रामजेट

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दिखाए गए प्रवाह की मैक संख्या के साथ सरल रैमजेट ऑपरेशन

एक रैमजेट, या एथोडिड (एयरो थर्मोडायनामिक डक्ट), हवा में सांस लेने वाला जेट इंजन का एक रूप है जो इंजन के आगे की गति का उपयोग जोर देने के लिए करता है। चूंकि यह स्थिर (बिना रैम एयर) रैमजेट-संचालित वाहनों के लिए कोई थ्रस्ट पैदा नहीं करता है, इसलिए इसे JATO की तरह एक सहायक टेक-ऑफ की आवश्यकता होती है ताकि इसे उस गति तक बढ़ाया जा सके जहां यह थ्रस्ट पैदा करना शुरू करता है। रैमजेट सुपरसोनिक गति के आसपास सबसे अधिक कुशलता से काम करते हैं Mach 3 (2,300 mph; 3,700 km/h) की गति तक काम कर सकता है Mach 6 (4,600 mph; 7,400 km/h).

रैमजेट उन अनुप्रयोगों में विशेष रूप से उपयोगी हो सकते हैं जिनके लिए उच्च गति के उपयोग के लिए एक छोटे और सरल तंत्र की आवश्यकता होती है, जैसे कि मिसाइल। 1960 के दशक के बाद से अमेरिका, कनाडा और यूके के पास सीआईएम-10 बॉमार्क और खोजी कुत्ता (मिसाइल) जैसे बड़े पैमाने पर रैमजेट संचालित मिसाइल डिफेंस थे। हथियार डिजाइनर अतिरिक्त रेंज देने के लिए तोपखाने के गोले में रैमजेट तकनीक का उपयोग करना चाह रहे हैं; एक 120 मिमी मोर्टार शेल, यदि एक रैमजेट द्वारा सहायता प्रदान की जाती है, तो यह माना जाता है कि यह एक सीमा प्राप्त करने में सक्षम है 35 km (22 mi). हेलीकॉप्टर रोटार के सिरों पर टिप जेट के रूप में, उनका सफलतापूर्वक उपयोग किया गया है, हालांकि कुशलता से नहीं। रैमजेट पल्स स्वामित्व से भिन्न होते हैं, जो आंतरायिक दहन का उपयोग करते हैं; रैमजेट एक निरंतर दहन प्रक्रिया को नियोजित करता है।

जैसे-जैसे गति बढ़ती है, एक रैमजेट की दक्षता कम होने लगती है क्योंकि संपीड़न के कारण इनलेट में हवा का तापमान बढ़ जाता है। जैसे ही इनलेट तापमान निकास तापमान के करीब आता है, जोर के रूप में कम ऊर्जा निकाली जा सकती है। अभी तक उच्च गति पर प्रयोग करने योग्य मात्रा में थ्रस्ट उत्पन्न करने के लिए, रैमजेट को संशोधित किया जाना चाहिए ताकि आने वाली हवा संपीड़ित (और इसलिए गर्म) लगभग उतनी ही न हो। इसका मतलब है कि दहन कक्ष के माध्यम से बहने वाली हवा अभी भी बहुत तेजी से (इंजन के सापेक्ष) चल रही है, वास्तव में यह सुपरसोनिक होगी - इसलिए नाम सुपरसोनिक-दहन रैमजेट या scramjet है।

इतिहास

साइरानो डी बर्जरैक

ल'ऑट्रे मोंडे: ओउ लेस एटैट्स एट एम्पायर्स डे ला ल्यून (चंद्रमा के राज्यों और साम्राज्यों का हास्यपूर्ण इतिहास) (1657) साइरानो डे बर्जरैक द्वारा लिखे गए तीन व्यंग्यात्मक उपन्यासों में से पहला था, जिसे पहली विज्ञान कथा कहानियों में माना जाता है। आर्थर सी क्लार्क ने इस पुस्तक को रैमजेट की अवधारणा का श्रेय दिया, और रॉकेट-संचालित अंतरिक्ष उड़ान का पहला काल्पनिक उदाहरण है।

रेने लोरिन

रैमजेट की कल्पना 1913 में फ्रांसीसी आविष्कारक रेने लोरिन ने की थी, जिन्हें अपने डिवाइस के लिए पेटेंट दिया गया था। अपर्याप्त सामग्री के कारण एक प्रोटोटाइप बनाने का प्रयास विफल रहा। उनके पेटेंट FR290356 ने एक पिस्टन आंतरिक दहन इंजन को जोड़ा 'तुरही' के साथ निकास नलिका के रूप में दिखाया। [1]

अल्बर्ट फोनो

1915 में, हंगरी के आविष्कारक अल्बर्ट फोनो ने तोपखाने की सीमा बढ़ाने के लिए एक समाधान तैयार किया, जिसमें एक बंदूक से प्रक्षेपित प्रक्षेप्य शामिल था, जिसे एक रैमजेट प्रणोदन इकाई के साथ एकजुट किया जाना था, इस प्रकार अपेक्षाकृत कम थूथन वेग से एक लंबी दूरी दी गई, जिससे भारी गोले बनाए जा सके। अपेक्षाकृत हल्की बंदूकों से दागे गए। फोनो ने अपना आविष्कार ऑस्ट्रो-हंगेरियन सेना को सौंप दिया, लेकिन प्रस्ताव को खारिज कर दिया गया। प्रथम विश्व युद्ध के बाद, फोनो मई 1928 में एक जर्मन पेटेंट आवेदन में एक एयर-जेट इंजन का वर्णन करते हुए जेट प्रोपल्शन के विषय पर लौट आया, जिसे उन्होंने उच्च ऊंचाई वाले सुपरसोनिक विमान के लिए उपयुक्त बताया। एक अतिरिक्त पेटेंट आवेदन में, उन्होंने सबसोनिक गति के लिए इंजन को अनुकूलित किया। पेटेंट 1932 में चार साल की परीक्षा (जर्मन पेटेंट संख्या 554,906, 1932-11-02) के बाद प्रदान किया गया था।

सोवियत संघ

सोवियत संघ में, सुपरसोनिक रैमजेट इंजनों का एक सिद्धांत 1928 में बोरिस स्टेककिन द्वारा प्रस्तुत किया गया था। जीआईआरडी की तीसरी ब्रिगेड के प्रमुख यूरी पोबेडोनोस्तसेव ने रैमजेट इंजनों में काफी शोध किया। पहला इंजन, GIRD-04, I.A द्वारा डिजाइन किया गया था। मर्कुलोव और अप्रैल 1933 में परीक्षण किया गया। सुपरसोनिक उड़ान का अनुकरण करने के लिए, इसे संपीड़ित हवा द्वारा खिलाया गया था 20,000 kilopascals (200 atm), और हाइड्रोजन से ईंधन भरा गया था। GIRD-08 फॉस्फोरस-ईंधन वाले रैमजेट का परीक्षण एक तोपखाने की तोप से फायर करके किया गया। ये गोले ध्वनि की गति को तोड़ने वाले पहले जेट-संचालित प्रोजेक्टाइल हो सकते हैं।

1939 में, मर्कुलोव ने दो चरणों वाले रॉकेट, R-3 का उपयोग करके रैमजेट का और परीक्षण किया। उस अगस्त में, उन्होंने एक विमान, DM-1 की सहायक मोटर के रूप में उपयोग के लिए पहला रैमजेट इंजन विकसित किया। दुनिया की पहली रैमजेट-संचालित हवाई जहाज की उड़ान दिसंबर 1940 में हुई, जिसमें एक संशोधित पोलिकारपोव I-15 पर दो DM-2 इंजन का उपयोग किया गया था। मर्कुलोव ने 1941 में एक रैमजेट लड़ाकू समोलेट डी डिजाइन किया, जो कभी पूरा नहीं हुआ। उनके दो DM-4 इंजन द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान Yak-7 PVRD लड़ाकू विमान पर लगाए गए थे। 1940 में, Kostikov-302 प्रायोगिक विमान को डिजाइन किया गया था, जो उड़ान के लिए टेक-ऑफ और रैमजेट इंजन के लिए एक तरल ईंधन रॉकेट द्वारा संचालित था। वह परियोजना 1944 में रद्द कर दी गई थी।

1947 में, मस्टीस्लाव क्लेडीश ने एक क्लेडीश बॉम्बर | लंबी दूरी के एंटीपोडल बॉम्बर का प्रस्ताव रखा, जो सिल्बर्वोगेल | सेंगर-ब्रेड्ट बॉम्बर के समान था, लेकिन रॉकेट के बजाय रैमजेट द्वारा संचालित था। 1954 में, NPO Lavochkin और Keldysh Institute ने Mach 3 ramjet-संचालित क्रूज मिसाइल, Burya का विकास शुरू किया। इस परियोजना ने सर्गेई कोरोलेव द्वारा विकसित किए जा रहे R-7 Semyorka|R-7 ICBM के साथ प्रतिस्पर्धा की और 1957 में इसे रद्द कर दिया गया।

1 मार्च 2018 को राष्ट्रपति व्लादिमीर पुतिन ने घोषणा की कि रूस ने विस्तारित लंबी दूरी की उड़ान में सक्षम (अनुमानित) परमाणु संचालित रैमजेट क्रूज मिसाइल विकसित की है।

जर्मनी

1936 में, हेलमथ वाल्टर ने प्राकृतिक गैस द्वारा संचालित एक परीक्षण इंजन का निर्माण किया। बीएमडब्ल्यू (BMW) और जंकर्स (Junkers) के साथ-साथ Deutsche Forschungsanstalt für Luftfahrt में सैद्धांतिक काम किया गया। 1941 में, DFL के यूजेन सेंगर ने बहुत उच्च दहन कक्ष तापमान के साथ एक रैमजेट इंजन का प्रस्ताव रखा। उन्होंने 500 millimetres (20 in) और 1,000 millimetres (39 in) व्यास और लॉरी पर दहन परीक्षण और डोर्नियर डू 17 पर एक विशेष परीक्षण रिग पर उड़ान की गति पर किया गया 200 metres per second (720 km/h). बाद में, जर्मनी में युद्धकालीन परिस्थितियों के कारण पेट्रोल की कमी हो गई, ईंधन के रूप में दबाए गए कोयले की धूल के ब्लॉकों के साथ परीक्षण किए गए (देखें उदाहरण के लिए Lippisch P.13a), जो धीमे दहन के कारण सफल नहीं हुए।

संयुक्त राज्य

AQM-60 किंगफिशर, अमेरिकी सेना के साथ सेवा में प्रवेश करने वाला पहला उत्पादन रैमजेट

1950 के दशक के दौरान एविएशन वीक एंड स्पेस टेक्नोलॉजी जैसी व्यापार पत्रिकाओं में स्टोवपाइप (फ्लाइंग/फ्लेमिंग/सुपरसोनिक) रैमजेट के लिए एक लोकप्रिय नाम था। और अन्य प्रकाशन जैसे द कॉर्नेल इंजीनियर और द जर्नल ऑफ़ द अमेरिकन रॉकेट सोसाइटी। नाम से निहित सादगी टर्बोजेट इंजन के साथ तुलना से आई है, जिसमें एक रैमजेट, जटिल और महंगी कताई टर्बोमशीनरी (कंप्रेसर और टर्बाइन) के इनलेट, दहन और नोजल के साथ-साथ भी है।

अमेरिकी नौसेना ने गोरगोन (यू.एस. मिसाइल) के नाम से हवा से हवा में मार करने वाली मिसाइलों की एक श्रृंखला विकसित की, जिसमें विभिन्न प्रणोदन तंत्रों का उपयोग किया गया, जिसमें गोरगन IV पर रैमजेट प्रणोदन शामिल है। ग्लेन एल. मार्टिन द्वारा बनाए गए रैमजेट गोरगॉन IVs का परीक्षण 1948 और 1949 में नौसेना वायु स्टेशन बिंदु नाक में किया गया था। रैमजेट इंजन को ही दक्षिणी कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में डिजाइन किया गया था और मार्क्वार्ट कॉर्पोरेशन द्वारा निर्मित किया गया था। इंजन था 2.1 metres (7 ft) लंबा और 510 millimetres (20 in) व्यास में और मिसाइल के नीचे स्थित था।

1950 के दशक की शुरुआत में अमेरिका ने लॉकहीड एक्स-7 कार्यक्रम के तहत मैक 4+ रैमजेट विकसित किया। इसे लॉकहीड एक्यूएम-60 किंगफिशर में विकसित किया गया था। आगे के विकास के परिणामस्वरूप लॉकहीड डी-21 स्पाई ड्रोन बना।

1950 के दशक के उत्तरार्ध में अमेरिकी नौसेना ने RIM-8 टैलोस नामक एक प्रणाली की शुरुआत की, जो जहाजों से दागी गई लंबी दूरी की सतह से हवा में मार करने वाली मिसाइल थी। इसने वियतनाम युद्ध के दौरान दुश्मन के कई लड़ाकों को सफलतापूर्वक मार गिराया, और युद्ध में दुश्मन के विमान को नष्ट करने वाली पहली जहाज-प्रक्षेपित मिसाइल थी। 23 मई 1968 को, यूएसएस लॉन्ग बीच से दागे गए एक तालोस ने एक वियतनामी मिग को लगभग की दूरी पर मार गिराया। 105 kilometres (65 mi). इसे सतह से सतह पर मार करने वाले हथियार के रूप में भी इस्तेमाल किया गया था और भूमि आधारित रडार को नष्ट करने के लिए इसे संशोधित किया गया था। AQM-60 द्वारा सिद्ध की गई तकनीक का उपयोग करते हुए, 1950 के दशक के अंत और 1960 के दशक की शुरुआत में अमेरिका ने CIM-10 बॉमार्क नामक एक व्यापक रक्षा प्रणाली का उत्पादन किया, जो कई सौ मील की रेंज वाली सैकड़ों परमाणु सशस्त्र रैमजेट मिसाइलों से लैस थी। यह AQM-60 के समान इंजनों द्वारा संचालित था, लेकिन लंबी उड़ान के समय का सामना करने के लिए बेहतर सामग्री के साथ। 1970 के दशक में इस प्रणाली को वापस ले लिया गया क्योंकि बमवर्षकों से खतरा कम हो गया था।

थोर-ईआर

अप्रैल 2020 में, अमेरिकी रक्षा विभाग और नार्वे के रक्षा मंत्रालय ने संयुक्त रूप से लंबी दूरी के उच्च-गति और हाइपरसोनिक हथियारों पर लागू होने वाली उन्नत तकनीकों को विकसित करने के लिए अपनी साझेदारी की घोषणा की। टैक्टिकल हाई-स्पीड ऑफेंसिव रैमजेट फॉर एक्सटेंडेड रेंज (THOR-ER) प्रोग्राम ने अगस्त 2022 में ठोस ईंधन रैमजेट (SFRJ) वाहन परीक्षण पूरा किया।

यूनाइटेड किंगडम

आरएएफ संग्रहालय, हेंडन, लंदन में प्रदर्शन पर एक खोजी कुत्ता।

1950 के दशक के अंत और 1960 के दशक की शुरुआत में ब्रिटेन ने कई रैमजेट मिसाइलें विकसित कीं।

नीला दूत नामक एक परियोजना देश को बमवर्षकों के खिलाफ लंबी दूरी की रैमजेट संचालित वायु रक्षा से लैस करने वाली थी, लेकिन सिस्टम को अंततः रद्द कर दिया गया था।

इसे ब्लडहाउंड (मिसाइल) नामक एक बहुत छोटी रेंज रैमजेट मिसाइल प्रणाली से बदल दिया गया था। इस प्रणाली को रक्षा की दूसरी पंक्ति के रूप में डिजाइन किया गया था, जब हमलावर अंग्रेजी इलेक्ट्रिक लाइटनिंग लड़ाकू विमानों के बचाव के बेड़े को बायपास करने में सक्षम थे।

1960 के दशक में रॉयल नेवी ने समुद्री डार्ट नामक जहाजों के लिए एक रैमजेट संचालित सतह से हवा में मार करने वाली मिसाइल विकसित और तैनात की। इसकी एक सीमा थी 65–130 kilometres (40–80 mi) और मच 3 की गति। फ़ॉकलैंड युद्ध के दौरान कई प्रकार के विमानों के खिलाफ युद्ध में इसका सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था।

फ्रिट्ज ज़्विकी

प्रख्यात स्विस खगोल वैज्ञानिक फ्रिट्ज ज़्विकी हवाई-जेट से चलनेवाला में अनुसंधान निदेशक थे और जेट प्रणोदन में कई पेटेंट रखते हैं। अमेरिकी पेटेंट 5121670 और 4722261 राम त्वरक के लिए हैं। अमेरिकी नौसेना फ़्रिट्ज़ ज़्विकी को सार्वजनिक रूप से अपने स्वयं के आविष्कार, अंडरवाटर जेट के लिए यूएस पेटेंट 2,461,797 पर चर्चा करने की अनुमति नहीं देगी, एक राम जेट जो द्रव माध्यम में प्रदर्शन करता है। टाइम (पत्रिका) पत्रिका ने 11 जुलाई 1955 को मिस्ड स्विस लेखों में फ्रिट्ज ज़्विकी के काम की सूचना दी और 14 मार्च 1949 के अंक में अंडरवाटर जेट।

फ्रांस

लेडुक 010

फ्रांस में, रेने लेडुक के कार्य उल्लेखनीय थे। लेडुक का मॉडल, लेडुक 0.10 1949 में उड़ान भरने वाले पहले रैमजेट-संचालित विमानों में से एक था।

नॉर्ड 1500 ग्रिफ़ॉन पहुँच गया Mach 2.19 (745 m/s; 2,680 km/h) 1958 में।

इंजन चक्र

ब्रेटन चक्र

Main article: Brayton cycle

हवा जैसे ही एक रैमजेट डक्ट से गुजरती है, स्थिति बदलती है (जैसे तापमान, दबाव, आयतन में परिवर्तन) क्योंकि यह ब्रेटन चक्र के रूप में ज्ञात थर्मोडायनामिक चक्र में संपीड़ित, गर्म और विस्तारित होती है। यह चक्र गैस टर्बाइन इंजन पर भी लागू होता है। हवा की एक निश्चित मात्रा के लिए इसकी स्थिति में परिवर्तन को आरेखों पर मात्राओं के जोड़े के साथ दर्शाया जाता है, आमतौर पर तापमान ~ एंट्रोपी या दबाव ~ मात्रा। साइकिल का नाम अमेरिकी इंजीनियर जॉर्ज ब्रेटन के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने इसे विकसित किया था, हालांकि यह मूल रूप से 1791 में अंग्रेज जॉन बार्बर (इंजीनियर) द्वारा प्रस्तावित और पेटेंट कराया गया था। इसे कभी-कभी जेम्स प्रेस्कॉट जौल चक्र के नाम से भी जाना जाता है।

डिजाइन

एक ठेठ रैमजेट

रैमजेट का पहला भाग इसका विसारक (कंप्रेसर) होता है जिसमें रैमजेट की आगे की गति का उपयोग ईंधन के दहन के लिए आवश्यक इसके कार्यशील द्रव (वायु) के दबाव को बढ़ाने के लिए किया जाता है। इसके बाद इसे सुपरसोनिक गति में तेजी लाने के लिए एक नोक के माध्यम से पारित किया जाता है। यह त्वरण रैमजेट को आगे की ओर जोर देता है।

एक रैमजेट एक टर्बोजेट की तुलना में बहुत कम जटिल है क्योंकि इसमें हवा का सेवन, दहन करने वाला यंत्र, और एक नोजल होता है लेकिन कोई टर्बोमशीनरी नहीं होती है। आम तौर पर, केवल चलने वाले पुर्जे ईंधन पंप में होते हैं, जो ईंधन को कंबस्टर (तरल-ईंधन रैमजेट) में स्प्रे नोजल में भेजते हैं। ठोस-ईंधन रैमजेट ईंधन प्रणाली की आवश्यकता के बिना सरल होते हैं।

तुलना के माध्यम से, एक टर्बोजेट टर्बाइन द्वारा संचालित एक कंप्रेसर का उपयोग करता है। इस प्रकार का इंजन स्थिर होने पर थ्रस्ट उत्पन्न करता है क्योंकि संपीड़ित हवा (यानी रैमजेट में रैम एयर) उत्पन्न करने के लिए आवश्यक उच्च वेग वाली हवा कंप्रेसर द्वारा ही उत्पन्न होती है (तेजी से घूमने वाले रोटर ब्लेड)।

निर्माण

डिफ्यूज़र

विसारक रैमजेट का वह भाग है जो अंतर्ग्रहण की ओर आने वाली हवा के उच्च वेग को दहन के लिए आवश्यक उच्च (स्थैतिक) दबाव में परिवर्तित करता है। उच्च दहन दबाव व्यर्थ तापीय ऊर्जा को कम करता है जो निकास गैसों में दिखाई देता है, (गर्मी जोड़ने के दौरान एंट्रॉपी वृद्धि को कम करके).

सबसोनिक और लो-सुपरसोनिक रैमजेट हवा को पकड़ने के लिए इनलेट के लिए पिटोट-प्रकार के प्रवेश द्वार का उपयोग करते हैं। इसके बाद कम सबसोनिक वेग प्राप्त करने के लिए एक चौड़ा आंतरिक मार्ग (सबसोनिक डिफ्यूज़र) होता है जो कि दहनकर्ता पर आवश्यक होता है। कम सुपरसोनिक गति पर इनलेट के सामने एक सामान्य (विमान) शॉक वेव बनता है।

उच्च सुपरसोनिक गति के लिए इनलेट के सामने एक सामान्य शॉक वेव के माध्यम से प्रेशर लॉस निषेधात्मक हो जाता है और अंतिम सामान्य शॉक के सामने तिरछी शॉक वेव्स उत्पन्न करने के लिए एक उभरी हुई स्पाइक या कोन का उपयोग करना पड़ता है जो अब इनलेट एंट्रेंस लिप पर होता है। इस मामले में डिफ्यूज़र में दो भाग होते हैं, सुपरसोनिक डिफ्यूज़र, इनलेट के बाहरी शॉक वेव्स के साथ, इसके बाद आंतरिक सबसोनिक डिफ्यूज़र।

उच्च गति पर अभी भी, सुपरसोनिक प्रसार का हिस्सा आंतरिक रूप से होता है इसलिए बाहरी और आंतरिक तिरछी शॉक तरंगें होती हैं। अंतिम सामान्य झटका एक न्यूनतम प्रवाह क्षेत्र के आसपास होता है जिसे गले के रूप में जाना जाता है, जिसके बाद सबसोनिक डिफ्यूज़र होता है।

ज्वलनशील

अन्य जेट इंजनों की तरह, दहनकर्ता को ईंधन जलाकर हवा का तापमान बढ़ाना पड़ता है। यह एक छोटे दबाव के नुकसान के साथ होता है। कंबस्टर में प्रवेश करने वाली हवा का वेग इतना कम होना चाहिए कि आग धारकों द्वारा प्रदान किए गए आश्रय क्षेत्रों में निरंतर दहन हो सके।

चूंकि कोई डाउनस्ट्रीम टर्बाइन नहीं है, एक रैमजेट कम्बस्टर स्तुईचिओमेटरी ईंधन: वायु अनुपात पर सुरक्षित रूप से काम कर सकता है, जिसका अर्थ है एक कम्बस्टर निकास स्थिरता तापमान के क्रम में 2,400 K (2,130 °C; 3,860 °F) मिट्टी के तेल के लिए। आम तौर पर, उड़ान की गति और ऊंचाई की एक श्रृंखला के लिए दहनकर्ता को थ्रॉटल सेटिंग्स की एक विस्तृत श्रृंखला पर काम करने में सक्षम होना चाहिए। आम तौर पर, एक आश्रययुक्त पायलट क्षेत्र दहन को जारी रखने में सक्षम बनाता है जब वाहन का सेवन उच्च उड़ान गतिशीलता से गुजरता है। घुमावों के दौरान झुकाव/पिच। अन्य लौ स्थिरीकरण तकनीकें लौ धारकों का उपयोग करती हैं, जो आग को आश्रय देने और ईंधन मिश्रण में सुधार करने के लिए दहनशील डिब्बे से साधारण फ्लैट प्लेटों तक डिजाइन में भिन्न होती हैं। कम्बस्टर में अधिक ईंधन डालने से डिफ्यूज़र में अंतिम (सामान्य) झटका इनटेक लिप से आगे धकेला जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप इंजन एयरफ्लो और थ्रस्ट में पर्याप्त गिरावट आती है।

नोजल

प्रोपेलिंग नोजल रैमजेट डिज़ाइन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, क्योंकि यह थ्रस्ट उत्पन्न करने के लिए निकास प्रवाह को तेज करता है।

सबसोनिक रैमजेट नोजल के साथ निकास प्रवाह को तेज करते हैं। सुपरसोनिक उड़ान के लिए आमतौर पर एक डी लावल नोज़ल|अभिसारी–अपसारी नोज़ल की आवश्यकता होती है।

ब्रिस्टल थोर रैमजेट प्रदर्शन उद्देश्यों के लिए संशोधित। ब्रिस्टल ब्लडहाउंड मिसाइल में दो थोर इंजन का इस्तेमाल किया गया था

प्रदर्शन और नियंत्रण

हालांकि रैमजेट को उतनी ही धीमी गति से चलाया गया है 45 metres per second (160 km/h), नीचे के बारे में Mach 0.5 (170 m/s; 610 km/h) वे थोड़ा जोर देते हैं और अपने कम दबाव अनुपात के कारण अत्यधिक अक्षम होते हैं।

इस गति से ऊपर, पर्याप्त प्रारंभिक उड़ान वेग दिए जाने पर, एक रैमजेट आत्मनिर्भर होगा। दरअसल, जब तक वाहन ड्रैग (भौतिकी) बहुत अधिक नहीं होता है, तब तक इंजन/एयरफ्रेम संयोजन उच्च और उच्च उड़ान गति में तेजी लाएगा, जिससे हवा का सेवन तापमान काफी हद तक बढ़ जाएगा। चूंकि यह इंजन और/या एयरफ्रेम की अखंडता पर हानिकारक प्रभाव डाल सकता है, ईंधन नियंत्रण प्रणाली को उड़ान मच संख्या को स्थिर करने के लिए इंजन ईंधन प्रवाह को कम करना चाहिए और इस प्रकार उचित स्तर तक हवा का सेवन तापमान।

स्टोइकोमेट्रिक दहन तापमान के कारण, दक्षता आमतौर पर उच्च गति (लगभग Mach 2 – Mach 3, 680–1,000 m/s, 2,500–3,700 km/h), जबकि कम गति पर अपेक्षाकृत कम दबाव अनुपात का मतलब है कि रैमजेट टर्बोजेट या यहां तक ​​कि राकेट से बेहतर प्रदर्शन कर रहे हैं।

नियंत्रण

रैमजेट को ईंधन, तरल या ठोस के प्रकार के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है; और बूस्टर। एक तरल ईंधन रैमजेट (LFRJ) में, हाइड्रोकार्बन ईंधन (आमतौर पर) एक फ्लेमहोल्डर के आगे कंबस्टर में इंजेक्ट किया जाता है जो इंटेक (एस) से संपीड़ित हवा के साथ ईंधन के दहन से उत्पन्न लौ को स्थिर करता है। रैमकोम्बस्टर को दबाव डालने और ईंधन की आपूर्ति करने का एक साधन आवश्यक है, जो जटिल और महंगा हो सकता है। Aérospatiale|Aérospatiale-Celerg ने एक LFRJ डिज़ाइन किया है जहाँ एक इलास्टोमेर ब्लैडर द्वारा इंजेक्टरों में ईंधन डाला जाता है जो ईंधन टैंक की लंबाई के साथ उत्तरोत्तर फुलाता है। प्रारंभ में, मूत्राशय संपीड़ित हवा की बोतल के चारों ओर एक तंग-फिटिंग म्यान बनाता है जिससे इसे फुलाया जाता है, जिसे टैंक में लंबाई में लगाया जाता है। यह ईंधन की आपूर्ति के लिए एक टर्बोपंप और संबंधित हार्डवेयर की आवश्यकता वाले विनियमित एलएफआरजे की तुलना में कम लागत वाला दृष्टिकोण प्रदान करता है। एक रैमजेट कोई स्थिर थ्रस्ट उत्पन्न नहीं करता है और इनटेक सिस्टम के कुशल संचालन के लिए पर्याप्त उच्च वेग प्राप्त करने के लिए बूस्टर की आवश्यकता होती है। पहली रैमजेट-संचालित मिसाइलों में बाहरी बूस्टर का इस्तेमाल किया जाता था, आमतौर पर ठोस-प्रणोदक रॉकेट, या तो अग्रानुक्रम में, जहां बूस्टर को रैमजेट के ठीक पीछे रखा जाता है, उदा। समुद्री डार्ट मिसाइल, या रैपराउंड जहां रैमजेट के बाहर कई बूस्टर लगे होते हैं, उदा। 2K11 सर्किल बूस्टर व्यवस्था का चुनाव आमतौर पर लॉन्च प्लेटफॉर्म के आकार से प्रेरित होता है। एक अग्रानुक्रम बूस्टर सिस्टम की समग्र लंबाई को बढ़ाता है, जबकि रैपराउंड बूस्टर समग्र व्यास को बढ़ाते हैं। रैपराउंड बूस्टर आमतौर पर एक अग्रानुक्रम व्यवस्था की तुलना में उच्च ड्रैग उत्पन्न करेंगे।

एकीकृत बूस्टर एक अधिक कुशल पैकेजिंग विकल्प प्रदान करते हैं, क्योंकि बूस्टर प्रणोदक अन्यथा खाली कंबस्टर के अंदर डाला जाता है। इस दृष्टिकोण का उपयोग ठोस पर किया गया है, उदाहरण के लिए 2K12 Kub, तरल, उदाहरण के लिए Air-Sol Moyenne Portée, और डक्टेड रॉकेट, उदाहरण के लिए MBDA Meteor, डिज़ाइन। एकीकृत डिजाइन उड़ान के बूस्ट और रैमजेट चरणों की विभिन्न नोजल आवश्यकताओं से जटिल हैं। बूस्टर के उच्च थ्रस्ट स्तरों के कारण, कम थ्रस्ट रैमजेट अनुरक्षक के लिए आवश्यक की तुलना में इष्टतम थ्रस्ट के लिए एक अलग आकार के नोजल की आवश्यकता होती है। यह आमतौर पर एक अलग नोजल के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, जिसे बूस्टर बर्नआउट के बाद बाहर निकाल दिया जाता है। हालाँकि, Meteor जैसे डिज़ाइन में नोज़ल रहित बूस्टर होते हैं। यह निकाले गए बूस्ट नोजल मलबे, सादगी, विश्वसनीयता, और कम द्रव्यमान और लागत से विमान लॉन्च करने के खतरे को खत्म करने के फायदे प्रदान करता है, हालांकि इसे समर्पित बूस्टर नोजल द्वारा प्रदान किए गए प्रदर्शन की तुलना में प्रदर्शन में कमी के खिलाफ कारोबार किया जाना चाहिए।

इंटीग्रल रॉकेट रैमजेट/डक्टेड रॉकेट

Main article: Air-augmented rocket

रैमजेट पर थोड़ा बदलाव मुख्य दहन कक्ष में आने वाली हवा के साथ संपीड़ित और प्रतिक्रिया करने के लिए रॉकेट दहन प्रक्रिया से सुपरसोनिक निकास का उपयोग करता है। यह जीरो स्पीड पर भी थ्रस्ट देने का फायदा है।

एक ठोस ईंधन एकीकृत रॉकेट रैमजेट (SFIRR) में, ठोस ईंधन को रैमकोम्बस्टर की बाहरी दीवार के साथ डाला जाता है। इस मामले में, इंटेक (ओं) से गर्म संपीड़ित हवा द्वारा प्रणोदक के पृथक्करण के माध्यम से ईंधन इंजेक्शन होता है। दहन दक्षता में सुधार के लिए पिछाड़ी मिक्सर का उपयोग किया जा सकता है। ईंधन आपूर्ति की सरलता के कारण कुछ अनुप्रयोगों के लिए SFIRRs को LFRJs पर प्राथमिकता दी जाती है, लेकिन केवल तभी जब थ्रॉटलिंग आवश्यकताएं न्यूनतम हों, यानी जब ऊंचाई या मच संख्या में भिन्नता सीमित हो।

एक डक्टेड रॉकेट में, एक ठोस ईंधन गैस जनरेटर एक गर्म ईंधन-समृद्ध गैस का उत्पादन करता है, जो रैमकोबस्टर में इनटेक (एस) द्वारा आपूर्ति की गई संपीड़ित हवा के साथ जलाया जाता है। गैस का प्रवाह ईंधन और हवा के मिश्रण में सुधार करता है और कुल दबाव वसूली को बढ़ाता है। थ्रॉटलेबल डक्टेड रॉकेट में, जिसे वेरिएबल फ्लो डक्टेड रॉकेट के रूप में भी जाना जाता है, एक वाल्व गैस जनरेटर के निकास को थ्रॉटल करने की अनुमति देता है जिससे थ्रस्ट को नियंत्रित किया जा सके। एलएफआरजे के विपरीत, ठोस प्रणोदक रैमजेट आग नहीं बुझा सकते। डक्टेड रॉकेट SFRJ की सादगी और LFRJ की असीमित थ्रॉटलेबिलिटी के बीच कहीं बैठता है।

उड़ान की गति

रैमजेट आम तौर पर ध्वनि की गति के लगभग आधे से कम या कोई जोर नहीं देते हैं, और वे अक्षम होते हैं (600 सेकेंड से कम का विशिष्ट आवेग) जब तक कि एयरस्पेड से अधिक न हो 1,000 kilometres per hour (280 m/s; 620 mph) कम संपीड़न अनुपात के कारण।

न्यूनतम गति से ऊपर भी, एक विस्तृत उड़ान लिफाफा (उड़ान स्थितियों की सीमा), जैसे कम से उच्च गति और निम्न से उच्च ऊंचाई, महत्वपूर्ण डिजाइन समझौता कर सकते हैं, और वे एक डिज़ाइन की गई गति और ऊंचाई (बिंदु) के लिए सबसे अच्छा अनुकूलित काम करते हैं डिजाइन)। हालांकि, रैमजेट आमतौर पर गैस टर्बाइन-आधारित जेट इंजन डिजाइनों से बेहतर प्रदर्शन करते हैं और सुपरसोनिक गति (मैक 2-4) पर सबसे अच्छा काम करते हैं। हालांकि धीमी गति पर अक्षम, वे रॉकेट की तुलना में कम से कम अपनी संपूर्ण उपयोगी कार्य सीमा पर अधिक ईंधन-कुशल हैं Mach 6 (2,000 m/s; 7,400 km/h).

पृथक्करण और झटके के कारण दबाव में कमी के कारण पारंपरिक रैमजेट का प्रदर्शन मैक 6 से ऊपर गिर जाता है क्योंकि आने वाली हवा दहन के लिए सबसोनिक वेगों में धीमी हो जाती है। इसके अलावा, दहन कक्ष का इनलेट तापमान बहुत अधिक मूल्यों तक बढ़ जाता है, कुछ सीमित मैक संख्या पर पृथक्करण सीमा तक पहुंच जाता है।

संबंधित इंजन

एयर टर्बो रैमजेट

Main article: Air turboramjet

एक एयर टर्बोरामजेट में दहन कक्ष के भीतर हीट एक्सचेंजर के माध्यम से गर्म गैस द्वारा संचालित एक कंप्रेसर होता है।

सुपरसोनिक-दहन रेमजेट (स्क्रैमजेट)

Main article: Scramjet

रैमजेट डिफ्यूज़र आने वाली हवा को कम्बस्टर में प्रवेश करने से पहले एक सबसोनिक वेग तक धीमा कर देता है। स्क्रैमजेट, रैमजेट के समान होते हैं, लेकिन सुपरसोनिक गति से दहनकर्ता के माध्यम से हवा बहती है। यह फ्रीस्ट्रीम से बरामद ठहराव दबाव को बढ़ाता है और नेट थ्रस्ट में सुधार करता है। दहन के प्रवेश पर अपेक्षाकृत उच्च सुपरसोनिक वायु वेग होने से निकास के थर्मल चोकिंग से बचा जाता है। दहनशील दीवार में एक कदम के नीचे ईंधन इंजेक्शन अक्सर एक आश्रय क्षेत्र में होता है। बोइंग एक्स-43 एक छोटा प्रायोगिक रैमजेट था जो हासिल किया Mach 5 (1,700 m/s; 6,100 km/h) X-51A वेवराइडर पर 200 सेकंड के लिए।

खड़ा तिरछा विस्फोट रैमजेट (सोद्रमजेट्स)

स्टैंडिंग ऑब्लिक डेटोनेशन रैमजेट (सोड्रामजेट) डिफ्यूसिव रैमजेट दहन को तिरछे डेटोनेशन से बदल देता है। यह भी देखें: Shcramjet हाइपरसोनिक एयरब्रीदिंग प्रोपल्शन और इसके प्रायोगिक सत्यापन के लिए मानदंड ऑब्लिक डेटोनेशन वेव रैमजेट

प्रीकूल्ड इंजन

Main article: Precooled jet engine

शुद्ध रैमजेट का एक प्रकार 'संयुक्त चक्र' इंजन है, जिसका उद्देश्य शुद्ध रैमजेट की सीमाओं को पार करना है। इसका एक उदाहरण प्रतिक्रिया इंजन कृपाण इंजन है; यह एक प्रीकूलर का उपयोग करता है, जिसके पीछे रैमजेट और टरबाइन मशीनरी होती है।

जापान में विकसित ATREX इंजन इस अवधारणा का प्रायोगिक कार्यान्वयन है। यह काफी आकर्षक एकल-प्रशंसक व्यवस्था में तरल हाइड्रोजन ईंधन का उपयोग करता है। तरल हाइड्रोजन ईंधन को हवा के सेवन में एक उष्मा का आदान प्रदान करने वाला के माध्यम से पंप किया जाता है, साथ ही साथ तरल हाइड्रोजन को गर्म किया जाता है और आने वाली हवा को ठंडा किया जाता है। उचित दक्षता प्राप्त करने के लिए आने वाली हवा का यह ठंडा होना महत्वपूर्ण है। दहन खंड के बाद हाइड्रोजन तब दूसरे हीट एक्सचेंजर स्थिति के माध्यम से जारी रहता है, जहां हाइड्रोजन को और अधिक गर्म करने के लिए गर्म निकास का उपयोग किया जाता है, इसे बहुत उच्च दबाव वाली गैस में बदल दिया जाता है। फिर इस गैस को पंखे की युक्तियों से गुजारा जाता है ताकि पंखे को सबसोनिक गति से चलाने की शक्ति प्रदान की जा सके। हवा में मिलाने के बाद इसे दहन कक्ष में जलाया जाता है।

रिएक्शन इंजन स्किमिटर को LAPCAT आवाज़ से जल्द एयरलाइनर के लिए प्रस्तावित किया गया है, और रिएक्शन इंजन SABER को रिएक्शन इंजन स्काईलोन स्पेसप्लेन के लिए प्रस्तावित किया गया है।

परमाणु संचालित रैमजेट

Main article: Project Pluto

शीत युद्ध के दौरान, संयुक्त राज्य अमेरिका ने प्रोजेक्ट प्लूटो नामक एक परमाणु-संचालित रैमजेट का डिजाइन और जमीनी परीक्षण किया। क्रूज़ मिसाइल में उपयोग के लिए बनाई गई इस प्रणाली में दहन का उपयोग नहीं किया गया; एक उच्च तापमान, बिना सुरक्षा वाला परमाणु रिएक्टर इसके बजाय हवा को गर्म करता है। रैमजेट को महीनों तक सुपरसोनिक गति से उड़ान भरने में सक्षम होने की भविष्यवाणी की गई थी। क्योंकि रिएक्टर अशिक्षित था, यह कम-उड़ान वाहन के उड़ान पथ में या उसके आसपास किसी के लिए भी खतरनाक था (हालांकि निकास स्वयं रेडियोधर्मी नहीं था)। परियोजना को अंततः रद्द कर दिया गया क्योंकि आईसीबीएम उद्देश्य को बेहतर ढंग से पूरा करने के लिए लग रहा था।

आयनमंडलीय रैमजेट

ऊपर का ऊपरी वातावरण लगभग 100 kilometres (62 mi) सूर्य द्वारा फोटोकैमिस्ट्री के माध्यम से उत्पादित एकपरमाण्विक ऑक्सीजन शामिल है। इस पतली गैस को एक रैमजेट को शक्ति देने के लिए कक्षीय गति पर डायटोमिक अणुओं में वापस करने के लिए नासा द्वारा एक अवधारणा बनाई गई थी।

बुसर्ड रैमजेट

Main article: Bussard ramjet

बुसार्ड रैमजेट एक अंतरिक्ष यान प्रणोदन अवधारणा है जिसका उद्देश्य परमाणु संलयन इंटरस्टेलर पवन है और इसे वाहन के पीछे से उच्च गति से निकालना है।

=== आफ्टरबर्निंग टर्बोजेट === के लिए रैमजेट मोड

Main article: Pratt & Whitney J58

एक आफ्टरबर्निंग टर्बोजेट या बायपास इंजन को टर्बो से रैमजेट मोड में संक्रमण के रूप में वर्णित किया जा सकता है यदि यह एक उड़ान गति प्राप्त कर सकता है जिस पर इंजन दबाव अनुपात (ईपीआर) गिरकर एक हो गया है। टर्बो आफ्टरबर्नर तब रामबर्नर के रूप में कार्य करता है। इनटेक रैम प्रेशर आफ्टरबर्नर में प्रवेश के समय मौजूद होता है, लेकिन टर्बोमशीनरी से दबाव बढ़ने के साथ अब इसे बढ़ाया नहीं जाता है। गति में और वृद्धि से टर्बोमशीनरी की उपस्थिति के कारण दबाव में कमी आती है क्योंकि ईपीआर एक से नीचे चला जाता है।

एक उल्लेखनीय उदाहरण लॉकहीड SR-71 ब्लैकबर्ड के लिए मैक 3.2 पर ईपीआर = 0.9 के साथ प्रणोदन प्रणाली थी। इस गति तक पहुँचने के लिए आवश्यक थ्रस्ट, एयरफ्लो और एग्जॉस्ट तापमान, कम सही गति पर चलने वाले कंप्रेसर के माध्यम से एयरफ्लो बढ़ाने के लिए एक मानक विधि से आया, कंप्रेसर ब्लीड, और डक्ट और नोजल को ठंडा करने के परिणामस्वरूप आफ्टरबर्नर तापमान को बढ़ाने में सक्षम होने के कारण सामान्य के बजाय कंप्रेसर से ली गई हवा का उपयोग करना, अधिक गर्म, टर्बाइन निकास गैस।

रैमजेट का उपयोग कर विमान

* हिलर हॉर्नेट (एक रैमजेट-संचालित हेलीकाप्टर)

• NHI H-3 कोलिब्री (हेलीकॉप्टर)
• फोक-वुल्फ सुपर लोरिन
• फोक-वुल्फ टा 283
• फोक-वुल्फ ट्राइबफ्लुगेल
• लेडुक प्रयोगात्मक विमान
• लॉकहीड डी-21
• लॉकहीड एक्स-7, 1950 परीक्षण वाहन
• AQM-60 किंगफिशर, X-7 व्युत्पन्न लक्ष्य वाहन Marquardt XRJ43-MA ramjet का उपयोग कर
• नॉर्ड 1500 ग्रिफ़ॉन
• गणतंत्र XF-103, डिजाइन, राइट J67 टर्बोजेट + RJ55-W-1 रैमजेट का उपयोग करने के लिए, कभी नहीं बनाया गया
• स्कोडा-कौबा एसके पी.14

रैमजेट का उपयोग करने वाली मिसाइलें

*2K11 क्रुग

• 2K12 Cu
• एएसएम-3
• ब्रिस्टल ब्लडहाउंड
• ब्रह्मोस
• सीआईएम-10 अंक
• GQM-163 कोयोट|कक्षीय विज्ञान GQM-163 कोयोट
• सिउंग फेंग III
• ख-31
• एयर-सोल मीडियम रेंज
• एमबीडीए उल्का
• पी-270 मच्छर
• P-800 गोमेद
• आरआईएम-8 तना|बेंडिक्स रिम-8 तना
• सी डार्ट मिसाइल
• एसएम-64 उपलब्ध|उत्तरी अमेरिकी एसएम-64 उपलब्ध
• सॉलिड फ्यूल डक्टेड रैमजेट
• YJ-1

यह भी देखें

* विमान का इंजन

• जेट विमान
• जेट इंजन का प्रदर्शन
• जेट बोट
• तरल वायु चक्र इंजन
• सुपरचार्जर
• टर्बोचार्जर
• टर्बोफैन
• टर्बोजेट
• टर्बोप्रॉप
• टर्बोशाफ्ट

• विकिबुक्स:जेट प्रोपल्शन|विकिबुक्स: जेट प्रोपल्शन

संदर्भ

[2] enginehistory org document about Lorin Ramjet

ग्रन्थसूची

• Hallion, Richard P. "The Soviet Stovepipes". Air Enthusiast, No. 9, February–May 1979, pp. 55–60. ISSN 0143-5450.

[3] enginehistory org document about Lorin Ramjet

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बाहरी कड़ियाँ

• NASA ramjet information and model
• "Riding The Ramjet" January 1949, Popular Mechanics article that covers the USAF first experiment with ramjets on a P-80 fighter
• The Boeing Logbook: 2002–2004
• Design notes on a ramjet-powered helicopter
• Extensive overview on ramjets and scramjets by French ONERA

श्रेणी:हंगेरियन आविष्कार श्रेणी: जेट इंजन