مقایسه موتورهای رم جت و اسکرم جت؛ مشخصات، تفاوت‌ها و هر آنچه باید دانست

در برخی جت‌ها و هواپیماها از موتورهای رم جت و اسکرم جت استفاده شده است و ما می‌خواهیم به بررسی و مقایسه آن‌ها بپردازیم.


موتور جت به موتوری گفته می‌شود که توانایی به حرکت درآوردن هواپیما را از طریق بیرون راندن یک سیال به سمت عقب که معمولاً گاز داغ اگزوز است دارد. اکثر موتورهای جت مدرن در دید عموم با عنوان توربین گاز یا ژنراتور گاز شناخته می‌شوند. در واقع موتورهای موردبحث برای تبدیل انرژی تولید شده از احتراق سوخت هیدروکربنی در دما و فشار بالا بکار می‌روند. این نوع قوای محرکه انرژی حاصل را برای جلو راندن هواپیما استفاده می‌کنند. اما همه هواپیماها به چنین موتورهایی مجهز نیستند چراکه شاهد استفاده از موتورهای رم جت و اسکرم جت نیز هستیم که از روش‌های متفاوتی برای تولید انرژی و حرکت هواپیما استفاده می‌کنند. برخی موتورهای رم جت و اسکرم جت حتی می‌توانند از سرعت صوت پیشی بگیرند تا هواپیما بتواند به لطف معماری منحصربه‌فرد پیشرانه سریع‌تر از صورت حرکت کند. در این مقاله می‌خواهیم به مقایسه موتورهای رم جت و اسکرم جت بپردازیم.

موتور رم جت

موتورهای رم جت به گونه‌ای طراحی شده‌اند که قطعه متحرک نداشته باشند. این نوع موتورها فاقد توربین گاز سنتی موجود در موتورهای جت مدرن هستند و بجای آن از فشار هوای قابل‌توجهی که در سرعت مافوق صورت ایجاد می‌شود برای حرکت دادن هواپیما سود می‌برند. موتورهای رم جت ساختار ساده و وزن کمی دارند و برای پروازهای مافوق صوت تولید شده‌اند. این موتورها مقادیر زیادی هوا را از طریق ورودی‌های ویژه بکار می‌گیرند تا هواپیما رو به جلو حرکت کند. سرعت هوا پس از ورود کاهش می‌یابد اما فشار دینامیکی به فشار استاتیک زیاد تبدیل می‌شود. مخلوط سوخت و هوا می‌سوزد و در خروجی نیز هوا فشار بسیار بیشتری نسبت به حالت آزاد دارد.

البته موتورهای رم جت در عمل تفاوت‌های زیادی با موتورهای توربینی استاندارد دارند. از آنجایی که خبری از کمپرسور یا توربین نیست بنابراین موتور رم جت راهی برای به جز حرکت رو به جلو ندارد. در موتور جت استاندارد، توربین هوا را به داخل می‌کشد تا مخلوط سوخت و هوا ایجاد و مشتعل شود اما بدون وجود توربین، رم جت نیازمند حرکت رو به جلوی مداوم و پرسرعت به منظور ایجاد مخلوط سوخت و هوا و احتراق آن‌ها خواهد بود. موتور رم جت در سکون به درد نمی‌خورد و به منظور عملکرد صحیح باید سرعت هواپیما به حداقل ماخ ۳ برسد.

موتور اسکرم جت

اسکرم جت یا موتور رم جت احتراق مافوق صوت موتوری با یک نوآوری جدید روی رم جت است که محفظه احتراق داخلی آن برای حذف قله‌های شوک تغییر یافته است. در موتور رم جت استاندارد، سرعت هوای ورودی به موتور به خاطر مخروط‌های شوک کاهش می‌یابد. در این حالت مسیر عبور عرض کمتری داشته تا فشار هوای لازم تأمین شود و درعین‌حال سرعت جت نیز افزایش یابد؛ اما موتورهای اسکرم جت از موج‌های شوک تولید شده توسط منبع جرقه موتور استفاده می‌کنند تا سرعت هوای ورودی را کاهش دهند.

همچنین موتورهای اسکرم جت می‌توانند فرایند احتراق را در سرعت‌های مافوق صوت انجام دهند درحالی‌که موتور رم جت باید سرعت هوای ورودی را کاهش دهد تا به سرعت مافوق صوت دست یابد. این تغییر باعث شده موتورهای اسکرم جت در سرعت‌های بالاتری کار کنند. اسکرم جت‌ها در واقع توانایی کارکرد در سرعت ماخ ۶ و بالاتر را دارند و در برخی تست‌ها و با استفاده از موتور توانسته‌اند به سرعت کروز ماخ ۱۰ دست یابند. البته همانند موتورهای رم جت عادی، این موتورهای اسکرم جت نیازمند سرعت بالا هستند تا فعال شوند. برای تست اسکرم جت، هواپیما باید توسط یک هواپیمای دیگر به ارتفاع لازم رسانده شود و سپس یک موتور دیگر برای سرعت بخشیدن به هواپیمای تست فعال باشد تا زمینه جهت به‌کارگیری موتور اسکرم جت فراهم گردد.

اما موارد استفاده موتورهای رم جت و اسکرم جت چیست؟ در حال حاضر موارد استفاده از این موتورها کمی محدود بوده و اصلی‌ترین کاربرد آن‌ها در بخش نظامی و به ویژه موشک‌هایی همچون موشک براهموس است. استفاده از موتور رم جت روی موشک به آن اجازه می‌دهد تا سریعاً حرکت کرده و به هدف اصابت کند. رم جت‌ها و اسکرم جت‌ها همچنین می‌توانند در وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین و پرسرعت نظامی بکار روند و مأموریت‌های شناسایی خود را مؤثرتر انجام دهند. همچنین کاربردهای آزمایشی از این موتورها در کاوش‌های فضایی نیز وجود دارد. استفاده از موتورهای موردبحث در حمل‌ونقل هوایی می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی پروازهای مافوق صوت تجاری را تغییر دهد. تنها هواپیمای تجاری مافوق صوتی که البته بازنشسته هم شده کنکورد بوده است. این هواپیما بیش از دو دهه پیش راهی موزه شد. کنکورد در آن دوران از موتورهای توربو جت استفاده می‌کرد اما شاید در پروژه‌های آتی از رم جت‌ها یا اسکرم جت‌ها در هواپیماهای مسافربری استفاده شود. این موتورها می‌توانند در بخش غیرنظامی و هواپیماهای بدون سرنشین همچون نمونه‌های تحویل کالا بکار روند.