Ramjet & Scramjet
Penerbangan supersonik dan hipersonik merupakan impian para insinyur penerbangan, di mana terbang dengan kecepatan suara berkali-kali lipat merupakan upaya yang sulit secara teknis.
Meskipun supersonik adalah mimpi yang terwujud, biaya membuatnya sulit untuk digunakan secara finansial.
Ramjet dan Scramjet adalah mesin yang menggunakan kecepatannya sendiri untuk mengompres udara dan menggerakkan mesin.
Teknologi mesin ramjet praktis diterapkan dalam banyak hal mulai dari rudal, pesawat supersonik hingga peluru artileri, sedangkan mesin scramjet masih sangat eksperimental.
Lebih lanjut tentang Ramjet
Ramjet, terkadang disebut cerobong asap jet atau athodyd, adalah mesin jet pernapasan udara, yang menggunakan gerak maju mesin untuk mengompres udara yang masuk, tanpa kompresor putar yang ada di mesin jet.
Secara desain, ramjet tidak dapat menghasilkan daya dorong pada kecepatan nol, awalnya saat diam.
Oleh karena itu, pesawat membutuhkan sistem propulsi untuk memulai gerakan kompresi di ramjet untuk dilakukan.
Untuk pengoperasian yang optimal, ramjet memerlukan kecepatan sekitar Mach 3 dan dapat beroperasi hingga kecepatan Mach 6.
Pengoperasian Ramjet didasarkan pada siklus Brayton.
Udara masuk dikompresi menggunakan nosel yang dibuat di area kompresi, dan kecepatan aliran dikurangi menjadi kecepatan subsonik untuk memungkinkan pembakaran yang lebih baik.
Penahan api menyalakan campuran untuk menghasilkan aliran gas berkecepatan tinggi bertekanan tinggi yang keluar dari mesin dengan kecepatan supersonik.
Ramjets dapat digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan mesin kecil dan sederhana untuk penggunaan kecepatan tinggi, seperti rudal siluman BrahMos India Rusia, dan rudal Akash India menggunakan teknologi ramjet.
Mereka juga telah berhasil digunakan, meskipun tidak efisien, sebagai ujung jet pada rotor helikopter.
Mesin jet Lockheed SR 71 yang legendaris bertindak sebagai ramjet karena kecepatan pesawat melebihi kecepatan suara.
Keuntungan ramjet tidak tergantung pada pasokan oksigen dan tidak termasuk bagian yang berputar yang membuatnya lebih mudah untuk diproduksi dan dirawat.
Lebih lanjut tentang Scramjet
Sebuah scramjet (Supersonic Combustion RAMjet) adalah varian dari ramjet di mana pembakaran terjadi ketika aliran udara supersonik.
Seperti pada ramjet, scramjet juga memampatkan udara yang masuk sebelum pembakaran menggunakan kecepatan kendaraan.
Namun, ramjet memperlambat aliran udara ke kecepatan subsonik di dalam mesin sebelum pembakaran, meskipun aliran udara di scramjet bersifat supersonik di seluruh mesin.
Aliran supersonik menciptakan lebih banyak reaksi yang memberikan kemampuan scramjet untuk beroperasi secara efisien pada kecepatan Hipersonik; kecepatan tertinggi teoritis scramjet berada di antara Mach 12 (15.000 km/jam) dan Mach 24 (29.000 km/jam), dan pesawat udara tercepat memiliki mesin Scramjet; NASA X-43A mencapai Mach 9,6.
Seperti ramjet, scramjet tidak memiliki bagian yang bergerak di dalam mesin dan mewarisi semua persyaratan mendasar seperti sistem propulsi primer untuk mempercepatnya hingga kecepatan supersonik.
Sementara scramjet secara konseptual sederhana dalam desain dan konstruksi, implementasi sebenarnya dibatasi oleh tantangan teknik yang ekstrim.
Hambatan aerodinamis pada penerbangan Hipersonik di dalam atmosfer sangat besar, dan suhu yang ditemukan di pesawat dan mesin jauh lebih besar daripada suhu di sekitar udara; karenanya membutuhkan bahan baru untuk menahan suhu.
Mempertahankan pembakaran dalam aliran supersonik menimbulkan tantangan tambahan karena, dalam waktu milidetik, bahan bakar harus disuntikkan, dicampur, dinyalakan, dan dibakar.
Selain keunggulan ramjet biasa, scramjet memiliki impuls spesifik (perubahan momentum per unit propelan) yang lebih tinggi daripada mesin jet konvensional.
Ramjet menghasilkan impuls spesifik antara 1000 dan 4000 detik, sedangkan roket hanya menyediakan 600 detik atau kurang.
Karena scramjet memiliki kinerja teoretis yang tinggi, mereka telah diusulkan sebagai pembangkit listrik untuk kendaraan orbit generasi berikutnya dan NASA melakukan penelitian ekstensif di arena teknologi scramjet.
Apa perbedaan antara Ramjet dan Scramjet?
- Aliran di dalam ramjet bersifat subsonik sedangkan di Scramjet bersifat supersonik.
- Scramjet menghasilkan impuls spesifik yang lebih tinggi.
- Secara teoritis Ramjet memiliki jangkauan kecepatan 1 hingga 6 Mach, sementara di Scramjet, kisarannya adalah 12 hingga 24 Mach.
Namun, kecepatan tercepat yang diperoleh secara praktis adalah 9,6 mach yang diperoleh oleh X-43A.
Sumber Diagram:
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ramjet_operation.svg
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Scramjet_operation_en.svg