വിപ്ലവം റോക്കറ്റ് എൻജിൻ: ടെസ്റ്റുകൾ, ഓപ്പറേറ്റിങ്ങ് തത്ത്വം, ഗുണങ്ങൾ

ബഹിരാകാശത്തിന്റെ ജവഹലകൾ അദ്ഭുതത്തോടൊപ്പം ബഹിരാകാശവാഹനവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഏതൊരു കാരിയർ റോക്കറ്റിന്റെയും ഹൃദയം അതിന്റെ എഞ്ചിൻ ആണ്. ആദ്യ സ്പേസ് വേഗത വികസിപ്പിക്കേണ്ടത് 7.9 കിലോമീറ്ററാണ്, അസ്ട്രോനൗട്ടുകൾ പരിക്രമണപഥത്തിൽ എത്തിക്കുന്നതിന്, രണ്ടാമത്തെ ഇടം വ്യാഴത്തിന്റെ ഗുരുത്വാകർഷണ ശീലം മറികടക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഇത് നേടുന്നത് എളുപ്പമല്ല, പക്ഷേ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാൻ പുതിയ വഴികൾ തേടുന്നു. റഷ്യയിൽ നിന്നുള്ള ഡിസൈനർമാർ കൂടുതൽ വിഘടിച്ച് ഒരു വിപ്ലവകരമായ റോക്കറ്റ് എൻജിൻ വികസിപ്പിക്കാൻ കഴിഞ്ഞു, അതിന്റെ പരിശോധനകൾ വിജയകരമായിരുന്നു. സ്പേസ് എൻജിനീയറിംഗിൽ ഈ നേട്ടം ഒരു യഥാർത്ഥ മുന്നേറ്റം എന്നു പറയാം.

പുതിയ സവിശേഷതകൾ

എന്തിനാണ് ഡിറ്റോണേഷൻ എഞ്ചിനുകൾക്ക് വലിയ പ്രതീക്ഷകളുള്ളത്? നിലവിലുള്ള റോക്കറ്റ് എൻജിനുകളുടെ ശേഷിയേക്കാൾ 10 മടങ്ങ് അധിക ശേഷിയായിരിക്കും ശാസ്ത്രജ്ഞർ പറയുന്നത്. അതേ സമയം, അവർ വളരെ കുറഞ്ഞ ഇന്ധനം ഉപഭോഗം ചെയ്യും, അവരുടെ ഉത്പാദനം കുറഞ്ഞ ചെലവും ലാഭക്ഷമതയും കൊണ്ട് വേർതിരിച്ചെടുക്കും. ഇതിന്റെ കാരണം എന്താണ്?

ഇതെല്ലാം ഇന്ധനത്തിന്റെ ഓക്സീദയത്തോടുള്ള പ്രതികരണം ആണ്. ആധുനിക റോക്കറ്റുകളിലാണെങ്കിൽ ഡീപ്ഗാഗ്രേഷൻ പ്രക്രിയ ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ - നിരന്തരമായ സമ്മർദത്തിൽ ഇന്ധനം കത്തിച്ചു കളയൽ (സബ്സണിക്) കത്തുന്നതും സ്ഫോടനാത്മക റോക്കറ്റ് എഞ്ചിൻ പ്രവർത്തനങ്ങൾ സ്ഫോടനാത്മകവും മിശ്രിതവും മിശ്രിതവുമാണ്. ഷോക്ക് തരംഗത്തിന്റെ വ്യാപനത്തിന്റെ അതേ സമയത്ത് ഒരു വലിയ അളവിലുള്ള താപ ഊർജ്ജം പുറത്തിറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒരു സൂപ്പർസോണിക് സ്പീഡ് ഉപയോഗിച്ച് ഇത് പൊള്ളുന്നു. ഡിറ്റോനേഷൻ എൻജിൻ റഷ്യൻ വകഭേദത്തിന്റെ വികസനവും ടെസ്റ്റിംഗും എൻജോർമോമാഷ് ഉത്പാദന കോംപ്ലക്സിലെ വിദഗ്ദ്ധനായ "ഡിറ്റോനേഷൻ ലിക്വിഡ് റോക്കറ്റ് എഞ്ചിനുകൾ" നടത്തിയതാണ്.

ന്യൂ എഞ്ചിനുകളുടെ മികവ്

70 വർഷമായി പ്രമുഖ ലോക ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് ഡിറ്റോനേഷൻ എൻജിനുകളുടെ പഠനം, വികസനം തുടങ്ങിയത്. ഈ തരം എൻജിനീയർ ഉണ്ടാക്കുന്നതിനെ തടയുന്ന പ്രധാന കാരണം ഇന്ധനത്തിന്റെ അനിയന്ത്രിതമായി പൊള്ളുന്ന ജ്വലനമാണ്. പുറമേ, ഇജൻഡയിൽ ഇന്ധനത്തിന്റെയും ഓക്സീദൈസർയുടെയും കാര്യക്ഷമമായ മിക്സൈസിനും, പുകയെക്കുറിച്ചും വായ തുറപ്പിനും യോജിച്ച ജോലികളും ഉൾപ്പെടുത്തി. ഈ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിച്ചാൽ, ഒരു വിപ്ലവകരമായ റോക്കറ്റ് എൻജിൻ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും, അതിന്റെ സാങ്കേതിക സവിശേഷതകൾ സമയം കടന്നുപോകുന്നു. അതേസമയം, ശാസ്ത്രജ്ഞന്മാർ അത്തരം ഗുണങ്ങളെയാണ് വിളിക്കുന്നത്:

1. Subsonic ആൻഡ് ഹൈപ്പർസോണിക് ശ്രേണികളിലുള്ള വേഗത വികസിപ്പിക്കാനുള്ള കഴിവ്.
2. നിരവധി ചലിക്കുന്ന ഭാഗങ്ങളുടെ രൂപകൽപ്പനയിൽ നിന്ന് ഒഴിവാക്കണം.
3. പവർ പ്ലാൻറിന്റെ കുറഞ്ഞ പിണ്ഡവും ചെലവും.
4. ഉയർന്ന തെർമോഡൈനമിക് ദക്ഷത.

പരമ്പരാഗതമായി ഇത്തരത്തിലുള്ള എൻജിനുകൾ നിർമ്മിച്ചിട്ടില്ല. 2008 ൽ കുറഞ്ഞ വിമാനത്തിൽ പരീക്ഷണം നടത്തിയിരുന്നു. കാരിയർ റോക്കറ്റിന്റെ ഡിറ്റോണേഷൻ എൻജിൻ ആദ്യമായി റഷ്യ ശാസ്ത്രജ്ഞർ പരീക്ഷിച്ചു. അതുകൊണ്ടാണ് ഈ സംഭവം പ്രാധാന്യം നൽകുന്നത്.

പ്രവർത്തനത്തിന്റെ തത്വങ്ങൾ: പൾസസ് ആൻഡ് തുടർച്ച

നിലവിൽ, ശാസ്ത്രജ്ഞർ പൾസാഡ്, തുടർച്ചയായ തൊഴിലധിഷ്ഠിത പ്രവർത്തനങ്ങളുമായി ഡിവൈസുകൾ വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ജ്വലന മിശ്രിതം, അതിന്റെ തിളക്കം, ഇന്ധന ഉൽപന്നങ്ങളുടെ ഉൽപാദനത്തിൽ പരിസ്ഥിതിയിലേക്ക് ഉൽപാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ജ്വലന മിശ്രിതം എന്ന സൈക്ലിക് ഫില്ലിംഗിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ് ഓപ്പറേഷൻ ഓഫ് പൾസ് സ്കീപ്പുപയോഗിച്ച് ഡിറ്റോണേഷൻ റോക്കറ്റ് എൻജിനിയുടെ തത്വം. ഒരു തുടർച്ചയായ പ്രക്രിയയിൽ, ഇന്ധനം നിരന്തരമായുണ്ടാകുന്ന കത്തിയെരിയ്ക്കൽ മുറിയിൽ, ഇന്ധനം കത്തിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഒന്നോ അതിലധികമോ ഡിറ്റോണേഷൻ തരംഗങ്ങളിലൂടെ ഒഴുകുന്നു. അത്തരം എൻജിനുകളുടെ ഗുണം ഇവയാണ്:

1. ഇന്ധനം ഒരു തവണ തിളക്കം.
2. താരതമ്യേന ലളിതമായ നിർമ്മാണം.
3. ഇൻസ്റ്റലേഷൻറെ ചെറിയ വലുപ്പവും ഭാരം.
4. കത്തുന്ന മിശ്രിതം കൂടുതൽ ഫലപ്രദമായ ഉപയോഗം.
5. ഉൽപാദനം കുറയുന്ന കുറവ്, വൈബ്രേഷൻ, ദോഷകരമായ ഉദ്വമനം.

കാഴ്ചപ്പാടുകളിലൂടെ, ഈ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ തുടർച്ചയായ പദ്ധതിയുടെ പൊട്ടിത്തെറിയിലെ ദ്രവീകൃത റോക്കറ്റ് എൻജിൻ അതിന്റെ വലിപ്പവും ചെലവും സവിശേഷതകളാൽ നിലവിലുള്ള എല്ലാ സ്ഥാപനങ്ങൾക്കും പകരം വയ്ക്കും.

ഡിറ്റോനേഷൻ എഞ്ചിനിലുള്ള ടെസ്റ്റുകൾ

വിദ്യാഭ്യാസം, ശാസ്ത്രം മന്ത്രാലയം സ്ഥാപിച്ച ഒരു പദ്ധതിയുടെ ചട്ടക്കൂടിനുള്ളിൽ ആഭ്യന്തര ഡിറ്റോണേഷൻ പ്ലാന്റിന്റെ ആദ്യ പരിശോധനകൾ നടത്തുകയുണ്ടായി. ഒരു പ്രോട്ടോടൈം എന്ന നിലയിൽ, കംപ്രഷൻ ചേമ്പർ 100 മില്ലീമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള ഒരു ചെറിയ എൻജിൻ, 5 മില്ലീമീറ്റർ വാർനർ ചാനൽ വീതി എന്നിവ അവതരിപ്പിച്ചു. ഹൈഡ്രജൻ-ഓക്സിജൻ, പ്രകൃതിവാതകം-ഓക്സിജൻ, പ്രൊപെയ്ൻ-ബ്യൂട്ടൻ-ഓക്സിജൻ എന്നിങ്ങനെ വിവിധ തരം ജ്വലിക്കുന്ന മിശ്രിതങ്ങളിൽ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ സൂചനകൾ ഒരു പ്രത്യേക പരീക്ഷണ ബഞ്ചിൽ നടത്തി.

ഓക്സിജൻ ഹൈഡ്രജൻ ഇന്ധനത്തിലെ ഡിറ്റോണേഷൻ റോക്കറ്റ് എൻജിനിലെ ടെസ്റ്റുകൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്. മറ്റ് സസ്യങ്ങൾ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ ഈ യൂണിറ്റുകളുടെ താപഗതിക ചക്രത്തിന്റെ 7% കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായിരിക്കും. ഇതുകൂടാതെ, ഇന്ധന പോഷണ വർദ്ധനയുടെ അളവ്, ഊർജ്ജം, ഡിറ്റോണേഷൻ തരംഗങ്ങളുടെ എണ്ണം, ഭ്രമണ വേഗത വർദ്ധനവ് എന്നിവ പരിശോധിച്ചു.

മറ്റ് രാജ്യങ്ങളിലെ അനലോഗ്

പ്രധാന രാജ്യങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഡിറ്റോനേഷൻ എഞ്ചിനുകളുടെ വികസനത്തിൽ ഏർപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ഈ ദിശയിലുള്ള ഏറ്റവും വലിയ വിജയങ്ങൾ അമേരിക്കയിലെ ഡിസൈനർമാർ നേടി. അവരുടെ മാതൃകയിൽ അവർ ഒരു തടസ്സമില്ലാത്ത ജോലിയോ അല്ലെങ്കിൽ ഭ്രമനാണോ എന്ന് തിരിച്ചറിഞ്ഞു. ഉപരിതല കപ്പലുകൾ സജ്ജീകരിക്കുന്നതിന് ഈ സ്ഥാപനങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാൻ അമേരിക്കൻ സൈന്യം പദ്ധതിയിടുന്നു. അവരുടെ ചെറിയ പിണ്ഡവും ചെറിയ അളവുകളും കാരണം, ഉയർന്ന ഔട്ട്പുട്ട് ശക്തി ഉപയോഗിച്ച്, അവർ ബോട്ടിലുള്ള ബോട്ടുകളുടെ കാര്യക്ഷമത വർധിപ്പിക്കും.

അമേരിക്കയിലെ ഡിറ്റോണേഷൻ റോക്കറ്റ് എൻജിനുകൾക്ക് ഹൈഡ്രജനും ഓക്സിജനും ഉപയോഗിച്ച സ്റ്റിയോചിഐമെട്രിക് മിശ്രിതമാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. അത്തരം ഊർജ്ജ സ്രോതുകളുടെ ഗുണഫലങ്ങൾ പ്രാഥമികമായി സാമ്പത്തികമാണ് - ഹൈഡ്രജന്റെ ഓക്സീകരണത്തിന് ആവശ്യമായത്രയും ഓക്സിജൻ പൊള്ളൽ. ഇപ്പോൾ അമേരിക്കൻ സർക്കാർ കാർബൺ ഇന്ധനത്തിനായുള്ള സൈനിക കപ്പലുകൾ നൽകാൻ ബില്ല്യൺ ഡോളർ ചിലവഴിക്കുന്നു. സ്റ്റോയിചിമെട്രിക് ഇന്ധനം നിരവധി തവണ ചെലവ് കുറയ്ക്കും.

വികസനത്തിന്റെയും പ്രതീക്ഷയുടെയും കൂടുതൽ വഴികൾ

ഡിറ്റോനേഷൻ എൻജിൻ പരീക്ഷകളുടെ ഫലമായി ലഭിച്ച പുതിയ ഡാറ്റകൾ ദ്രാവക ഇന്ധനങ്ങളുമായി പ്രവർത്തിക്കാൻ ഒരു പദ്ധതി തയ്യാറാക്കുന്നതിന് അടിസ്ഥാനപരമായി പുതിയ രീതികൾ ഉപയോഗിച്ചു. എന്നാൽ അത്തരം എൻജിനുകളുടെ പ്രവർത്തനത്തിന് ഉയർന്ന താപവൈദ്യുത ഊർജ്ജത്തിന്റെ കാഴ്ചപ്പാടിൽ ഉയർന്ന താപ പ്രതിരോധം ഉണ്ടായിരിക്കണം. ഈ സമയത്ത്, ഒരു പ്രത്യേക പൂരിപ്പിക്കൽ വികസിപ്പിക്കുകയാണ്, ഉയർന്ന താപനില ഊഷ്മാവിന് കീഴിൽ കറക് ചേമ്പറിന്റെ പ്രവർത്തനം ഉറപ്പാക്കും. കൂടുതൽ ഗവേഷണത്തിൽ ഒരു പ്രത്യേക സ്ഥലം മിക്സിംഗ് ഹെഡ്സ് സൃഷ്ടിക്കുന്നതാണ്, അത് ഏത് വലുപ്പത്തിലുള്ള വലുപ്പമുള്ള വസ്തുക്കളുടെയും, കോൺസെഷൻ, ഘടനയുടെയും അഴുകിയ ലഭ്യത നേടാൻ സഹായിക്കും. ഈ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിലൂടെ ഒരു പുതിയ ഡിറ്റോണേഷൻ ദ്രാവക റോക്കറ്റ് എൻജിൻ സൃഷ്ടിക്കും, അത് പുതിയ ഒരു കാരിയർ റോക്കറ്റിന്റെ അടിത്തറയായി മാറുന്നു.