Supersonic Combustion Ramjet (SCRAMJET)

 Supersonic Combustion Ramjet {SCRAMJET}.

El scramjet es un motor a reacción cuyo desarrollo está basado en la tecnología de los motores ramjet. Como buen motor a reacción que es y a diferencia de los cohetes y misiles convencionales, que transportan a bordo el combustible y el oxidante necesarios, ya que deberán funcionar fuera de la atmósfera, el scramjet (el motor a reacción en general)sólo necesita llevar combustible, ya que el oxidante lo toma de la atmósfera (oxígeno). Así pues el scramjet funciona como un ramjet, pero a diferencia de este, es capaz de gestionar la dinámica de una combustión cuando el aire se mueve más rápido que el sonido. Así, mientras el ramjet “sólo” puede alcanzar Mach 4 dado que el aire interno es "frenado" hasta una velocidad subsónica, el scramjetpuede superar Mach 5 con dicho aire moviéndose a velocidades supersónicas.



I) La necesidad del Scramjet.

El objetivo de cualquier organización cuyo destino es el espacio es conseguir velocidades orbitales para sus naves al más bajo coste posible. Por ejemplo, el Space Shuttle Estadounidense precisa de una aceleración de 17400 millas porhora para lograr alcanzar su órbita terrestre a 300 km de distancia, lo que equivale a M 25, pero el costo de situar 1kg de carga a esas alturas está en unos 20000 dólares, así que el reto está en encontrar un método más económico de alcanzar tales velocidades.
· Las aeronaves de mayor prestación a día de hoy que llevan una planta motopropulsora turbofán no tienen ninguna esperanza de conseguirvelocidades orbitales. Las velocidades máximas que consiguen aviones como el McDonnell Douglas F-15 “Eagle” es de sólo M 2,5. Una vez el aire ambiental ha entrado en el motor turbofán, es dirigido a la fase del compresor donde tras una serie de etapas es comprimido para posteriormente enviarlo a la cámara de combustión donde se añade el combustible y se quema la mezcla. Los gases de combustión sondirigidos detrás del avión produciéndose el empuje. Pues bien, a velocidades por encima de M 3 el aire comprimido alcanza temperaturas tan extremas que los álabes de las etapas del compresor empiezan a fallar.
· Hay otro tipo de motor a reacción que no usa compresor fan y que en vez de eso aprovecha la velocidad de la aeronave y gracias a la geometría de la toma de entrada del motor consiguecomprimir el aire ambiental. Es el motor ramjet, sin embargo el problema de este tipo de motores sigue siendo las extremas temperaturas que se alcanzan en la compresión y la deceleración que se produce cuando el flujo de aire entrante a velocidad supersónica es frenado a velocidad subsónica en la cámara de combustión. Hasta la fecha la mayor velocidad conseguida por un avión que porte un motor ramjetha sido para el SR-71 “Blackbird” a M 3,2, todavía por debajo de las velocidades orbitales. El “Blackbird” fue propulsado por motores ramjet que fueron enteramente construidos con titanio y aleaciones de titanio.
· Los EE.UU. y muchas otras naciones han desarrollado sus naves espaciales y lanzaderas exclusivamente con motores cohete, han experimentado mucho, pero el principal problema persiste,deben llevar su propio oxidante con ellos, en la mayoría de los casos es oxigeno liquido (LOX) o un polvo químico seco. Por ejemplo el Space Shuttle con máxima carga de pago, requiere que un 64% del peso que hay que levantar sea debido a los oxidantes líquido y sólido. Y este problema se traduce en un problema económico, una reciente estimación refleja unos costos de 20000 dólares por kilogramo.Varias razones que explican este alto costo son: 1) La producción de oxígeno líquido es un proceso difícil y caro. 2) La seguridad de almacenamiento de grandes cantidades durante largos periodos de tiempo es también una propuesta costosa. 3) Las válvulas y mangueras que llevan el oxígeno líquido de los tanques de almacenamiento a los vehículos de lanzamiento deben ser altamente resistentes y de...