اساس کار موتورهای رمجت بر پایه پدیده‌ای بنام Ram Effect است که در حقیقت همان فشرده شدن و تراکم خود به خود هوا در اثر حرکت یک وسیله با سرعت بسیار زیاد است. این پدیده از سرعت‌های ۵۰۰ کیلومتر بر ساعت به بالا خود را نشان می‌دهد و تا سرعت صوت و حتی سرعت‌های بالاتر از ۳ ماخ به حداکثر بازدهی خود نمی‌رسد. به همین دلیل است که در چنین سرعتی فشرده شدن هوا تا اندازه‌ای است که تراکم لازم برای عملکرد کامل موتور احتراق به وجود می‌آید و عملا دیگر نیازی به کمپرسور موتور و در پی آن توربین برای چرخاندن کمپرسور نخواهد بود.
از آنجایی که احتراق موتور در سرعت مافوق صوت مانند روشن کردن یک کبریت در گرباد است، برای ایجاد احتراق در موتورهای رمجت، قسمتی در ابتدای موتور به شکل یک شیء مخروطی با نام دفیوزر تعبیه شده است که وظیفه دارد با تولید امواج ضربه‌ای، سرعت هوای ورودی به موتور را به زیر سرعت صوت برساند. در اینجا مجددا پدیده رم افکت بروز پیدا کرده و انرژی جنبشی هوا تبدیل به فشار و حرارت بالا میشود که این فشار و حرارت تراکم لازم برای احتراق را فراهم می‌آورد.
پس از این مرحله و ورود هوای فشرده به محفظه احتراق و ترکیب با سوخت و جرقه شمع، احتراق صورت می‌گیرد و در مرحله بعد وارد قسمت بسیار مهمی در موتورهای رم جت با نام Flame Holder یا شعله نگهدار میشود که وظیفه مدیریت شعله های خروجی حاصل از احتراق را بر عهده دارد و در نهایت با خروج گازهای خروجی از قسمت انتهایی موتور، نیروی پیشران حاصل میشود.
دیاگرام اجزای موتور اسکرم‌جت و رمجت
همانگونه که ذکر شد، موتورهای رم جت برای انجام عملیات احتراق نیازمند آن هستند تا سرعت هوای ورودی به زیر سرعت صوت تقلیل پیدا کند، اما گونه دیگری از این موتورها با نام Scramjet یا Supersonic Coumbustion RamJet وجود دارد که قابلیت انجام عمل احتراق در این موتورها در سرعت‌های بالاتر از صوت فراهم است. دلیل این قابلیت استفاده از سوخت هیدروژن در این موتورها به دلیل دمای بالای کارکرد است که آن را قادر به کار کردن در سرعت‌های هایپرسونیک (بالای ۵ ماخ) می‌سازد.
از جمله پرنده‌هایی که از این نمونه موتور استفاده می‌کنند، هواپیمای بدون سرنشین و تحقیقاتی ناسا تحت عنوان X-۴۳ است که در پروازهای آزمایشی خود توانسته به سرعت۱۰ ماخ نیز دست پیدا کند.
دیاگرام نحوه عملکرد موتورهای توربوجت، رمجت و اسکرم‌جت
در مقایسه ویژگی موتورهای رم جت با موتورهای توربوجت این است که بر خلاف موتور توربوجت که معمولا بیش از ۸۰ درصد انرژی حاصل از گازهای خروجی صرف گرداندن توربین میشود، در موتورهای رم جت تمام نیرو و انرژی گازهای خروجی تبدیل به نیروی پیشران و تراست میشود و به همین دلیل است که دستیابی به سرعت های بسیار بالا به وسیله این موتورها امکان پذیر است.
امروزه در معدود کشورهای پیشرفته و قدرتهای بزرگ جهان، از انواع موتورهای رم جت برای موثرتر کردن تسلیحات نظامی استفاده میشود که از جمله آنها را می‌توان موشک‌های هوا به هوا، زمین به هوا، بالستیک، کروز، پهپادها و مهمات توپخانه‌ای برشمرد.
رمجت بالستیک‌ها را متحول می‌کند
موشک‌های بالستیک زمین به زمین را می‌توان یکی از اصلی‌ترین ارکان قدرت دفاعی و بازدارندگی کشورمان برشمرد که طی سالهای اخیر توفیقات و طراحی‌های منحصربه‌فردی در این حوزه به نام جمهوری اسلامی ایران به ثبت رسیده است. یکی از مواردی که موتورهای رمجت می‌تواند به توسعه و تکمیل آن کمک کند، موشک‌های بالستیک هستند که با استفاده از این گونه موتور می‌توانند به سرعت‌های بسیار بالا دست یابند.
موشک روسی «آوانگارد» را می‌توان از جمله موشک‌های بالستیک قاره پیمایی برشمرد که از فناوری موتورهای اسکرم‌جت برخوردار است که در سال ۲۰۱۸ میلادی توسط ولادیمیر پوتین رئیس جمهور روسیه از آن پرده برداری شد و تا سال ۲۰۲۰ به صورت عملیاتی در اختیار نیروی استراتژیک موشکی روسیه قرار خواهد گرفت.
آوانگارد می‌تواند در فاز شلیک و سیر به سرعت ۹ ماخ و در فاز اصابت به سرعت ۲۷ تا ۳۰ ماخ بر اساس اعلام منابع روس برسد و به این ترتیب رهگیری و انهدام آن توسط سامانه های پدافندی و سپرهای دفاع موشکی غیرممکن خواهد بود.
به گفته کارشناسان نظامی فقط وسایل لیزری فضا پایه می توانند موشک هایپرسونیک «آوانگارد» را رهگیری کنند که در حال حاضر چنین تجهیزاتی وجود ندارد و دستیابی به آنها حتی در آینده دور نیز چشم اندازی ندارد.
استفاده از فناوری موتورهای رمجت در موشک‌های بالستیک می‌تواند اثرگذاری بیشتری را برای بالستیک‌های ایرانی فراهم کند.
توپخانه؛ عرصه‌ای نو برای بهره‌برداری از رمجت
استفاده از مهمات توپخانه‌ای با پیشران رمجت به منظور دستیابی به سرعت‌های بالا، از دیگر مواردی است که می‌تواند این تکنولوژی به کار گرفته شود. اخیرا یک شرکت نروژی در نمایشگاه تسلیحات Eurosatory پاریس از طرحی رونمایی کرده که بر اساس آن مهمات ۱۵۵ میلیمتری توپخانه‌ای با برد بیش از ۶۰ مایل (۹۶ کیلومتر) را با استفاده از پیشران رمجت و سوخت جامد تا سال ۲۰۲۰ میلادی آزمایش خواهد کرد.
این شرکت نروژی همچنین ادعا کرده که سرعت این پرتابه‌ها تا سه برابر صوت خواهد رسید و پیشران رمجت آن قادر است این سرعت را در حدود ۵۰ ثانیه حفظ کند.
با توجه به پیشرفت‌هایی که در کشور طی سالهای اخیر در زمینه مهمات توپخانه‌ای به وجود آمده که از جمله آن می‌توان به تولید گلوله‌های هدایت لیزری یا «کراسنوپول» اشاره کرد، به نظر می‌رسد دستیابی به فناوری موتورهای رمجت در کشور می‌تواند زمینه توسعه مهمات توپخانه‌ای با این فناوری را هم فراهم آورد.
رمجت در موشک‌های پدافند هوایی
شرکت نروژی Nammo همچنین به دنبال توسعه یک مدل از موشک‌های پدافند هوایی زمین به هوا (SAM) با بهره‌گیری از پیشران‌های رمجت است که برد بیش از ۵۰۰ کیلومتر را فراهم می‌آورد.
بر اساس طرح ارائه شده از سوی این شرکت در یک نمایشگاه دفاعی، این موشک بر اساس موشک پدافند هوایی RIM-۶۵ Sea Sparow توسعه یافته که قابل نصب بر روی پلتفرم‌های مختلف زمینی، دریایی و هوایی خواهد بود.
در طراحی این موشک از یک بوستر سوخت جامد برای رسیدن به سرعت ۳ ماخ و در ارتفاع ۱۵ تا ۱۸ کیلومتر استفاده شده و پس از آن موتور رمجت فعال شده و نیروی پیشران موشک در سرعت‌های بالاتر را تامین خواهد کرد.
افق در نظر گرفته شده برای آزمایشات و تست‌های میدانی اولیه این موشک در سال ۲۰۲۳ درنظر گرفته شده است.
چین نیز از دیگر کشورهایی است که به دنبال استفاده از تکنولوژی موتورهای رمجت در موشک‌های خود اعم از موشک‌های زمین به هوا و هوا به هوا است. بر اساس اطلاعات منتشر شده، چین به دنبال توسعه نمونه‌ای از موشک‌های هوابه هوای PL-۱۵ برای جنگنده‌های J-۲۰ خود است که بتواند به سرعت بیش از ۵ ماخ برسد.
طراحی موشک‌های پدافند هوایی در کشورمان در سالهای اخیر روند بسیار پرشتابی را داشته تا جایی که طراحی موشک‌هایی مانند خانواده طائر و خانواده صیاد توانسته نیاز کشور را در برد و ارتفاع‌های مختلف برطرف کند که در آخرین نسخه از موشک‌های پدافندی خانواده صیاد یعنی صیاد-۴ در سامانه پدافند هوایی باور-۳۷۳ از تکنولوژی کنترل بردار رانش (TVC) به منظور مانورپذیری بیشتر موشک و مقابله با پرتابه‌های بالستیک استفاده شده است.
بدون شک در صورت بهره‌برداری از موتورهای رمجت در حوزه طراحی و ساخت موشک‌های پدافندی می‌توان شاهد افزایش اثر و کشندگی این موشک‌ها در مقابله با انواع اهداف هوایی و پرتابه‌های مختلف بود.
منبع: فارس