Кіріспе
Жанар көздері ауа ағынынан жоғары жылдамдықта жануды жүзеге асыратын реактивті қозғалтқыш – скрамджет (сверхзвуқтық жану камералы қозғалтқыш) – ауамен жұмыс ілейтін реактивті қозғалтқыштың бір түрі, онда жану үдерісі ауа ағынынан жоғары жылдамдықта өтеді. Рамджеттер сияқты, скрамджет келіп түсетін ауаны жану алдында күшпен қысу үшін жоғары жылдамдыққа тәуелді (сондықтан рамджет деп атайды), бірақ рамджет ауаны жану алдында соққылық конустар арқылы дыбыс асты жылдамдыққа дейін баяулатса, скрамджетте соққылық конус болмайды және ауа ағыны соққылық конус орнына оның тұтану көзінен шығатын соққылық толқындар арқылы баяулайды. Бұл скрамджеттің өте жоғары жылдамдықтарда тиімді жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Скрамджет қозғалтқыштары бірнеше операциялық әскери көліктерде қолданылған, бірақ скрамджеттер көбінесе зерттеу және тәжірибелік үлгілерде көрсетілген. Бұған 2024 жылдың наурызында Украинаға скрамджетпен жабдықталған зымыранмен жасалған шабуыл ерекше жағдай.
A scramjet (supersonic combustion ramjet) is a variant of a ramjet airbreathing jet engine in which combustion takes place in supersonic airflow. As in ramjets, a scramjet relies on high vehicle speed to compress the incoming air forcefully before combustion (hence ramjet), but where as a ramjet decelerates the air to subsonic velocities before combustion using shock cones, a scramjet has no shock cone and slows the airflow using shockwaves produced by its ignition source in place of a shock cone. This allows the scramjet to operate efficiently at extremely high speeds. Although scramjet engines have been used in a handful of operational military vehicles, scramjets have so far mostly been demonstrated in research test articles and experimental vehicles. An exception to this is the Russian attack of Ukraine with a scramjet powered missile in March 2024.
2000 жылға дейін
Bell X 1 ұшағы 1947 жылы дыбыс жылдамдығынан асып өтті, ал 1960 жылдардың басында ұшақтардың жылдамдығын арттыру бойынша жұмыстар бірнеше жыл ішінде "гипердыбыстық" жылдамдықпен ұшатын ұшақтардың пайда болуы мүмкін екенін көрсетті. Солтүстік Американың X 15 және басқа да ракеталық қозғалтқыштармен жұмыс істейтін ғарыш аппараттарын қоспағанда, ұшақтардың ең жоғары жылдамдығы әдетте Mach1 мен Mach3 аралығында сақталды. 1950-1960 жылдар аралығында АҚШ-тың аэроғарыш бағдарламасы аясында Александр Картвели мен Антонио Ферри скрамджет технологиясын қолдаушылар болды. 1950-1960 жылдары АҚШ пен Ұлыбританияда түрлі эксперименталды скрамджет қозғалтқыштары жасалып, сынақтан өтті. Антонио Ферри 1964 жылдың қараша айында өзінің инерциялық күшін беретін скрамджетін сәтті сынап көрсетті, ол 517 фунт күш (2,30 кН) қуаттылығын шығарды, бұл оның жоспарлаған мақсатының 80% құрады. 1958 жылы жарияланған бір аналитикалық мақалада үстіркілді жану реактивті қозғалтқыштарының артықшылықтары мен кемшіліктері талқыланды. 1964 жылы Фредерик С. Биллиг пен Гордон Л. Даггер Биллигтің докторлық диссертациясы негізінде үстіркілді жану реактивті қозғалтқышына патент алуға өтініш берді. Бұл патент 1981 жылы құпиялылық режимін алып тастағаннан кейін ресімделді. 1981 жылы Австралияда профессор Рэй Сталкердің басшылығымен АНУ-дегі T3 сынақ орталығында сынақтар жүргізілді. Скрамджеттің алғашқы сәтті ұшу сынағы 1991 жылы КСРО үстінде NASA-мен бірлесіп жүргізілді. Бұл 1970 жылдардың соңында Мәскеудегі Орталық авиациялық моторлар институты (ЦИАМ) жасаған, бірақ SM 6 зымырына FeCrAl қорытпасымен жаңғыртылған, Mach 6.8 бастапқы ұшу параметрлеріне жету үшін, ал скрамджет Mach 5.5 жылдамдығымен ұшты. Скрамджет ұшуы SA 5 жер-әуе зымырының үстінде жүргізілді, ол "Гипердыбыстық ұшатын зертхана" (HFL), "Холод" деп аталатын эксперименталды ұшуды қолдау бөлімін қамтыды. Содан кейін 1992-1998 жылдар аралығында CIAM Франциямен, содан кейін NASA-мен бірлесіп, осьтік симметриялық жоғары жылдамдықты скрамджеттік демонстратордың қосымша алты ұшу сынағын жүргізді. Максималды ұшу жылдамдығы 6,4 Mach-қа жетті және скрамджет 77 секунд бойы жұмыс істеді. Бұл ұшу сынақтары автономды гипердыбыстық ұшуды басқару туралы да ақпарат берді.
2000 жылдар
2000-шы жылдары гипердыбыстық технологияны, әсіресе скрамджеттік қозғалтқыштар саласында дамытуда маңызды жетістіктерге қол жеткізілді. HyShot жобасы 2002 жылдың 30 шілдесінде скрамджеттік жануды көрсетті. Скрамджеттік қозғалтқыш тиімді жұмыс істеді және үстіртолақ жануды нақты көрсетті. Дегенмен, қозғалтқыш ұшу аппаратын жылдамдату үшін емес, технологиялық демонстрация ретінде жасалған. Ұлыбританияның Qinetiq қорғаныс компаниясы мен Квинсленд университетінің бірлескен британдық-австралиялық командасы атмосфералық сынақта жұмыс істейтін скрамджетті алғаш рет көрсетті. Hyper X 2004 жылы X 43A көлігімен толық аэродинамикалық басқару беттері бар скрамджеттік қозғалтқышпен ұшудың алғашқы сынағын жүргізді. Үш X 43A скрамджеттік сынағының соңғысы қысқа мерзімге 9,6 Мах жылдамдыққа жетті. 2007 жылдың 15 маусымында АҚШ Қорғаныс ғылыми-зерттеу агенттігі (DARPA) Австралия Қорғаныс ғылым және технология ұйымымен (DSTO) бірлесіп, сынақ аппаратын гипердыбыстық жылдамдыққа жеткізу үшін зымырандық қозғалтқыштарды пайдаланып, Мах10 жылдамдығында сәтті скрамджеттік ұшуды жариялады. НАСА Лэнглидегі аркалық қыздырылатын скрамджеттік сынақ орталығында (AHSTF) Mach8 ұшу жағдайларын имитациялап, скрамджеттік жер сынақтары сериясы аяқталды. Бұл тәжірибелер HIFiRE рейсін қолдау үшін пайдаланылды. 2009 жылдың 22 мамырында Вумерада HIFiRE (Hypersonic International Flight Research Experimentation) гипердыбыстық ұшағының алғашқы сәтті сынақ ұшуы өтті. Бұл ұшу жоспарланған он сынақ ұшудың бірі болды. Ұшулар сериясы Қорғаныс ғылым және технология ұйымы мен АҚШ Әуе күштері арасындағы бірлескен HIFiRE ғылыми-зерттеу бағдарламасының бөлігі. HIFiRE гипердыбыстық технологияны және оның жоғары технологиялы скрамджеттік қозғалтқыштармен жабдықталған ғарышқа ұшыру құралдарына қолданылуын зерттейді. Мақсаты – жаңа Boeing X 51 скрамджеттік демонстраторын қолдау, сондай-ақ жылдам әрекет ететін ғарышқа ұшыру және гипердыбыстық "жедел соққы" қаруларын әзірлеу үшін ұшу сынақтарының берік базасын құру. 2010 жылдың 27 мамырында НАСА мен АҚШ Әуе күштері X 51A Waverider ұшағын шамамен 200 секунд бойы Мах 5 жылдамдығында ұшырып, гипердыбыстық жылдамдықта ұшу ұзақтығы бойынша жаңа әлемдік рекорд орнатты. Waverider белгісіз себептермен жылдамдығын жоғалтып, жоспарланғандай өздігінен қирады. Сынақ сәтті деп жарияланды. X 51A B 52 ұшағына орнатылып, қатты ракеталық күштеуіш арқылы Mach4.5 жылдамдығына дейін үдетілді, содан кейін Pratt & Whitney Rocketdyne скрамджеттік қозғалтқышын іске қосып, 70000 фут (21336 м) биіктікте Mach5 жылдамдыққа жетті. Алайда 2011 жылдың 13 маусымындағы екінші ұшуы қозғалтқыштың этиленде қысқа уақыт жұмыс істегенімен, негізгі JP 7 отынына ауыса алмағандықтан, толық қуатына жетпей ерте аяқталды. 2010 жылдың 16 қарашасында Австралия қорғаныс күштері академиясындағы Жаңа Оңтүстік Уэльс университетінің австралиялық ғалымдары табиғи күймелі скрамджеттік қозғалтқыштағы жоғары жылдамдықты ағынды импульсті лазерлік көзді пайдалану арқылы тұтандыруға болатынын көрсетті. 2012 жылдың 15 тамызында X 51A Waverider сынағы сәтсіз аяқталды. Скрамджетті ұзақ уақыт бойы Мах6 жылдамдығында ұшуға жасалған тыраш ұшу басталғаннан кейін 15 секунд өткен соң, X 51A аппараты басқаруын жоғалтып, бөлініп, Лос-Анджелестің солтүстік-батысындағы Тынық мұхитына құлады. Ақаудың себебі басқару қанатының кемшілігі деп танылды. 2013 жылдың мамырында X 51A Waverider скрамджеттік қуатпен үш минуттық ұшу кезінде 4828 км/сағ (Мах3.9) жылдамдыққа жетті. WaveRider 50000 футтан (15240 м) B 52 бомбалаушысынан түсіріліп, содан кейін қатты ракеталық күштеуіш арқылы Mach4.8 жылдамдығына дейін үдетілді, ал WaveRider-дің скрамджеттік қозғалтқышы іске қосылғанға дейін күштеуіш бөлінді. 2016 жылдың 28 тамызында Үндістанның ғарыш агенттігі ISRO екі сатылы, қатты отынмен жұмыс істейтін зымыранда скрамджеттік қозғалтқышты сәтті сынақтан өткізді. Екі сатылы қатты отынмен жабдықталған "Advanced Technology Vehicle" (ATV) зымыранының екінші сатысының артқы жағына екі скрамджеттік қозғалтқыш орнатылды. Екі скрамджеттік қозғалтқыш ракетаның екінші сатысында, ATV 7350 км/сағ (Мах6) жылдамдыққа 20 км биіктікте жеткенде тұтандырылды. Скрамджеттік қозғалтқыштар шамамен 5 секунд бойы жұмыс істеді. 2019 жылдың 12 маусымында Үндістан Бенгал шығанағындағы Абдул Калам аралынан гипердыбыстық жылдамдықпен ұшу үшін әзірленген ұшқышсыз скрамджеттік демонстрациялық ұшағының алғашқы сынақ ұшуын сәтті жүргізді. Ұшақ "Гипердыбыстық технологияны көрсетуші" деп аталды. Сынақты Қорғаныс ғылыми-зерттеу және дамыту ұйымы жүргізді. Ұшақ елдің гипердыбыстық қанатты зымыран жүйесін әзірлеу бағдарламасының маңызды бөлігі болып табылады.
2020 жылдар
2021 жылдың 27 қыркүйегінде DARPA өзінің гипердыбыстық ауамен тыныстайтын қару тұжырымдамасының скрамджет круиздік зымыранының сәтті ұшқанын жариялады. 2022 жылдың наурыз айының ортасында Украинаға Ресейдің басып кіруі кезінде тағы бір сәтті сынақ жүргізілді. Ресеймен қарым-қатынасты шиеленістірмеу үшін мәліметтер құпия сақталды, ал сәуір айының басында Пентагонның аты-жөні аталмаған лауазымды тұлғасы осы туралы мәлімдеді.
Құрылыс қағидалары
Скрамжеттік қозғалтқыштар – реактивтік қозғалтқыштардың бір түрі, олар жанармай мен тотықтырғыштың жануы арқылы итеру күшін тудырады. Дәстүрлі реактивтік қозғалтқыштар сияқты, скрамжетпен жабдықталған ұшақтар жанармайды бортында тасымалдайды және атмосфералық оттекті жұту арқылы тотықтырғыш алады (ракеталардан айырмашылығы, ракеталар жанармайды да, тотықтырғыш затты да тасымалдайды). Бұл талап скрамжеттердің қолданылуын субұрпалық атмосфералық қозғалтқыштармен шектейді, онда ауадағы оттегінің мөлшері жануды қолдауға жеткілікті. Скрамжет үш негізгі компоненттен тұрады: кіретін ауаның қысылатын конвергенттік кіреберіс; газ тәрізді жанармайдың атмосфералық оттегімен жылу шығару үшін жағылатын күйдіру камерасы; және қыздырылған ауаның итеру күшін тудыру үшін үдетілетін дивергенттік сопло. Құрамында айналатын, желдеткіш тәрізді компоненттер жоқ болғандықтан, скрамжет ауаны қысу үшін қолданбайды, керісінше, атмосферада қозғалатын ұшақтың жылдамдығы кіреберісте ауаның қысылуына себеп болады. 2013 жылдың мамыр айында тағы бір ұшу Mach 5.1 жылдамдығына қол жеткізді. Скрамжеттер тұжырымдамалық тұрғыдан қарапайым болғанымен, нақты іске асыру өте күрделі техникалық қиындықтарға байланысты. Атмосферадағы гипердыбыстық ұшу зор кедергі тудырады, ал ұшақтағы және қозғалтқыштағы температура қоршаған ауадан әлдеқайда жоғары болуы мүмкін. Сонымен қатар, үстірткі ағында жануды сақтау қосымша қиындықтар тудырады, себебі жанармайды миллисекундтар ішінде инъекциялау, араластыру, тұтандыру және жағу қажет. Скрамжет технологиясы 1950 жылдан бері дамып келе жатқанмен, жақында ғана скрамжеттер қуатты ұшуға сәтті қол жеткізді. Скрамжеттер гипердыбыстық ұшу режимінде жұмыс істеуге арналған, турбореактивтік қозғалтқыштардың мүмкіндігінен тыс, және рамаджеттермен бірге турбореактивтік қозғалтқыштардың жоғары тиімділігі мен ракеталық қозғалтқыштардың жоғары жылдамдығы арасындағы бос орынды толтырады. Турбомашиналық қозғалтқыштар дыбыстан төмен жылдамдықтарда өте тиімді болғанымен, трансоникалық жылдамдықтарда тиімділігі төмендейді, себебі турбореактивтік қозғалтқыштардағы компрессорлық роторлар жұмыс істеу үшін дыбыстан төмен жылдамдықтарды қажет етеді. Ағынды трансоникалықтан төменгі үндік жылдамдықтарға дейін баяулату мүмкін болғанымен, үндік жылдамдықтарда мұндай баяулату температураның айтарлықтай өсуына және ағынның жалпы қысымының төмендеуіне әкеледі. Мах 3–4 шамасында турбомашиналар енді тиімді болмайды, ал рама стиліндегі қысу артықшылықты әдіс болады. Рамаджеттер ауаның жоғары жылдамдық сипаттамаларын пайдаланып, ауаны кіріс диффузоры арқылы күйдіру камерасына "үрлейді". Трансоникалық және үстірткі ұшу жылдамдықтарында кіреберістің алдындағы ауа жылдам жеткілікті жылдамдықпен қозғала алмайды және күйдіру камерасына диффузияланғанға дейін диффузорда қысылады. Рамаджеттегі жану турбореактивтік қозғалтқыштарға ұқсас дыбыстан төмен жылдамдықта жүреді, бірақ жану өнімдері конвергентті-дивергентті сопло арқылы дыбыстан жоғары жылдамдыққа дейін үдетіледі. Механикалық қысым құралдары болмағандықтан, рамаджеттер тұрған жерден іске қосыла алмайды және әдетте дыбыстан жоғары ұшуға дейін жеткілікті қысымға қол жеткізе алмайды. Күрделі турбомашиналардың болмауы рамаджеттерге үстірткі жылдамдықты үстірткі жылдамдыққа дейін баяулатумен байланысты температураның өсуіне төтеп беруге мүмкіндік береді. Алайда, жылдамдық артаған сайын диффузордан кейінгі ағынның ішкі энергиясы тез өседі, сондықтан жанармайдың жануына байланысты энергияның салыстырмалы қосылуы төмендейді, бұл қозғалтқыштың тиімділігінің төмендеуіне әкеледі. Бұл жоғары жылдамдықтарда рамаджеттерден туындайтын итеру күшінің төмендеуіне әкеледі. Осылайша, өте жоғары жылдамдықтарда итеру күшін тудыру үшін кіретін ауа ағынының қысымы мен температурасының өсуін қатаң бақылау қажет. Атап айтқанда, бұл ауа ағынының жылдамдығын дыбыстан төмен жылдамдыққа дейін төмендетуге болмайды дегенді білдіреді. Мұндай жағдайда, жанармайды ауамен араластыру ғана емес, сонымен қатар ауа-жанармай қоспаларының жану жылдамдығы да маңызды мәселе болады. Сонымен қатар, жану камерасындағы ішкі энергияның салыстырмалы өсуін барынша арттыру қажет. Осылайша, қазіргі скрамджет технологиясы тұрақты жұмыс істеуді қамтамасыз ету үшін жоғары энергиялы жанармайды және белсенді салқындату жүйелерін пайдалануды қажет етеді, көбінесе сутекті және регенеративті салқындату әдістерін қолданады.
Орбиталық көліктер
Гиперзвуқтық ауамен дем алу (әдетте скрамджет) көлігінің, мысалы X-30-дың бір артықшылығы – тотықтырғышты тасымалдау қажеттілігін болдырмау немесе кемінде азайту. Мысалы, Space Shuttle сыртқы бакінде 616 432,2 кг сұйық оттегі (LOX) және 103 000 кг сұйық сутегі (LH) болған, ал бос салмағы 30 000 кг құраған. Орбиталық аппараттың жалпы салмағы 109 000 кг болды, максималды жүк көлемі шамамен 25 000 кг болды. Егер оттегін алып тастаса, көлік ұшып көтерілгенде жеңілдеп, мүмкін, көбірек жүк таси алады. Алайда, скрамджеттер атмосферада ұзақ уақыт болады және аэродинамикалық қарсылықпен күресу үшін көбірек сутегі отыны қажет. Сұйық оттегі өте тығыз сұйықтық (1141 кг/м3), ал сұйық сутегінің тығыздығы әлдеқайда төмен (70,85 кг/м3) және көлемі көп. Бұл көліктің осы отынды пайдалануы оны үлкендетеді және қарсылықты арттырады. Басқа отындардың тығыздығы салыстырмалы, мысалы RP-1 (810 кг/м3), JP-7 (15 °C-та тығыздығы 779–806 кг/м3) және симметриялық емес диметилгидразин (UDMH) (793,00 кг/м3). Бір мәселе – скрамджет қозғалтқыштарының итерме/салмақ қатынасы ұшыру құралына орнатылғанда шамамен 2-ге тең болады, яғни өте нашар. Ракетаның артықшылығы – оның қозғалтқыштарының итерме/салмақ қатынасы өте жоғары (~100:1), ал сұйық оттегіні сақтауға арналған бак көлемінің қатынасы да шамамен ~100:1-ге жетеді. Осылайша, ракетаның массалық үлесі өте жоғары болады, бұл оның тиімділігін арттырады. Керісінше, скрамджет қозғалтқыштарының жобаланған итерме/салмақ қатынасы шамамен 2 болса, көліктің ұшу массасының үлкен бөлігі қозғалтқышқа тиеді (борттағы тотықтырғыштың жоқтығынан бұл үлес шамамен төрт есеге артады). Сонымен қатар, көліктің төмен итермесі дәстүрлі сұйық отынмен жұмыс істейтін ракеталық қозғалтқыштардағы қымбат, ірі және жиі бұзылатын жоғары өнімділік турбоқасырмалардың қажеттілігін болдырмайды, өйткені көптеген скрамджет конструкциялары ауамен дем алу режимінде орбиталық жылдамдыққа жете алмайды, сондықтан қосымша ракеталық қозғалтқыштар қажет. Скрамджеттер шамамен Mach5–7 жылдамдықтан орбиталық жылдамдық пен оның жартысы арасындағы жылдамдыққа дейін үдеуге қабілетті (X-30 зерттеулері Mach17 орбиталық жылдамдықпен салыстырғанда шекті болуы мүмкін екенін көрсетті, ал басқа зерттеулер таза скрамджет қозғалтқышының жоғарғы жылдамдық шегін Mach10 мен 25 арасында қойды, бұл жасалған болжамдарға байланысты). Әдетте, орбитаға соңғы үдеу үшін басқа қозғалтқыш жүйесі (көбінесе ракета) қажет болады деп күтілуде. Дельта V орташа болғандықтан және скрамджеттердің жүк көлемі жоғары болғандықтан, қатты отынды, гиперголды немесе қарапайым сұйық отынды бустерлер сияқты төмен өнімділіктегі зымырандар қабылдануы мүмкін. Теориялық болжамдар скрамджеттің ең жоғары жылдамдығын көрсетеді. Салыстыру үшін, төмен Жер орбитасындағы орбиталық жылдамдық – ... Скрамджеттің жылуға төзімді төменгі жағы, егер бір сатылы орбиталық көлік құралы абляциялық емес, белсенді емес салқындатумен визуализацияланса, қайта кіру жүйесі ретінде екі есеге дейін көбейе алады. Егер қозғалтқышта абляциялық қалқан қолданылса, ол орбитаға көтерілгеннен кейін қолданылмайды. Егер отынмен бірге салқындатқыш ретінде белсенді салқындату қолданылса, орбитаға дейін жану кезінде барлық отынның жоғалуы жылудан қорғау жүйесінің барлық салқындатуын жоғалтуды білдіреді. Отын мен тотықтырғышты азайту міндетті түрде шығындарды арттырмайды, өйткені зымыран отындары салыстырмалы түрде өте арзан. Шындығында, көліктің бірлік құны әлдеқайда жоғары болады деп күтуге болады, өйткені аэроғарыш аппараттарының құны сұйық оттегі, отын және бактерден шамамен екі есе жоғары, ал скрамджет аппараттары кез-келген жүк көлемі үшін ракеталардан әлдеқайда ауыр көрінеді. Алайда, егер скрамджеттер қайта пайдалануға болатын көліктерді құраса, бұл теориялық тұрғыдан шығындарды азайтуға мүмкіндік береді. Скрамджеттің экстремалды жағдайларына ұшыраған жабдықты жеткілікті түрде қайта қолдануға бола ма, жоқ па, белгісіз; барлық ұшқан скрамджет сынақтары қысқа мерзімге ғана сақталады және бүгінгі күнге дейін ұшудан аман қалуға арналған емес. Мұндай көліктің ақырғы құны қызу талқылануда, өйткені тіпті ең жақсы бағалаулар да скрамджет көлігінің тиімділігі туралы келіспейді. Скрамджеттік ұшақ тең салмақты ұшып көтерілу салмағына ие зымыраннан көп жүк көтеруі керек (егер скрамджеттік ұшақ қайта пайдаланылмайтын көлік болса). Ғарыш ұшыру аппараттары скрамджеттік сатыдан пайда алуы мүмкін немесе болмауы мүмкін. Ғарыш ұшыру аппаратының скрамджет сатысы теориялық тұрғыдан атмосферада 1000-ден 4000 секундқа дейін белгілі бір импульс береді, ал ракета 450 секундтан кем береді. Алайда, скрамджеттің белгілі бір импульсі жылдамдықпен бірге тез төмендейді және көлік салыстырмалы түрде төмен көтерілу/қарсылық қатынасынан зардап шегеді. Скрамджеттің орнатылған итерме/салмақ қатынасы әдеттегі ракеталық қозғалтқыштың 50–100-імен салыстырғанда өте нашар. Бұл скрамджеттерде көліктің салмағы аэродинамикалық көтеріліммен тасымалданатындықтан (гравитациялық шығындарды азайтады) ішінара өтесіледі, бірақ скрамджеттер төмен итермесіне байланысты орбитаға жету үшін ракетадан әлдеқайда көп уақыт алады, бұл артықшылықты жояды. Скрамджет көлігінің ұшып көтерілу салмағы борттағы тотықтырғыштың жоқтығына байланысты ракетадан әлдеқайда төмен, бірақ үлкен және ауыр қозғалтқыштардың құрылымдық талаптарына байланысты артады. Бұл көлік қайта пайдаланыла ма, жоқ па, әлі де талқылау мен зерттеулердің нысаны болып табылады.
The scramjet's heat resistant underside potentially doubles as its reentry system if a single stage to orbit vehicle using non ablative, non active cooling is visualised. If an ablative shielding is used on the engine it will probably not be usable after ascent to orbit. If active cooling is used with the fuel as coolant, the loss of all fuel during the burn to orbit will also mean the loss of all cooling for the thermal protection system. Reducing the amount of fuel and oxidizer does not necessarily improve costs as rocket propellants are comparatively very cheap. Indeed, the unit cost of the vehicle can be expected to end up far higher, since aerospace hardware cost is about two orders of magnitude higher than liquid oxygen, fuel and tankage, and scramjet hardware seems to be much heavier than rockets for any given payload. Still, if scramjets enable reusable vehicles, this could theoretically be a cost benefit. Whether equipment subject to the extreme conditions of a scramjet can be reused sufficiently many times is unclear; all flown scramjet tests only survive for short periods and have never been designed to survive a flight to date. The eventual cost of such a vehicle is the subject of intense debate since even the best estimates disagree whether a scramjet vehicle would be advantageous. It is likely that a scramjet vehicle would need to lift more load than a rocket of equal takeoff weight to be equally as cost efficient (if the scramjet is a non reusable vehicle). Space launch vehicles may or may not benefit from having a scramjet stage. A scramjet stage of a launch vehicle theoretically provides a specific impulse of 1000 to 4000s whereas a rocket provides less than 450s while in the atmosphere. A scramjet's specific impulse decreases rapidly with speed, however, and the vehicle would suffer from a relatively low lift to drag ratio. The installed thrust to weight ratio of scramjets compares very unfavorably with the 50–100 of a typical rocket engine. This is compensated for in scramjets partly because the weight of the vehicle would be carried by aerodynamic lift rather than pure rocket power (giving reduced 'gravity losses'), but scramjets would take much longer to get to orbit due to lower thrust which greatly offsets the advantage. The takeoff weight of a scramjet vehicle is significantly reduced over that of a rocket, due to the lack of onboard oxidiser, but increased by the structural requirements of the larger and heavier engines. Whether this vehicle could be reusable or not is still a subject of debate and research.