دراسات حالة عن المظاهرات الناجحة التي تعرض لها الرمل

مقدمة إلى تكنولوجيا رامجيت

ولا يمكن أن تؤدي محركات الرجم إلى زيادة بسيطة وأكبر أشكال من الدافع الجوي، كما أن من غير المحركات التصاعدية التقليدية أو الاضطرابات، أن تؤدي إلى ارتفاع في سرعة الصواريخ، إلى ارتفاع كبير، ولا يمكن أن تؤدي إلى حدوث ارتفاع كبير في سرعة الصواريخ، بل إلى حدوث ارتفاع كبير في سرعة الصواريخ، بل إلى اعتماد كامل على حركة المركبات إلى الضغط على الهواء الوافد من خلال مستعمل مختلط معتمد بعناية.

فالرمجيتس أكثر فعالية في نطاق ماتش 3 إلى ماتش 6 حيث يقدمون دفعات محددة أعلى بكثير من محركات الصواريخ لأنهم لا يحملون الأوكسيديزر على متنها، وهذه الميزة من حيث الكفاءة تجعلهم مثاليين للقذائف ذات السرعة العالية، ومركبات البحث الفائقة السرعة، ومنظومات الإطلاق الفضائية المحتملة التي تفرزها المركبات الجوية في المستقبل.

وقد كان اختبار الارتطام بمحركات الهرم والخراطيمجيت محوراً لبحوث الفضاء الجوي منذ منتصف القرن العشرين، وقد أفسحت الجهود المبكرة في الولايات المتحدة وروسيا وفرنسا المجال أمام المظاهرات المتطورة التي أعقبت ذلك، ومن خلال تحليل هذه المظاهرات الناجحة للرحلات، اكتسب المهندسون بؤرة حاسمة في تصميم النسيج، والإدارة الحرارية، والسلوك المادي، واستقرار الاحتراق بالسرعة العالية.

مظاهر بارزة للطيران

برنامج وكالة ناسا للكهرباء

ومن المثير للاعجاب أن برنامج " X-43A " هو أشهر مظاهرة طيران في التاريخ، وقد وضع في إطار برنامج " هايبر-X " التابع للأكاديمية الوطنية للملاحة الجوية، وكان جهاز اختباري صغير غير مأهول، مصمم لإثبات جدوى الدفع المتحرك بالسرعة القصوى في السرعة القصوى، وألحقت المركبة بمعزّز متين للصواريخ الصلبة في بيغاسوس، مما عجلها بالارتفاع ومحركها.

وفي 27 آذار/مارس 2004، قامت طائرة معززة من طراز Pegasus بتعطيل تاريخها في الرحلة الثالثة والأخيرة، وبعد أن انفصلت عن الطائرة الحاملة من طراز B-52 على المحيط الهادئ، قامت بتصويرها على ارتفاع نحو 000 95 قدم وسرعة محرك متحرك من طراز Mach7، ثم حرقت مركبة من طراز X-FiG وقودها لمدة 10 ثوان.

وتشمل الإنجازات التقنية الرئيسية للشركة X-43A استخدام تصميم متكامل للإطار الجوي - المحركات، حيث كان النسيج الأدنى بأكمله هو المركب والزلاجة، حيث تجاوزت المساحة الصغيرة للمركبات - 12 قدماً، وزادت طولها 5 أقدام - نصف مئوي التحدي الهندسي المتمثل في احتواء الاحتراق فوق الصوتي والسيطرة عليه عند درجات حرارة قصوى، واستخدم X-43A حجرة حماية سطحية تبلغ مساحتها نحو 000 12 متر.

مركبة مصفحة من طراز X-51A - رصانة خارقة في مركبة عملية

وفي حين أثبت " X-43A " الفيزياء الأساسية لدافع القاذورات، فإن " وافريدر " X-51A " الذي يهدف إلى إثبات استمرار التشغيل في محرك مزود بالهيدروكربونات أكثر تمثيلاً، وقد أثبت هذا المشغل المزود بالهيدروكربونات المأمونة، الذي طوره مختبر البحوث التابع للقوات الجوية في الولايات المتحدة، ووكالة الفضاء الوطنية للملاحة الجوية، وشركة Boeing، وقود طراز X-51A، استخدام وقود الطائرات من طراز JP-7 في السوقيات " .

وقد حقق برنامج X-51A أربعة اختبارات طيران في الفترة بين عامي 2010 و2013، وكانت الرحلة الأولى في 26 أيار/مايو 2010 نجاحاً جزئياً: حيث أحرقت الطائرة المتحركة وشغلت لمدة 140 ثانية تقريباً، وازدادت سرعة الصواريخ من 4.8 إلى 5 إلى 5، ثم فقدت الدفع بسبب فشل في إغلاقها، بينما فشلت الرحلة الثانية في حزيران/يونيه 2011 عندما لم تتمكن المركبة من الانتقال من معززة الصواريخ إلى نمط القاذف.

وقد أثبت " X-51A " أن الخراطيش المزود بالهيدروكربونات يمكن أن ينتج زخما صافيا إيجابيا على مدى فترة طويلة، وهو معلم حاسم الأهمية بالنسبة لتطبيقات الأسلحة، وقد استخدم المحرك تصميما مزدوجا/مركبة الكهرموز، مما يعني أنه كان بمثابة هرم أثناء مرحلة التعجيل الأولي وانتقال إلى أسلوب التطهير حيث زادت سرعة الوقود.

SAFRAN’s Magnetohydrodynamic (MHD) Demonstration

وقد كانت شركة الفضاء الجوي الفرنسية SAFRAN قائداً في تكنولوجيا الهرم لعدة عقود، ولا سيما بالنسبة لقذائف مثل " أس بي " (Air-Sol Moyenne Portée) وفي عام 2015، أعلنت شركة SAFRAN عن نجاح اختبارات على أرضية لمفهوم " هرمية " مغنطيسي " ، وهو ما يخالف الترامات التقليدية والاختلالات التراكمية، التي تعتمد فقط على تركيبة الهوائية.

وقد أجريت مظاهرة هرمية تابعة لسفينة SAFRAN في مرفق اختبار مخصص في فرنسا، وفي حين لم يجر اختبار للرحلات الحقيقية على الأرض مع مولد للتدفقات عالية السرعة - كان الاختبار مصمما لتمثيل ظروف مماثلة للرحلة السادسة، وقد وضع قسم وزارة الصحة بعد المضخة، حيث كان بمثابة زهرة كهربائية الكهرمغنطيسية، وقد أثبت الاختبار أن استخدام الطاقة الكهربائية في مرحلة التدفق بلغت ٣٠ في المائة.

ويمكن أن يؤدي البحث عن الهرم الذي تقوم به شركة SAFRAN في مجال الطاقة إلى آثار على القذائف والطائرات العالية السرعة في المستقبل، ويمكن للمحرك أن يعمل على نطاق أوسع من السرعة، لأن مرحلة تطوير الطاقة يمكن أن تعوض عن انخفاض ضغط الأرام بالسرعة الدنيا، وهذا المفهوم يمكن أن يؤدي إلى نظام هرمي متغير في الدراجات يعمل من محطة ماتش 3 إلى ماك 8 على الأقل دون الحاجة إلى إحداث تغييرات في الهندسة الميكانيكية.

برنامج هيفير - منظمة البحوث الدولية في مجال الطيران

وقد أجرى برنامج " التجارب المتعلقة ببحوث الطيران الدولي " ، وهو تعاون بين مختبر بحوث القوات الجوية الأمريكية والفريق الأسترالي لعلوم وتكنولوجيا الدفاع، سلسلة من رحلات الصواريخ السبرية بين عامي 2006 و 2018، واستهدفت شركة هيفير جمع بيانات أساسية عن الفيزياء البرمجية، والانتقال إلى الاضطرابات، وسلوك محرك الهواء العالي السرعة.

وكان أحد أهم الرحلات هو طائرة هيفري 1 في عام 2009 وعزز صاروخ من طراز تيرير - أوريون من الحمولة التي تحتوي على محرك محرك مركب من طراز UQ (جامعة كوينزلاند) إلى ماتش 8 على ارتفاع 30 كيلومتراً، وشغل المحرك لمدة 6 ثوان تقريباً، وحقق الاحتراق المفرط لوقود الهيدروجين، وأكدت التجربة على سلوك سائل مركب من طراز هيستيرو - إي تي - إي تي - إي تي - إي تي

وتكمن قيمة برنامج هيفري في نهجه المنهجي: فكل رحلة تجري فيها تجربة فرضية علمية محددة بشأن عملية التطهير، مثل تثبيت الاحتراق، والخلط بين الوقود والجو بسرعة عالية، والحمولات الحرارية، وقد أبلغت البيانات المستمدة من رحلات هيفرير مباشرة تصميم برامج أكبر من المواد السامة مثل نظام " تكتيكبوت بوت " (TBG) و " هيومك " (He-Brea).

Boeing’s HyFly - A Dual-Combustor Ramjet Demonstration

وابتداء من أوائل العقدين الماضيين، تابعت إدارة الشؤون الاقتصادية والاجتماعية، بالشراكة مع بوينغ ومكتب البحوث البحرية، برنامج " هايفلي " (إشهار الضوء الهالثي) واستخدمت تصميما فريدا من نوعه ذي طابع مزدوج، حيث أنتج مولد غازي مستقل غازا ساخنا غنيا بالوقود، ثم أُدخل في غرفة الاحتراق الرئيسية.

وقد أجرى الفريق اختبارين للرحلات الجوية من منطقة المحيط الهادئ، الأول في عام 2007 قصيرا بسبب عطل في الدفع، وقد أثبت الاختبار الثاني في عام 2008 بنجاح محرك الدي آر في ماش 5-5 قبل أن يتسبب فشل التحكم في فقدان المركبة، وعلى الرغم من عدم اكتمال الرحلة، أثبت الاختبار أن مفهوم القيادة الرقمية يمكن أن يولد زخما إيجابيا ويوفر الأساس لصاروخ كهربي عملي ذي أبعاد تكتيكية(أ).

الآثار والتوقعات المستقبلية

وقد قامت المظاهرات الجوية المذكورة أعلاه ببناء قاعدة معارف قوية لتطبيق عملية الدفع بالهرامجيت والزجاجة، وقد أثبت برنامج " X-43A " أن وجود نظام مدمج مزود بالهيدروجين يمكن أن يعمل بسرعة تتجاوز ماش 9 وأن ينجو من البيئة الحرارية والهيرودينامية القصوى، وقد ترجمت هذه البيانات إلى محرك أكثر عملية وزهيدة من حيث الطاقة الهيدروكربونية، مما أثبت إمكانية حدوث تدفق

وتتجه هذه التطورات الآن إلى الجيل القادم من النظم الصوتية، وتقوم الولايات المتحدة بتطوير مفهوم الأسلحة الهيومية التي تبث الهواء، الذي يستخدم صاروخاً ذا طاقة متحركة قادر على إنتاج ماتش ٦ وما فوقه، مع وجود نطاق كاف لإضراب أهداف حرجة من مسافات متبقية، وتتعاون استراليا والمملكة المتحدة على استكشاف نتائج الصواريخ المتكاملة المتعددة الأطراف.

ولا تزال هناك تحديات كبيرة، إذ تتطلب الرحلة المستمرة للارتفاع المفرط مواد يمكن أن تصمد في درجات الحرارة أكثر من 000 3 درجة شرقا لفترات طويلة، ويجري في نهاية المطاف صقل التبريد النشط باستخدام الوقود كمبرد، ويجب أن يستوعب تصميم موجات واسعة من السرعة، وأن يكون الانتقال بين مراحل تعزيز وتطهير المحركات غير متجانسة، وأن النماذج الحاسوبية ما زالت تتحسن، ولكن اختبارات الطيران لا تزال أداة التحقق النهائي.

والآثار الاقتصادية ذات شأن، إذ يمكن لمحركات التهوية أن تتيح السفر عبر نقطة إلى نقطة السفر على الصعيد العالمي في أقل من ساعتين، وأن تخلق أسواقا جديدة لإطلاق السواتل من طائرات ذات ضغط دمى، وأن تغير بشكل كبير طبيعة الحرب من خلال الضغط على جداول زمنية للانخراط، وقد حولت المظاهرات الناجحة التي جرت في العقدين الماضيين الاندفاع من خط العرض الاستبانة إلى تكنولوجيا جاهزة لتكامل النظام الموحد عالميا)٤(.

خاتمة

وقد تؤدي الدراسات الإفرادية مثل برنامج " ناسا " ، و " خط الاستنساب " ، و " خط الاستنساب " ، و " خط الاستنبات " ، و " " التدفق " ، و " الأشعة المتطورة " ، إلى " ، و " " " " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، " ، "