Precooled jet engine
ಪ್ರೀಕೂಲ್ಡ್ ಜೆಟ್ ಎಂಜಿನ್ ಒಂದು ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಟರ್ಬೊ ಮೆಷಿನರಿ ಹೊಂದಿರುವ ಜೆಟ್ ಎಂಜಿನ್ಗಳನ್ನು, ರಾಮ್ಜೆಟ್ಗಳಿಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಪೂರ್ವ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯು ಇಂಜಿನ್ ಸಂಕೋಚಕದ ಕೆಲವು ಅಥವಾ ಎಲ್ಲಾ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಅವನತಿಯನ್ನು (ತಿರುಗುವ ಸ್ಟಾಲ್/ಉಸಿರುಗಟ್ಟಿಸುವಿಕೆ/ಕಡಿಮೆ ಹರಿವನ್ನು ತಡೆಗಟ್ಟುವ ಮೂಲಕ), ಹಾಗೆಯೇ ಸಂಪೂರ್ಣ ಅನಿಲ ಉತ್ಪಾದಕದ (ಸ್ಥಿರ ಟರ್ಬೈನ್ ತಾಪಮಾನ ಮಿತಿಯೊಳಗೆ ಗಮನಾರ್ಹ ದಹನಕಾರಿ ತಾಪಮಾನ ಏರಿಕೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ) ಪುನಃಸ್ಥಾಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ರಾಮ್ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಹಾರಾಟವನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಹಾರಾಟದ ವೇಗಕ್ಕಾಗಿ, ಗಾಳಿಯು ಸಂಕೋಚಕವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಮೊದಲು ಪೂರ್ವ ಶೀತಲೀಕರಣವು ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಇಂಧನ-ತಂಪಾಗುವ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕವನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು. ಶಾಖವನ್ನು ಪಡೆದ ನಂತರ ಮತ್ತು ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕದಲ್ಲಿ ಆವಿಯಾದ ನಂತರ, ಇಂಧನವು (ಉದಾ. H2) ದಹನ ಯಂತ್ರದಲ್ಲಿ ಉರಿಯುತ್ತದೆ. ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪೂರ್ವ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಹಾರಾಟದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಮ್ಯಾಕ್ 5.5ರವರೆಗಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪೂರ್ವಸಿದ್ಧ ಜೆಟ್ ಎಂಜಿನ್ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು 1955ರಲ್ಲಿ ರಾಬರ್ಟ್ ಪಿ. ಕಾರ್ಮೈಕಲ್ ಅವರು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಿದರು. ಪೂರ್ವ-ತಂಪಾಗುವ ಇಂಜಿನ್ಗಳು ಏರ್ ಕಂಡೆನ್ಸರ್ನ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುತ್ತವೆ ಏಕೆಂದರೆ, ಲಿಕ್ವಿಡ್ ಏರ್ ಸೈಕಲ್ ಇಂಜಿನ್ಗಳಿಗಿಂತ (ಎಲ್ಎಸಿಇ) ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಪೂರ್ವ-ತಂಪಾಗುವ ಇಂಜಿನ್ಗಳು ಗಾಳಿಯನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸದೆ ತಂಪಾಗಿಸುತ್ತವೆ. ಕಡಿಮೆ ಹಾರಾಟದ ವೇಗಕ್ಕಾಗಿ, ಡಬ್ಲ್ಯುಐಪಿಸಿಸಿ (ವಾಟರ್ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್ ಪ್ರೀಕಂಪ್ರೆಸರ್ ಕೂಲಿಂಗ್) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಮಾಸ್ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರೀಕೂಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು, ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ವಿಮಾನದ ಸಾಮಾನ್ಯ ಗರಿಷ್ಠ ವೇಗಕ್ಕೆ ಕಡಿಮೆ ಅವಧಿಗೆ (ಸೀಮಿತ ಶೀತಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಕಾರಣ) ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮೆಕ್ಡೊನೆಲ್ ಡೌಗ್ಲಾಸ್ ಎಫ್-4 ಫ್ಯಾಂಟಮ್ II ನೊಂದಿಗೆ ವಿಶ್ವ ವೇಗದ ದಾಖಲೆಯನ್ನು ಗಳಿಸಿದ "ಆಪರೇಷನ್ ಸ್ಕೈಬರ್ನರ್" ಮತ್ತು ಮಿಕೋಯಾನ್ ಯೆ-266 (ಮಿಗ್ 25) ಎರಡೂ ಸಂಕೋಚಕದ ಮುಂದೆ ಗಾಳಿಯನ್ನು ತಂಪಾಗಿಸಲು ನೀರು/ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್ ಸ್ಪ್ರೇ ಅನ್ನು ಬಳಸಿದವು. ಪ್ರೀಕೂಲಿಂಗ್ (ಹಾಗೆಯೇ ದಹನ ಚೇಂಬರ್ ವಾಟರ್ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್) ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಹಾರಾಟದ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ. ಹೊರಡುವ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಸುತ್ತುವರಿದ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು. ಪ್ರೀಕೂಲರ್ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಪ್ರಯೋಜನಗಳು ಮತ್ತು ಅನಾನುಕೂಲಗಳು ಪೂರ್ವ-ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯ ಒಂದು ಮುಖ್ಯ ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ (ಆದರ್ಶ ಅನಿಲ ನಿಯಮದಿಂದ ಊಹಿಸಿದಂತೆ) ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಒಟ್ಟಾರೆ ಒತ್ತಡದ ಅನುಪಾತಕ್ಕೆ, ಸಂಕೋಚಕ ವಿತರಣಾ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ (ಟಿ3) ಗಮನಾರ್ಹ ಇಳಿಕೆ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ, ಇದು ಟಿ3 ಮಿತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿನ ಮ್ಯಾಕ್ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ ತಲುಪುವುದನ್ನು ವಿಳಂಬಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಸಮುದ್ರ-ಮಟ್ಟದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು (ಸರಿಪಡಿಸಿದ ಹರಿವು) ಪೂರ್ವ-ಶೀತಕದ ನಂತರ ಅತ್ಯಂತ ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ ಹಾರಾಟದ ವೇಗದಲ್ಲಿ ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು, ಹೀಗಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ನಿವ್ವಳ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಒಳಹರಿವಿನ ನಂತರ ಸಂಕೋಚಕ ಮತ್ತು ಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಕಡಿಮೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾದ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಒಳಪಟ್ಟಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಇದನ್ನು ಲಘು ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಇದು ಎಂಜಿನ್ನ ತೂಕವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಒತ್ತಡ/ತೂಕದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸೂಕ್ತವಾದ ಇಂಧನವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಆಳವಾದ ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ದ್ರವವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಉಪಯುಕ್ತ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯ ಮೇಲೆ ನೀರಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಸುಪ್ತ ಶಾಖವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒಟ್ಟು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಾಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ದ್ರವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ವಾಹನದ ಉಳಿದ ಭಾಗಗಳ ಮೇಲೆ ನಕಾರಾತ್ಮಕ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ವಾಹನವು ಭೌತಿಕವಾಗಿ ತುಂಬಾ ದೊಡ್ಡದಾಗುತ್ತದೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ ಅಂಡರ್ಕ್ಯಾರೇಜ್ ಮತ್ತು ರೆಕ್ಕೆಯ ಭಾರದ ಮೇಲೆ ತೂಕವು ಕಡಿಮೆಯಾಗಿರಬಹುದು. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನೇಕ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ರಚನಾತ್ಮಕ ದುರ್ಬಲತೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎಂಬ್ರಿಟ್ಲ್ಮೆಂಟ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರೀಕೂಲರ್ನ ತೂಕವು ಎಂಜಿನ್ನ ತೂಕವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಅದರ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ತೂಕದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪ್ರೀಕೂಲರ್ ಮೂಲಕ ಒಳಹರಿವಿನ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಹಾದುಹೋಗುವುದು ಒಳಹರಿವಿನ ಎಳೆತವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಎಂಜಿನ್ನ ನಿವ್ವಳ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ತೂಕದ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅದರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಹೊರತಾಗಿಯೂ, ಅಗತ್ಯವಿರುವ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ತಂಪಾದ ಗಾಳಿಯಿಂದ ಸುಡುವುದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಗಾಳಿಯನ್ನು ತಂಪಾಗಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಾಗಬಹುದು. ಕೆಲವು ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಈ ಅಸಮರ್ಥತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಭಾಗವನ್ನು ತಂಪಾಗಿಸದ ಗಾಳಿಯೊಂದಿಗೆ ರಾಮ್ಜೆಟ್ನಲ್ಲಿ ಸುಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲ್ಎಸಿಇ ಎಂಜಿನ್ಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ, ಪೂರ್ವ ತಂಪಾಗುವ ಎಂಜಿನ್ನಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ, ಆದ್ದರಿಂದ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಸಮ್ಮಿಳನವನ್ನು ಮುಚ್ಚುವ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದ ಕಾರಣ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯ ಪ್ರಮಾಣವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಒಟ್ಟು ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ಕುಸಿತದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಹೀಟ್-ಸಿಂಕ್ ಆಗಿ ಬಳಸುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಸುಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ ಕಂಡೆನ್ಸರ್ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲ, ಇದು ತೂಕವನ್ನು ಉಳಿಸುತ್ತದೆ. ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪೂರ್ವ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯ ಇತಿಹಾಸವು 1955ರಲ್ಲಿ ರಾಬರ್ಟ್ ಪಿ. ಕಾರ್ಮೈಕಲ್ ಅವರು ಹಲವಾರು ಎಂಜಿನ್ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಿದರು, ಅದು ದ್ರವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಇಂಧನವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಮೊದಲು ಎಂಜಿನ್ಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಪೂರ್ವ ತಂಪಾಗಿಸಲು ಬಳಸಿತು. ಅಲನ್ ಬಾಂಡ್ ಅವರು ಸ್ಯಾಟಾನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ಪ್ರೀಕೂಲ್ಡ್ ಏರ್ ಬ್ರೀಥಿಂಗ್ ರಾಕೆಟ್ ಎಂಜಿನ್ ವಿನ್ಯಾಸವನ್ನು ರಚಿಸಿದಾಗ, ಪ್ರೀಕೂಲ್ಡ್ ಎಂಜಿನ್ಗಳಲ್ಲಿನ ಆಸಕ್ತಿಯು 1982 ರಲ್ಲಿ ಯುಕೆಯಲ್ಲಿ ಹೊರಹೊಮ್ಮಿತು. ಈ ಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಹಾಟ್ಒಎಲ್ ಎಸ್ಎಸ್ಟಿಒ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ವಿಮಾನ ಯೋಜನೆಯ ಭಾಗವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಅದು ರೋಲ್ಸ್ ರಾಯ್ಸ್ ಆರ್ಬಿ545 ಆಯಿತು. 1989ರಲ್ಲಿ, ಹಾಟ್ಒಎಲ್ ಯೋಜನೆಯನ್ನು ಸ್ಥಗಿತಗೊಳಿಸಿದ ನಂತರ, ಕೆಲವು ಆರ್. ಬಿ. 545 ಎಂಜಿನಿಯರ್ಗಳು ಈ ಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಸಬ್ರೆ ಎಂಜಿನ್ ಮತ್ತು ಸಂಬಂಧಿತ ಸ್ಕೈಲೋನ್ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ವಿಮಾನವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ರಿಯಾಕ್ಷನ್ ಇಂಜಿನ್ ಲಿಮಿಟೆಡ್ ಎಂಬ ಕಂಪನಿಯನ್ನು ರಚಿಸಿದರು. 1987ರಲ್ಲಿ, ಎನ್. ತನತ್ಸುಗು "ಇನ್ಟೇಕ್ ಏರ್ ಕೂಲರ್ನೊಂದಿಗೆ ಏರ್-ಟರ್ಬೊ ರಾಮ್ಜೆಟ್ನಿಂದ ನಡೆಸಲ್ಪಡುವ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ವಿಮಾನದ ವಿಶ್ಲೇಷಣಾತ್ಮಕ ಅಧ್ಯಯನ" ವನ್ನು ಪ್ರಕಟಿಸಿದರು. ಟಿಎಸ್ಟಿಒ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ವಿಮಾನದ ಮೊದಲ ಹಂತಕ್ಕೆ ಶಕ್ತಿ ತುಂಬುವ ಉದ್ದೇಶದಿಂದ ಏರ್-ಟರ್ಬೊ ರಾಮ್ಜೆಟ್ (ಎಟಿಆರ್, ನಂತರ ಎಟ್ರೆಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಎಕ್ಸ್ಪ್ಯಾಂಡರ್ ಸೈಕಲ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸಿದ ನಂತರ) ಕುರಿತು ಜಪಾನ್ನ ಐಎಸ್ಎಎಸ್ (ಈಗ ಜಾಕ್ಸಾ) ಅಧ್ಯಯನದ ಭಾಗವಾಗಿದೆ. ಪ್ರೀಕೂಲ್ಡ್ ಟರ್ಬೋಜೆಟ್ (ಪಿ. ಸಿ. ಟಿ. ಜೆ.) ಮತ್ತು ಹೈಪರ್ಸೋನಿಕ್ ಟರ್ಬೋಜೆಟ್ ಅಧ್ಯಯನಗಳು ಎ. ಟಿ. ಆರ್. ಇ. ಎಕ್ಸ್. ಅನ್ನು ಹಿಂದಿಕ್ಕಿದವು. 2010ರ ಸೆಪ್ಟೆಂಬರ್ನಲ್ಲಿ ತೈಕಿ ಏರೋಸ್ಪೇಸ್ ರಿಸರ್ಚ್ ಫೀಲ್ಡ್ನಲ್ಲಿ ಮ್ಯಾಕ್ 2ನಲ್ಲಿ ದ್ರವ ಸಾರಜನಕದ ಪೂರ್ವ ತಂಪಾಗುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಸುಡುವ ಪರೀಕ್ಷಾ ಎಂಜಿನ್ ಅನ್ನು ಹಾರಿಸಲಾಯಿತು. ಏರ್ ಟರ್ಬೋರಾಕೆಟ್ ATREX ಸಂಕೋಚಕ ನಕ್ಷೆ HOTOL ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಾಹನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್-ಕೂಲ್ಡ್ ಟರ್ಬೊ ಜನರೇಟರ್ ಇಂಟರ್ಕೂಲರ್ ಲಿಕ್ವಿಡ್ ಏರ್ ಸೈಕಲ್ ಎಂಜಿನ್ ಲಾಕ್ಹೀಡ್ CL-400 ಸುಂಟನ್ ರಿಯಾಕ್ಷನ್ ಇಂಜಿನ್ಗಳು A2 SABRE (ರಾಕೆಟ್ ಎಂಜಿನ್) ಸ್ಕೈಲೋನ್ (ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನೌಕೆ) ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಗ್ಯಾಸ್ ಟರ್ಬೈನ್ಗಳು ಜೆಟ್ ಇಂಜಿನ್ಗಳು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು