प्रोपेलिंग नोजल

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प्रोपेलिंग नोज़ल (प्रणोदक तुंड) एक नोज़ल है जो कार्यशील गैस की आंतरिक ऊर्जा को प्रणोदक बल में परिवर्तित करता है; यह नोजल है, जो एक जेट बनाता है, और जेट इंजन से एक गैस टरबाइन या गैस जनित्र को अलग करता है।

प्रोपेलिंग नोजल इंजन की विद्युत अवस्थापन, उनके आंतरिक आकार और नोजल में प्रवेश करने और बाहर निकलने पर दबाव के आधार पर उपलब्ध गैस को अवध्वानिक, आध्वनिक या पराध्वानिक वेगों में गति प्रदान करते हैं। आंतरिक आकार अभिसारी या अभिसारी-अपसारी (सी-डी) हो सकता है। अभिसारी-अपसारी नोजल जेट को अपसारी भाग के अंदर पराध्वानिक वेगों में गति प्रदान कर सकते हैं, जबकि एक अभिसारी नोजल जेट को ध्वनि गति से आगे नहीं बढ़ा सकता है।[1]

प्रोपेलिंग नोजल में एक निश्चित ज्यामिति हो सकती है या उनके पास एक अधिज्वालक या पुन: तापन प्रणाली से सुसज्जित होने पर इंजन के संचालन को नियंत्रित करने के लिए अलग -अलग निर्गमन क्षेत्रों को देने के लिए परिवर्तनशील ज्यामिति हो सकती है। जब इंजन के बाद इंजन एक अभिसारी-अपसारी नोजल से सुसज्जित होते हैं तब प्रणोद क्षेत्र परिवर्तनशील होता है। पराध्वानिक उड़ान गति के लिए नोज़ल, जिस पर उच्च नोज़ल दबाव अनुपात उत्पन्न होते हैं,[2] परिवर्तनशील क्षेत्र अपसारी वाले भाग भी होते हैं।[3] टर्बोफैन इंजन में एक अतिरिक्त और अलग प्रोपेलिंग नोजल हो सकता है जो उपमार्ग वायु को अधिक तीव्र करता है।

प्रोपेलिंग नोजल भी अनुप्रवाह अवरोधक के रूप में कार्य करते हैं, जिसके परिणाम इंजन डिजाइन का एक महत्वपूर्ण स्वरूप है।[4]

संचालन के सिद्धांत

  • निर्गमन गैसों को परिवेशीय दबाव में लाने के लिए वेंटुरी प्रभाव के अनुसार एक नोजल संचालित होता है, जबकि उन्हें प्रणोदक जेट में बनाया जाता है; यदि नोज़ल का दबाव ऊपर की ओर अधिक पर्याप्त है, तब प्रवाह ध्वनि गति (अवरोधन) तक पहुंच जाएगा। इंजन के प्रतिदाब में नोज़ल की उपस्थिति को नीचे स्पष्ट किया गया है।
  • धारा को गति देने के लिए ऊर्जा गैस के तापमान और दबाव से आती है। गैस कम क्षति और इसलिए उच्च दक्षता के साथ रुद्धोष्म रूप से विस्तृत है। गैस एक अंतिम निर्गमन वेग की ओर गति करती है जो नोज़ल में प्रवेश करते समय दबाव और तापमान पर निर्भर करता है, परिवेशी दबाव जो इसे समाप्त करता है (जब तक कि प्रवाह अवरुद्ध न हो) और विस्तार की दक्षता पर निर्भर करता है।[5] दक्षता घर्षण, गैर-अक्षीय अपसारी के साथ-साथ अभिसारी-अपसारी नलिका में रिसाव के कारण होने वाले क्षति का एक उपाय है।[6]
  • वायुश्‍वसित्र इंजन निर्गमन गैस को परिष्कृत पीछे की ओर गति प्रदान करके एयरफ्रेम पर आगे की ओर प्रणोद कर देते हैं। यदि प्रणोद वायु के माध्यम से जाने वाले विमान द्वारा किए गए प्रतिरोध से अधिक हो जाता है, तब यह तीव्र हो जाएगा। जेट पूरी तरह से विस्तारित हो सकता है या नहीं भी हो सकता है।
  • कुछ इंजनों पर जो एक अधिज्वालक से सुसज्जित हैं, नोजल क्षेत्र गैर-अधिज्वालक या उदासीन प्रणोद की स्थितियों के समय भिन्न होता है। सामान्य रूप से नोजल प्रारंभ करने और निष्क्रिय करने के लिए पूरी तरह से खुला होता है। इसके बाद यह बंद हो सकता है क्योंकि प्रणोद उत्तोलक सामरिक या अधिकतम उदासीन प्रणोद अवस्थापन से पहले या उसके न्यूनतम क्षेत्र तक पहुंच रहा है। इस नियंत्रण के दो उदाहरण सामान्य विद्युतीय जे -79[7] और एमआईजी-29 में तुमांस्की आरडी-33 हैं।[8] नोज़ल क्षेत्र में परिवर्तन के कारणों को खराब संचालन के समय नोज़ल क्षेत्र नियंत्रण भाग में समझाया गया है।

प्रमुख ज्यामिति

अभिसारी नोजल

कई जेट इंजनों पर अभिसारी नोजल का उपयोग किया जाता है। यदि नोजल दबाव अनुपात महत्वपूर्ण मान से ऊपर है (लगभग 1.8: 1) एक अभिसारी नोजल प्रवाह को अवरोधन करेगा, जिसके परिणामस्वरूप जेट अनुतरंग में प्रणोद के नीचे (अर्थात, सबसे छोटा प्रवाह क्षेत्र) होने वाले वायुमंडलीय दबाव में कुछ विस्तार होगा। हालांकि जेट संवेग अभी भी बहुत अधिक प्रणोद उत्पन्न करता है, प्रणोद के स्थिर दबाव और वायुमंडलीय दबाव के बीच असंतुलन अभी भी कुछ (दबाव) प्रणोद उत्पन्न करता है।

अपसारी नोजल

एक स्क्रैमजेट में प्रवाहित होने वाली वायु की पराध्वानिक गति एक साधारण अपसारी नोजल के उपयोग की स्वीकृति देती है

अभिसारी-अपसारी (सी-डी) नोजल

Main article: डी लावल नोजल

पराध्वानिक उड़ान में सक्षम इंजनों में पराध्वानिक प्रवाह उत्पन्न करने के लिए अभिसारी-अपसारी निर्गमन वाहिनी विशेषताएँ होती हैं। रॉकेट इंजन - अत्यधिक परिस्थिति में - उनके नलिका के बहुत उच्च क्षेत्र अनुपात के लिए उनके विशिष्ट आकार का श्रेय देते हैं।

जब एक अभिसारी नोजल में दबाव अनुपात एक महत्वपूर्ण मान से अधिक हो जाता है, तब प्रवाह प्रवाह प्रवाह होता है, और इस प्रकार इंजन से बाहर निकलने वाले निर्गमन का दबाव आसपास की वायु के दबाव से अधिक हो जाता है और पारंपरिक वेंटुरी प्रभाव के माध्यम से कम नहीं हो सकता है। यह नोजल की प्रणोद उत्पादन दक्षता को कम कर देता है, जिससे बहुत अधिक विस्तार नोजल के नीचे की ओर ले जाता है। परिणामस्वरूप, पराध्वानिक उड़ान के लिए रॉकेट इंजन और जेट इंजन एक अभिसारी-अपसारी नोजल को सम्मिलित करते हैं जो नोजल के अंदर के विपरीत और विस्तार की स्वीकृति देता है। हालांकि, एक पारंपरिक रॉकेट मोटर पर उपयोग किए जाने वाले निश्चित अभिसारी-अपसारी नोजल के विपरीत, टर्बोजेट इंजनों में भारी और बहुमूल्य परिवर्तनशील ज्यामिति होनी चाहिए, जो कि अवध्वनिक से अधिक मैक 3 की गति के साथ होने वाले नोजल दबाव अनुपात में भारी भिन्नता का सामना किया जा सके।

फिर भी,निम्न क्षेत्र अनुपात नोजल मे अवध्वनिक अनुप्रयोग होते है।

नोजल के प्रकार

बोइंग एफ/ए-18 हॉर्नेट पर स्थापित जीई एफ404-400 कम-बाह्य-पथ टर्बोफैन पर परिवर्तनीय निर्गमन नोजल।

स्थिर-क्षेत्र नोजल

गैर-अधिज्वालक अवध्वानिक इंजनों में एक निश्चित आकार के नलिका होते हैं क्योंकि ऊंचाई और अवध्वानिक उड़ान की गति के साथ इंजन के प्रदर्शन में परिवर्तन एक निश्चित नोजल के साथ स्वीकार्य हैं। पराध्वानिक गति पर ऐसा नहीं है जैसा कि नीचे कॉनकॉर्ड के लिए वर्णित है।

निम्न क्षेत्रफल अनुपात के साथ

अन्य स्थितियों पर, कुछ उच्च उपमार्ग अनुपात सिविल टर्बोफैन उपमार्ग (या मिश्रित निर्गमन) धारा पर अत्यधिक कम (1.01 से कम) क्षेत्र अनुपात के साथ एक अभिसारी-अपसारी नोजल का उपयोग करके पंखे की कार्य-प्रणाली रेखा को नियंत्रित करते हैं। कम वायुयान-गति में, इस तरह के व्यवस्था में नोजल को कार्य करने का कारण बनता है जैसे कि इसमें परिवर्तनशील ज्यामिति होती है जो इसे चोक होने से रोकता है और क्रमशः प्रणोद और अपसारी भाग में आने वाली निर्गमन गैस को तीव्र और धीमा करने की स्वीकृति देता है। परिणामस्वरूप, नोजल निर्गमन क्षेत्र पंखे के समरूपता को नियंत्रित करता है, जो प्रणोद से बड़ा होने के कारण पंखे की कार्य-योजना रेखा से थोड़ी दूर है। उच्च उड़ान गति पर, प्रवेश में रेम वृद्धि से प्रणोद अवरोध है और नोजल के क्षेत्र को पंखे के उपयुक्त को निर्देशित करने का कारण बनती है; नोजल, निर्गमन से छोटा होने के कारण, प्रणोद को पंखे की कार्यशील रेखा को अनधिक ऊपर की ओर आघात का कारण बनता है।

रॉकेट में (उच्च क्षेत्र अनुपात के साथ)

V2 पर रॉकेट नोजल।
Main article: रॉकेट इंजन का नोजल

रॉकेट मोटर अभिसारी-अपसारी नलिकाओं को भी नियोजित करते हैं, लेकिन वजन को कम करने के लिए ये सामान्य रूप से निश्चित ज्यामिति के होते हैं। रॉकेट उड़ान से जुड़े उच्च दाब अनुपात के कारण, रॉकेट मोटर अभिसारी-अपसारी नोज़ल का क्षेत्र अनुपात (निर्गमन/प्रणोद) जेट इंजनों में लगाए गए से कहीं अधिक होता है।

अधिज्वालक के लिए परिवर्तनशील-क्षेत्र

लड़ाकू विमानों पर अधिज्वालक इंजन के संचालन को प्रतिकूल रूप से प्रभावित करने से रोकने के लिए एक बड़े नोजल की आवश्यकता होती है। परिवर्तनशील क्षेत्र आइरिस[9] अतिव्यापी पंखुड़ियों की एक श्रृंखला होती है जिसमें लगभग गोलाकार नोज़ल अनुप्रस्थ परिच्छेद होता है और इंजन के संचालन को नियंत्रित करने के लिए अभिसारी होता है। यदि विमान को पराध्वनिक गति से उड़ना है, तब अधिज्वालक नोज़ल के बाद एक उत्क्षेपक नोज़ल विन्यास संरूपण में एक अलग अपसारी नोज़ल हो सकता है जैसा नीचे दिया गया है या अपसारी ज्यामिति को अधिज्वालक नोज़ल के साथ परिवर्तनशील ज्यामिति अभिसारी-अपसारी नोज़ल विन्यास संरूपण में सम्मिलित किया जा सकता है जैसा कि नीचे दिया गया है।

प्रारंभिक अधिज्वालक या तब प्रारंभ या बंद थे और एक 2-अवस्थिति क्लैमशेल, या दृष्टिपत, नोजल का उपयोग किया गया था, जो अधिज्वालक उपयोग कर लिए केवल एक क्षेत्र को उपयोग के लिए उपलब्ध करता था।[10]

उत्क्षेपक

उत्क्षेपक बहुत गर्म, उच्च गति, इंजन निर्गमन प्रवेश (निष्कासन) के के आसपास के वायु प्रवाह की पंपन क्रिया को संदर्भित करता है, जो द्वितीयक की आंतरिक ज्यामिति के साथ, या अपसारी, नोजल इंजन निर्गमन के विस्तार को नियंत्रित करता है। अवध्वानिक गति से, वायु-प्रवाह एक अभिसारी आकार के लिए निर्गमन को बाधित करता है। जब अधिज्वालक का चयन किया जाता है और विमान की गति तीव्र हो जाती है, तब दो नोजल प्रसारित हो जाते हैं, जो निर्गमन को अभिसारी-अपसारी आकार बनाने की स्वीकृति देता है, जिससे निर्गमन गैसों की गति मैक 1 से अधिक हो जाती है। अधिक जटिल इंजन स्थापन कम गति पर निर्गमन क्षेत्र को कम करने के लिए एक तृतीयक वायु-प्रवाह का उपयोग करते हैं। उत्क्षेपक नोजल के लाभ उन स्थितियो में सापेक्ष स्पष्टता और विश्वसनीयता हैं जहां द्वितीयक नोजल आवरक दबाव बलों द्वारा परिनियोजित होते हैं। उत्क्षेपक नोजल भी वायु का उपयोग करने में सक्षम है जो अंतर्ग्रहण किया जाता है, लेकिन जिसकी इंजन द्वारा आवश्यकता नहीं है। इस वायु की मात्रा उड़ान आवृत में काफी भिन्न होती है और उत्क्षेपक नोजल प्रवेश प्रणाली और इंजन के बीच वायु-प्रवाह से अनुरूप के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हैं। नोजल में इस वायु का कुशल उपयोग विमान के लिए एक प्रमुख आवश्यकता थी जिसे लंबे समय तक उच्च पराध्वानिक गति पर कुशलता से से वनेक्षण करना था, इसलिए इसका उपयोग एसआर-71, कॉनकॉर्ड और उत्तरी अमेरिकी एक्सबी-70 वल्किरी में किया गया था।

उत्क्षेपक नोजल का एक सरल उदाहरण टी -38 टैलोन में जे-85 संस्थापन पर अधिज्वालक नोजल के आसपास स्थिर ज्यामिति बेलनाकार आच्छादन है।[11] अधिक जटिल जे-58 (एसआर-71) और टीएफ-30 (एफ-111) संस्थापन के लिए उपयोग की जाने वाली व्यवस्थाएं थीं। वे दोनों एक अंतिम नोजल के लिए तृतीयक ब्लो-इन डोर (कम गति पर खुले) और मुक्त रूप से प्रवाहित अतिव्यापी आवरक का उपयोग करते थे। दोनों ब्लो-इन डोर और अंतिम नोजल प्रालंब इंजन निर्गमन से आंतरिक दबाव और विमान प्रवाह क्षेत्र से बाहरी दबाव के संतुलन द्वारा परिनियोजित होते हैं।

प्रारम्भिक जे-79 संस्थापन (F-104, F-4, A -5 सतर्कता समिति सदस्य) पर, द्वितीयक नोजल की सक्रियता यंत्रवत् रूप से अधिज्वालक नोजल से जुड़ी थी। और बाद की स्थापनाओं में अंतिम नोजल यांत्रिक रूप से अधिज्वालक नोजल से अलग से क्रियान्वित किया गया था। इसने मैक 2 (बी-58 हसलर) और मैक 3 (एक्सबी-70) में दक्षता (उच्च मैक संख्या आवश्यकता के साथ प्राथमिक/द्वितीयक निर्गमन क्षेत्र का अपेक्षाकृत अधिक उपयुक्त) में सुधार किया।[12]

परिवर्तनशील-ज्यामिति अभिसारी-अपसारी

टर्बोफैन संस्थापन जिन्हें इंजन निर्गमन द्वारा पंप करने के लिए एक द्वितीयक वायु-प्रवाह की आवश्यकता नहीं होती है, परिवर्तनशील ज्यामिति अभिसारी-अपसारी नोजल का उपयोग करें।[13] इन इंजनों को टर्बोजेट (ऊष्मीय अधिज्वालक कारक) द्वारा आवश्यक बाहरी शीतलन वायु की आवश्यकता नहीं होती है।

अपसारी नोजल अधिज्वालक नोजल पेटल (पंखुड़ी) का एक अभिन्न अंग हो सकता है, जो प्रणोद के बाद एक कोणीय विस्तार है। पेटल घुमावदार पथों और अक्षीय परिक्रमणहीन एक-समान गतिविधि के साथ चलती हैं और एक साथ घूर्णन के लिए प्रणोद के क्षेत्र को बढ़ाता है, जबकि अनुगामी भाग उच्च गति पर अधिक पूर्ण विस्तार के लिए बड़े निर्गमन क्षेत्र के साथ एक अपसारी बन जाता है। अतः एक उदाहरण टीएफ-30 (एफ -14) है।[14]

ईजे-200 (यूरोपीय लड़ाकू विमान) की तरह अधिज्वालक नियंत्रण और उच्च नोजल दबाव अनुपात विस्तार प्रदान करने के लिए प्राथमिक और द्वितीयक पेटल एक साथ जुड़ी हो सकती हैं और एक ही तंत्र द्वारा क्रियान्वित हो सकती हैं।[15] अन्य उदाहरण F-15, F-16, B-1B पर पाए जाते हैं।

अतिरिक्त विशेषताएं

प्रणोद-संचालन

वेक्टर प्रणोद नोजल
Main article: प्रणोद संचालन और दैशिक नोजल

संचालन प्रणोद के लिए नोजल में स्थिर ज्यामिति ब्रिस्टल सिडली पेगासस और अस्थिर ज्यामिति F119 (F-22) सम्मिलित हैं।

प्रणोद-उत्क्रमण

Further information: प्रणोद उत्क्रमण

कुछ इंजनों पर प्रणोद उत्क्रमक को नोजल में ही सम्मिलित किया जाता है और उन्हें नियत प्रणोद उत्क्रमक के रूप में जाना जाता है। नोजल दो हिस्सों में खुलता है जो एक साथ मिलकर निर्गमन को आंशिक रूप से आगे की ओर निर्देशित करते हैं। चूंकि नोजल क्षेत्र का इंजन के संचालन पर प्रभाव पड़ता है (नीचे देखें), परिनियोजित प्रणोद उत्क्रमक को इंजन परिचालन सीमाओं में परिवर्तन को रोकने के लिए जेटपाइप से सही दूरी पर होना चाहिए।[16] नियत प्रणोद उत्क्रमक के उदाहरण फोकर 100, गल्फस्ट्रीम IV और डीसोल्ट F7X पर पाए जाते हैं।

ध्वनि ह्रासक

जेट के ध्वनि को नोजल के निर्गमन में सुविधाओं को जोड़कर कम किया जा सकता है जो बेलनाकार जेट के सतह क्षेत्र में वृद्धि करते हैं। व्यवसायिक टर्बोजेट और प्रारम्भिक उपमार्ग इंजन सामान्य रूप से जेट को कई भागों में विभाजित करते हैं। आधुनिक उच्च उपमार्ग टर्बोफैन में त्रिकोणीय सीरेशन होते हैं, जिन्हें शेवरॉन कहा जाता है, जो प्रणोदी जेट में अनधिक प्रसारित होते हैं।

आगे के विषय

प्रोपेलिंग नोजल का दूसरा उद्देश्य

नोजल, प्रतिदाब अवस्थापित करने के आधार पर, संपीडिका के लिए अनुप्रवाह प्रतिबंधक के रूप में कार्य करता है और इस तरह यह निर्धारित करता है कि इंजन के सामने क्या होता है। यह इस कार्य को अन्य अनुप्रवाह प्रतिबंधक, टरबाइन नोजल के साथ साझा करता है।[17] दोनों प्रोपेलिंग नोजल और टरबाइन नोजल के क्षेत्र इंजन और अधिकतम दबाव के माध्यम से द्रव्यमान प्रवाह को व्यवस्थित करते हैं। जबकि इन दोनों क्षेत्रों को कई इंजनों में स्थित किया गया है (अर्थात एक साधारण निश्चित प्रोपेलिंग नोजल वाले) अन्य, विशेष रूप से अधिज्वालक वाले, एक परिवर्तनशील क्षेत्र है जो नोजल को प्रेरित करता है। यह क्षेत्र भिन्नता जेट पाइप में उच्च दहन तापमान के इंजन पर विक्षोभकारी प्रभाव को समाहित करने के लिए आवश्यक है, हालांकि कम प्रणोद अवस्थापन में संपीडिका के पंपिंग प्रदर्शन को बदलने के लिए गैर-अधिज्वालक संचालन के समय क्षेत्र भी विविध हो सकता है।[4]

उदाहरण के लिए, यदि टर्बोजेट को टर्बोशाफ्ट में बदलने के लिए प्रोपेलिंग नोजल को हटाया जाना था, तब नोजल क्षेत्र द्वारा प्रदर्शन की गई उपस्थिति अब विद्युत् टर्बाइन नोजल निर्देश पिच्छफलक या स्थिरांग के क्षेत्र द्वारा ली गई है।[18]

अभिसारी-अपसारी नोजल के अति-विस्तार के कारण और उदाहरण

अति प्रसार तब होता है जब निर्गमन क्षेत्र अधिज्वालक, या प्राथमिक, नोजल के आकार के सापेक्ष बहुत बड़ा होता है।[19] यह टी-38 में जे-85 स्थापना पर कुछ शर्तों के अंतर्गत हुआ। द्वितीयक या अंतिम नोजल अधिकतम अधिज्वालक स्थिति के लिए एक निश्चित ज्यामिति आकार था। ग़ैर-अधिज्वालक प्रणोद अवस्थापन में निर्गमन क्षेत्र बंद इंजन नोजल के लिए बहुत बड़ा था जो अति प्रसार दे रहा था। मुक्‍तप्रवाही निर्गम को उत्क्षेपक में जोड़ा गया था, जिससे द्वितीयक वायु को प्राथमिक जेट विस्तार को नियंत्रित करने की स्वीकृति दी गई थी।[11]

अभिसारी-अपसारी नोजल के कम विस्तार के कारण और उदाहरण

परिवेश के दबाव के पूर्ण विस्तार के लिए, और इसलिए अधिकतम नोजल प्रणोद या दक्षता, आवश्यक क्षेत्र अनुपात उड़ान मैक संख्या के साथ बढ़ता है। यदि अपसारी बहुत छोटा है तब बहुत छोटा एक निर्गमन क्षेत्र दे रहा है। निर्गमन नोजल में परिवेश के दबाव में विस्तार नहीं करेगा और प्रणोद क्षमता नष्ट हो जाएगी[20] बढ़ती मैक संख्या के साथ एक बिंदु आ सकता है जहां नोजल निर्गमन क्षेत्र इंजन नाकेले (वायुयान के इंजिन का प्रावरण ) व्यास या विमान के बाद के व्यास के रूप में बड़ा है। इस बिंदु से आगे नोज़ल का व्यास सबसे बड़ा व्यास बन जाता है और बढ़ता हुआ कर्षण उत्पन्न करना प्रारंभ कर देता है। नोजल इस प्रकार संस्थापन आकार तक सीमित हैं और प्रणोद में क्षति अन्य विचारों जैसे कि कम कर्षण, कम वजन के साथ समंजन है।

मैक 2.0 पर F-16 और मैक 3.0 पर एक्सबी-70 इसके उदाहरण हैं।[21][22]

एक और विचार आवश्यक नोजल शीतलन प्रवाह से संबंधित हो सकता है। अपसारी आवरक या पंखुड़ियों को अधिज्वालक लौ के तापमान से अलग किया जाना है, जो ठंडी वायु की एक परत द्वारा 3,600 °F (1,980 °C) के क्रम का हो सकता है। एक लंबे अपसारी का तात्पर्य है कि अधिक क्षेत्र ठंडा किया जाना है अपूर्ण विस्तार से प्रणोद क्षति कम शीतलन प्रवाह के लाभों के विपरीत ट्रेड किया जाता है। यह एफ -14 ए में टीएफ -30 नोजल पर प्रयुक्त होता है जहां मैक में आदर्श क्षेत्र अनुपात 2.4 कम मान तक सीमित था।[23]

अपसारी भाग को जोड़ने का वास्तविक अर्थ क्या है?

एक अपसारी भाग जोड़ा निर्गमन वेग देता है और इसलिए पराध्वानिक उड़ान की गति पर प्रणोद देता है।[24]

अपसारी खंड जोड़ने के प्रभाव को प्रैट एंड व्हिटनी के पहले अभिसारी-अपसारी नोज़ल के साथ प्रदर्शित किया गया था। समान विमान F-101 में समान इंजन J57 पर अभिसारी नोजल को अभिसारी-अपसारी नोजल से परिवर्तित कर दिया गया था। इस इंजन पर अभिसारी-अपसारी नोजल (2,000 पौंड, 910 किलोग्राम समुद्र तल से उड़ान पर) से बढ़ा हुआ प्रणोद मैक 1.6 से लगभग 2.0 तक की गति को बढ़ाता है जिससे वायु सेना को 1,207.6 मील प्रति घंटे (1,943.4 किमी /घंटे) का विश्व गति रिकॉर्ड स्थापित करने में सक्षम बनाया गया।) जो उस दिन के तापमान के लिए मैक 2 से ठीक नीचे था। अभिसारी-अपसारी नोजल के वास्तविक मान को एफ -101 पर अनुभव नहीं किया गया था क्योंकि अंतर्ग्रहण को उच्च गति के लिए प्राप्य नहीं किया गया था।[25]

एक अन्य उदाहरण YF-106/P&W J75 पर एक अभिसारी-अपसारी नोज़ल के साथ अभिसारी का प्रतिस्थापन था जब यह मैक 2 तक नहीं पहुंचेगा। अभिसारी-अपसारी नोज़ल के प्रारंभ के साथ, प्रवेश को पुनः डिज़ाइन किया गया था। यूएसएएफ ने बाद में 1526 मील प्रति घंटे (मैक 2.43) के एफ-106 के साथ विश्व गति रिकॉर्ड स्थापित किया।[25]

खराब संचालन के समय नोजल क्षेत्र नियंत्रण

ज़्वीबेल मध्य प्लग दिखाते हुए, जुमो 004 निर्गमन नोजल।

कुछ बहुत प्रारम्भिक जेट इंजन जो एक अधिज्वालक से सुसज्जित नहीं थे, जैसे कि बीएमडब्ल्यू 003 और जुमो 004 (जिसमें एक डिजाइन था),[26] एक परिवर्तनशील क्षेत्र नोजल एक स्थानांतरण प्लग द्वारा बनाया गया था जिसे इसके आकार से ज़्वीबेल [जंगली प्याज] के रूप में जाना जाता है।[27] जुमो 004 में टर्बाइन को अधिक गरम होने से रोकने के लिए प्रारंभ करने के लिए एक बड़ा क्षेत्र था और उच्च निर्गमन वेग और प्रणोद देने के लिए उड़ान भरने के लिए एक छोटा क्षेत्र था। 004 के ज़्वीबेल में टरबाइन के ठीक पीछे निकाय के अलग-अलग क्षेत्र के अंदर एक विद्युतीय मोटर चालित तंत्र द्वारा संचालित निर्गमन नोजल क्षेत्र को बदलने के लिए आगे / पीछे संचारण की 40 सेमी (16 इंच) की सीमा होती है।

अधिज्वालक- सुसज्जित इंजन भी प्रारंभ करने और निष्क्रिय करने के लिए नोजल खोल सकते हैं। निष्क्रिय प्रणोद कम हो जाता है जो टैक्सी की गति और गतिरोधक निघर्षण को कम करता है। F-106 में J75 इंजन पर इस सुविधा को 'निष्क्रिय प्रणोद नियंत्रक' कहा जाता था और इसे 40% तक कम कर दिया गया था।[28] विमान वाहक पर, कम निष्क्रिय प्रणोद विस्फोट से होने वाले खतरों को कम करता है।

कुछ अनुप्रयोगों में, जैसे कि विभिन्न विमानों में J79 स्थापना, तीव्रता से प्रणोदन अग्रिमों के समय, नोजल क्षेत्र को आरपीएम और इसलिए अधिकतम प्रणोद देने के लिए समय में अधिक तीव्रता से वृद्धि की स्वीकृति देने के लिए एक निश्चित बिंदु से परे बंद होने से रोका जा सकता है[29] ।

कॉनकॉर्ड में ओलंपस 593 जैसे 2-स्पूल टर्बोजेट के स्थिति में, नोजल क्षेत्र में अधिकतम कम दबाव वाली संपीडिका गति और अधिकतम टरबाइन प्रवेश तापमान की एक साथ उपलब्धि के तापमान की विस्तृत श्रृंखला पर एक साथ उपलब्धि को उड़ान की गति मैक 2 तक सक्षम करने के लिए विविध हो सकता है।[30]

कुछ संवर्धित टर्बोफैन पर फैन परिचालन रेखा को नोजल क्षेत्र के साथ नियंत्रित किया जाता है, जो खराब और उन्मत्त दोनों संचालन के समय अधिक प्रणोद के लिए अतिरिक्त वृद्धि लाभ का व्यापार करने के लिए होता है।

उन्मत्त संचालन के समय नोजल क्षेत्र नियंत्रण

इंजन पर प्रतिप्रवाह प्रभाव को सीमित करने के लिए अधिज्वालक संचालन के समय नोजल क्षेत्र में वृद्धि होती है। अधिकतम वायु-प्रवाह (प्रणोद) देने के लिए एक टर्बोफैन चलाने के लिए, नोजल क्षेत्र को अपनी इष्टतम स्थिति में पंखा परिचालन रेखा रखने के लिए नियंत्रित किया जा सकता है। एक टर्बोजेट के लिए अधिकतम प्रणोद देने के लिए, टरबाइन निर्गमन तापमान को अपनी सीमा पर रखने के लिए क्षेत्र को नियंत्रित किया जा सकता है।[31]

यदि अधिज्वालक का चयन करने पर नोज़ल नहीं खुलता है तब क्या होता है?

प्रारम्भिक अधिज्वालक संस्थापन में, पायलट को अधिज्वालक का चयन करने के बाद नोजल स्थिति सूचक की जांच करनी थी। यदि नोजल किसी कारण से नहीं खुला, और पायलट ने अधिज्वालक चयन को रद्द करके प्रतिक्रिया नहीं की, तब उस अवधि के विशिष्ट नियंत्रण[32] (उदाहरण के लिए F-86L में J47 में), टरबाइन ब्लेड को अत्यधिक गर्म और असफल होने का कारण बन सकता है।[33]

अन्य अनुप्रयोग

निर्गमन से गैस के पीछे-निस्सरित दिखाते हुए रेखाचित्र।

जर्मन बीएफ-109 और Macchi C.202/205 जैसे कुछ विमानों को ''उत्क्षेपक-प्रकार के निर्गमन'' के साथ जोड़ा गया था। इन निकासों ने (आंतरिक दहन) इंजनों के कुछ अपशिष्ट ऊर्जा को निर्गमन-प्रवाह को एक छोटी मात्रा में आगे की ओर बढ़ने के लिए एक छोटी सी गति से एक पीछे की दिशा में तीव्र गति से परिवर्तित कर दिया। सभी निर्गमन व्यवस्था के प्रारूप अधिकतम सीमा तक ऐसा करते हैं यदि निर्गमन गेस को पीछे की दिशा में निस्सरित किया जाता है।

1937 में रोल्स-रॉयस लिमिटेड द्वारा एक विशेष प्रणोद-उत्पादक निर्गमन उपकरण का अनुज्ञप्ति कराया गया था।[34] 1944 में डे हैविलैंड हॉर्नेट के रोल्स-रॉयस मर्लिन 130/131 इंजन बहु- उत्क्षेपक निर्गमन से प्रणोद पूर्ण-त्वरित्र ऊंचाई पर एक अतिरिक्त 70बीएचपी प्रति-इंजन के बराबर थे।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ "Jet Propulsion for Aerospace Applications" second edition, Hesse and Mumford, Pitman Publishing Corporation p136
  2. ↑ "Nozzle Selection and Design Criteria"AIAA 2004-3923, Fig11
  3. ↑ "Nozzle Selection and Design Criteria"AIAA 2004-3923
  4. ↑ Jump up to: 4.0 4.1 "Jet Propulsion" Nicholas Cumpsty, ISBN 0 521 59674 2, p144
  5. ↑ "Jet Propulsion" Nicholas Cumpsty, ISBN 0 521 59674 2, p243
  6. ↑ "Exhaust nozzles for Propulsion Systems with Emphasis on Supersonic Aircraft" Leonard E. Stitt, NASA Reference Publication 1235, May 1990, para 2.2.9
  7. ↑ J79-15/-17 Turbojet Accident Investigation Procedures, Technical Report ASD-TR-75-19, Aeronautical Systems Division, Wright-Patterson Air Force Base Ohio, Fig60 "Nozzle area v Throttle angle
  8. ↑ "Flight Manual MIG-29" Luftwaffenmaterialkommando GAF T.O.1F-MIG-29-1, Figure1-6 "Primary nozzle area v throttle angle"
  9. ↑ "Variable Ejector For Iris Nozzles" C. R. Brown U.S. Patent 2,870,600
  10. ↑ "Afterburning A Review of Current American Practice" Flight magazine 21 November 1952 p648, Flightglobal Archive website
  11. ↑ Jump up to: 11.0 11.1 "J85 Rejuvenation Through Technology Insertion" Brisken, Howell, Ewing, G.E.Aircraft Engines, Cincinnati, Ohio, OH45215, USA
  12. ↑ "Variable-Geometry Exhaust Nozzles and Their Effects on Airplane Performance" R. C. Ammer and W.F. Punch, SAE680295
  13. ↑ "Design for Air Combat"Ray Whitford ISBN 0 7106 0426 2 p207
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