Patoputkimoottori

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Patoputkimoottori (engl. ramjet) on reaktiomoottorityyppi, jossa ei ole liikkuvia osia. Patoputkimoottorit eivät toimi paikallaan, vaan vaativat nopeutta, jotta ilma saataisiin puristumaan moottoriin, koska patoputkimoottoreissa ei ole ahdinta. Patoputkimoottorilla varustut ilma-alukset nosteaankin tästä syystä usein ilmaan toisen lentokoneen tai apuraketin kyydissä, jolloin saavutetaan moottorin käynnistämiseen vaadittava ilmannopeus. Patoputken paras hyötysuhde saavutetaan noin kolmen Machin nopeuksilla, mutta moottorityyppi toimii aina kuuden Machin nopeuksiin saakka.

Patoputkimoottoreita voidaan käyttää esimerkiksi suurilla nopeuksilla lentävissä laitteissa, kuten ohjuksissa ja ammuksissa. Asesuunnittelijat ovatkin kehitelleet esimerkiksi patoputkimoottorilla varustettua 120 mm kranaatinheittimen ammusta, joka pystyisi moottorin avulla saavuttamaan jopa 35 kilometrin kantaman.[1] Moottoria on käytetty myös onnistuneesti työntövoiman tuottamiseen helikopterin lapojen päissä.[2]

Jatkuvaan palamiseen perustuvat patoputkimoottorit sekoitetaan usein katkonaiseeen palamiseen perustuviin sysäysputkimoottoreihin, sekä samantapaisiin, mutta suuremmilla virtausnopeuksilla toimiviin SCRAMJETeihin.

Ramjet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ramjetin toimintaperiaate

Ramjet on yksi tunnetuimmista patoputkimoottorin tyypeistä. Sen toimintaperiaate ilmenee oheisesta kuvasta. Ramjet on periaatteessa putki, jonka etuosasta (inlet) ilma virtaa sisään ja putken muotoilun ansiosta se puristuu kasaan (compression) samalla kun virtausnopeus laskee. Moottorin sisällä ilmaan sekoitetaan polttoainetta (fuel injection), joka poltetaan polttokammiossa (combustion chamber) ja kuumuudessa laajentunut pakokaasu suihkutetaan suuttimen (nozzle) kautta ulos (exhaust). Muiden suihkumoottorien tapaan työntövoima syntyy suurinopeuksisesta ilmavirrasta.

Ramjet on teknisesti hyvin lähellä rakettimoottoria. Merkittävä ero tulee kuitenkin siitä, että ramjetissä palamiseen vaadittava happi tulee konetta ympäröivästä ilmasta, eikä erillisestä happitankista. Ramjet-moottorin hankala piirre on, että se ei toimi, ellei liikuta nopeuksilla, jotka ovat yli puolet äänennopeudesta. Lisäksi ilmavirran hidastaminen moottorin kurkussa alle äänennopeuden aiheuttaa shokkiaallon, jonka vuoksi moottori tuottaa huomattavan suuren ilmanvastuksen. Jotta polttoaineen liekki ei sinkoutuisi ilmavirrassa moottorista ulos, polttokammioon on myös asetettava ilman virtausta haittaavia esteitä, liekinpitimiä, jotka kasvattavat ilmanvastusta lisää.

Bloodhound-ohjuksen Thor ramjet-moottori

Nestemäistä polttoainetta käyttävässä moottorissa (Liquid Fuel RamJet, LFRJ) polttoaine suihkutetaan ilmavirtaan kun taas kiinteää polttoainetta käyttävässä ratkaisussa (Solid Fuel Integrated Rocket Ramjet, SFIRR) polttoaine on kiinnitetty polttokammion seinään, josta se vähitellen palaa pois. Kylmän sodan aikana Yhdysvalloilla oli suunnitteilla Project Pluto, jossa ilma kuumennettaisiin ohjaamalla se ydinreaktorin läpi.

Ramjet-moottoreita käytetään lähinnä ohjuksissa ja joissakin koeluontoisissa lentokoneissa. Ohjuksista eräs tunnetuimpia lienee Bloodhound, jossa on kaksi kaksoisramjetiä ja niiden keskellä erillinen alkuvauhdin antava rakettimoottori.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. McNab, Chris; Hunter Keeter (2008). Tools of Violence: Guns, Tanks and Dirty Bombs. Osprey Publishing, 145. ISBN 1-84603-225-3. 
  2. "Here Comes the Flying Stovepipe", TIME, 26 November 1965. Luettu 2008-03-09. 
Tämä ilmailuun liittyvä artikkeli on tynkä. Voit auttaa Wikipediaa laajentamalla artikkelia.