Hybrid rocket fuel regression
கலப்பின ராக்கெட் எரிபொருள் பின்னடைவு என்பது ஒரு கலப்பின-உந்து ராக்கெட்டின் எரிபொருள் தானியத்தை திடப்பொருளிலிருந்து எரிபொருளாக மாற்றும் செயல்முறையைக் குறிக்கிறது. இது பின்னடைவு விகிதத்தை உள்ளடக்கியது, ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் எரிபொருள் மேற்பரப்பு பின்வாங்கும் தூரம், அதே போல் எரியும் பகுதி, ஒரு குறிப்பிட்ட தருணத்தில் அழிக்கப்படும் மேற்பரப்பு பகுதி. எரிக்கப்படும் எரிபொருளின் அளவு இயந்திரத்தில் எரிப்பின் செயல்திறனுக்கு முக்கியமானது என்பதால், ஒரு கலப்பின இயந்திரத்தின் வடிவமைப்பு மற்றும் துப்பாக்கிச் சூட்டில் பின்னடைவு விகிதம் ஒரு அடிப்படை பாத்திரத்தை வகிக்கிறது. துரதிர்ஷ்டவசமாக, கலப்பின எரிபொருள் தானியங்கள் மிகவும் மெதுவான பின்னடைவைக் கொண்டுள்ளன, இதற்கு மிக நீண்ட எரிப்பு அறைகள் அல்லது சிக்கலான துறைமுக வடிவமைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக அதிகப்படியான நிறை ஏற்படுகிறது. பின்னடைவு விகிதத்தை கணிப்பது மிகவும் கடினம் என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, மேம்பட்ட மாதிரிகள் பல்வேறு அளவுகளிலும் வெவ்வேறு எரிபொருள்களிலும் பயன்படுத்தப்படும்போது குறிப்பிடத்தக்க பிழையை வழங்குகின்றன. சமீபத்திய ஆராய்ச்சி மிகவும் துல்லியமான மாதிரிகளின் வளர்ச்சியையும், பின்னடைவு விகிதத்தை அதிகரிப்பதற்கான நுட்பங்கள் குறித்த ஆராய்ச்சியையும் மையமாகக் கொண்டுள்ளது. திடமான ராக்கெட் மோட்டர்களுக்கு மாறாக, கலப்பினங்கள் துறைமுகத்தின் அளவை கணிசமாக சார்ந்திருப்பதையும், சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ் அறை அழுத்தத்தை குறைவாக சார்ந்திருப்பதையும் வெளிப்படுத்துகின்றன. அவை வெப்ப இயக்கவியல் விசைகளால் ஆதிக்கம் செலுத்துவதால், மாதிரிகள் பொதுவாக வெப்ப பரிமாற்றக் கணக்கீட்டின் மூலம் வெளிப்படுகின்றன. மார்க்ஸ்மேன் கலப்பின பின்னடைவின் ஒரு முன்னுரிமை மாதிரியில் முதல் முயற்சியை வழங்கினார், இது ஒரு வெப்ப பரிமாற்ற சமநிலைக் கணக்கீட்டின் அடிப்படையில் விகிதத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது மற்றும் பிராண்ட்ட்ல் மற்றும் லூயிஸ் எண்களுக்கு ஒற்றுமையைக் கருதுகிறது. அவர் இறுதியில் கீழே உள்ள சமன்பாட்டை உருவாக்கினார், துறைமுகத்தின் அருகே உள்ள உடனடி உள்ளூர் வெகுஜன பாய்வு, எரிபொருளின் அடர்த்திக்கு rho, பிரதான நீரோட்ட வாயு ஓட்டத்தின் பாகுத்தன்மை, பிரதான நீரோட்டத்தில் உள்ள வாயு மற்றும் எரிவாயுவுக்கு இடையிலான திசைவேகம் விகிதம் சுடர், மற்றும் fuel.Though க்கான ஆவியாதலின் பயனுள்ள வெப்பத்துடன் ஒப்பிடுகையில் சுடர் மற்றும் எரிபொருள் மேற்பரப்பில் உள்ள என்தால்பி வேறுபாட்டைக் கருத்தில் கொண்டு விகிதத்திற்கு, ஒரு வருடாந்திர துறைமுகத்திற்கான பின்னடைவு விகிதத்தை கணிக்கப் பயன்படுத்தும்போது பெரிய பிழைகளைக் காட்டியது, ஃப்ளக்ஸ் மீது வலுவான சார்பு ஒரு முக்கிய கண்டுபிடிப்பாக இருந்தது. துரதிர்ஷ்டவசமாக, சமன்பாட்டின் பல கூறுகளைத் தீர்மானிப்பது மிகவும் கடினம், எனவே பெரும்பாலான பொறியாளர்கள் சோதனையின் அடிப்படையில் மாதிரிகளை உருவாக்குவதில் கவனம் செலுத்தினர், பெரும்பாலான சொற்களை ஒரு குணகமாக திறம்பட இணைப்பதன் மூலம் பின்னடைவு விகிதத்தை ஒரு சக்தி செயல்பாட்டிற்கு பொருத்துவதன் மூலம் அது எரிதல் முழுவதும் நிலையானதாகக் கருதப்படுகிறது. இது பொதுவாக ஒரு சோதனை, பொருத்துதல் குணகங்களுக்கான காலப்போக்கில் சராசரி பின்னடைவைக் கருத்தில் கொண்டு ஒரு அடிப்படை சமன்பாடாக எளிமைப்படுத்தப்பட்டது, மேலும் பின்னடைவை அடிப்படையாகக் கொண்டது testing.Where G என்பது உந்துசக்தியின் வெகுஜன பாய்வு மற்றும் x என்பது எரிபொருள் தானியத்துடன் உள்ள தூரம். மார்க்ஸ்மேனின் ஆரம்ப கணிதம் மற்றும், தரவு பொதுவாக 0.5 முதல் 0.8 வரை இருக்கும் என்பதைக் குறிக்கிறது, மேலும் பொதுவாக கணிக்கப்பட்டதை விட குறைவான சார்பைக் காட்டுகிறது. எரிபொருள் தானியத்தின் நீளத்திற்கு மேல் பின்னடைவை சராசரியாகப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் இட-நேர சராசரி பின்னடைவு சமன்பாடு உருவாக்கப்படுகிறது (பொதுவாக ஆக்சிஜனேற்றியின் ஃப்ளக்ஸ், ஆக்சிஜனேற்றியின் ஃப்ளக்ஸ் மற்றும் எரிபொருளின் ஃப்ளக்ஸ் என்பதற்கு பதிலாக ஃப்ளக்ஸ் சொல்லைப் பயன்படுத்துகிறது). பின்னடைவு விகிதத்திற்கான பல மாற்று சமன்பாடுகள் பெறப்பட்டுள்ளன, பொதுவாக மார்க்ஸ்மேன் முன்வைத்த அனுமானங்களை மறுபரிசீலனை செய்வதன் மூலம் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளன, ஆனால் அதே பரவல்-வரையறுக்கப்பட்ட கணக்கீட்டு அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்துகின்றன. கராபியோக்லு வெளியிட்ட ஒரு மாதிரி, எடுத்துக்காட்டாக, பிராண்ட்ட்ல் எண்ணில் உள்ள மாறுபாட்டைக் கருத்தில் கொண்டு, ரெனால்ட்ஸ் எண்ணில் நுழைவு விளைவுகளைக் கணக்கிடுவதன் மூலமும், ஃப்ளேம் ஷீட் இருப்பிடத்தை ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக் இருப்பிடத்திற்கு நகர்த்துவதன் மூலமும் மிகவும் துல்லியமான அணுகுமுறையை வழங்குகிறது. இதே போன்ற கருத்துக்களை விட்மோர் ஒரு நீட்டிப்பில் காணலாம், அங்கு பிராண்ட்ட்ல் எண் தோராயமாக 0.8 ஆக மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது மற்றும் தோல் உராய்வு குணகம் ஊதுதல் மற்றும் தானிய நீளத்துடன் ஓட்டம் வளர்ச்சியைக் கருத்தில் கொள்ள மறுபரிசீலனை செய்யப்படுகிறது. மேம்படுத்தப்பட்ட இரண்டு சூத்திரங்களும் சோதிக்கப்பட்ட தரவுகளுடன் சிறந்த உறவைக் காட்டுவதாகத் தெரிகிறது. பின்னடைவு மேம்பாடுகள் திரவ எரிபொருள்கள் பின்னடைவு விகிதத்தை அதிகரிப்பதற்கான எளிய நுட்பம் வேறு எரிபொருளைப் பயன்படுத்துவதாகும். குறைந்த மூலக்கூறு நிறை கொண்ட திடப்பொருட்கள் குறைந்த பாகுத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, இது பொதுவாக வாயுவாக்கத்திற்குத் தேவையான ஆற்றலின் குறைவுடன் தொடர்புடையது. தீவிரத்திற்கு எடுத்துக் கொண்டால், ஒரு புதிய நிகழ்வு உண்மையில் வெளிப்படுகிறது, அங்கு எரிபொருளின் மேற்பரப்பில் ஒரு உருகும் அடுக்கு ஆக்ஸிஜனேற்றிகள் கடந்து செல்லும்போது நீர்த்துளிகளை நுழைய அனுமதிக்கிறது. கலப்பின ராக்கெட்களில் பொதுவாகக் காணப்படும் ஃப்ளக்ஸ் நிலைகளில், இந்த நுழைவு உண்மையில் பின்னடைவின் மிகப்பெரிய பகுதிக்கு காரணமாகிறது (ஆவியாக்கத்தில் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது). இந்த கருத்து முதலில் ஒரு சுருக்கமான ஆராய்ச்சிக் காலத்தில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது, இதில் ஏ. எஃப். ஆர். எல் மற்றும் ஆர்பிட்டல் டெக்னாலஜிஸ் கார்ப்பரேஷன் (ஓஆர். பி. ஐ. டி. இ. சி) குறிப்பிட்ட உந்துதலை அதிகரிக்கும் முயற்சியில் பல கிரையோஜெனிக் எரிபொருள்களை சோதித்தன. திடப்படுத்தப்பட்ட பென்டெய்னைப் பயன்படுத்தி, பாரம்பரிய கலப்பின எரிபொருள்களை விட பின்னடைவு விகிதங்கள் பெருமளவில் அதிகரித்திருப்பதை அவர்கள் கண்டறிந்தனர். பாராஃபின் கொண்ட பல சோதனைகள் நவீன திரவமாக்கும் ராக்கெட் தொழில்நுட்பத்தை முன்னறிவித்தன, பெரெக்ரைன் ராக்கெட் மற்றவற்றுடன் மேலும் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது. மாற்று பின்னடைவு முறை வேறு சில சிக்கல்களை வழங்குகிறது, முக்கியமாக எரிப்பு செயல்திறனைக் குறைக்கிறது. பெரிய துகள் அளவு காரணமாக, முனையிலிருந்து வெளியே பாய்ந்து இயந்திரத்தை விட்டு வெளியேறுவதற்கு முன்பு உட்புகுத்தப்பட்ட நீர்த்துளிகள் முழுமையாக நுகரப்படாமல் போகலாம். உண்மையில், பாராஃபின் பெரிய துண்டுகளை மெதுவாக்கும் போக்கைக் கொண்டுள்ளது, எரிப்பு செயல்திறனை பெரிதும் குறைக்கிறது மற்றும் எரிப்பு உறுதியற்ற தன்மைக்கு பங்களிக்கும். சிக்கலான வடிவியல் கணிப்பது மிகவும் கடினம் என்றாலும், சிக்கலான கிரெய்ன் வடிவவியல்கள் பின்னடைவு விகிதத்தை அதிகரிப்பதற்கும் எரிபொருள் ஓட்டத்தை பெரிதும் அதிகரிப்பதற்காக எரியும் பகுதிக்கும் மற்றொரு நுட்பத்தை வழங்குகின்றன. வட்டமற்ற துறைமுக குறுக்குவெட்டுகளைப் பயன்படுத்துவது ஆக்சிஜனேற்றிக்கு வெளிப்படும் பகுதியை வாயுவாக்குவதற்கு அதிகரிக்கிறது, குறிப்பாக தீக்காயத்தின் தொடக்கத்தில். இருப்பினும், எரிபொருள் தொடர்ந்து பின்வாங்கும்போது அது வடிவத்தை சுற்றத் தொடங்கும், ஏனெனில் பின்னடைவு பொதுவாக எரிபொருளின் மேற்பரப்பில் இயல்பாக நிகழ்கிறது, மேலும் மூலைகள் வேகமாக பின்வாங்க முனைகின்றன. பொதுவாக, இது O/F விகிதத்தை ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக்கிலிருந்து மாற்றும். சிக்கலான வடிவவியல்களில் முதல் முயற்சிகளில் சில ஐக்கிய தொழில்நுட்ப மையத்தால் உருவாக்கப்பட்ட வேகன் சக்கர வடிவமைப்புகள் ஆகும். அவை எரிபொருள் ஓட்டத்தை பெருமளவில் அதிகரித்தாலும், வேகன் சக்கரங்களுக்கு எரிபொருளின் கணிசமான பகுதி எஞ்சியிருக்க வேண்டும், அல்லது கட்டமைப்பு உடைந்து போகலாம். மிக சமீபத்தில், சுழல் வடிவமைப்புகள் ஓட்டத்தின் மையப்பகுதி கூறுகளை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இது ஊதுவதைக் குறைக்கிறது மற்றும் வெப்பச்சலனத்தை அதிகரிப்பதற்காக ஆக்சிஜனேற்றிக்கும் எரிபொருளுக்கும் இடையில் அதிக உராய்வை வழங்குகிறது. உட்டா பல்கலைக்கழகத்தின் பகுப்பாய்வு, பின்னடைவு விகிதங்கள் பொதுவாக குறைந்தது இரண்டு காரணி, நான்கு காரணி வரை கூட அதிகரித்துள்ளன என்று முடிவு செய்தது. பொதுவாக, சுழல் பின்னடைவு விகிதம் தோல் உராய்வு குணகம் மற்றும் ஊதுதல் குணகம் ஆகியவற்றில் பல பெருக்க மாற்றங்களால் வடிவமைக்கப்படுகிறது. எரிப்பு பகுதி எரிப்பு அறையின் வெப்பத்திற்கு வெளிப்படும் மேற்பரப்பைக் குறிக்கிறது, மேலும் இது பின்னடைவு விகிதத்தைப் போலவே ராக்கெட்டின் பின்னடைவுக்கும் முக்கியமானது, ஏனெனில் எரிபொருளின் தொகுதி ஓட்ட விகிதம் பொதுவாக பின்னடைவு விகிதத்தால் வழங்கப்படுகிறது. தானிய வடிவவியலின் சிக்கலைப் பொறுத்து, அதைக் கணக்கிடுவதும் மிகவும் கடினமாக இருக்கலாம். அதன் எளிய வடிவத்தில், ஒரு குழாய் வடிவ எரிபொருள் தானியத்தின் இரு முனைகளிலும் ஒரு எரியும் பகுதி சேர்க்கப்பட்டுள்ளது. இருப்பினும், ஒரு நட்சத்திர வடிவ எரிபொருள் தானியத்திற்கு மேற்பரப்பு பரப்பளவை தீர்மானிக்க சிஏடி அல்லது பிற வடிவியல் மென்பொருளைப் பயன்படுத்த வேண்டியிருக்கும், குறிப்பாக மேற்பரப்பு பகுதி இயல்பானவற்றுடன் பின்வாங்குவதால், பெரும்பாலும் மிகவும் ஒழுங்கற்ற வடிவவியலை உருவாக்குகிறது. உண்மையில், இந்த செயல்முறை இன்னும் சற்றே சிக்கலானது, ஏனெனில் எரிப்பு அறைக்குள் நீண்டிருக்கும் மூலைகள் அவற்றின் வட்டமான சகாக்களை விட விரைவாக பின்வாங்கும், ஏனெனில் அவை இருபுறமும் வெப்பத்திற்கு ஆளாகின்றன. சிக்கலை மாதிரியாகக் காட்ட, பாத் பிக்சல்களை மீண்டும் மீண்டும் மங்கலாக்கும் மற்றும் பிரகாசத்தின் ஒரு குறிப்பிட்ட வரம்பிற்குக் கீழே விழுவதை அகற்றும் நுட்பத்தை உருவாக்கினார். கொடுக்கப்பட்ட தொகுதிக்கு மேற்பரப்பு பரப்பளவு வெளியீடுகளின் அட்டவணையை உருவாக்க பட செயலாக்கத்தைப் பயன்படுத்தி, காலப்போக்கில் எரிபொருள் தானியத்தின் பின்னடைவுக்கான மாதிரியாக அதை எளிதாக செயல்படுத்த முடியும். துரதிர்ஷ்டவசமாக, பெரும்பாலான மாடல்களுக்கு இன்னும் ஒரு அனுபவக் காரணி தேவைப்படுகிறது, இது வெவ்வேறு துறைமுக வடிவவியல்களுக்கான எரிபொருள் மற்றும் ஆக்சிஜனேற்ற ஓட்டம் பாதைகளில் உள்ள மாறுபாடுகளைப் பொறுத்தது. பட மங்கலான மாதிரியைப் பொறுத்தவரை, பின்னடைவின் கணிப்புகளும் பட செயலாக்க நிரலில் பயன்படுத்தப்படும் அமைப்புகளைப் பொறுத்தது. 2டி குறுக்குவெட்டுகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட எரியும் பகுதியின் மாதிரிகள் துல்லியத்தின் மற்றொரு கூறுகளை இழக்கின்றன, ஏனெனில் அவை ரேடியல் திசையில் பின்னடைவைக் கருதுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு சுழல் தானியத்திற்கு, பாத் மாதிரியால் கணிக்கப்பட்ட தீக்காயப் பகுதி தவறாக இருக்கும். துல்லியமான முன்கணிப்பு முறைகள் இல்லாததால், ஒவ்வொரு அமைப்பும் பொதுவாக விமானத்திற்கு முன் பின்னடைவு விகிதத்தை துல்லியமாக தீர்மானிக்க முழு உள்ளமைவிலும் சோதிக்கப்பட வேண்டும். பொதுவாக, வெவ்வேறு ஃப்ளக்ஸ் நிலைமைகளின் கீழ் சோதிக்கப்பட்ட பல ஒத்த தானியங்களுக்கான தரவு புள்ளிகள் விண்வெளி நேர சராசரி சக்தி செயல்பாட்டிற்கு பொருத்தப்படுகின்றன. ஆரம்பத்தில், சராசரி வெகுஜன பாய்ச்சலுக்கான சாத்தியமான கணக்கீடுகளில் உள்ள மாறுபாடு காரணமாக மின் செயல்பாட்டை பொருத்துவதற்கான முறைகள் பெரும்பாலும் வெளியீடுகளில் தெளிவற்றதாக இருந்தன, இதனால் கண்டுபிடிப்புகளை ஒப்பிடுவது கடினம். கராபியோக்லுவின் இப்போது பொதுவாக குறிப்பிடப்பட்ட ஆய்வு, எளிதான அளவீடான துறைமுக விட்டம் சராசரியும் மிகவும் துல்லியமான முடிவுகளை வழங்குகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. குறிப்புகள் கலப்பின-உந்துவிசை ராக்கெட் இயந்திரங்கள்