Hybrid rocket fuel regression
হাইব্রিড রকেট জ্বালানী প্রতিগমন বলতে সেই প্রক্রিয়াকে বোঝায় যার মাধ্যমে একটি হাইব্রিড-প্রপেল্যান্ট রকেটের জ্বালানী শস্য একটি কঠিন থেকে জ্বলন করা গ্যাসে রূপান্তরিত হয়। এটি প্রতিগমন হারকে অন্তর্ভুক্ত করে, একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে জ্বালানী পৃষ্ঠের যে দূরত্ব হ্রাস পায়, সেইসাথে পোড়া অঞ্চল, একটি নির্দিষ্ট মুহুর্তে ক্ষয় হচ্ছে এমন পৃষ্ঠ এলাকা। যেহেতু জ্বালানি পোড়ানোর পরিমাণ ইঞ্জিনে জ্বলন কার্যকারিতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ, তাই হাইব্রিড ইঞ্জিনের নকশা এবং ফায়ারিংয়ে রিগ্রেশন হার একটি মৌলিক ভূমিকা পালন করে। দুর্ভাগ্যবশত, সংকর জ্বালানি শস্যের অত্যন্ত ধীর রিগ্রেশন থাকে, যার জন্য খুব দীর্ঘ জ্বলন চেম্বার বা জটিল পোর্ট ডিজাইনের প্রয়োজন হয় যার ফলে অতিরিক্ত ভর হয়। রিগ্রেশন হারও ভবিষ্যদ্বাণী করা বেশ কঠিন প্রমাণিত হয়েছে, উন্নত মডেলগুলি এখনও বিভিন্ন স্কেলে এবং বিভিন্ন জ্বালানীর সাথে প্রয়োগ করার সময় উল্লেখযোগ্য ত্রুটি প্রদান করে। সাম্প্রতিক গবেষণা রিগ্রেশন হার বাড়ানোর কৌশলগুলিতে গবেষণার সাথে আরও সঠিক মডেলের বিকাশকে কেন্দ্র করে। রিগ্রেশন হার কঠিন রকেট মোটরের বিপরীতে, সংকরগুলি বন্দরের আকারের উপর উল্লেখযোগ্য নির্ভরতা এবং স্বাভাবিক পরিস্থিতিতে চেম্বারের চাপের উপর কম নির্ভরতা প্রদর্শন করে। যেহেতু এগুলি তাপগতিবিদ্যার শক্তি দ্বারা প্রভাবিত, তাই মডেলগুলি সাধারণত তাপ স্থানান্তর গণনার মাধ্যমে আবির্ভূত হয়। মার্কসম্যান হাইব্রিড রিগ্রেশন-এর একটি প্রাথমিক মডেলের প্রথম প্রচেষ্টা প্রদান করেন, যা তাপ স্থানান্তর ভারসাম্য গণনার উপর ভিত্তি করে এবং প্রান্টল এবং লুইস সংখ্যার জন্য একক অনুমান করে। অবশেষে তিনি নিচের সমীকরণটি তৈরি করেন, তাৎক্ষণিক স্থানীয় ভর প্রবাহের জন্য, বন্দর বরাবর দূরত্ব হিসাবে, জ্বালানির ঘনত্বের জন্য rho, মূল-প্রবাহ গ্যাস প্রবাহের সান্দ্রতার জন্য, প্রধান প্রবাহে গ্যাস এবং আগুনে গ্যাসের মধ্যে বেগ অনুপাতের জন্য, এবং fuel.Though এর জন্য বাষ্পীভবনের কার্যকর তাপের তুলনায় শিখা থেকে জ্বালানী পৃষ্ঠের () এনথালপির পার্থক্য বিবেচনা করে অনুপাতের জন্য, একটি বলয়াকার বন্দরের জন্য রিগ্রেশন হারের পূর্বাভাস দেওয়ার সময় মডেলটি বড় ত্রুটি দেখায়, প্রবাহের উপর দৃঢ় নির্ভরতা একটি মূল আবিষ্কার ছিল। দুর্ভাগ্যবশত, সমীকরণের অনেক উপাদান নির্ধারণ করা অত্যন্ত কঠিন, তাই বেশিরভাগ প্রকৌশলী পরীক্ষার উপর ভিত্তি করে মডেলগুলি বিকাশের দিকে মনোনিবেশ করেছিলেন, বেশিরভাগ পদকে কার্যকরভাবে একটি গুণাঙ্কে একত্রিত করে রিগ্রেশন হারকে একটি পাওয়ার ফাংশনে ফিট করে যা পুরো বার্ন জুড়ে ধ্রুবক বলে ধরে নেওয়া হয়। এটি সাধারণত একটি পরীক্ষার জন্য সময়ের সাথে গড় রিগ্রেশন, ফিটিং সহগ বিবেচনা করে একটি মৌলিক সমীকরণে সরলীকৃত করা হয়েছিল এবং রিগ্রেশনের উপর ভিত্তি করে testing.Where G হল প্রণোদকের ভর প্রবাহ এবং x হল জ্বালানী শস্য বরাবর দূরত্ব। যদিও মার্কসম্যানের প্রাথমিক গণিত নির্দেশ করে যে এবং, তথ্য সাধারণত 0.5 থেকে 0.8-এর মধ্যে থাকে এবং সাধারণত পূর্বাভাসের তুলনায় কম নির্ভরতা দেখায়। জ্বালানি শস্যের দৈর্ঘ্যের উপর রিগ্রেশন গড় করে, সাধারণভাবে ব্যবহৃত স্থান-সময়ের গড় রিগ্রেশন সমীকরণ তৈরি করা হয় (সাধারণত অক্সিডাইজার এবং জ্বালানির প্রবাহের পরিবর্তে ফ্লাক্স শব্দের জন্য অক্সিডাইজারের ফ্লাক্স ব্যবহার করা হয়)। রিগ্রেশন হারের জন্য অনেক বিকল্প সমীকরণ তৈরি করা হয়েছে, যা সাধারণত মার্কসম্যানের করা অনুমানগুলি পুনর্বিবেচনা করে তৈরি করা হয় তবে একই বিস্তার-সীমিত গণনা পদ্ধতি ব্যবহার করে। উদাহরণস্বরূপ, কারাবেয়োগলু দ্বারা প্রকাশিত একটি মডেল, প্র্যান্ডটল সংখ্যার বৈচিত্র্য বিবেচনা করে, রেনল্ডস সংখ্যার প্রবেশের প্রভাবগুলি বিবেচনা করে এবং ফ্লেম শিটের অবস্থানকে স্টোইকিওমেট্রিক অবস্থানে সরিয়ে আরও সঠিক পদ্ধতি প্রদান করে। হুইটমোরের একটি সম্প্রসারণে অনুরূপ ধারণাগুলি দেখা যায়, যেখানে প্র্যান্ডটল সংখ্যাটি আনুমানিক 0.8 হিসাবে অনুমান করা হয় এবং ত্বকের ঘর্ষণ সহগটি শস্যের দৈর্ঘ্য বরাবর প্রবাহিত এবং প্রবাহের বিকাশ বিবেচনা করার জন্য পুনরায় গণনা করা হয়। উভয় উন্নত সূত্রই পরীক্ষিত তথ্যের সঙ্গে আরও ভাল সম্পর্ক দেখায়। রিগ্রেশন বর্ধন তরলকরণ জ্বালানি রিগ্রেশন হার বাড়ানোর সবচেয়ে সহজ কৌশল হল একটি ভিন্ন জ্বালানি ব্যবহার করা। কম আণবিক ভরযুক্ত কঠিন পদার্থের সান্দ্রতা কম থাকে, এমন একটি গুণ যা সাধারণত গ্যাসীভূতকরণের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি হ্রাসের সাথে সম্পর্কিত। চরম পর্যায়ে নিয়ে গেলে, একটি নতুন ঘটনা আসলে আবির্ভূত হয়, যেখানে জ্বালানির পৃষ্ঠে একটি গলিত স্তর অক্সিডাইজার প্রবাহিত হওয়ার সাথে সাথে ফোঁটাগুলিকে প্রবেশ করতে দেয়। হাইব্রিড রকেটবিদ্যাতে সাধারণত যে প্রবাহ মাত্রা দেখা যায়, তাতে এই প্রবেশপথটি প্রকৃতপক্ষে রিগ্রেশন (প্রধান বাষ্পীকরণ)-এর বৃহত্তম অংশের জন্য দায়ী। ধারণাটি মূলত একটি সংক্ষিপ্ত গবেষণার সময় আবিষ্কৃত হয়েছিল যেখানে এ. এফ. আর. এল এবং অরবিটাল টেকনোলজিস কর্পোরেশন (ও. আর. বি. আই. টি. ই. সি) নির্দিষ্ট আবেগ বাড়ানোর প্রয়াসে বেশ কয়েকটি ক্রায়োজেনিক জ্বালানী পরীক্ষা করেছিল। সলিডিফাইড পেন্টেন ব্যবহার করে তাঁরা দেখতে পান যে, ঐতিহ্যবাহী সংকর জ্বালানির তুলনায় রিগ্রেশন হার ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি পেয়েছে। প্যারাফিনের সাথে বেশ কয়েকটি পরীক্ষা আধুনিক তরলকারী রকেট প্রযুক্তির পূর্বাভাস দিয়েছে, অন্যদের মধ্যে পেরেগ্রিন রকেট আরও উন্নয়নের পথ দেখিয়েছে। বিকল্প রিগ্রেশন পদ্ধতিটি কিছু অন্যান্য সমস্যা সরবরাহ করে, প্রধানত দহন দক্ষতা হ্রাস করে। বড় কণার আকারের কারণে, প্রবেশ করা ফোঁটাগুলি অগ্রভাগ থেকে প্রবাহিত হওয়ার আগে এবং ইঞ্জিন ছেড়ে যাওয়ার আগে সম্পূর্ণরূপে গ্রাস করা নাও হতে পারে। প্রকৃতপক্ষে, প্যারাফিনের এমনকি বড় টুকরোগুলি হ্রাস করার প্রবণতা রয়েছে, জ্বলন দক্ষতা ব্যাপকভাবে হ্রাস করে এবং সম্ভাব্যভাবে জ্বলন অস্থিতিশীলতায় অবদান রাখে। জটিল জ্যামিতি যদিও এটি ভবিষ্যদ্বাণী করা অনেক কঠিন, জটিল শস্য জ্যামিতিগুলি রিগ্রেশন হার বৃদ্ধি এবং জ্বালানী প্রবাহকে ব্যাপকভাবে বাড়ানোর জন্য এলাকা পোড়ানোর জন্য আরেকটি কৌশল প্রদান করে। অ-বৃত্তাকার পোর্ট ক্রস সেকশন ব্যবহার করলে অক্সিডাইজারের সংস্পর্শে আসা অঞ্চলটি গ্যাসীয় হয়ে যায়, বিশেষ করে পোড়ার শুরুতে। যাইহোক, জ্বালানীর পশ্চাদপসরণ অব্যাহত থাকার সাথে সাথে এটি আকৃতিটি বৃত্তাকার করতে শুরু করবে কারণ সাধারণত জ্বালানীর পৃষ্ঠে পশ্চাদপসরণ স্বাভাবিকভাবে ঘটে এবং কোণগুলি দ্রুত পশ্চাদপসরণ করে। সাধারণত, এর ফলে ও/এফ অনুপাত স্টোইকিওমেট্রিক থেকে দূরে সরে যাবে। জটিল জ্যামিতিতে প্রথম কিছু প্রচেষ্টা ছিল ইউনাইটেড টেকনোলজি সেন্টার দ্বারা তৈরি ওয়াগন হুইল ডিজাইন। যদিও তারা ব্যাপকভাবে জ্বালানির প্রবাহ বৃদ্ধি করে, ওয়াগন চাকাগুলির জন্য জ্বালানির একটি উল্লেখযোগ্য অংশ রেখে দেওয়া প্রয়োজন, অথবা কাঠামোটি ভেঙে যেতে পারে। আরও সম্প্রতি, হেলিকাল ডিজাইনগুলি প্রবাহের একটি কেন্দ্রমুখী উপাদান তৈরি করতে, প্রবাহিত হ্রাস করতে এবং পরিচলন বাড়ানোর জন্য অক্সিডাইজার এবং জ্বালানির মধ্যে আরও বেশি ঘর্ষণ সরবরাহ করতে ব্যবহৃত হয়েছে। ইউটা বিশ্ববিদ্যালয়ের বিশ্লেষণে এই সিদ্ধান্তে উপনীত হয়েছে যে, প্রতিগমন হার সাধারণত কমপক্ষে দুই গুণক বৃদ্ধি পেয়েছে, এমনকি চার গুণক পর্যন্ত। সাধারণভাবে, হেলিকাল রিগ্রেশন হার ত্বকের ঘর্ষণ সহগ এবং ফুঁকানো সহগের সাথে বেশ কয়েকটি গুণিতক সমন্বয় দ্বারা মডেল করা হয়। পোড়া এলাকা পোড়া চেম্বারের তাপের সংস্পর্শে আসা পৃষ্ঠকে বোঝায় এবং এটি রকেটের রিগ্রেশন হারের মতোই গুরুত্বপূর্ণ, যেহেতু জ্বালানির আয়তন প্রবাহের হার সাধারণত পোড়া এলাকা দ্বারা গুণিত রিগ্রেশন হার দ্বারা দেওয়া হয়। শস্যের জ্যামিতির জটিলতার উপর নির্ভর করে এটি গণনা করাও বেশ কঠিন হতে পারে। তার সহজতম আকারে, একটি নল-আকৃতির জ্বালানী শস্যের উভয় প্রান্তে একটি পোড়া এলাকা যোগ করা হয়। যাইহোক, একটি তারা-আকৃতির জ্বালানী শস্যের পৃষ্ঠের আয়তন নির্ধারণের জন্য সিএডি বা অন্যান্য জ্যামিতিক সফ্টওয়্যার ব্যবহারের প্রয়োজন হতে পারে, বিশেষত যেহেতু পৃষ্ঠের আয়তন স্বাভাবিক বরাবর হ্রাস পায়, প্রায়শই অত্যন্ত অনিয়মিত জ্যামিতি তৈরি করে। প্রকৃতপক্ষে, প্রক্রিয়াটি আরও কিছুটা জটিল কারণ দহন কক্ষে প্রসারিত কোণগুলি তাদের বৃত্তাকার প্রতিরূপগুলির তুলনায় আরও দ্রুত ফিরে আসবে, কারণ তারা উভয় পক্ষের তাপের সংস্পর্শে আসে। সমস্যাটির মডেল তৈরি করতে, বাথ পুনরাবৃত্তিমূলকভাবে পিক্সেলগুলিকে ঝাপসা করার এবং উজ্জ্বলতার একটি নির্দিষ্ট সীমার নিচে থাকা পিক্সেলগুলিকে অপসারণ করার একটি কৌশল তৈরি করেছিলেন। একটি প্রদত্ত আয়তনের জন্য পৃষ্ঠতলের আয়তনের আউটপুটগুলির একটি টেবিল তৈরি করতে চিত্র প্রক্রিয়াকরণ ব্যবহার করে, এটি সময়ের সাথে সাথে জ্বালানী শস্যের রিগ্রেশন জন্য সহজেই একটি মডেলে প্রয়োগ করা যেতে পারে। দুর্ভাগ্যবশত, বেশিরভাগ মডেলের এখনও একটি পরীক্ষামূলক উপাদান প্রয়োজন যা বিভিন্ন বন্দর জ্যামিতির জন্য জ্বালানী এবং অক্সিডাইজার প্রবাহের পথের বৈচিত্র্যের উপর নির্ভর করে। ইমেজ ব্লারিং মডেলের ক্ষেত্রে, রিগ্রেশন পূর্বাভাসগুলি ইমেজ প্রসেসিং প্রোগ্রামে ব্যবহৃত সেটিংসের উপরও নির্ভরশীল। 2ডি ক্রস সেকশনের উপর ভিত্তি করে পোড়া এলাকার মডেলগুলি নির্ভুলতার আরেকটি উপাদান হারায় কারণ তারা রেডিয়াল দিকে রিগ্রেশন ধরে নেয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি হেলিকাল শস্যের জন্য, বাথের মডেল দ্বারা পূর্বাভাসকৃত পোড়া অঞ্চলটি ভুল হবে। সঠিক ভবিষ্যদ্বাণী পদ্ধতির অভাবের কারণে, প্রতিটি সিস্টেমকে সাধারণত সম্পূর্ণ বিন্যাসে পরীক্ষা করা উচিত যাতে উড়ানের আগে রিগ্রেশন হার সঠিকভাবে নির্ধারণ করা যায়। সাধারণত, বিভিন্ন ফ্লাক্স অবস্থার অধীনে পরীক্ষিত বেশ কয়েকটি অভিন্ন শস্যের জন্য ডেটা পয়েন্টগুলি স্থান-সময়ের গড় পাওয়ার ফাংশনে লাগানো হয়। প্রাথমিকভাবে, গড় ভর প্রবাহের সম্ভাব্য গণনার পরিবর্তনের কারণে পাওয়ার ফাংশন ফিট করার পদ্ধতিগুলি প্রায়শই প্রকাশনাগুলিতে দ্ব্যর্থহীন হয়ে পড়েছিল, যার ফলে ফলাফলগুলির তুলনা করা কঠিন হয়ে পড়ে। কারাবেয়োগলুর একটি এখন সাধারণভাবে উল্লিখিত গবেষণা ইঙ্গিত দেয় যে, সবচেয়ে সহজ পরিমাপ, বন্দর ব্যাসের গড়, সবচেয়ে সঠিক ফলাফলও প্রদান করে। তথ্যসূত্র হাইব্রিড-প্রপেল্যান্ট রকেট ইঞ্জিন