जेट इंजिन

जेट इंजन
File:F100 F-15 engine.JPG एक प्रैट एंड व्हिटनी F100 टर्बोफैन इंजन F-15 ईगल के लिए हश हाउस में परीक्षण किया जा रहा है फ्लोरिडा एयर नेशनल गार्ड बेस
Classification	आंतरिक दहन इंजन
Industry	एयरोस्पेस
Application	वैमानिकी
Fuel source	जेट ईंधन
Components	डायनामिक कंप्रेसर, फैन, कंबस्टर, टरबाइन, प्रोपेलिंग नोजल
Inventor	जॉन बार्बर, फ्रैंक व्हिटल, हंस वॉन ओहैन
Invented	1791, 1928, 1935

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अमेरिकी वायु सेना F-15E स्ट्राइक ईगल ्स

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उड़ान भरने के दौरान जेट इंजन गर्म निकास दिखा रहा है (जर्मनविंग्स एयरबस A319 )

एक जेट इंजन एक प्रकार का प्रतिक्रिया इंजन है जो गर्म गैस (सामान्यतः हवा) के तेजी से चलने वाले जेट (द्रव) का निर्वहन करता है जो जेट प्रणोदन द्वारा जोर उत्पन्न करता है। जबकि इस व्यापक परिभाषा में रॉकेट इंजन, पंप जेट और संकरित प्रणोदन शब्द सम्मिलित हो सकते हैं जेट इंजन सामान्यतः एक आंतरिक दहन वायुश्वास जेट इंजन जैसे कि टर्बोजेट, टर्बोफैन, रैमजेट, या पल्स जेट इंजन को संदर्भित करता है। सामान्य तौर पर, जेट इंजन आंतरिक दहन इंजन होते हैं।

वायुश्वासी जेट इंजन में सामान्यतः टर्बाइन द्वारा संचालित एक अक्षीय संपीडक होता है, जिसमें बचे हुए पावर को प्रणोद तुंड के माध्यम से जोर दिया जाता है- इस प्रक्रिया को ब्रेटन चक्र के रूप में जाना जाता है। जेट विमान लंबी दूरी की यात्रा के लिए ऐसे इंजन का इस्तेमाल करते हैं। शुरुआती जेट विमानों में टर्बोजेट इंजन का इस्तेमाल होता था जो सबसोनिक उड़ान के लिए अपेक्षाकृत अक्षम थे। अधिकांश आधुनिक सबसोनिक जेट विमान अधिक जटिल हाई-बाईपास टर्बोफैन हाई-बाईपास टर्बोफैन इंजन का उपयोग करते हैं। वे लंबी दूरी पर पिस्टन और नोदक हवाई का मोटर की तुलना में उच्च गति और अधिक ईंधन दक्षता देते हैं। उच्च गति के अनुप्रयोगों (रैमजेट और scramjet ) के लिए बनाए गए कुछ वायु-श्वास इंजन यांत्रिक संपीडक के अतिरिक्त वाहन की गति के गतिशील दबाव का उपयोग करते हैं।

एक विशिष्ट जेटलाइनर इंजन का जोर कहा से गया 5,000 lbf (22,000 N) ( डी हैविलैंड घोस्ट टर्बोजेट) को 1950 के दशक में 115,000 lbf (510,000 N) ( जनरल इलेक्ट्रिक GE90 टर्बोफैन) 1990 के दशक में, और उनकी विश्वसनीयता 1990 के दशक के अंत में प्रति 100,000 इंजन उड़ान घंटों में 40 इन-फ़्लाइट शटडाउन से 1 प्रति 100,000 से कम हो गई। यह, बहुत कम ईंधन की खपत के साथ मिलकर, नियमित ईटीओपीएस की अनुमति देता है। सदी के अंत तक जुड़वां इंजन वाले एयरलाइनरों द्वारा अटलांटिक पार उड़ान, जहां पहले एक समान यात्रा के लिए कई ईंधन स्टॉप की आवश्यकता होती थी।

इतिहास

Main article: जेट इंजन का इतिहास

See also: जेट शक्ति की समयरेखा

जेट इंजन का सिद्धांत नया नहीं है; हालाँकि, विचार को कार्य करने के लिए आवश्यक तकनीकी प्रगति 20 वीं शताब्दी तक सफल नहीं हुई।

जेट शक्ति का एक अल्पविकसित प्रदर्शन पहली शताब्दी के मिस्र में हीरो ऑफ अलेक्जेंड्रिया द्वारा वर्णित एक उपकरण, एओलिपाइल के समय का है। इस उपकरण ने भाप की शक्ति को दो नलिकाओं के माध्यम से निर्देशित किया जिससे एक गोला अपनी धुरी पर तेजी से घूम सके। इसे एक जिज्ञासा के रूप में देखा गया था। इस बीच, टर्बाइन के व्यावहारिक अनुप्रयोगों को जल चक्र और पवनचक्की में देखा जा सकता है।

इतिहासकारों ने जेट इंजन के सिद्धांतों की सैद्धांतिक उत्पत्ति को पारंपरिक चीनी आतिशबाजी और रॉकेट प्रणोदन प्रणाली में खोजा है। उड़ान के लिए इस तरह के उपकरणों का उपयोग ओटोमन सैनिक लगारी हसन सेलेबी की कहानी में प्रलेखित है, जिन्होंने कथित तौर पर 1633 में एक शंकु के आकार के रॉकेट का उपयोग करके उड़ान भरी थी। [3]।

वायुश्वासी जेट इंजनों के शुरुआती प्रयास हाइब्रिड डिज़ाइन थे जिसमें एक बाहरी शक्ति स्रोत पहले संपीड़ित हवा थी, जिसे तब ईंधन के साथ मिलाया गया था और जेट थ्रस्ट के लिए जलाया गया था। द्वितीय विश्व युद्ध के अंत में ओहका कामिकेज़ विमानों को शक्ति देने के उद्देश्य से इतालवी कैप्रोनी कैंपिनी N.1 और जापानी त्सू-11 इंजन असफल रहे।

द्वितीय विश्व युद्ध की शुरुआत से पहले ही, इंजीनियरों को यह एहसास होने लगा था कि नोदक दक्षता से संबंधित मुद्दों के कारण नोदक चलाने वाले इंजन सीमा के करीब पहुंच रहे थे, [4] जो ब्लेड युक्तियों के ध्वनि की गति तक पहुंचने के कारण कम हो गए। यदि विमान के प्रदर्शन को इस तरह की बाधा से परे बढ़ाना है, तो एक अलग प्रणोदन तंत्र आवश्यक था। गैस टर्बाइन इंजन के विकास के पीछे यही प्रेरणा थी, जो जेट इंजन का सबसे सामान्य रूप है।

एक व्यावहारिक जेट इंजन की कुंजी गैस टरबाइन थी, जो संपीडक को चलाने के लिए इंजन से ही शक्ति निकालती थी। गैस टर्बाइन कोई नया विचार नहीं था: एक स्थिर टर्बाइन का एकस्व अधिकार 1791 में इंग्लैंड में जॉन बार्बर को दिया गया था। सफलतापूर्वक चलने वाली पहली गैस टर्बाइन नॉर्वेजियन इंजीनियर एगिडियस एलिंग द्वारा 1903 में बनाई गई थी। [5] सुरक्षा, विश्वसनीयता, वजन और विशेष रूप से निरंतर संचालन के मुद्दों के कारण ऐसे इंजन निर्माण तक नहीं पहुंचे।

एक विमान को बिजली देने के लिए गैस टर्बाइन का उपयोग करने के लिए पहला एकस्व अधिकार 1921 में मैक्सिम गिलियूम द्वारा दायर किया गया था। उनका इंजन एक अक्षीय-प्रवाह टर्बोजेट था, लेकिन इसका निर्माण कभी नहीं किया गया था, क्योंकि इसके लिए संपीडक में कला की स्थिति पर काफी प्रगति की आवश्यकता होती। एलन अर्नोल्ड ग्रिफ़िथ ने 1926 में टर्बाइन डिज़ाइन का एक वायुगतिकीय सिद्धांत प्रकाशित किया, जो रॉयल एयरक्राफ्ट प्रतिष्ठान में प्रायोगिक कार्य के लिए अग्रणी था।

व्हीटले W.2/700 इंजन ने ग्लोस्टर E.28/39 में उड़ान भरी, टर्बोजेट इंजन के साथ उड़ान भरने वाला पहला ब्रिटिश विमान, और ग्लोस्टर उल्का

1928 में, आरएएफ कॉलेज क्रैनवेल कैडेट फ्रैंक व्हिटेल ने औपचारिक रूप से अपने वरिष्ठों को टर्बोजेट के लिए अपने विचार प्रस्तुत किए। अक्टूबर 1929 में उन्होंने अपने विचारों को और विकसित किया। 16 जनवरी 1930 को, इंग्लैंड में, व्हिटल ने अपना पहला एकस्व अधिकार (1932 में प्रदान किया गया) प्रस्तुत किया। एकस्व अधिकार ने एक एकल-पक्षीय केन्द्रापसारक संपीडक को खिलाते हुए एक दो-चरण अक्षीय संपीडक दिखाया। व्यावहारिक अक्षीय संपीडक 1926 में एलन अर्नोल्ड ग्रिफ़िथ | ए.ए. ग्रिफ़िथ के विचारों द्वारा संभव बनाया गया था, जो 1926 में एक सेमिनल पेपर (टरबाइन डिज़ाइन का एक वायुगतिकीय सिद्धांत) में था। व्हीटले बाद में सरल केन्द्रापसारक संपीडक पर ही ध्यान केंद्रित करेगा। अपने आविष्कार में सरकार की रुचि नहीं थी, और विकास धीमी गति से जारी रहा।

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Heinkel He 178, विशुद्ध रूप से टर्बोजेट शक्ति पर उड़ान भरने वाला दुनिया का पहला विमान

स्पेन में, पायलट और इंजीनियर वर्जिलियो लेरेट रुइज़ को मार्च 1935 में एक जेट इंजन डिज़ाइन के लिए एकस्व अधिकार प्रदान किया गया था। दूसरे स्पेनिश गणराज्य के राष्ट्रपति मैनुअल अज़ाना ने 1936 में मैड्रिड में हिस्पैनिक-स्विस विमान कारखाने में प्रारंभिक निर्माण की व्यवस्था की थी, लेकिन लेरेट को महीनों बाद निष्पादित किया गया था। फ्रेंकोइस्ट स्पेन द्वारा स्पेन के नागरिक युद्ध के पहले दिनों में अपने सीप्लेन बेस का असफल बचाव करने के बाद मोरक्को सैनिकों में स्पेनिश रक्षक। फ्रेंकोइस्ट्स से छिपी उनकी योजनाओं को गुप्त रूप से मैड्रिड में ब्रिटिश दूतावास को कुछ साल बाद उनकी पत्नी कार्लोटा ओ'नील द्वारा जेल से रिहा होने पर दिया गया था। 1935 में, हंस वॉन ओहैन ने जर्मनी में व्हिटल के समान डिजाइन पर काम करना शुरू किया, दोनों संपीडक और टरबाइन रेडियल थे, एक ही डिस्क के विपरीत पक्षों पर, शुरू में व्हिटल के काम से अनजान थे। वॉन ओहैन का पहला उपकरण सख्ती से प्रायोगिक था और केवल बाहरी शक्ति के तहत ही चल सकता था, लेकिन वह मूल अवधारणा को प्रदर्शित करने में सक्षम था। ओहेन का परिचय उस समय के बड़े विमान उद्योगपतियों में से एक अर्नेस्ट हेंकेल से हुआ, जिन्होंने तुरंत डिजाइन के वादे को देखा। विंकेल ने हाल ही में हिर्थ इंजन कंपनी खरीदी थी, और ओहैन और उनके मास्टर मशीनिस्ट मैक्स हैन को हिर्थ कंपनी के एक नए डिवीजन के रूप में स्थापित किया गया था। सितंबर 1937 तक उनके पास अपना पहला हिंकेल एचईएस 1 केन्द्रापसारक इंजन चल रहा था। व्हीटले के डिज़ाइन के विपरीत, ओहाइन ने ईंधन के रूप में हाइड्रोजन का उपयोग किया, जिसकी आपूर्ति बाहरी दबाव में की गई। उनके बाद के डिजाइनों की परिणति गैसोलीन-ईंधन वाले हिंकेल एचईएस 3 के रूप में हुई 5 kN (1,100 lbf), जिसे हिंकेल के सरल और कॉम्पैक्ट हिंकेल हे 178 एयरफ्रेम में फिट किया गया था और 27 अगस्त, 1939 की सुबह रॉस्टॉक -मारिनेहे हवाई अड्डा से एरिक वारसिट्ज द्वारा उड़ाया गया था, जो कि विकास के लिए प्रभावशाली रूप से कम समय था। He 178 दुनिया का पहला जेट विमान था। 31 मई, 1939 को हैंस जोआचिम पाब्स्ट वॉन ओहैन द्वारा एयरक्राफ्ट पावर प्लांट को कवर करने वाले अमेरिकी एकस्व अधिकार के लिए हिंकेल ने आवेदन किया; एकस्व अधिकार संख्या US2256198, एम हैन के साथ आविष्कारक के रूप में संदर्भित। व्हिटल के केन्द्रापसारक प्रवाह इंजन के विपरीत, वॉन ओहाइन का डिज़ाइन, एक अक्षीय-प्रवाह इंजन, अंततः 1950 के दशक तक अधिकांश निर्माताओं द्वारा अपनाया गया था।

File:Junkers Jumo 004.jpg

जंकर्स जुमो 004 इंजन का एक कटअवे

जंकर्स (विमान) के इंजन डिवीजन (जंकर्स मोटरन या जुमो) के ऑस्ट्रिया एंसेलम फ्रांज ने अपने जेट इंजन में अक्षीय-प्रवाह संपीडक पेश किया। जुमो को रीच वायु मंत्रालय में गैस टर्बाइन एयरक्राफ्ट पॉवरप्लांट्स, 004 के लिए नंबरिंग सीक्वेंस 109-0xx में अगला इंजन नंबर दिया गया था, और इसका परिणाम जंकर्स जुमो 004 इंजन था। कई कम तकनीकी कठिनाइयों को हल करने के बाद, इस इंजन का बड़े पैमाने पर उत्पादन 1944 में दुनिया के पहले जेट- लड़ाकू विमान, मैसर्सचमिट मी 262 (और बाद में दुनिया का पहला जेट- बमवर्षक विमान, वायु हल 234 ) के लिए एक पॉवरप्लांट के रूप में शुरू हुआ। कई कारणों से इंजन की उपलब्धता में देरी हुई, जिससे द्वितीय विश्व युद्ध में जर्मनी की स्थिति में सुधार करने के लिए लड़ाकू विमान बहुत देर से पहुंचे, हालांकि सेवा में इस्तेमाल होने वाला यह पहला जेट इंजन था।

File:Gloster Meteor III ExCC.jpg

मित्र राष्ट्र द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान मुकाबला संचालन हासिल करने वाला एकमात्र जेट विमान था।

इस बीच, ब्रिटेन में ग्लॉस्टर E28/39 ने 15 मई 1941 को अपनी पहली उड़ान भरी और जुलाई 1944 में ग्लॉस्टर उल्का ने अंततः आरएएफ के साथ सेवा में प्रवेश किया। ये फ्रैंक व्हिटल द्वारा स्थापित पावर जेट्स लिमिटेड के टर्बोजेट इंजन द्वारा संचालित थे। पहले दो ऑपरेशनल टर्बोजेट विमान, मेसर्सचमिट मी 262 और फिर ग्लॉस्टर उल्का ने 1944 में एक दूसरे के तीन महीनों के भीतर सेवा में प्रवेश किया, अप्रैल में मी 262 और जुलाई में ग्लॉस्टर उल्का, इसलिए उल्का ने केवल लगभग 15 विमानों को विश्व युद्ध में प्रवेश करते देखा। II कार्रवाई, जबकि 1400 Me 262 तक का उत्पादन किया गया, जिसमें 300 युद्ध में प्रवेश कर रहे थे, जेट विमानों के पहले जमीनी हमले और हवाई युद्ध जीत प्रदान कर रहे थे।

युद्ध के अंत के बाद जर्मन जेट विमान और जेट इंजनों का विजयी सहयोगियों द्वारा बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया और शुरुआती सोवियत संघ और अमेरिकी जेट लड़ाकू विमानों पर काम करने में योगदान दिया। अक्षीय-प्रवाह इंजन की विरासत को इस तथ्य में देखा जा सकता है कि फिक्स्ड-विंग विमान ों पर व्यावहारिक रूप से सभी जेट इंजनों को इस डिजाइन से कुछ प्रेरणा मिली है।

1950 के दशक तक, माल, संपर्क और अन्य विशिष्ट प्रकारों के अपवाद के साथ, लड़ाकू विमानों में जेट इंजन लगभग सार्वभौमिक था। इस बिंदु तक, कुछ ब्रिटिश डिजाइनों को पहले से ही नागरिक उपयोग के लिए मंजूरी दे दी गई थी, और डी हैविलैंड धूमकेतु और एवरो कनाडा जेटलाइनर जैसे शुरुआती मॉडल पर दिखाई दिए थे। 1960 के दशक तक, सभी बड़े नागरिक विमान भी जेट संचालित थे, जिससे प्रत्यागामी इंजन कम लागत वाली आला भूमिकाओं जैसे कार्गो उड़ानों में चला गया।

टर्बोजेट इंजनों की दक्षता अभी भी पिस्टन इंजनों की तुलना में खराब थी, लेकिन 1970 के दशक तक, हाई-बाईपास टर्बोफैन इंजन के आगमन के साथ | हाई-बाईपास टर्बोफैन जेट इंजन ( एडगर बकिंघम जैसे शुरुआती टिप्पणीकारों द्वारा एक नवीनता की कल्पना नहीं की गई थी। गति और उच्च ऊंचाई जो उन्हें बेतुकी लगती थी), ईंधन दक्षता लगभग सर्वश्रेष्ठ पिस्टन और नोदक इंजन के समान थी।

उपयोग करता है

File:JT9D on 747.JPG

एक बोइंग 747 विमान पर स्थापित एक प्रैट एंड व्हिटनी JT9D टर्बोफैन जेट इंजन।

जेट इंजन जेट विमान, क्रूज मिसाइल और मानव रहित हवाई वाहन को शक्ति प्रदान करते हैं। रॉकेट इंजन के रूप में वे आतिशबाजी, मॉडल रॉकेटरी, अंतरिक्ष उड़ान और सैन्य मिसाइलों को शक्ति प्रदान करते हैं।

जेट इंजनों ने उच्च गति वाली कारों को चलाया है, विशेष रूप से ड्रैग रेसर, एक रॉकेट कार द्वारा रखे गए सर्वकालिक रिकॉर्ड के साथ। एक टर्बोफैन संचालित कार, थ्रस्टएसएससी, वर्तमान में भूमि गति रिकॉर्ड रखती है।

गैस टर्बाइन या समुद्री इंजन के रूप में गैर-विमान अनुप्रयोगों के लिए जेट इंजन डिजाइनों को अक्सर संशोधित किया जाता है। इनका उपयोग विद्युत ऊर्जा उत्पादन, पानी, प्राकृतिक गैस, या तेल पंपों को बिजली देने और जहाजों और लोकोमोटिव के लिए प्रणोदन प्रदान करने के लिए किया जाता है। औद्योगिक गैस टर्बाइन 50,000 शाफ्ट अश्वशक्ति तक बना सकते हैं। इनमें से कई इंजन पुराने सैन्य टर्बोजेट जैसे प्रैट एंड व्हिटनी J57 और J75 मॉडल से लिए गए हैं। P&W JT8D लो-बाईपास टर्बोफैन का व्युत्पन्न भी है जो 35,000 हॉर्सपावर (HP) तक बनाता है। .

जेट इंजन भी कभी-कभी टर्बोशाफ्ट और टर्बोप्रॉप इंजन के साथ इंजन कोर जैसे कुछ घटकों में विकसित होते हैं, या साझा करते हैं, जो गैस टरबाइन इंजन के रूप होते हैं जो सामान्यतः हेलीकाप्टरों और कुछ नोदक चालित विमानों के लिए उपयोग किए जाते हैं।

जेट इंजन के प्रकार

बड़ी संख्या में विभिन्न प्रकार के जेट इंजन हैं, जिनमें से सभी जेट प्रणोदन के सिद्धांत से आगे की ओर बढ़ते हैं।

वायु श्वास

Main article: हवा में सांस लेने वाला जेट इंजन

सामान्यतः विमानों को हवा में सांस लेने वाले जेट इंजनों द्वारा चलाया जाता है। अधिकांश एयरब्रेथिंग जेट इंजन जो उपयोग में हैं, टर्बोफैन जेट इंजन हैं, जो ध्वनि की गति के ठीक नीचे की गति पर अच्छी दक्षता देते हैं।

टर्बाइन संचालित

Main article: गैस टर्बाइन

गैस टर्बाइन रोटरी इंजन हैं जो दहन गैस के प्रवाह से ऊर्जा निकालते हैं। उनके पास एक अपस्ट्रीम संपीडक है जो एक डाउनस्ट्रीम टर्बाइन के बीच में एक दहन कक्ष के साथ जुड़ा हुआ है। विमान के इंजनों में, उन तीन मुख्य घटकों को अक्सर गैस जनरेटर कहा जाता है। गैस टर्बाइनों के कई भिन्न रूप हैं, लेकिन वे सभी किसी न किसी प्रकार की गैस जनरेटर प्रणाली का उपयोग करते हैं।

टर्बोजेट

Main article: टर्बोजेट

File:Jet engine.svg

टर्बोजेट इंजन

एक टर्बोजेट इंजन एक गैस टरबाइन इंजन है जो एक इनलेट और एक संपीडक (अक्षीय संपीडक, केन्द्रापसारक संपीडक, या दोनों) के साथ हवा को संपीड़ित करके काम करता है, संपीड़ित हवा के साथ ईंधन मिलाकर, दहन में मिश्रण को जलाता है, और फिर गर्म गुजरता है, टर्बाइन और प्रणोद तुंड के माध्यम से उच्च दबाव वाली हवा। संपीडक टरबाइन द्वारा संचालित होता है, जो इसके माध्यम से गुजरने वाली विस्तारित गैस से ऊर्जा निकालता है। इंजन ईंधन में आंतरिक ऊर्जा को निकास में गतिज ऊर्जा में परिवर्तित करता है, जिससे जोर पैदा होता है। नीचे वर्णित टर्बोफैन इंजन के विपरीत, इनलेट द्वारा निगली गई सभी हवा को संपीडक, दहनशील और टर्बाइन के माध्यम से पारित किया जाता है।

टर्बोफैन

File:Turbofan operation lbp.svg

लो-बाईपास टर्बोफैन इंजन के संचालन को दर्शाने वाला योजनाबद्ध आरेख।

Main article: टर्बोफैन

टर्बोफैन टर्बोजेट से भिन्न होते हैं क्योंकि उनके पास इंजन के सामने एक अतिरिक्त पंखा होता है, जो कोर गैस टरबाइन इंजन को बायपास करते हुए डक्ट में हवा को गति देता है। मध्यम और लंबी दूरी के विमान के लिए टर्बोफैन प्रमुख इंजन प्रकार हैं।

टर्बोफैन सामान्यतः सबसोनिक गति पर टर्बोजेट की तुलना में अधिक कुशल होते हैं, लेकिन उच्च गति पर उनका बड़ा ललाट क्षेत्र अधिक वायुगतिकीय ड्रैग उत्पन्न करता है। इसलिए, सुपरसोनिक उड़ान में, और सैन्य और अन्य विमानों में जहां ईंधन दक्षता की तुलना में अन्य विचारों की उच्च प्राथमिकता होती है, पंखे छोटे या अनुपस्थित होते हैं।

इन भिन्नताओं के कारण, टर्बोफैन इंजन डिज़ाइन को अक्सर लो-बाईपास टर्बोफैन लो-बाईपास या हाई-बाईपास टर्बोफैन हाई-बाईपास के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, जो इंजन के कोर को बाईपास अनुपात वाली हवा की मात्रा पर निर्भर करता है। लो-बाईपास टर्बोफैन का बायपास अनुपात लगभग 2:1 या उससे कम होता है।

राम सम्पीडन

Further information: रामजेट and स्क्रैमजेट

रैम कंप्रेशन जेट इंजन गैस टर्बाइन इंजन के समान वायुश्वासी इंजन हैं और ये दोनों ब्रेटन चक्र का पालन करते हैं। गैस टर्बाइन और रैम संचालित इंजन अलग-अलग होते हैं, हालांकि, वे आने वाले एयरफ्लो को कैसे संकुचित करते हैं। जबकि गैस टरबाइन इंजन आने वाली हवा को संपीड़ित करने के लिए अक्षीय या केन्द्रापसारक संपीडक का उपयोग करते हैं, रैम इंजन केवल इनलेट या विसारक के माध्यम से संपीड़ित हवा पर निर्भर करते हैं। इस प्रकार एक रैम इंजन को कार्य करने से पहले एक पर्याप्त आरंभिक फॉरवर्ड एयरस्पीड की आवश्यकता होती है। राम संचालित इंजनों को सबसे सरल प्रकार का वायु श्वास जेट इंजन माना जाता है क्योंकि उनमें कोई गतिमान भाग नहीं हो सकता है।

रैमजेट रैम संचालित जेट इंजन हैं। वे यंत्रवत् सरल हैं, और टर्बोजेट की तुलना में बहुत अधिक गति को छोड़कर कम कुशलता से संचालित होते हैं।

स्क्रैमजेट मुख्य रूप से इस तथ्य में भिन्न हैं कि हवा सबसोनिक गति तक धीमी नहीं होती है। बल्कि, वे सुपरसोनिक दहन का उपयोग करते हैं। वे और भी अधिक गति पर कुशल हैं। बहुत कम निर्मित या उड़ाए गए हैं।

गैर-निरंतर दहन

प्रकार	विवरण	फायदे	नुकसान
मोटरजेट	टर्बोजेट की तरह काम करता है लेकिन एक पिस्टन इंजन टर्बाइन के बजाय कंप्रेसर को चलाता है।	प्रोपेलर की तुलना में उच्च निकास वेग, उच्च गति पर बेहतर थ्रस्ट प्रदान करता है	भारी, अक्षम और कम शक्ति वाला। उदाहरण: कैप्रोनी कैंपिनी एन.1
पल्सजेट	वायु लगातार के बजाय रुक-रुक कर संपीड़ित और दहनशील होती है। कुछ डिज़ाइन वाल्व का उपयोग करते हैं।	बहुत ही सरल डिजाइन, वी-1 फ्लाइंग बम और हाल ही में मॉडल एयरक्राफ्ट के लिए उपयोग किया जाता है	शोरगुल, अकुशल (कम संपीड़न अनुपात), बड़े पैमाने पर खराब काम करता है, वाल्व डिजाइन पर वाल्व जल्दी खराब हो जाते हैं
पल्स डेटोनेशन इंजन	पल्सजेट के समान, लेकिन दहन विस्फोट के बजाय विस्फोट के रूप में होता है, वाल्व की आवश्यकता हो भी सकती है और नहीं भी	अधिकतम सैद्धांतिक इंजन दक्षता	अत्यधिक शोर, अत्यधिक यांत्रिक थकान के अधीन भाग, विस्फोट शुरू करना कठिन, वर्तमान उपयोग के लिए व्यावहारिक नहीं

अन्य प्रकार के जेट प्रणोदन

रॉकेट

Main article: रॉकेट इंजन

File:Rocket thrust.svg

रॉकेट इंजन प्रणोदन

रॉकेट इंजन प्रतिक्रिया इंजन के रूप में जोर के समान बुनियादी भौतिक सिद्धांतों का उपयोग करता है, लेकिन जेट इंजन से अलग है क्योंकि इसे ऑक्सीजन प्रदान करने के लिए वायुमंडलीय हवा की आवश्यकता नहीं होती है; रॉकेट प्रतिक्रिया द्रव्यमान के सभी घटकों को वहन करता है। हालाँकि कुछ परिभाषाएँ इसे जेट प्रणोदन के रूप में मानती हैं।

क्योंकि रॉकेट हवा में सांस नहीं लेते हैं, इससे उन्हें मनमानी ऊंचाई और अंतरिक्ष में काम करने की अनुमति मिलती है।

इस प्रकार के इंजन का उपयोग उपग्रहों को लॉन्च करने, अंतरिक्ष अन्वेषण और मानवयुक्त पहुंच के लिए किया जाता है और 1969 में चंद्रमा पर उतरने की अनुमति दी गई थी।

रॉकेट इंजनों का उपयोग उच्च ऊंचाई वाली उड़ानों के लिए किया जाता है, या कहीं भी जहां बहुत अधिक त्वरण की आवश्यकता होती है, क्योंकि रॉकेट इंजनों में स्वयं बहुत अधिक थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात होता है।

हालांकि, उच्च निकास गति और भारी, ऑक्सीडाइज़र युक्त प्रणोदक के परिणामस्वरूप टर्बोफैन की तुलना में कहीं अधिक प्रणोदक का उपयोग होता है। फिर भी, अत्यंत उच्च गति पर वे ऊर्जा कुशल बन जाते हैं।

रॉकेट इंजन के शुद्ध प्रणोद के लिए अनुमानित समीकरण है:

$F_{N}={\dot {m}}\,g_{0}\,I_{\text{sp,vac}}-A_{e}\,p\;$

कहां $F_{N}$ शुद्ध जोर है, $I_{\text{sp,vac}}$ विशिष्ट आवेग है, $g_{0}$ एक मानक गुरुत्वाकर्षण है, ${\dot {m}}$ प्रणोदक प्रवाह किग्रा/सेकेंड में है, $A_{e}$ निकास तुंड के बाहर निकलने पर क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र है, और $p$ वायुमंडलीय दबाव है।

प्रकार	विवरण	लाभ	नुकसान
रॉकेट	बोर्ड पर सभी प्रणोदक और ऑक्सीडेंट ले जाता है, प्रणोदन के लिए जेट का उत्सर्जन करता है	बहुत कम चलने वाले हिस्से। मैक 0 से मैक 25+; बहुत तेज गति से कुशल (> मैक 5.0 या तो)। 100 से अधिक जोर/वजन अनुपात। कोई जटिल वायु प्रवेश नहीं। उच्च संपीड़न अनुपात। बहुत तेज गति (हाइपरसोनिक) निकास। अच्छी लागत/जोर अनुपात। परीक्षण करना काफी आसान है। निर्वात में काम करता है; वास्तव में, वातावरण के बाहर सबसे अच्छा काम करता है, जो उच्च गति पर वाहन संरचना पर दयालु होता है। ठंडा रखने के लिए काफी छोटा सतह क्षेत्र, और गर्म निकास धारा में कोई टरबाइन नहीं। बहुत उच्च तापमान दहन और उच्च विस्तार-अनुपात नोज़ल बहुत उच्च गति पर बहुत उच्च दक्षता देता है।	बहुत प्रणोदक की जरूरत है। बहुत कम विशिष्ट आवेग - आमतौर पर 100-450 सेकंड। दहन कक्ष के अत्यधिक तापीय तनाव पुन: उपयोग को कठिन बना सकते हैं। आमतौर पर ऑन-बोर्ड ऑक्सीडाइज़र ले जाने की आवश्यकता होती है जो जोखिम को बढ़ाता है। असाधारण शोर।

हाइब्रिड

संयुक्त-चक्र इंजन एक साथ जेट प्रणोदन के दो या दो से अधिक भिन्न सिद्धांतों का उपयोग करते हैं।

प्रकार	विवरण	फायदे	नुकसान
टर्बोरॉकेट	एक टर्बोजेट जहां एक अतिरिक्त ऑक्सीडाइज़र जैसे ऑक्सीजन अधिकतम ऊंचाई बढ़ाने के लिए हवाई पट्टी में जोड़ा जाता है	मौजूदा डिजाइनों के बहुत करीब, बहुत अधिक ऊंचाई, ऊंचाई की विस्तृत श्रृंखला और एयरस्पीड में संचालित होता है	टर्बोजेट इंजन के समान रेंज तक सीमित एयरस्पीड, LOX जैसे ऑक्सीडाइज़र ले जाना खतरनाक हो सकता है। साधारण रॉकेट से बहुत भारी।
वायु संवर्धित रॉकेट	अनिवार्य रूप से एक रैमाजेट जहां अंतर्ग्रहण वायु को संकुचित किया जाता है और एक रॉकेट के निकास के साथ जलाया जाता है	मच 0 से मैक 4.5+ (बाहरी वायुमंडलीय भी चल सकता है), मैक 2 से 4 पर अच्छी दक्षता	कम गति या बहिर्मंडलीय, इनलेट कठिनाइयों, एक अपेक्षाकृत अविकसित और अस्पष्टीकृत प्रकार, शीतलन कठिनाइयों, बहुत शोर, प्रणोद/वजन अनुपात में समान दक्षता रैमजेट के समान है।
प्रीकूल्ड जेट्स / लेस	एक रैमजेट और/या टर्बोजेट और/या रॉकेट इंजन से गुजरने से पहले एक हीट एक्सचेंजर में इनटेक हवा को इनलेट पर बहुत कम तापमान पर ठंडा किया जाता है।	आसानी से जमीन पर परीक्षण किया गया। एयरस्पीड की एक विस्तृत श्रृंखला पर अच्छी ईंधन दक्षता के साथ बहुत उच्च थ्रस्ट/वजन अनुपात संभव है (~14), मैक 0-5.5+; दक्षताओं का यह संयोजन कक्षा में प्रक्षेपण, एकल चरण, या बहुत तेज़, बहुत लंबी दूरी की अंतरमहाद्वीपीय यात्रा की अनुमति दे सकता है।	केवल प्रयोगशाला प्रोटोटाइप चरण में मौजूद है। उदाहरणों में RB545, प्रतिक्रिया इंजन SABRE, ATREX शामिल हैं। तरल हाइड्रोजन ईंधन की आवश्यकता होती है जिसका घनत्व बहुत कम होता है और इसके लिए भारी इंसुलेटेड टैंकेज की आवश्यकता होती है।

जल जेट

Main article: पंप जेट

एक जल जेट, या पंप-जेट, एक समुद्री प्रणोदन प्रणाली है जो पानी के जेट का उपयोग करती है। यांत्रिक व्यवस्था तुंड, या केन्द्रापसारक संपीडक और तुंड के साथ एक वाहिनी नोदक हो सकती है। पंप-जेट को एक अलग इंजन जैसे डीजल इंजन या गैस टरबाइन द्वारा संचालित किया जाना चाहिए।

एक पंप जेट योजनाबद्ध।

प्रकार	विवरण	फायदे	नुकसान
वाटर जेट	वाटर रॉकेट और जेटबोट को आगे बढ़ाने के लिए; एक नोजल के माध्यम से पीछे की तरफ से पानी को बाहर निकालता है	नावों में, उथले पानी में चल सकता है, उच्च त्वरण, इंजन ओवरलोड का कोई जोखिम नहीं (प्रोपेलर के विपरीत), कम शोर और कंपन, सभी नाव गति पर अत्यधिक चालन योग्य, उच्च गति दक्षता, मलबे से क्षति के प्रति कम संवेदनशील, बहुत विश्वसनीय, अधिक लोड लचीलापन, वन्य जीवन के लिए कम हानिकारक	कम गति पर प्रोपेलर की तुलना में कम कुशल हो सकता है, अधिक महंगा, पानी के प्रवेश के कारण नाव में अधिक वजन, जेट के आकार की तुलना में नाव भारी होने पर अच्छा प्रदर्शन नहीं करेगा

सामान्य भौतिक सिद्धांत

सभी जेट इंजन प्रतिक्रिया इंजन हैं जो अपेक्षाकृत उच्च गति पर पीछे की ओर द्रव के एक जेट (द्रव) का उत्सर्जन करके जोर उत्पन्न करते हैं। इस जेट को बनाने के लिए आवश्यक इंजन के अंदर की ताकत इंजन पर जोर देती है जो शिल्प को आगे बढ़ाती है।

जेट इंजन अपने जेट को उन टैंकों में संग्रहीत प्रणोदक से बनाते हैं जो इंजन से जुड़े होते हैं (जैसा कि एक 'रॉकेट' में होता है) और साथ ही डक्ट इंजन (जो सामान्यतः विमान में उपयोग किए जाते हैं) में एक बाहरी तरल पदार्थ (सामान्यतः हवा) को अंतर्ग्रहण करके और इसे बाहर निकाल दिया जाता है। अधिक गति से।

प्रणोद तुंड

Main article: प्रोपेलिंग नोजल

प्रणोद तुंड सभी जेट इंजनों का प्रमुख घटक है क्योंकि यह निकास जेट (द्रव) बनाता है। प्रणोद तुंड आंतरिक और दबाव ऊर्जा को उच्च वेग गतिज ऊर्जा में बदल देते हैं। कुल दबाव और तापमान तुंड के माध्यम से नहीं बदलते हैं, लेकिन गैस की गति बढ़ने पर उनके स्थिर मान कम हो जाते हैं।

नोज़ल में प्रवेश करने वाली हवा का वेग कम है, मैक 0.4 के बारे में, नोज़ल की ओर जाने वाले डक्ट में दबाव के नुकसान को कम करने के लिए एक शर्त है। क्रूज ऊंचाई पर ठंडी हवा में पंखे के तुंड के लिए तुंड में प्रवेश करने वाला तापमान समुद्र तल के परिवेश जितना कम हो सकता है। यह सुपरसोनिक आफ्टरबर्निंग इंजन के लिए 1000K एग्जॉस्ट गैस तापमान या आफ्टरबर्नर लिट के साथ 2200K जितना अधिक हो सकता है। सिंगल स्टेज पंखे के लिए नोज़ल में प्रवेश करने वाला दाब नोज़ल के बाहर के दाब के 1.5 गुना से लेकर मैक 3+ पर सबसे तेज़ मानवयुक्त विमान के लिए 30 गुना तक भिन्न हो सकता है। अभिसारी नोज़ल केवल स्थानीय ध्वनि (मैक 1) स्थितियों तक गैस को गति देने में सक्षम हैं। उच्च उड़ान गति तक पहुँचने के लिए, और भी अधिक निकास वेगों की आवश्यकता होती है, और इसलिए अभिसारी-अपसारी नोज़ल का उपयोग अक्सर उच्च गति वाले विमानों में किया जाता है। तुंड थ्रस्ट सबसे अधिक होता है यदि गैस का स्थिर दबाव परिवेश मूल्य तक पहुंच जाता है क्योंकि यह तुंड छोड़ देता है। यह केवल तभी होता है जब नोज़ल निकास क्षेत्र नोज़ल दाब अनुपात (एनपीआर) के लिए सही मान हो। चूंकि एनपीआर इंजन थ्रस्ट सेटिंग और उड़ान की गति के साथ बदलता है, ऐसा शायद ही कभी होता है। साथ ही सुपरसोनिक गति पर बाहरी बॉडी ड्रैग के साथ ट्रेड-ऑफ के रूप में परिवेशी दबाव को पूर्ण आंतरिक विस्तार देने के लिए डायवर्जेंट क्षेत्र की आवश्यकता से कम है। व्हिटफोर्ड उदाहरण के तौर पर F-16 देता है। अन्य अविस्तारित उदाहरण XB-70 और SR-71 थे।

तुंड का आकार, टरबाइन तुंड के क्षेत्र के साथ, संपीडक के ऑपरेटिंग दबाव को निर्धारित करता है।

जोर

Main article: जेट इंजन जोर

विमान जेट इंजन से संबंधित ऊर्जा दक्षता

यह सिंहावलोकन इस बात पर प्रकाश डालता है कि पूर्ण जेट विमान पॉवरप्लांट या इंजन प्रतिष्ठानों में ऊर्जा की हानि कहाँ होती है।

एक जेट इंजन आराम पर है, जैसा कि एक परीक्षण स्टैंड पर होता है, ईंधन में चूसता है और जोर उत्पन्न करता है। यह कितना अच्छा करता है इसका अंदाजा इस बात से लगाया जाता है कि यह कितने ईंधन का उपयोग करता है और इसे नियंत्रित करने के लिए किस बल की आवश्यकता होती है। यह इसकी दक्षता का पैमाना है। अगर इंजन के अंदर कुछ बिगड़ता है (प्रदर्शन में गिरावट के रूप में जाना जाता है) यह कम कुशल होगा और यह तब दिखाएगा जब ईंधन कम थ्रस्ट पैदा करेगा। यदि एक आंतरिक भाग में परिवर्तन किया जाता है जो हवा/दहन गैसों को अधिक सुचारू रूप से प्रवाहित करने की अनुमति देता है तो इंजन अधिक कुशल होगा और कम ईंधन का उपयोग करेगा। एक मानक परिभाषा का उपयोग यह आकलन करने के लिए किया जाता है कि अलग-अलग चीजें इंजन की दक्षता को कैसे बदलती हैं और विभिन्न इंजनों के बीच तुलना करने की अनुमति भी देती हैं। इस परिभाषा को थ्रस्ट विशिष्ट ईंधन खपत कहा जाता है, या थ्रस्ट की एक इकाई का उत्पादन करने के लिए कितने ईंधन की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, यह एक विशेष इंजन डिजाइन के लिए जाना जाता है कि यदि बायपास डक्ट में कुछ धक्कों को चिकना कर दिया जाता है तो हवा अधिक सुचारू रूप से प्रवाहित होगी जिससे x% का दबाव कम हो जाएगा और टेक प्राप्त करने के लिए y% कम ईंधन की आवश्यकता होगी- जोर से, उदाहरण के लिए। यह समझ इंजीनियरिंग अनुशासन जेट इंजन प्रदर्शन के अंतर्गत आती है। आगे की गति और विमान प्रणालियों को ऊर्जा की आपूर्ति से दक्षता कैसे प्रभावित होती है, इसका उल्लेख बाद में किया गया है।

इंजन की दक्षता मुख्य रूप से इंजन के अंदर परिचालन स्थितियों द्वारा नियंत्रित होती है जो कि संपीडक द्वारा उत्पन्न दबाव और घूर्णन टरबाइन ब्लेड के पहले सेट पर दहन गैसों का तापमान होता है। दबाव इंजन में उच्चतम वायु दाब है। टर्बाइन रोटर का तापमान इंजन में उच्चतम नहीं है, लेकिन उच्चतम है जिस पर ऊर्जा हस्तांतरण होता है (दहन में उच्च तापमान होता है)। उपरोक्त दबाव और तापमान थर्मोडायनामिक चक्र आरेख पर दिखाए जाते हैं।

इंजन के माध्यम से हवा और दहन गैसों का प्रवाह कितनी आसानी से होता है, संपीडक और टर्बाइनों में गतिमान और स्थिर मार्ग के साथ प्रवाह कितनी अच्छी तरह से संरेखित होता है (घटना कोण के रूप में जाना जाता है) द्वारा दक्षता को और संशोधित किया जाता है। गैर-इष्टतम कोण, साथ ही गैर-इष्टतम मार्ग और ब्लेड आकार सीमा परतों के मोटा होने और अलग होने और शॉक तरंगों के गठन का कारण बन सकते हैं। प्रवाह को धीमा करना महत्वपूर्ण है (कम गति का अर्थ है कम दबाव हानि या दबाव ड्रॉप) जब यह विभिन्न भागों को जोड़ने वाले नलिकाओं के माध्यम से यात्रा करता है। अलग-अलग घटक ईंधन को थ्रस्ट में बदलने में कितनी अच्छी तरह योगदान करते हैं, यह कंप्रेशर्स, टर्बाइन और कंबस्टर के लिए दक्षता और नलिकाओं के लिए दबाव के नुकसान जैसे उपायों से निर्धारित होता है। इन्हें थर्मोडायनामिक चक्र आरेख पर रेखाओं के रूप में दिखाया गया है।

इंजन दक्षता, या थर्मल दक्षता, जाना जाता है $\eta _{th}$. थर्मोडायनामिक चक्र पैरामीटर, अधिकतम दबाव और तापमान, और घटक दक्षताओं पर निर्भर है, $\eta _{compressor}$, $\eta _{combustion}$ और $\eta _{turbine}$ और डक्ट प्रेशर लॉस।

इंजन को सफलतापूर्वक चलाने के लिए अपने लिए संपीड़ित हवा की जरूरत होती है। यह हवा अपने ही संपीडक से आती है और इसे द्वितीयक हवा कहा जाता है। यह थ्रस्ट बनाने में योगदान नहीं देता है इसलिए इंजन को कम कुशल बनाता है। इसका उपयोग इंजन की यांत्रिक अखंडता को बनाए रखने, भागों को गर्म होने से रोकने और उदाहरण के लिए बियरिंग से तेल को निकलने से रोकने के लिए किया जाता है। संपीडक से ली गई इस हवा में से कुछ ही थ्रस्ट उत्पादन में योगदान देने के लिए टरबाइन प्रवाह में लौटती है। आवश्यक राशि में कोई कमी इंजन दक्षता में सुधार करती है। फिर से, यह एक विशेष इंजन डिजाइन के लिए जाना जाएगा कि x% के शीतलन प्रवाह के लिए कम आवश्यकता थ्रस्ट विशिष्ट ईंधन खपत को y% तक कम कर देगी। दूसरे शब्दों में, टेक-ऑफ थ्रस्ट देने के लिए कम ईंधन की आवश्यकता होगी, उदाहरण के लिए। इंजन अधिक कुशल है।

उपरोक्त सभी विचार अपने आप चलने वाले इंजन के लिए बुनियादी हैं और साथ ही, कुछ भी उपयोगी नहीं कर रहे हैं, यानी यह एक विमान को स्थानांतरित नहीं कर रहा है या विमान के विद्युत, हाइड्रोलिक और वायु प्रणालियों के लिए ऊर्जा की आपूर्ति नहीं कर रहा है। विमान में इंजन इन प्रणालियों को शक्ति प्रदान करने के लिए अपनी कुछ प्रणोद-उत्पादक क्षमता, या ईंधन देता है। ये आवश्यकताएं, जो स्थापना हानियों का कारण बनती हैं, इसकी दक्षता कम करें। यह कुछ ऐसे ईंधन का उपयोग कर रहा है जो इंजन के थ्रस्ट में योगदान नहीं करता है।

अंत में, जब विमान उड़ रहा होता है तो प्रणोद जेट में ही इंजन से निकलने के बाद व्यर्थ गतिज ऊर्जा होती है। यह प्रणोदक, या फ्राउड, दक्षता शब्द द्वारा निर्धारित किया जाता है $\eta _{p}$ और इसे बायपास प्रवाह देने के लिए इंजन को फिर से डिज़ाइन करके और प्रॉपेलिंग जेट के लिए कम गति से कम किया जा सकता है, उदाहरण के लिए टर्बोप्रॉप या टर्बोफैन इंजन के रूप में। उसी समय आगे की गति बढ़ जाती है $\eta _{th}$ समग्र दबाव अनुपात में वृद्धि करके।

उड़ान गति पर इंजन की समग्र दक्षता को इस रूप में परिभाषित किया गया है $\eta _{o}=\eta _{p}\eta _{th}$.

$\eta _{o}$ h> उड़ान की गति इस बात पर निर्भर करती है कि इंजन संपीडक को सौंपने से पहले सेवन हवा को कितनी अच्छी तरह से संपीड़ित करता है। इनटेक कंप्रेशन रेशियो, जो मैक 3 पर 32:1 जितना अधिक हो सकता है, समग्र दबाव अनुपात देने के लिए इंजन संपीडक के अनुपात में जुड़ जाता है और $\eta _{th}$ थर्मोडायनामिक चक्र के लिए। यह कितना अच्छा करता है यह इसके दबाव की वसूली या सेवन में होने वाले नुकसान के माप से परिभाषित होता है। मच 3 मानवयुक्त उड़ान ने एक दिलचस्प उदाहरण प्रदान किया है कि कैसे ये नुकसान एक पल में नाटकीय रूप से बढ़ सकते हैं। उत्तर अमेरिकी XB-70 वाल्किरी और लॉकहीड SR-71 ब्लैकबर्ड प्रत्येक मैक 3 पर लगभग 0.8 की दबाव रिकवरी थी, संपीड़न प्रक्रिया के दौरान अपेक्षाकृत कम नुकसान के कारण, यानी कई झटकों की प्रणाली के माध्यम से। एक 'अनस्टार्ट' के दौरान कुशल शॉक सिस्टम को इनलेट से परे एक बहुत ही अकुशल सिंगल शॉक और लगभग 0.3 की इनटेक प्रेशर रिकवरी और एक कम दबाव अनुपात द्वारा प्रतिस्थापित किया जाएगा।

मच 2 से ऊपर की गति पर प्रणोद तुंड में सामान्यतः अतिरिक्त आंतरिक थ्रस्ट लॉस होता है क्योंकि निकास क्षेत्र बाहरी आफ्टरबॉडी ड्रैग के साथ ट्रेड-ऑफ के रूप में पर्याप्त बड़ा नहीं होता है। हालांकि बाईपास इंजन प्रणोदक दक्षता में सुधार करता है, लेकिन यह इंजन के अंदर ही अपना नुकसान उठाता है। गैस जनरेटर से बायपास एयरफ्लो में ऊर्जा स्थानांतरित करने के लिए मशीनरी को जोड़ा जाना है। जोड़े गए टर्बाइन और पंखे में अक्षमताओं के कारण अतिरिक्त नुकसान के साथ एक टर्बोजेट के प्रणोद तुंड से कम नुकसान जोड़ा जाता है। इन्हें ट्रांसमिशन, या ट्रांसफर, दक्षता में सम्मिलित किया जा सकता है $\eta _{T}$. हालाँकि, ये नुकसान किए गए से अधिक हैं प्रणोदन दक्षता में सुधार से। बाइपास डक्ट में अतिरिक्त प्रेशर लॉस और एक अतिरिक्त प्रणोद नोज़ल भी हैं।

घाटे में चल रही मशीनरी के साथ टर्बोफैन के आगमन के साथ इंजन के अंदर क्या चल रहा है, इसे बेनेट ने अलग किया है, उदाहरण के लिए, गैस जनरेटर और ट्रांसफर मशीनरी देने के बीच $\eta _{o}=\eta _{p}\eta _{th}\eta _{T}$.

वाहन की गति/निकास वेग अनुपात (v/v) पर नोदन दक्षता (η) की निर्भरता_e) वायु-श्वास जेट और रॉकेट इंजन के लिए।

ऊर्जा दक्षता ($\eta _{o}$) वाहनों में स्थापित जेट इंजनों के दो मुख्य घटक होते हैं:

• प्रणोदक दक्षता ($\eta _{p}$): जेट की गतिज ऊर्जा के रूप में ले जाने के अतिरिक्त जेट की कितनी ऊर्जा वाहन के शरीर में समाप्त हो जाती है।
• चक्र दक्षता ($\eta _{th}$): इंजन कितनी कुशलता से जेट को गति दे सकता है

भले ही समग्र ऊर्जा दक्षता $\eta _{o}$ है:

$\eta _{o}=\eta _{p}\eta _{th}$

सभी जेट इंजनों के लिए प्रणोदक दक्षता उच्चतम होती है क्योंकि निकास जेट वेग वाहन की गति के करीब हो जाता है क्योंकि यह सबसे छोटी अवशिष्ट गतिज ऊर्जा देता है। एक हवा में सांस लेने वाले इंजन और वाहन के वेग के बराबर निकास वेग के लिए, या ए $\eta _{p}$ एक के बराबर, बिना किसी शुद्ध संवेग परिवर्तन के शून्य जोर देता है। गति से चलने वाले वायु-श्वास इंजनों का सूत्र $v$ निकास वेग के साथ $v_{e}$, और ईंधन प्रवाह की उपेक्षा करना है:

$\eta _{p}={\frac {2}{1+{\frac {v_{e}}{v}}}}$

और एक रॉकेट के लिए:

$\eta _{p}={\frac {2\,({\frac {v}{v_{e}}})}{1+({\frac {v}{v_{e}}})^{2}}}$

प्रणोदक दक्षता के अलावा, एक अन्य कारक चक्र दक्षता है; जेट इंजन ऊष्मा इंजन का एक रूप है। कार्नाट दक्षता इंजन में पहुंचे तापमान के अनुपात से निर्धारित होती है जो तुंड पर समाप्त हो जाती है। समय के साथ इसमें लगातार सुधार हुआ है क्योंकि उच्च अधिकतम चक्र तापमान की अनुमति देने के लिए नई सामग्री पेश की गई है। उदाहरण के लिए, सम्मिश्र सामग्री, सिरेमिक के साथ धातुओं का संयोजन, एचपी टरबाइन ब्लेड के लिए विकसित किया गया है, जो अधिकतम चक्र तापमान पर चलता है। दक्षता समग्र दबाव अनुपात द्वारा भी सीमित है जिसे प्राप्त किया जा सकता है। रॉकेट इंजनों (~60+%) में साइकिल दक्षता सबसे अधिक होती है, क्योंकि वे अत्यधिक उच्च दहन तापमान प्राप्त कर सकते हैं। पीक साइकल तापमान बहुत कम होने के कारण टर्बोजेट और इसी तरह की साइकिल दक्षता 30% के करीब है।

परिचालन सीमा पर एक विमान गैस टर्बाइन की विशिष्ट दहन दक्षता।

File:Combustion stability limits of aircraft gas turbine.svg

एक विमान गैस टरबाइन की विशिष्ट दहन स्थिरता सीमाएँ।

समुद्र तल से टेकऑफ़ स्थितियों में अधिकांश विमान गैस टरबाइन इंजनों की दहन दक्षता

लगभग 100% है। ऊंचाई क्रूज स्थितियों में यह गैर-रैखिक रूप से 98% तक घट जाती है। वायु-ईंधन अनुपात 50:1 से 130:1 तक होता है। किसी भी प्रकार के दहन कक्ष के लिए वायु-ईंधन अनुपात की एक समृद्ध और कमजोर सीमा होती है, जिसके आगे ज्वाला बुझ जाती है। अमीर और कमजोर सीमाओं के बीच वायु-ईंधन अनुपात की सीमा वायु वेग में वृद्धि के साथ कम हो जाती है। अगर

वायु द्रव्यमान प्रवाह में वृद्धि से निश्चित मूल्य से नीचे ईंधन अनुपात कम हो जाता है, ज्वाला विलुप्त हो जाती है।

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केरोसिन ईंधन (हाइड्रोजन I.) के साथ विभिन्न जेट प्रकारों के लिए गति के कार्य के रूप में विशिष्ट आवेग _sp लगभग दुगुना होगा)। हालांकि दक्षता गति के साथ कम हो जाती है, अधिक दूरी तय की जाती है। एक समूह के रूप में जेट इंजनों के लिए दक्षता प्रति इकाई दूरी (प्रति किमी या मील) मोटे तौर पर गति से स्वतंत्र है; हालांकि, सुपरसोनिक गति पर एयरफ्रेम अक्षम हो जाते हैं।

ईंधन या प्रणोदक की खपत

प्रणोदक द्रव्यमान की खपत की दर ऊर्जा दक्षता से निकटता से संबंधित (लेकिन अलग) अवधारणा है। जेट इंजनों में प्रणोदक की खपत को विशिष्ट ईंधन खपत, विशिष्ट आवेग या प्रभावी निकास वेग द्वारा मापा जाता है। वे सभी एक ही चीज़ को मापते हैं। विशिष्ट आवेग और प्रभावी निकास वेग सख्ती से आनुपातिक हैं, जबकि विशिष्ट ईंधन की खपत दूसरों के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

टर्बोजेट जैसे वायु-श्वास इंजनों के लिए, ऊर्जा दक्षता और प्रणोदक (ईंधन) दक्षता बहुत समान हैं, क्योंकि प्रणोदक एक ईंधन और ऊर्जा का स्रोत है। रॉकेटरी में, प्रणोदक भी निकास है, और इसका मतलब है कि एक उच्च ऊर्जा प्रणोदक बेहतर प्रणोदक दक्षता देता है लेकिन कुछ मामलों में वास्तव में 'कम' ऊर्जा दक्षता दे सकता है।

इसे तालिका में (बिल्कुल नीचे) देखा जा सकता है कि जनरल इलेक्ट्रिक के CF6 टर्बोफैन जैसे सबसोनिक टर्बोफैन, कॉनकॉर्ड के रोल्स-रॉयस/स्नेक्मा ओलंपस 593 टर्बोजेट की तुलना में एक सेकंड के लिए थ्रस्ट उत्पन्न करने के लिए बहुत कम ईंधन का उपयोग करते हैं। हालांकि, चूंकि ऊर्जा बल गुणा दूरी है और कॉनकॉर्ड के लिए प्रति सेकंड की दूरी अधिक थी, इसलिए ईंधन की समान मात्रा के लिए इंजन द्वारा उत्पन्न वास्तविक शक्ति CF6 की तुलना में मैक 2 पर कॉनकॉर्ड के लिए अधिक थी। इस प्रकार, कॉनकॉर्ड के इंजन प्रति मील ऊर्जा के मामले में अधिक दक्ष थे।

थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात

Main article: थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात

समान कॉन्फ़िगरेशन वाले जेट इंजनों का थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात पैमाने के साथ बदलता रहता है, लेकिन ज्यादातर इंजन निर्माण तकनीक का एक कार्य है। किसी दिए गए इंजन के लिए, इंजन जितना हल्का होता है, थ्रस्ट-टू-वेट उतना ही बेहतर होता है, इंजन के वजन को उठाने के लिए या इंजन के द्रव्यमान को तेज करने के लिए आवश्यक लिफ्ट के कारण ड्रैग की भरपाई के लिए कम ईंधन का उपयोग किया जाता है।

जैसा कि निम्न तालिका में देखा जा सकता है, रॉकेट इंजन सामान्यतः टर्बोजेट और टर्बोफैन इंजन जैसे विकट: डक्ट इंजन की तुलना में बहुत अधिक थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात प्राप्त करते हैं। यह मुख्य रूप से है क्योंकि रॉकेट लगभग सार्वभौमिक रूप से घने तरल या ठोस प्रतिक्रिया द्रव्यमान का उपयोग करते हैं जो बहुत कम मात्रा देता है और इसलिए समान प्रदर्शन के लिए तुंड की आपूर्ति करने वाली दबाव प्रणाली बहुत छोटी और हल्की होती है। डक्ट इंजनों को हवा से निपटना पड़ता है जो परिमाण कम घनत्व के दो से तीन ऑर्डर होते हैं और इससे बहुत बड़े क्षेत्रों पर दबाव पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप इंजन को एक साथ रखने और हवा संपीडक के लिए अधिक इंजीनियरिंग सामग्री की आवश्यकता होती है।

प्रकारों की तुलना

विभिन्न गैस टरबाइन इंजन विन्यासों के लिए प्रणोदक दक्षता तुलना

नोदक इंजन बड़े वायु द्रव्यमान प्रवाह को संभालते हैं, और उन्हें जेट इंजनों की तुलना में कम त्वरण देते हैं। चूंकि हवा की गति में वृद्धि छोटी है, उच्च उड़ान गति पर नोदक चालित हवाई जहाजों के लिए उपलब्ध थ्रस्ट छोटा है। हालांकि, कम गति पर, ये इंजन अपेक्षाकृत उच्च प्रणोदक दक्षता से लाभान्वित होते हैं।

दूसरी ओर, टर्बोजेट अंतर्ग्रहण वायु और जले हुए ईंधन के बहुत छोटे द्रव्यमान प्रवाह को गति देते हैं, लेकिन फिर वे इसे बहुत तेज गति से अस्वीकार कर देते हैं। जब एक गर्म इंजन के निकास को तेज करने के लिए डी लवल तुंड का उपयोग किया जाता है, तो आउटलेट वेग स्थानीय रूप से सुपरसोनिक गति हो सकता है। टर्बोजेट बहुत तेज गति से यात्रा करने वाले विमानों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त हैं।

टर्बोफैन में मिश्रित निकास होता है जिसमें बाईपास हवा और कोर इंजन से गर्म दहन उत्पाद गैस होती है। इंजन में बहने वाली हवा की मात्रा की तुलना में कोर इंजन को बायपास करने वाली हवा की मात्रा निर्धारित करती है जिसे टर्बोफैन का बाईपास अनुपात (बीपीआर) कहा जाता है।

जबकि एक टर्बोजेट इंजन गर्म उच्च-वेग निकास गैस जेट के रूप में थ्रस्ट उत्पन्न करने के लिए इंजन के सभी आउटपुट का उपयोग करता है, एक टर्बोफैन प्रणाली द्वारा उत्पादित कुल थ्रस्ट का 30% और 70% के बीच एक टर्बोफैन की ठंडी कम-वेग बाईपास हवा की पैदावार होती है। .

नेट थ्रस्ट (एफ_N) एक टर्बोफैन द्वारा उत्पन्न भी इस प्रकार विस्तारित किया जा सकता है:

$F_{N}={\dot {m}}_{e}v_{he}-{\dot {m}}_{o}v_{o}+BPR\,({\dot {m}}_{c}v_{f})$

कहां:

ṁ e	= the mass rate of hot combustion exhaust flow from the core engine
ṁo	= the mass rate of total air flow entering the turbofan = ṁc + ṁf
ṁc	= the mass rate of intake air that flows to the core engine
ṁf	= the mass rate of intake air that bypasses the core engine
vf	= the velocity of the air flow bypassed around the core engine
vhe	= the velocity of the hot exhaust gas from the core engine
vo	= the velocity of the total air intake = the true airspeed of the aircraft
BPR	= Bypass Ratio

रॉकेट इंजनों में अत्यधिक उच्च निकास वेग होता है और इस प्रकार उच्च गति (आवाज़ से जल्द ) और महान ऊंचाई के लिए सबसे उपयुक्त होते हैं। किसी दिए गए थ्रॉटल पर, रॉकेट मोटर का जोर और दक्षता बढ़ती ऊंचाई के साथ थोड़ा सुधार होता है (क्योंकि बैक-प्रेशर गिरता है जिससे तुंड निकास विमान पर शुद्ध जोर बढ़ता है), जबकि टर्बोजेट (या टर्बोफैन) के साथ हवा का गिरता घनत्व इनटेक में प्रवेश (और तुंड छोड़ने वाली गर्म गैसें) बढ़ती ऊंचाई के साथ नेट थ्रस्ट को कम करने का कारण बनता है। रॉकेट इंजन लगभग 15 मैक से ऊपर के स्क्रैमजेट से भी अधिक कुशल हैं।

ऊंचाई और गति

स्क्रैमजेट के अपवाद के साथ, जेट इंजन, अपने इनलेट सिस्टम से वंचित हैं, ध्वनि की लगभग आधी गति से ही हवा को स्वीकार कर सकते हैं। ट्रांसोनिक और सुपरसोनिक विमानों के लिए इनलेट सिस्टम का काम हवा को धीमा करना और कुछ संपीड़न करना है।

इंजनों के लिए अधिकतम ऊंचाई की सीमा ज्वलनशीलता द्वारा निर्धारित की जाती है - बहुत अधिक ऊंचाई पर हवा जलने के लिए बहुत पतली हो जाती है, या संपीड़न के बाद बहुत गर्म हो जाती है। टर्बोजेट इंजनों के लिए लगभग 40 किमी की ऊंचाई संभव प्रतीत होती है, जबकि रैमजेट इंजनों के लिए 55 किमी प्राप्त की जा सकती है। स्क्रैमजेट सैद्धांतिक रूप से 75 किमी का प्रबंधन कर सकते हैं। बेशक रॉकेट इंजन की कोई ऊपरी सीमा नहीं है।

अधिक मामूली ऊंचाई पर, गतिशील दबाव तेजी से उड़ता है, और यह हवा को बहुत गर्म करता है। ऊपरी सीमा सामान्यतः मच 5-8 के बारे में मानी जाती है, जैसा कि ऊपर मच 5.5 के बारे में है, वायुमंडलीय नाइट्रोजन इनलेट पर उच्च तापमान के कारण प्रतिक्रिया करता है और यह महत्वपूर्ण ऊर्जा की खपत करता है। इसका अपवाद स्क्रैमजेट है जो लगभग 15 मैक या अधिक प्राप्त करने में सक्षम हो सकता है, क्योंकि वे हवा को धीमा करने से बचते हैं, और रॉकेट की फिर से कोई विशेष गति सीमा नहीं होती है।

शोर

जेट इंजन द्वारा उत्सर्जित शोर के कई स्रोत होते हैं। इनमें सम्मिलित हैं, गैस टर्बाइन इंजन के मामले में, पंखा, कम्प्रेशर, कम्बस्टर, टर्बाइन और प्रणोद जेट/एस।

प्रणोद जेट जेट शोर पैदा करता है जो आसपास की हवा के साथ हाई स्पीड जेट की हिंसक मिश्रण क्रिया के कारण होता है। सबसोनिक मामले में शोर भंवरों द्वारा और सुपरसोनिक मामले में मच तरंगों द्वारा निर्मित होता है। किसी जेट से निकलने वाली ध्वनि शक्ति 2,000 फ़ीट/सेकंड तक के वेग के लिए आठवीं शक्ति तक बढ़ाए गए जेट वेग के साथ भिन्न होती है और 2,000 फ़ीट/सेकंड से ऊपर के घन वेग के साथ भिन्न होती है। इस प्रकार, उच्च बाईपास टर्बोफैन जैसे इंजनों से निकलने वाली कम गति वाले निकास जेट सबसे शांत होते हैं, जबकि सबसे तेज़ जेट, जैसे कि रॉकेट, टर्बोजेट और रैमजेट, सबसे तेज़ होते हैं। वाणिज्यिक जेट विमानों के लिए जेट शोर टर्बोजेट से बायपास इंजनों के माध्यम से टर्बोफैन तक कम हो गया है, जो जेट वेगों को आगे बढ़ाने में प्रगतिशील कमी के परिणामस्वरूप है। उदाहरण के लिए, JT8D, एक बायपास इंजन, का जेट वेग 1450 ft/sec है जबकि JT9D, एक टर्बोफैन, का जेट वेग 885 ft/sec (ठंडा) और 1190 ft/sec (गर्म) है। टर्बोफैन के आगमन ने बहुत विशिष्ट जेट शोर को एक अन्य ध्वनि के साथ बदल दिया जिसे बज़ सॉ शोर कहा जाता है। मूल टेकऑफ़ थ्रस्ट पर सुपरसोनिक फैन ब्लेड्स से उत्पन्न होने वाली शॉकवेव्स हैं।

शीतलन

इंजन सामग्री की ताकत बनाए रखने और इंजन के लिए लंबे जीवन को सुनिश्चित करने के लिए जेट इंजन के कामकाजी हिस्सों से पर्याप्त गर्मी हस्तांतरण महत्वपूर्ण है।

2016 के बाद, जेट इंजन घटकों के लिए वाष्पोत्सर्जन शीतलन तकनीकों के विकास में अनुसंधान जारी है।

संचालन

File:ECAM.jpg

इलेक्ट्रॉनिक सेंट्रलाइज्ड एयरक्राफ्ट मॉनिटर (ECAM) डिस्प्ले

एक जेट इंजन में, प्रत्येक प्रमुख घूर्णन खंड में सामान्यतः एक अलग गेज होता है जो इसकी रोटेशन की गति की निगरानी के लिए समर्पित होता है।

मेक और मॉडल के आधार पर, एक जेट इंजन में N हो सकता है₁ गेज जो टर्बोफैन इंजन में कम दबाव वाले संपीडक सेक्शन और/या पंखे की गति पर नज़र रखता है। गैस जनरेटर अनुभाग की निगरानी एन द्वारा की जा सकती है₂ गेज, जबकि ट्रिपल स्पूल इंजन में N हो सकता है₃ गेज भी। प्रत्येक इंजन खंड कई हजारों RPM पर घूमता है। इसलिए उनके गेज प्रदर्शन और व्याख्या में आसानी के लिए वास्तविक RPM के अतिरिक्त मामूली गति के प्रतिशत में कैलिब्रेट किए जाते हैं।

यह भी देखें

• एयर टर्बो रैमजेट
• बैलेंसिंग मशीन
• जेट इंजन के घटक
• रॉकेट इंजन तुंड
• रॉकेट टरबाइन इंजन
• अंतरिक्ष यान प्रणोदन
• थ्रस्ट रिवर्सल
• RAE में टर्बोजेट विकास
• चर चक्र इंजन
• जल इंजेक्शन (इंजन)

संदर्भ

ग्रन्थसूची

• Brooks, David S. (1997). Vikings at Waterloo: Wartime Work on the Whittle Jet Engine by the Rover Company. Rolls-Royce Heritage Trust. ISBN 978-1-872922-08-9.
• Golley, John (1997). Genesis of the Jet: Frank Whittle and the Invention of the Jet Engine. Crowood Press. ISBN 978-1-85310-860-0.
• Hill, Philip; Peterson, Carl (1992), Mechanics and Thermodynamics of Propulsion (2nd ed.), New York: Addison-Wesley, ISBN 978-0-201-14659-2
• Kerrebrock, Jack L. (1992). Aircraft Engines and Gas Turbines (2nd ed.). Cambridge, MA: The MIT Press. ISBN 978-0-262-11162-1.

बाहरी कड़ियाँ

• Media related to जेट इंजिन at Wikimedia Commons
• File:Wiktionary-logo-en-v2.svg The dictionary definition of jet engine at Wiktionary
• Media about jet engines from Rolls-Royce
• How Stuff Works article on how a Gas Turbine Engine works
• Influence of the Jet Engine on the Aerospace Industry
• An Overview of Military Jet Engine History, Appendix B, pp. 97–120, in Military Jet Engine Acquisition (Rand Corp., 24 pp, PDF)
• Basic jet engine tutorial (QuickTime Video)
• An article on how reaction engine works
• The Aircraft Gas Turbine Engine and Its Operation: Installation Engineering. East Hartford, Connecticut: United Aircraft Corporation. February 1958. Retrieved 29 September 2021.