scramjet

• nasa'nın x-43 'ünün motoru
• nasa'nın tahminleri tutarsa 20 yıl sonra ticari amaçlarla da kulanılabilecek; şu aralar x-43d test uçaklarında kullandığı, yaktığı havayı uçarken havadan alıdığı için daha bir ekonomik olan motoru.
• (bkz: ramjet)
  (bkz: pulsejet)
• sağlayabileceği teorik hız limiti 24 mach(yaklaşık 26000 km/s) olarak öngörülen hipersonik jet teknolojisi.
• bu kadar hızla giderken sürtünmeden dolayı ısınma problemini nasıl aşacağını merak ettiğim motor.
• ks. supersonic combustion ramjet.
  
  kısaltması üstünde yanma odasında akışın ses hızının üstünde gerçekleştiği bir ramjet çeşidi. burada mass flow'u dengelemek için inlette şokların (bkz: oblique shock) nasıl bir yapıda oluştuğu çok önemlidir. bu şok yapısı filtre gibi, compressor gibi çalışır.
• ramjetin yanmanın süpersonik rejimde gerçekleşen versiyonu olan hava soluyan hipersonik motordur.
  
  tasarımı çok sade olmasına rağmen, mach sayısı 5'in altındayken itki sağlayamaz. bu yüzden de, genellikle havadan havaya füze ve roketlerde kullanımı düşünülmektedir. hidrokarbon yerine yerine hidrojen yakıt kullanılırsa, teorik maksimum seyir mach sayısı 24'e kadar yükselebilir. nasa tarafından test edilen, hyper x/x43a aracıyla mach 7'de başarılı bir deneme yapılmıştır.
  
  bu tip motorlardaki en ciddi sıkıntı yer testlerinin yapılacağı hipersonik rüzgar tünellerinin sürekli bir akış sağlamaktan uzak olması, arkjetlerinse güçlü şok dalgaları yaratmaktan uzak olmalarıdır.
  
  ramjetlerin sağladığı spesifik itki değerleri mach 5'ten sonra hem ciddi olarak azalmakta, hem de girişte şok dalgalarıyla subsonic rejime düşürülen akış yanma odasında dissosiasyon rejimine kadar ısıtılmaktadır.
  
  bu nedenle ramjetler artan seyir mach sayısına aynı cihette karşılık veremezler. bu durum da, yanma odasındaki hava hızlarını süpersonik rejime çıkartarak yanma odasındaki maksimum statik sıcaklık değerlerini düşürebiliriz fikrini doğurmuştur.
  
  bu nedenle motor girişinde, hava yine ramjette olduğu gibi eğik şok dalgaları ile sıkıştırılır fakat bu sefer subsonic rejime düşmesine izin verilmez.
  
  havayı subsonic rejime düşürmeden, ihtiyacınız olan itkiyi sağlamak için de eğik şokla elde ettiğiniz sıkıştırma oranının yüksek olması gerekir, zira scramjetten, sıradan dizel motorlara kadar bütün hava soluyan motorlar soğukken sıkıştırılan gazın sıcakken genleştirilmesiyle enerji elde edebilirler. scramjetin subsonic rejime düşmeden, gerekli sıkıştırma oranına ulaşması içinse, seyir mach sayısının yüksek olması gerekir ki yeterli kompresyon marjı oluşsun. işte bu nedenle scramjetler, mach 5'in altında itki üretemezler.
  
  scramjet motoru da, ramjet gibi inlet, yanma odası ve genleşme lülesi olmak üzere üç ana komponentten oluşur. ramjette yansıyan eğik şok dalgalarının, aynı defleksiyon açısının ardışık etkileriyle subsonic rejime geçirilen hava akışı, scramjette tamamen farklıdır.
  
  dış burunda oluşan eğik şok dalgasının şok açısının motor inletinim iç tarafına yansımayacak kadar büyük yapılması gerekir. ilk eğik şoku yiyen, hava akışı farklı bir defleksiyon açısıyla motor inletinin içinde bir şok daha yiyerek, süpersonik rejimde yanma odasına gönderilir.
  
  yanma odasına teorik maksimum sıcaklık disosiasyon limiti olarak 3000 kelvin olarak belirlenenilmesine rağmen, malzeme termomekanik dayanımı ve termal boğulma riski de tasarımda dikkate alınmak zorundadır.
  
  araç dış gövdesi hipersonik şok yediği için, dış havayla gövde soğutulmaz, bunun yerine yakıtla soğutmaya çalışılır ki kompozit gövdenin de soğutulması gerekir, malzemeden hiç anlamadığım ve hatta hoşlanmadığım için o konularda ahkam kesecek değilim.
  
  asıl film termal boğulma riskinde kopar. lokal mach sayısı, lokal ses hızına; lokal ses hızıysa lokal statik sıcaklıkla beraber, gazın moleküler ağırlığına ve öz ısı oranına bağlı olduğundan dolayı, daha fazla itki için stokiyometrik orana yaklaştıkça ısınan ve ağırlaşan gazın lokal mach sayısı birin altına düşebilir.
  
  güncel mühendislik uygulamalarında hep fiziksel boğulmayla karşılaşıldığı için, literatürdeki adı farklılık yaratmak adına thermal choking olarak geçmiştir.
  
  yanma süpersonik rejimde gerçekleştiğinden dolayı laval nozülü yerine genleşme nozülü tercih edilir. eğer yanma odasından çıkan havayı, subsonic rejimde genleşme nozülüne sokarsanız, havanın hızını düşürür ve sıcaklığını artırarak nozülü cayır cayır yakarak motoru patlatırsınız.
  
  genelde bunun önüne geçmek için, yanma odası çıkışında total ve statik basınç değerlerini ölçerek geri besleme kontrol mekanizması tasarlamak ya da yakıt verirken cimri davranarak termal boğulma riskini bertaraf etmek gerekir.
  
  bir de dual mode çalışan scramjetler vardır ki, hipersonik altı seyir mach sayılarında ramjet daha sonra elektronik bir mekanizmayla geometrisi modifiye edilerek scramjet geometrisine getirilirler. şahsen varlıklarını bilmiyorum. tek bildiğim, teorik olarak böyle bir tasarımın mümkün olduğu ve üzerinde çalışıldığıdır.
  
  sesaltı rejimde tamamen işlevsiz olan ramjet ve scramjetler bu nedenle f-16 tarzı savaş uçaklarından ateşlenecek havadan havaya veya havadan yere füzelerde kullanılabilecek motorlardır.
  
  edit: hyperx motoruyla mach 10'a çıkıldığı söylendi, helios erobus'a teşekkürler.
• bir mühendis için sadeliğin zarafeti olan itki sistemidir. içinde turbofan veya turbojet motorlarının aksine hareketli mekanik parça yoktur. havayı tamamen geometrisi ve şok dalgaları ile sıkıştırır. umarım malzemeci arkadaşlarımız ihtiyaç duyulan yüksek teknoloji malzemeleri sağlar da bu muhteşem teknoloji havacılıkta standart hale gelir.
• maalesef bu motorun çalışabilmesi için ilk olarak hava aracının yada füzenin belli bir hıza ulaşması gerekmektedir.
• scramjet (supersonic combustion ramjet) bir ramjet çeşidi olup farklı olarak supersonik yanma odasına sahiptir. havanın sıkıştırılarak alındığı, yakıtın yakıldığı yanma odası ve egzozun giriş hızından daha hızlı ayrıldığı lüleye (nozzle) sahiptir. ticari jet motorları havanın motor içine alınıp sıkıştırılması için kompresör kullanır, daha sonra sprey halindeki yakıt sıkıştırılmış havayla birlikte ateşlenerek geriye doğru gider ve thrust oluşturur. scramjet havayı sıkıştırmak için uçağın hızını kullanır, yani çok az hareketli parçaya ihtiyaç duymaktadır.
  
  son yıllarda dunya'da hızla hipersonik füzelere sahip olma yarışı olmasina rağmen bu teknolojiye ulaşabilmiş ulke sayısı cok kısıtlıdır. türkiye'de henüz bu teknolojiye ulaşamamıştır fakat ramjet üzerine calismalar devam etmektedir. ramjet motorlu füze teknolojisi olgunlastiktan sonraki hedef scramjet teknolojisi olacaktır. tıpkı iha'larda oldugu gibi knowhow biriktikce gelişim hizli sekilde olacaktır.