Precooled jet engine
प्रीकूल्ड जेट इंजन एक ऐसी अवधारणा है जो रैमजेट के विपरीत टर्बो मशीनरी वाले जेट इंजनों को उच्च गति पर उपयोग करने में सक्षम बनाती है। प्रीकूलिंग इंजन कंप्रेसर (घूर्णन स्टाल/चोकिंग/कम प्रवाह को रोककर) के साथ-साथ पूर्ण गैस जनरेटर (एक निश्चित टरबाइन तापमान सीमा के भीतर एक महत्वपूर्ण दहन तापमान वृद्धि बनाए रखते हुए) के कुछ या सभी प्रदर्शन क्षरण को पुनर्स्थापित करता है, जो अन्यथा उच्च रैम तापमान के साथ उड़ान को रोक सकता है। उच्च उड़ान गति के लिए प्रीकूलिंग में हवा के कंप्रेसर में प्रवेश करने से पहले एक क्रायोजेनिक ईंधन-कूल्ड हीट एक्सचेंजर की सुविधा हो सकती है। ऊष्मा विनिमायक में ऊष्मा और वाष्पीकरण प्राप्त करने के बाद, ईंधन (जैसे। एच2) दहन यंत्र में जलता है। हीट एक्सचेंजर का उपयोग करके प्रीकूलिंग का उपयोग उड़ान में नहीं किया गया है, लेकिन मैक 5.5 तक की गति पर काफी उच्च जोर और दक्षता होने की भविष्यवाणी की गई है। प्रीकूल्ड जेट इंजन चक्रों का विश्लेषण 1955 में रॉबर्ट पी. कारमाइकल द्वारा किया गया था। प्री-कूल्ड इंजन एयर कंडेनसर की आवश्यकता से बचते हैं क्योंकि, लिक्विड एयर साइकिल इंजन (एल. ए. सी. ई.) के विपरीत, प्री-कूल्ड इंजन हवा को बिना तरलीकृत किए ठंडा करते हैं। कम उड़ान गति के लिए प्रीकूलिंग को मास इंजेक्शन के साथ किया जा सकता है, जिसे डब्ल्यू. आई. पी. सी. सी. (वाटर इंजेक्शन प्रीकंप्रेसर कूलिंग) के रूप में जाना जाता है, इस विधि का उपयोग कम अवधि के लिए किया गया है (सीमित शीतलक क्षमता के कारण) जो एक विमान की सामान्य अधिकतम गति तक बढ़ जाती है। "ऑपरेशन स्काईबर्नर", जिसने मैकडॉनेल डगलस एफ-4 फैंटम II के साथ एक विश्व गति रिकॉर्ड हासिल किया, और मिकोयान ये-266 (मिग 25) दोनों ने कंप्रेसर के आगे की हवा को ठंडा करने के लिए पानी/अल्कोहल स्प्रे का उपयोग किया। प्रीकूलिंग (साथ ही दहन कक्ष जल इंजेक्शन) का उपयोग सबसे कम उड़ान गति पर किया जाता है, अर्थात। उड़ान भरने के दौरान, उच्च परिवेश के तापमान पर जोर बढ़ाने के लिए। प्री-कूलर हीट एक्सचेंजर्स का उपयोग करने के फायदे और नुकसान पूर्व-शीतलन का एक मुख्य लाभ (जैसा कि आदर्श गैस कानून द्वारा भविष्यवाणी की गई है) एक दिए गए समग्र दबाव अनुपात के लिए, कंप्रेसर वितरण तापमान (T3) में महत्वपूर्ण कमी होती है, जिससे T3 सीमा तक पहुंचने में देरी होती है। नतीजतन, समुद्र-स्तर की स्थिति (सही प्रवाह) को पूर्व-शीतलक के बाद उड़ान गति की एक बहुत विस्तृत श्रृंखला पर बनाए रखा जा सकता है, इस प्रकार उच्च गति पर भी शुद्ध जोर को अधिकतम किया जा सकता है। इनलेट के बाद कंप्रेसर और डक्टिंग बहुत कम और अधिक सुसंगत तापमान के अधीन है, और इसलिए हल्के मिश्र धातुओं से बना हो सकता है। यह इंजन के वजन को कम करता है, जिससे जोर/वजन अनुपात में और सुधार होता है। हाइड्रोजन एक उपयुक्त ईंधन है क्योंकि यह गहरे क्रायोजेनिक तापमान पर तरल होता है, और इसकी उपयोगी सीमा में बहुत अधिक कुल विशिष्ट ऊष्मा क्षमता होती है, जिसमें वाष्पीकरण की अव्यक्त ऊष्मा भी शामिल है, जो पानी से अधिक होती है। हालांकि, तरल हाइड्रोजन के कम घनत्व का वाहन के बाकी हिस्सों पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, और वाहन भौतिक रूप से बहुत बड़ा हो जाता है, हालांकि अंडरकेरिज और विंग लोडिंग पर वजन कम रह सकता है। हाइड्रोजन कई सामग्रियों में संरचनात्मक कमजोरी का कारण बनता है, जिसे हाइड्रोजन विघटन के रूप में जाना जाता है। प्रीकूलर का वजन इंजन के वजन में वृद्धि करता है, जिससे वजन के अनुपात में इसका जोर कम हो जाता है। प्रीकूलर के माध्यम से अंतर्ग्रहण हवा को पारित करने से इनलेट ड्रैग में वृद्धि होती है, जिससे इंजन का शुद्ध जोर कम हो जाता है, और इस तरह वजन के अनुपात में जोर कम हो जाता है। आवश्यक शीतलन की मात्रा के आधार पर, इसकी उच्च तापीय क्षमता के बावजूद, हवा को ठंडा करने के लिए अधिक हाइड्रोजन की आवश्यकता हो सकती है, जिसे ठंडी हवा से जलाया जा सकता है। कुछ मामलों में, इस अक्षमता को कम करने के लिए अतिरिक्त हाइड्रोजन के हिस्से को बिना ठंडी हवा के रैमजेट में जलाया जा सकता है। एल. ए. सी. ई. इंजन के विपरीत, एक पूर्व-शीतलित इंजन को ऑक्सीजन को द्रवीकृत करने की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए शीतलन की मात्रा कम हो जाती है क्योंकि ऑक्सीजन के संलयन को कवर करने की कोई आवश्यकता नहीं होती है और कुल तापमान में कम गिरावट की आवश्यकता होती है। यह बदले में हीट-सिंक के रूप में उपयोग किए जाने वाले हाइड्रोजन की मात्रा को कम कर देता है, लेकिन जलाने में असमर्थ होता है। इसके अलावा एक कंडेनसर की आवश्यकता नहीं है, जिससे वजन में बचत होती है। 1955 में ऊष्मा विनिमायकों का उपयोग करके पूर्व शीतलन का इतिहास रॉबर्ट पी. कारमाइकल ने कई इंजन चक्र तैयार किए जो ईंधन के रूप में उपयोग करने से पहले इंजन में प्रवेश करने वाली हवा को पूर्व शीतलन करने के लिए तरल हाइड्रोजन का उपयोग करते थे। प्रीकूल्ड इंजनों में रुचि ने 1982 में यू. के. में एक उद्भव देखा, जब एलन बॉन्ड ने एक प्रीकूल्ड एयर ब्रीदिंग रॉकेट इंजन डिज़ाइन बनाया जिसे उन्होंने सैटन कहा। इस विचार को हॉटोल एसएसटीओ अंतरिक्ष विमान परियोजना के हिस्से के रूप में विकसित किया गया था, और यह रोल्स-रॉयस आरबी545 बन गया। 1989 में, एच. ओ. टी. ओ. एल. परियोजना के बंद होने के बाद, कुछ आर. बी. 545 इंजीनियरों ने एक कंपनी, रिएक्शन इंजन लिमिटेड का निर्माण किया, ताकि इस विचार को एस. ए. बी. आर. ई. इंजन और संबंधित स्काईलोन स्पेसप्लेन में विकसित किया जा सके। 1987 में, एन तनत्सुगु ने "एनालिटिकल स्टडी ऑफ स्पेस प्लेन पॉवर्ड बाय एयर-टर्बो रैमजेट विद इनटेक एयर कूलर" प्रकाशित किया। जापान के आई. एस. ए. एस. (अब जे. ए. एक्स. ए.) का एक हिस्सा एक एयर-टर्बो रैमजेट (ए. टी. आर., बाद में एक विस्तारक चक्र को जोड़ने के बाद ए. टी. आर. ई. एक्स.) में अध्ययन करता है जिसका उद्देश्य टी. एस. टी. ओ. अंतरिक्ष विमान के पहले चरण को शक्ति प्रदान करना है। ए. टी. आर. ई. एक्स. को प्रीकूल्ड टर्बोजेट (पी. सी. टी. जे.) और हाइपरसोनिक टर्बोजेट अध्ययनों द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था। सितंबर 2010 में ताइकी एयरोस्पेस रिसर्च फील्ड में मैक 2 पर एक तरल नाइट्रोजन प्रीकूल्ड हाइड्रोजन बर्निंग टेस्ट इंजन उड़ाया गया था। एयर टर्बोरॉकेट ए. टी. आर. ई. एक्स. कम्प्रेसर नक्शा एच. ओ. टी. ओ. एल. हाइड्रोजन वाहन हाइड्रोजन-कूल्ड टर्बो जनरेटर इंटरकुलर लिक्विड एयर साइकिल इंजन लॉकहीड सी. एल.-400 सनटन रिएक्शन इंजन ए2 एस. ए. बी. आर. ई. (रॉकेट इंजन) स्काईलोन (अंतरिक्ष यान) संदर्भ गैस टर्बाइन जेट इंजन हाइड्रोजन प्रौद्योगिकियां