواع موتورهای رم جت برای موثرتر کردن تسلیحات نظامی استفاده می گردد که از جمله آنها را می توان موشک های هوا به هوا، زمین به هوا، بالستیک، کروز، پهپادها و مهمات توپخانه ای برشمرد.

رم جت بالستیک ها را متحول می نماید

موشک های بالستیک زمین به زمین را می توان یکی از اصلی ترین ارکان قدرت دفاعی و بازدارندگی کشورمان برشمرد که طی سالهای اخیر توفیقات و طراحی های منحصربه فردی در این حوزه به نام جمهوری اسلامی ایران به ثبت رسیده است. یکی از مواردی که موتورهای رم جت می تواند به توسعه و تکمیل آن یاری کند، موشک های بالستیک هستند که با استفاده از این گونه موتور می توانند به سرعت های بسیار بالا دست یابند.

موشک روسی آوانگارد را می توان از جمله موشک های بالستیک قاره پیمایی برشمرد که از فناوری موتورهای اسکرم جت برخوردار است که در سال 2018 میلادی توسط ولادیمیر پوتین رئیس جمهور روسیه از آن پرده برداری شد و تا سال 2020 به صورت عملیاتی در اختیار نیروی استراتژیک موشکی روسیه قرار خواهد گرفت.

آوانگارد می تواند در فاز شلیک و سیر به سرعت 9 ماخ و در فاز اصابت به سرعت 27 تا 30 ماخ بر اساس اعلام منابع روس برسد و به این ترتیب رهگیری و انهدام آن توسط سامانه های پدافندی و سپرهای دفاع موشکی غیرممکن خواهد بود.

به گفته کارشناسان نظامی فقط وسایل لیزری فضا پایه می توانند موشک هایپرسونیک آوانگارد را رهگیری نمایند که در حال حاضر چنین تجهیزاتی وجود ندارد و دستیابی به آنها حتی در آینده دور نیز چشم اندازی ندارد.

استفاده از فناوری موتورهای رم جت در موشک های بالستیک می تواند اثرگذاری بیشتری را برای بالستیک های ایرانی فراهم کند.

توپخانه؛ عرصه ای نو برای بهره برداری از رم جت

استفاده از مهمات توپخانه ای با پیشران رم جت به منظور دستیابی به سرعت های بالا، از دیگر مواردی است که می تواند این تکنولوژی به کار گرفته گردد. اخیرا یک شرکت نروژی در نمایشگاه تسلیحات Eurosatory پاریس از طرحی رونمایی نموده که بر اساس آن مهمات 155 میلیمتری توپخانه ای با برد بیش از 60 مایل (96 کیلومتر) را با استفاده از پیشران رم جت و سوخت جامد تا سال 2020 میلادی آزمایش خواهد نمود.

این شرکت نروژی همچنین ادعا نموده که سرعت این پرتابه ها تا سه برابر صوت خواهد رسید و پیشران رمجت آن قادر است این سرعت را در حدود 50 ثانیه حفظ کند.

با توجه به پیشرفت هایی که در کشور طی سالهای اخیر در زمینه مهمات توپخانه ای به وجود آمده که از جمله آن می توان به فراوری گلوله های راهنمایی لیزری یا کراسنوپول اشاره نمود، به نظر می رسد دستیابی به فناوری موتورهای رم جت در کشور می تواند زمینه توسعه مهمات توپخانه ای با این فناوری را هم فراهم آورد.

رم جت در موشک های پدافند هوایی

شرکت نروژی Nammo همچنین به دنبال توسعه یک مدل از موشک های پدافند هوایی زمین به هوا (SAM) با بهره گیری از پیشران های رمجت است که برد بیش از 500 کیلومتر را فراهم می آورد.

بر اساس طرح ارائه شده از سوی این شرکت در یک نمایشگاه دفاعی، این موشک بر اساس موشک پدافند هوایی RIM-65 Sea Sparow توسعه یافته که قابل نصب بر روی پلتفرم های مختلف زمینی، دریایی و هوایی خواهد بود.

در طراحی این موشک از یک بوستر سوخت جامد برای رسیدن به سرعت 3 ماخ و در ارتفاع 15 تا 18 کیلومتر استفاده شده و پس از آن موتور رم جت فعال شده و نیروی پیشران موشک در سرعت های بالاتر را تامین خواهد نمود.

افق در نظر گرفته شده برای آزمایشات و تست های میدانی اولیه این موشک در سال 2023 درنظر گرفته شده است.

چین نیز از دیگر کشورهایی است که به دنبال استفاده از تکنولوژی موتورهای رم جت در موشک های خود اعم از موشک های زمین به هوا و هوا به هوا است. بر اساس اطلاعات منتشر شده، چین به دنبال توسعه نمونه ای از موشک های هوابه هوای PL-15 برای جنگنده های J-20 خود است که بتواند به سرعت بیش از 5 ماخ برسد.

طراحی موشک های پدافند هوایی در کشورمان در سالهای اخیر روند بسیار پرشتابی را داشته تا جایی که طراحی موشک هایی مانند خانواده طائر و خانواده صیاد توانسته احتیاج کشور را در برد و ارتفاع های مختلف رفع کند که در آخرین نسخه از موشک های پدافندی خانواده صیاد یعنی صیاد-4 در سامانه پدافند هوایی باور-373 از تکنولوژی کنترل بردار رانش (TVC) به منظور مانورپذیری بیشتر موشک و مقابله با پرتابه های بالستیک استفاده شده است.

بدون شک در صورت بهره برداری از موتورهای رم جت در حوزه طراحی و ساخت موشک های پدافندی می توان شاهد افزایش اثر و کشندگی این موشک ها در مقابله با انواع اهداف هوایی و پرتابه های مختلف بود.

منبع: فارس