Ramjet contre Scramjet
Les vols supersoniques et hypersoniques sont des rêves d'ingénieurs aéronautiques, où voler à plusieurs fois la vitesse du son est une entreprise techniquement difficile. Même si le supersonique est un rêve réalisé, son coût le rend difficile à utiliser financièrement.
Ramjet et Scramjets sont des moteurs utilisant leur propre vitesse pour comprimer l'air et propulser le moteur. La technologie des statoréacteurs s'applique pratiquement dans de nombreux cas allant des missiles, des avions supersoniques aux obus d'artillerie, tandis que les moteurs scramjet sont encore très expérimentaux.
En savoir plus sur le statoréacteur
Le statoréacteur, parfois appelé jet en tuyau de poêle ou athodyd, est un moteur à réaction à respiration d'air, qui utilise le mouvement vers l'avant du moteur pour comprimer l'air entrant, sans compresseur rotatif présent dans les moteurs à réaction.
De par leur conception, les statoréacteurs ne peuvent pas produire de poussée à vitesse nulle, initialement lorsqu'ils sont immobiles. Par conséquent, les aéronefs nécessitent un système de propulsion pour initier le mouvement de compression dans le statoréacteur à entreprendre. Pour un fonctionnement optimal, les statoréacteurs ont besoin de vitesses autour de Mach 3 et peuvent fonctionner jusqu'à des vitesses de Mach 6. Le fonctionnement du statoréacteur est basé sur le cycle de Brayton.
L'air aspiré est comprimé à l'aide de buses créées dans les zones de compression, et la vitesse d'écoulement est réduite à des vitesses subsoniques pour permettre une meilleure combustion. Un accroche-flamme enflamme le mélange pour produire un flux de gaz à haute pression et à grande vitesse qui sort du moteur à des vitesses supersoniques.
Les statoréacteurs peuvent être utilisés pour des applications nécessitant un moteur petit et simple pour une utilisation à grande vitesse, comme les missiles BrahMos furtifs indiens russes, et le missile indien Akash utilise la technologie statoréacteur. Ils ont également été utilisés avec succès, mais pas efficacement, comme jets de pointe sur des rotors d'hélicoptères. Les moteurs à réaction du légendaire Lockheed SR 71 agissent comme des statoréacteurs car l'avion va plus vite que la vitesse du son.
Les avantages des statoréacteurs sont indépendants de l'alimentation en oxygène et ne comprennent aucune pièce rotative, ce qui facilite leur fabrication et leur maintenance.
En savoir plus sur Scramjet
Un scramjet (Supersonic Combustion RAMjet) est une variante d'un statoréacteur dans lequel la combustion a lieu lorsque le flux d'air est supersonique. Comme dans les statoréacteurs, les scramjets compriment également l'air entrant avant la combustion en utilisant la vitesse du véhicule. Cependant, les statoréacteurs ralentissent le flux d'air à des vitesses subsoniques dans le moteur avant la combustion, bien que le flux d'air dans un scramjet soit supersonique dans tout le moteur. Le flux supersonique crée plus de réaction, ce qui permet aux scramjets de fonctionner efficacement à des vitesses hypersoniques; la vitesse de pointe théorique d'un scramjet se situe entre Mach 12 (15 000 km/h) et Mach 24 (29 000 km/h), et l'avion aérobie le plus rapide est équipé de moteurs Scramjet; le X-43A de la NASA a atteint Mach 9.6.
Comme les statoréacteurs, les scramjets n'ont pas de pièces mobiles à l'intérieur des moteurs et héritent de toutes les exigences fondamentales comme le système de propulsion principal pour les accélérer à des vitesses supersoniques. Alors que les scramjets sont conceptuellement simples dans la conception et la construction, la mise en œuvre réelle est limitée par des défis d'ingénierie extrêmes. La traînée aérodynamique lors d'un vol hypersonique dans l'atmosphère est immense, et les températures trouvées sur l'avion et le moteur sont bien supérieures à la température entourant l'air; nécessitant ainsi de nouveaux matériaux pour supporter les températures. Maintenir la combustion dans le flux supersonique pose des défis supplémentaires car, en quelques millisecondes, le carburant doit être injecté, mélangé, allumé et brûlé.
En plus des avantages des statoréacteurs courants, les scramjets ont une impulsion spécifique plus élevée (changement de quantité de mouvement par unité de propulseur) que les moteurs à réaction conventionnels. Les statoréacteurs produisent une impulsion spécifique entre 1000 et 4000 secondes, alors qu'une fusée ne fournit que 600 secondes ou moins.
Parce que les scramjets ont des performances théoriques élevées, ils ont été suggérés comme centrale électrique pour les véhicules orbitaux de prochaine génération et la NASA mène des recherches approfondies dans le domaine de la technologie scramjet.
Quelle est la différence entre Ramjet et Scramjet ?
• L'écoulement à l'intérieur du statoréacteur est subsonique alors que, dans le Scramjet, il est supersonique.
• Les Scramjets produisent une impulsion spécifique plus élevée.
• Théoriquement, les statoréacteurs ont une plage de vitesse de 1 à 6 Mach tandis que, dans les Scramjets, la plage est de 12 à 24 Mach. Cependant, la vitesse pratiquement la plus rapide obtenue est de 9,6 mach obtenue par le X-43A.
Sources des diagrammes:
en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg
en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg
