पल्स जेट: Difference between revisions
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स्पंद जेट इंजिन (या पल्स जेट) एक प्रकार का जेट इंजन होता है जिसमें पल्स (भौतिकी) में दहन होता है। पल्सजेट इंजन को [1] बिना हिलने वाले पुर्जों के साथ बनाया जा सकता है,[2][3][4] और स्थिर रूप से चलने में सक्षम है (अर्थात इसके इनलेट में हवा को मजबूर करने की आवश्यकता नहीं है, सामान्य रूप से आगे की गति द्वारा)। सबसे अच्छा ज्ञात उदाहरण यह है कि आर्गस नाज़ी जर्मनी हो सकता है जिसका उपयोग नाज़ी जर्मनी के V-1 फ्लाइंग बम उड़ने वाले बम को चलाने के लिए किया जाता है।
पल्सजेट इंजन जेट प्रणोदन का एक हल्का रूप है, लेकिन सामान्य रूप से इसका संपीड़न अनुपात कम होता है, और इसलिए यह कम विशिष्ट आवेग देता है।
दो मुख्य प्रकार के पल्सजेट इंजन हैं, जिनमें से दोनों गुंजयमान दहन का उपयोग करते हैं और विस्तार करने वाले दहन उत्पादों का उपयोग एक स्पंदित निकास जेट (प्रणोद) बनाने के लिए करते हैं जो रुक-रुक कर प्रणोद पैदा करता है। पहले को एक वाल्वयुक्त या पारंपरिक पल्सजेट के रूप में जाना जाता है और इसमें एकतरफा वाल्वों का एक सेट होता है जिसके माध्यम से आने वाली हवा गुजरती है। जब वायु-ईंधन प्रज्वलित होता है, तो ये वाल्व बंद हो जाते हैं, जिसका अर्थ है कि गर्म गैसें केवल इंजन के टेलपाइप के माध्यम से निकल सकती हैं, इस प्रकार आगे की ओर प्रणोद पैदा करती हैं। दूसरे प्रकार के पल्सजेट को बिना वाल्व के पल्सजेट के रूप में जाना जाता है। [5] तकनीकी रूप से इस इंजन के लिए शब्द ध्वनिक-प्रकार का पल्सजेट, या वायुगतिकीय रूप से वाल्वयुक्त पल्सजेट है।
पल्सजेट इंजनों के शोध की एक उल्लेखनीय पंक्ति में पल्स विस्फोट इंजन सम्मिलित है, जिसमें इंजन में बार-बार विस्फोट सम्मिलित है, और जो संभावित रूप से उच्च संपीड़न और उचित रूप से अच्छी दक्षता दे सकता है।
इतिहास
रूसी आविष्कारक और सेवानिवृत्त तोपखाना अधिकारी निकोलाई अफानासिविच फेल्डहोव ने 1867 में एक स्टीम पल्सजेट इंजन का पेटेंट कराया था, जबकि स्वीडिश आविष्कारक मार्टिन वाइबरग का भी दावा है कि उन्होंने स्वीडन में पहले पल्सजेट का आविष्कार किया था, लेकिन विवरण स्पष्ट नहीं हैं।
1906 में रूसी इंजीनियर वी.वी. द्वारा पहले काम करने वाले पल्सजेट का पेटेंट कराया गया था। करावोडिन, जिन्होंने 1907 में एक कामकाजी मॉडल पूरा किया।
फ्रांसीसी आविष्कारक जॉर्जेस मार्कोनेट ने 1908 में अपने बिना वाल्व वाले पल्सजेट इंजन का पेटेंट कराया, और रिपोल, स्पेन में रेमन कैसानोवा चीरना में, स्पेन ने 1917 में बार्सिलोना में एक पल्सजेट का पेटेंट कराया, 1913 में एक शुरुआत का निर्माण किया। रॉबर्ट गोडार्ड ने एक आविष्कार किया 1931 में पल्सजेट इंजन, और इसे जेट-चालित साइकिल पर प्रदर्शित किया।[6]
इंजीनियर पॉल श्मिट (आविष्कारक) ने सेवन वाल्व (या फ्लैप) के संशोधन के आधार पर एक अधिक कुशल डिजाइन का बीड़ा उठाया, जिससे उन्हें 1933 में जर्मन वायु मंत्रालय से सरकारी समर्थन प्राप्त हुआ।[7]
1909 में, जॉर्जेस मार्कोनेट ने वाल्व के बिना पहला स्पंदनशील दहनशील विकसित किया। यह सभी बिना वाल्व वाले पल्सजेट का दादा था। 1940 के दशक के अंत में फ्रांसीसी प्रणोदन अनुसंधान समूह स्निक्मा (सोसाइटी नेशनेल डी'एट्यूड एट डे कंस्ट्रक्शन डी मोतेर्स डी'एविएशन) द्वारा बिना वाल्व वाले पल्सजेट का प्रयोग किया गया था।
वैलवलेस पल्सजेट का पहला व्यापक उपयोग डच ड्रोन एविओलैंडा at-21 था[8]
आर्गस 109-014 के रूप में
1934 में, जॉर्ज हंस मैडेलुंग और म्यूनिख स्थित पॉल श्मिट ने जर्मन रीच एयर मंत्रालय को श्मिट के पल्सजेट द्वारा संचालित एक "उड़ने वाले बम" का प्रस्ताव दिया।मैडेलुंग ने रिबन पैराशूट का सह-आविष्कार किया, एक उपकरण जिसका उपयोग इसके टर्मिनल डाइव में वी -1 (फ्लाइंग बम) को स्थिर करने के लिए किया गया था।[citation needed]श्मिट का प्रोटोटाइप बम जर्मन वायु मंत्रालय के विनिर्देशों को पूरा करने में विफल रहा, विशेष रूप से खराब सटीकता, रेंज और उच्च लागत के कारण। मूल श्मिट डिजाइन में पल्सजेट को एक आधुनिक जेट फाइटर की तरह एक हवाई जहाज़ का ढांचे में रखा गया था, जो अंतिम वी-1 के विपरीत था, जिसमें इंजन को हथियार और हवाई जहाज़ के ढांचे के ऊपर रखा गया था।[citation needed]
आर्गस मोटरन ने श्मिट के काम के आधार पर काम प्रारम्भ किया। इसी तरह के पल्सजेट और उड़ने वाले बमों पर काम करने वाले अन्य जर्मन निर्माता द, आस्कानिया कंपनी, फिजलर के रॉबर्ट लूसर,डॉ. फ्रिट्ज गोस्लाउ और सीमेंस कंपनी थे, जो सभी वी-1 पर काम करने के लिए संयुक्त थे।[7]
श्मिट के साथ अब आर्गस के लिए काम कर रहा है, पल्सजेट को सिद्ध किया गया था और आधिकारिक तौर पर इसके आरएलएम पदनाम द्वारा आर्गस एएस 109-014 के रूप में जाना जाता था। पहली शक्तिहीन गिरावट 28 अक्टूबर 1942 को पीनम्यूंडे में हुई और 10 दिसंबर 1942 को पहली संचालित उड़ान हुई।[citation needed] पल्सजेट का मूल्यांकन लागत और कार्य के उत्कृष्ट संतुलन के रूप में किया गया था: एक साधारण डिजाइन जिसने न्यूनतम लागत के लिए अच्छा प्रदर्शन किया।[7]यह पेट्रोलियम के किसी भी श्रेणी पर चलेगा और प्रज्वलन बंद प्रणाली का उद्देश्य वी-1 के एक घंटे के सामान्य परिचालन उड़ान जीवन से अधिक नहीं था। हालांकि इसने उड़ान भरने के लिए अपर्याप्त प्रणोद उत्पन्न किया, वी-1 का गुंजयमान जेट लॉन्च रैंप पर स्थिर रहने के दौरान काम कर सकता था। निकास पाइप की लंबाई के व्यास के अनुपात (8.7:1) के आधार पर सरल प्रतिध्वनित डिजाइन दहन चक्र को बनाए रखने के लिए कार्य करता है, और 43 चक्र प्रति सेकंड पर स्थिर अनुनाद आवृत्ति प्राप्त करता है। इंजन ने 2,200 N (490 lbf) स्टैटिक थ्रस्ट और उड़ान में लगभग 3,300 N (740 lbf) का उत्पादन किया।[7]
एएस 014 में प्रज्वलन एक एकल ऑटोमोटिव स्पार्क प्लग द्वारा प्रदान किया गया था, जो फ्रंट-माउंटेड वाल्व सरणी के पीछे लगभग 75 सेमी (30 इंच) पर लगाया गया था। चिंगारी केवल इंजन के प्रारंभ अनुक्रम के लिए संचालित होती है; आर्गस 014 के रूप में, सभी पल्सजेट की तरह, प्रज्वलन के लिए इग्निशन का तार या इग्निशन मैग्नेटो की आवश्यकता नहीं थी - प्रज्वलन स्रोत रन के दौरान पूर्ववर्ती आग के गोले की पूंछ है। इंजन केसिंग ने ईंधन के डीजल-प्रकार के प्रज्वलन के लिए पर्याप्त गर्मी प्रदान नहीं की।क्योंकि पल्सजेट इंजन के भीतर नगण्य संपीड़न होता है।[citation needed] आर्गस 014 के रूप में बंद के आधार पर आधारित थी जो इंजन के 43 से 45 चक्र-प्रति-सेकंड आवृत्ति पर संचालित होती थी।[citation needed] Argus As 014 के सामने तीन एयर नोजल इंजन प्रारम्भ करने के लिए एक बाहरी उच्च दबाव स्रोत से जुड़े थे। प्रज्वलन के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला ईंधन एसिटिलीन था, जिसमें तकनीशियनों को पूर्ण प्रज्वलन से पहले एसिटिलीन को फैलने से रोकने के लिए निकास पाइप में लकड़ी या गत्ता का एक विस्मित लगाना पड़ता था। एक बार जब इंजन प्रज्वलित हो गया और न्यूनतम ऑपरेटिंग तापमान प्राप्त हो गया, तो बाहरी होज़और संबंधक को हटा दिया गया।
वी -1, एक क्रूज़ मिसाइल होने के नाते,अवतरण उपकरण की कमी थी, इसके बजाय 014 के रूप में आर्गस को एक पिस्टन-चालित भाप कैटापुल्ट द्वारा संचालित एक एक झुकाव बढ़ाने का शुभारंभ किया गया था । पिस्टन को आग लगाने के लिए भाप की शक्ति को हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पोटेशियम परमैंगनेट (टी-फैब्रिक और जेड-स्टॉफ कहा जाता है) को मिलाने पर एक हिंसक एक्ज़ोथिर्मिक रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा उत्पादित किया गया था। Argus As 014 यूनिट (वॉल्यूम प्रोडक्शन में अब तक का पहला पल्सजेट इंजन) के वॉल्यूम उत्पादन के साथ पल्सजेट इंजन का प्रमुख सैन्य उपयोग, V-1 फ्लाइंग बम के साथ उपयोग के लिए था। इंजन के विशिष्ट ड्रोनिंग शोर ने इसे उपनाम "बज़ बम" या "डूडलबग" अर्जित किया। V-1 एक जर्मन क्रूज मिसाइल थी जिसका उपयोग द्वितीय विश्व युद्ध में किया गया था, जो 1944 में लंदन की बमबारी में सबसे प्रसिद्ध थी। पल्सजेट इंजन, सस्ता और निर्माण में आसान होने के कारण, V-1 के डिजाइनरों के लिए स्पष्ट पसंद थे, जर्मनों को देखते हुए युद्ध के उस चरण में सामग्रियों की कमी और अत्यधिक उद्योग आधुनिक क्रूज मिसाइलों के डिजाइनर प्रणोदन के लिए पल्सजेट इंजन नहीं चुनते हैं,टर्बोजेट या राकेट इंजन को प्राथमिकता देते हैं। पल्सजेट के केवल अन्य उपयोग जो नाजी जर्मनी में हार्डवेयर चरण तक पहुंचे थे, मेसर्सचमिट मी 328 और जर्मन Wehrmacht के लिए एक प्रायोगिक ईनपर्सनफ्लुगेराट परियोजना थी।
राइट फील्ड के तकनीकी कर्मियों ने V-1 को उस अवशेष से रिवर्स इंजीनियरिंग किया जो ब्रिटेन में विस्फोट करने में विफल रहा था। इसका परिणाम जेबी-2 लून का निर्माण था, जिसमें गणतंत्र विमानन द्वारा निर्मित एयरफ्रेम और एर्गस एएस 014 रिप्रोडक्शन पल्सजेट पॉवरप्लांट था, जिसे इसके पीजे31 अमेरिकी पदनाम से जाना जाता था, जिसे फोर्ड मोटर कंपनी द्वारा बनाया जा रहा था।
यूनाइटेड स्टेट्स आर्मी एयर फ़ोर्स के जनरल हाप अर्नोल्ड को चिंता थी कि यह हथियार स्टील और लकड़ी से 2000 मानव घंटों में बनाया जा सकता है और अनुमानित लागत यूएस $ 600 (1943 में) थी।[7]
डिजाइन
पल्सजेट इंजनों की विशेषता सरलता, निर्माण की कम लागत और उच्च शोर स्तर हैं। जबकि थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात उत्कृष्ट है, थ्रस्ट विशिष्ट ईंधन खपत बहुत खराब है। पल्सजेट लेनोइर चक्र का उपयोग करता है, जिसमें ओटो चक्र के पिस्टन, या ब्रेटन साइकिल के संपीड़न टर्बाइन जैसे बाहरी संपीड़न चालक की कमी होती है, जो एक ट्यूब में ध्वनिक अनुनाद के साथ संपीड़न को चलाता है। यह अधिकतम पूर्व-दहन दबाव अनुपात को लगभग 1.2 से 1 तक सीमित करता है।
उच्च शोर का स्तर सामान्य रूप से उन्हें सैन्य और अन्य समान रूप से प्रतिबंधित अनुप्रयोगों के अलावा अन्य के लिए अव्यवहारिक बनाता है।[8] हालांकि, पल्सजेट्स का उपयोग बड़े पैमाने पर औद्योगिक सुखाने प्रणालियों के रूप में किया जाता है, और इन इंजनों का अध्ययन करने में पुनरुत्थान हुआ है जैसे कि उच्च-आउटपुट हीटिंग, बायोमास रूपांतरण और वैकल्पिक ऊर्जा प्रणालियों जैसे अनुप्रयोगों के लिए, पल्सजेट लगभग कुछ भी हो सकता है जो चूरा या कोयले के चूरे जैसे कणिकीय ईंधन सहित जलती है।
पल्सजेट का उपयोग प्रयोगात्मक हेलीकाप्टरों को शक्ति देने के लिए किया गया है, इंजन रोटर ब्लेड के सिरों से जुड़ा हुआ है। हेलिकॉप्टर रोटरों को शक्ति प्रदान करने में, पल्सजेट को टर्बाइन या पिस्टन इंजनों पर फ़्यूज़लेज पर टोक़ का उत्पादन नहीं करने का लाभ होता है क्योंकि वे शाफ्ट पर बल लागू नहीं करते हैं, लेकिन युक्तियों को धक्का देते हैं। एक हेलीकॉप्टर को टेल रोटर और उससे जुड़े ट्रांसमिशन और ड्राइव शाफ्ट के बिना बनाया जा सकता है, जिससे विमान को सरल बनाया जा सके (मुख्य रोटर का चक्रीय और सामूहिक नियंत्रण अभी भी आवश्यक है)। इस अवधारणा पर 1947 के प्रारम्भ में विचार किया जा रहा था जब अमेरिकी हेलीकॉप्टर कंपनी ने अपने XA-5 टॉप सार्जेंट हेलीकॉप्टर प्रोटोटाइप पर काम प्रारम्भ किया था जो रोटर युक्तियों पर पल्सजेट इंजन द्वारा संचालित था।[9] XA-5 ने पहली बार जनवरी 1949 में उड़ान भरी थी और उसके बाद XA-6 बक प्राइवेट ने उसी पल्सजेट डिजाइन के साथ उड़ान भरी थी। इसके अलावा 1949 में हिलर हेलीकॉप्टर ने दुनिया के पहले हॉट-साइकिल प्रेशर-जेट रोटर हिलर पॉवरब्लेड का निर्माण और परीक्षण किया। हिलेर ने टिप-माउंटेड रैमजेट पर स्विच किया लेकिन अमेरिकी सेना अनुबंध के तहत अमेरिकी हेलीकॉप्टर XH-26 जेट जीप ने एक्सए-8 विकसित किया | XH-26 जेट जीप के रूप में जाना जाता था। इसने पहली बार 1952 में उड़ान भरी थी और इसे XH-26 जेट जीप के नाम से जाना जाता था। इसमें रोटर युक्तियों पर लगाए गए XPJ49 पल्सजेट का इस्तेमाल किया गया था। XH-26 ने अपने सभी मुख्य डिजाइन उद्देश्यों को पूरा किया लेकिन सेना ने परियोजना को रद्द कर दिया क्योंकि पल्सजेट के शोर के अस्वीकार्य स्तर और तथ्य यह है कि रोटर युक्तियों पर पल्सजेट के ड्रैग ने ऑटो रोटेशन लैंडिंगको बहुत ही समस्याग्रस्त बना दिया। रोटर-टिप प्रणोदन का दावा किया गया है कि पारंपरिक संचालित रोटरी-विंग विमानों के लिए रोटरी-विंग क्राफ्ट के उत्पादन की लागत को 1/10 तक कम कर दिया गया है।[8]
स्पंद जेट का उपयोग नियंत्रण रेखा और रेडियो-नियंत्रित विमानदोनों में किया गया है। नियंत्रण-रेखा पल्सजेट-संचालित मॉडल विमान के लिए गति रिकॉर्ड 200 मील प्रति घंटे (323 किमी/घंटा) से अधिक है।
फ्री-फ़्लाइंग रेडियो-नियंत्रित पल्सजेट की गति इंजन के इनटेक डिज़ाइन द्वारा सीमित होती है। लगभग 450 किमी/घंटा (280 मील प्रति घंटे) पर अधिकांश वाल्व वाले इंजन के वाल्व प्रणाली राम वायु दबाव के कारण पूरी तरह बंद हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप प्रदर्शन में कमी आती है।
वेरिएबल इनटेक ज्योमेट्री इंजन को अधिकतम गति पर पूरी शक्ति का उत्पादन करने देती है, जिस गति से हवा पल्सजेट में प्रवेश करती है, उसके लिए अनुकूलन करती है। वाल्व रहित डिजाइन अन्य डिजाइनों की तरह राम वायु दाब से नकारात्मक रूप से प्रभावित नहीं होते हैं, क्योंकि वे कभी भी सेवन से प्रवाह को रोकने का इरादा नहीं रखते थे, और गति से शक्ति में काफी वृद्धि कर सकते हैं।
पल्सजेट इंजनों की एक अन्य विशेषता यह है कि इंजन के पीछे रखे विशेष आकार के डक्ट द्वारा उनका प्रणोद बढ़ाया जा सकता है। वाहिनी एक बंद विंग के रूप में कार्य करती है, जो पल्सजेट निकास में वायुगतिकीय बलों का उपयोग करके स्पंदनात्मक प्रणोद को बाहर करती है। डक्ट, जिसे सामान्यतः एक संवर्द्धक कहा जाता है, बिना किसी अतिरिक्त ईंधन खपत के पल्सजेट के प्रणोद को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा सकता है। प्रणोद में 100% की वृद्धि संभव है, जिसके परिणामस्वरूप बहुत अधिक ईंधन दक्षता होती है। हालाँकि, संवर्द्धक वाहिनी जितनी बड़ी होगी, उतना ही अधिक खिंचाव उत्पन्न होगा, और यह केवल विशिष्ट गति सीमाओं के भीतर ही प्रभावी है।
