Precooled jet engine
پری کولڈ جیٹ انجن ایک ایسا تصور ہے جو ٹربو مشینری والے جیٹ انجنوں کو رام جیٹس کے برعکس تیز رفتار پر استعمال کرنے کے قابل بناتا ہے۔ پری کولنگ انجن کمپریسر کی کچھ یا تمام کارکردگی کے انحطاط کو بحال کرتی ہے (گھومنے والے اسٹال/دم گھٹنے/کم بہاؤ کو روک کر)، نیز مکمل گیس جنریٹر کی (ایک مقررہ ٹربائن درجہ حرارت کی حد کے اندر دہن کے درجہ حرارت میں نمایاں اضافے کو برقرار رکھتے ہوئے)، جو بصورت دیگر زیادہ رام درجہ حرارت کے ساتھ پرواز کو روک سکتا ہے۔ زیادہ پرواز کی رفتار کے لیے پری کولنگ میں کمپریسر میں ہوا کے داخل ہونے سے پہلے ایک کریوجینک فیول کولڈ ہیٹ ایکسچینجر ہو سکتا ہے۔ حرارت حاصل کرنے اور ہیٹ ایکسچینجر میں بخارات بننے کے بعد، ایندھن (جیسے۔ H2) دہن میں جلتا ہے۔ ہیٹ ایکسچینجر کا استعمال کرتے ہوئے پری کولنگ کو پرواز میں استعمال نہیں کیا گیا ہے، لیکن پیش گوئی کی گئی ہے کہ میک 5.5 تک کی رفتار پر نمایاں طور پر زیادہ زور اور کارکردگی ہوگی۔ قبل از کولڈ جیٹ انجن سائیکلوں کا تجزیہ رابرٹ پی کارمائیکل نے 1955 میں کیا تھا۔ پری کولڈ انجن ایئر کنڈینسر کی ضرورت سے بچتے ہیں کیونکہ مائع ایئر سائیکل انجن (ایل اے سی ای) کے برعکس، پری کولڈ انجن ہوا کو مائع بنائے بغیر ٹھنڈا کرتے ہیں۔ کم پرواز کی رفتار کے لیے پری کولنگ ماس انجیکشن کے ساتھ کی جا سکتی ہے، جسے ڈبلیو آئی پی سی سی (واٹر انجیکشن پری کمپریسر کولنگ) کہا جاتا ہے۔ یہ طریقہ مختصر مدت کے لیے استعمال کیا گیا ہے (کولینٹ کی محدود صلاحیت کی وجہ سے) جو ہوائی جہاز کی معمول کی زیادہ سے زیادہ رفتار تک بڑھ جاتا ہے۔ "آپریشن اسکائی برنر"، جس نے میکڈونل ڈگلس ایف-4 فینٹم II کے ساتھ عالمی رفتار کا ریکارڈ حاصل کیا، اور میکوین یی-266 (مگ 25) دونوں نے کمپریسر کے آگے ہوا کو ٹھنڈا کرنے کے لیے پانی/الکحل اسپرے کا استعمال کیا۔ پری کولنگ (نیز دہن چیمبر واٹر انجکشن) کا استعمال سب سے کم پرواز کی رفتار پر کیا جاتا ہے، یعنی۔ اڑان بھرنے کے دوران، ماحول کے اعلی درجہ حرارت پر زور بڑھانے کے لیے۔ پری کولر ہیٹ ایکسچینجرز کے استعمال کے فوائد اور نقصانات پری کولنگ کا ایک اہم فائدہ یہ ہے کہ (جیسا کہ مثالی گیس قانون کے ذریعہ پیش گوئی کی گئی ہے) کسی دیئے گئے مجموعی دباؤ کے تناسب کے لیے، کمپریسر کی ترسیل کے درجہ حرارت (T3) میں نمایاں کمی ہوتی ہے، جس کی وجہ سے T3 کی حد تک پہنچنے میں تاخیر ہوتی ہے۔ نتیجتا، سطح سمندر کے حالات (درست بہاؤ) کو پری کولر کے بعد پرواز کی رفتار کی ایک بہت وسیع رینج پر برقرار رکھا جا سکتا ہے، اس طرح تیز رفتار پر بھی خالص زور کو زیادہ سے زیادہ کیا جا سکتا ہے۔ انلیٹ کے بعد کمپریسر اور ڈکٹنگ بہت کم اور زیادہ مستقل درجہ حرارت کے تابع ہے، اور اس وجہ سے ہلکے مرکب سے بنایا جا سکتا ہے۔ اس سے انجن کا وزن کم ہوتا ہے، جس سے زور/وزن کا تناسب مزید بہتر ہوتا ہے۔ ہائیڈروجن ایک موزوں ایندھن ہے کیونکہ یہ گہرے کریوجینک درجہ حرارت پر مائع ہے، اور اس کی مفید حد سے زیادہ کل مخصوص حرارت کی صلاحیت بہت زیادہ ہے، جس میں بخارات کی پوشیدہ حرارت بھی شامل ہے، جو پانی سے زیادہ ہے۔ تاہم، مائع ہائیڈروجن کی کم کثافت باقی گاڑی پر منفی اثرات مرتب کرتی ہے، اور گاڑی جسمانی طور پر بہت بڑی ہو جاتی ہے، حالانکہ انڈر کیریج اور ونگ لوڈنگ پر وزن کم رہ سکتا ہے۔ ہائیڈروجن بہت سے مادوں میں ساختی کمزوری کا سبب بنتا ہے، جسے ہائیڈروجن ایمبریٹلمنٹ کہا جاتا ہے۔ پری کولر کا وزن انجن کے وزن میں اضافہ کرتا ہے، اس طرح اس کے زور اور وزن کے تناسب کو کم کرتا ہے۔ پری کولر کے ذریعے انٹیک ہوا کو منتقل کرنے سے انلیٹ ڈریگ میں اضافہ ہوتا ہے، جس سے انجن کا خالص زور کم ہوتا ہے، اور اس طرح زور اور وزن کا تناسب کم ہوتا ہے۔ کولنگ کی ضرورت کی مقدار پر منحصر ہے، اس کی اعلی تھرمل صلاحیت کے باوجود، ہوا کو ٹھنڈا کرنے کے لیے ٹھنڈی ہوا سے جلائے جانے سے زیادہ ہائیڈروجن کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ بعض صورتوں میں، اضافی ہائیڈروجن کے کچھ حصے کو بغیر ٹھنڈی ہوا کے ساتھ رام جیٹ میں جلایا جا سکتا ہے تاکہ اس ناکارہ پن کو کم کیا جا سکے۔ ایل اے سی ای انجن کے برعکس، پری کولڈ انجن کو آکسیجن کو مائع کرنے کی ضرورت نہیں ہوتی ہے، اس لیے ٹھنڈک کی مقدار کم ہو جاتی ہے کیونکہ آکسیجن کے فیوژن کو ڈھانپنے کی ضرورت نہیں ہوتی اور مجموعی درجہ حرارت میں کم کمی کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کے نتیجے میں ہائیڈروجن کی مقدار کم ہو جاتی ہے جو ہیٹ سنک کے طور پر استعمال ہوتی ہے، لیکن جلنے سے قاصر ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ کنڈینسر کی ضرورت نہیں ہے، جس سے وزن میں بچت ہوتی ہے۔ 1955 میں ہیٹ ایکسچینجرز کا استعمال کرتے ہوئے پری کولنگ کی تاریخ رابرٹ پی کارمائیکل نے کئی انجن سائیکل وضع کیے جن میں مائع ہائیڈروجن کا استعمال انجن میں داخل ہونے والی ہوا کو ایندھن کے طور پر استعمال کرنے سے پہلے پری کول کرنے کے لیے کیا گیا۔ قبل از کولڈ انجنوں میں دلچسپی نے 1982 میں برطانیہ میں ابھرنا دیکھا، جب ایلن بانڈ نے ایک قبل از کولڈ ہوا سے سانس لینے والے راکٹ انجن کا ڈیزائن بنایا جسے اس نے SATAN کہا۔ یہ خیال ہاٹول ایس ایس ٹی او خلائی طیارہ منصوبے کے حصے کے طور پر تیار کیا گیا تھا، اور رولز رائس آر بی 545 بن گیا۔ 1989 میں، ہاٹول پروجیکٹ کے بند ہونے کے بعد، کچھ آر بی 545 انجینئروں نے ایک کمپنی، ری ایکشن انجنز لمیٹڈ بنائی، تاکہ اس خیال کو سبری انجن، اور اس سے وابستہ اسکائلون خلائی جہاز میں تیار کیا جا سکے۔ 1987 میں، این تناتسوگو نے "انٹیک ایئر کولر کے ساتھ ایئر ٹربو رام جیٹ کے ذریعے چلنے والے خلائی طیارے کا تجزیاتی مطالعہ" شائع کیا۔ جاپان کے آئی ایس اے ایس (اب جے اے ایکس اے) کا ایک حصہ ایئر ٹربو رام جیٹ (اے ٹی آر، بعد میں ایک ایکسپینڈر سائیکل کے اضافے کے بعد اے ٹی آر ای ایکس) کا مطالعہ کرتا ہے جس کا مقصد ٹی ایس ٹی او خلائی جہاز کے پہلے مرحلے کو طاقت دینا ہے۔ اے ٹی آر ای ایکس کی جگہ پری کولڈ ٹربوجیٹ (پی سی ٹی جے) اور ہائپرسونک ٹربوجیٹ اسٹڈیز نے لے لی۔ ستمبر 2010 میں تائیکی ایرو اسپیس ریسرچ فیلڈ میں میک 2 پر ایک مائع نائٹروجن پری کولڈ ہائیڈروجن برننگ ٹیسٹ انجن اڑایا گیا تھا۔ یہ بھی دیکھیں ایئر ٹربوراکٹ اے ٹی آر ای ایکس کمپریسر نقشہ ہاٹول ہائیڈروجن گاڑی ہائیڈروجن کولڈ ٹربو جنریٹر انٹرکولر مائع ایئر سائیکل انجن لاک ہیڈ سی ایل-400 سنٹن ری ایکشن انجن اے 2 ایس اے بی آر ای (راکٹ انجن) اسکائلون (خلائی جہاز) حوالہ جات گیس ٹربائن جیٹ انجن ہائیڈروجن ٹیکنالوجیز