موتور رم‌ جت هایپرسونیک GE | پرواز با سرعت ماخ ۵

یک موتور بدون هیچ قطعه متحرکی، می‌تواند یک وسیله پروازی را به سرعت‌های بالاتر از Mach 5 برساند. این دقیقاً همان چیزی است که شرکت GE Aerospace در قالب برنامه آزمایشی ATLAS آزمایش کرده است. این موتور رم‌ جت هایپرسونیک با سوخت جامد است و می‌تواند در آینده، هوانوردی و صنایع نظامی را به شکلی که از زمان شکستن سد صوتی در سال ۱۹۴۷ دیده نشده، متحول کند. تصور کنید پروازی از لندن به سیدنی به جای ۲۲ ساعت، فقط چند ساعت طول بکشد یا موشک‌های هایپرسونیک، قبل از اینکه سیستم‌های دفاعی حتی آن‌ها را شناسایی کنند، عبور کنند.

فناوری موتور رم‌ جت هایپرسونیک و عملکرد بدون قطعات متحرک

چالش اصلی این است که وسیله پروازی چگونه وارد محدوده هایپرسونیک شود تا بتواند با قدرت موتور خودش حرکت کند یا به‌عنوان یک گلایدر با سرعت بالای Mach 5 پرواز کند. برای این هدف، GE Aerospace از فناوری جدید رم‌جت با سوخت جامد (SFRJ) استفاده کرده است که تقریباً شبیه یک معجزه عمل می‌کند.

رم‌جت‌ها در نگاه اول بیشتر شبیه یک ترفند شعبده‌بازی هستند تا تکنولوژی. کافی است داخل موتور رم‌جت را نگاه کنید، تنها یک لوله خالی خواهید دید. وقتی موتور روی زمین روشن می‌شود، فقط همان لوله خالی با سوخت وارد شده را می‌بینید و اتفاق خاصی نمی‌افتد. دلیل این امر این است که رم‌جت‌ها بر اساس اصول متفاوتی نسبت به موتورهای جت معمولی کار می‌کنند.

سوخت جامد هیدروکربنی و مزایای آن نسبت به سوخت‌های مایع

موتورهای جت هواپیماهای مسافربری از فن‌ها و توربین‌ها برای فشرده‌سازی هوا و ترکیب آن با سوخت استفاده می‌کنند. اما رم‌جت بدون هیچ قطعه متحرکی همین کار را انجام می‌دهد؛ وقتی هواپیما حرکت می‌کند، سرعت خودش باعث فشرده شدن و گرم شدن هوا در ورودی موتور می‌شود. یکی از چالش‌های مهندسی، طراحی ورودی هواست تا هوا قبل از رسیدن به دمایی که موتور را ذوب کند، به سرعت کمتر از صوت کاهش یابد.

مزیت رم‌جت این است که طراحی ساده و سبکی دارد و برای پرواز فوق‌صوت و هایپرسونیک ایده‌آل است. اما اگرچه گفته می‌شود رم‌جت هیچ قطعه متحرکی ندارد، سیستم تأمین سوخت مایع هنوز وجود دارد. GE Aerospace با برنامه ATLAS این مرحله را ساده‌تر کرده و سوخت مایع را حذف کرده است. داخل موتور با یک سوخت جامد هیدروکربنی که شبیه لاستیک است، پوشیده شده است. این سوخت برخلاف سوخت‌های جامد راکتی، اکسیژن همراه ندارد و هوا اکسیژن مورد نیاز برای احتراق را تأمین می‌کند.

با این طراحی، موتور سبک‌تر و کارآمدتر شده است. اگر یک راکت با سوخت جامد معمولی Impulse خاصی حدود ۲۴۰ ثانیه دارد، این رم‌جت می‌تواند تا ۱۰۰۰ ثانیه بازده داشته باشد. علاوه بر این، حذف قطعات مکانیکی، موتور را ارزان‌تر می‌کند، که اهمیت زیادی برای یک موتور یک‌بار مصرف دارد.

پرواز آزمایشی ATLAS روی جنگنده F-104

برای آزمایش، موتور روی یک F-104 Starfighter نصب شد که به عنوان سکوی آزمایشی برای سرعت‌های تا Mach 2.2 آماده شده بود. GE Aerospace می‌گوید این پروازها ضروری بودند چون تونل‌های باد نمی‌توانستند شرایط واقعی شامل لرزش‌ها و فشارهای دمایی را شبیه‌سازی کنند. در این آزمایش‌ها موتور روشن نشد و هدف فقط بررسی آیرودینامیک بود. روشن کردن موتور در حالی که به یک جنگنده متصل است، به‌هیچ‌وجه ایمن نبود و پروازهای واقعی با احتراق بعداً انجام خواهند شد.

مارک رتیگ، معاون GE Aerospace، درباره این آزمایش گفت: «این لحظه‌ای تعیین‌کننده برای ماست که فناوری رم‌جت سوخت جامد خود را برای اولین بار در پرواز نشان می‌دهیم. آزمایش‌های متصل به هواپیما امکان تست مکرر در شرایط واقعی جوی را فراهم می‌کند تا رفتار سیستم بهتر درک شود.

نظر یکی از کاربران این گونه است که :

ممکنه بریتانیا و اروپا تنها کشورهایی نباشن که این فناوری رو به‌صورت کامل عملیاتی دارند. اگه شایعات در TWZ درست باشه و IAF موشک‌های بالستیک دوربرد هوا-به-زمینی‌شون رو از دریای سرخ شلیک کرده‌باشن وقتی به پایگاه‌های حماس در قطر حمله می‌کردند، اون فاصلهٔ حدود ۱۰۰۰ مایل می‌تونه نشان بده که احتمالاً اونا هم یک موشک رم‌جت دوربرد هوا-به-زمینی عملیاتی دارند.

سوالات مداول

1- موتور رم‌ جت هایپرسونیک GE Aerospace چه تفاوتی با موتورهای جت معمولی دارد؟
برخلاف موتورهای جت معمولی که پر از توربین و فن هستند، رم‌جت هیچ قطعه متحرکی ندارد و تنها با فشار هوای ورودی در سرعت‌های بالا کار می‌کند.

2- چرا موتور رم‌ جت هایپرسونیک سوخت جامد سبک‌تر و کارآمدتر است؟
چون اکسیژن را حمل نمی‌کند و فقط از هوای محیط برای سوختن استفاده می‌کند، همین باعث افزایش بازدهی و کاهش وزن می‌شود.

3- این موتور چه کاربردی دارد؟
عمدتاً در موشک‌های هایپرسونیک و پروازهای آزمایشی نظامی استفاده می‌شود و می‌تواند سرعتی بیش از ۵ برابر صوت تولید کند.

4- آیا این فناوری می‌تواند در مسافربری هم استفاده شود؟
بله، در آینده احتمالاً در پروازهای فوق سریع بین‌قاره‌ای استفاده خواهد شد، مثل سفر لندن تا سیدنی در چند ساعت.

5- مزیت اصلی پروژه ATLAS چیست؟
سادگی طراحی، کاهش هزینه، افزایش بازدهی و امکان رسیدن به سرعت‌های فوق‌العاده بالا بدون قطعات مکانیکی پیچیده.

محمد عسکری

محمد عسکری هستم . سئو کار ، کارشناس و نویسنده ی وبسایت پارس دیجی . از سال 1403 شروع به نوشتن ، تحقیق و ترجمه مطالب در حوزه ی تکنولوژی ، دیجیتال و گجت های تکنولوژی کردم و به این حوزه خیلی علاقه مند هستم.