एक कभी न खत्म होने वाला विस्फोट हाइपरसोनिक उड़ान और अंतरिक्ष विमानों की कुंजी हो सकता है जो पृथ्वी से कक्षा में बिना किसी बाधा के उड़ सकते हैं। और अब, शोधकर्ताओं ने प्रयोगशाला में विस्फोटक घटना को फिर से बनाया है जो इसे संभव बना सकता है।
विस्फोट एक विशेष रूप से शक्तिशाली प्रकार का विस्फोट होता है जो बाहर की ओर तेजी से बढ़ता है ध्वनि की गति। बड़े पैमाने पर विस्फोट पिछले अगस्त में लेबनान में बेरूत के बंदरगाह पर पत्थरबाजी की एक विस्फोट था, और इसके कारण व्यापक विनाश ऊर्जा की बड़ी मात्रा को प्रदर्शित करता है जो वे पैदा कर सकते हैं।
वैज्ञानिकों ने लंबे समय से विमान के इंजन का निर्माण करने का सपना देखा है जो इस ऊर्जा का उपयोग कर सकता है; ऐसा शिल्प सैद्धांतिक रूप से न्यूयॉर्क से लंदन तक एक घंटे में उड़ान भर सकता था। लेकिन विस्फोटों को नियंत्रित करना कठिन होता है और आमतौर पर यह एक माइक्रोसेकंड से कम रहता है, इसलिए कोई भी अभी तक उन्हें वास्तविकता बनाने में सक्षम नहीं हुआ है।
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अब, सेंट्रल फ्लोरिडा विश्वविद्यालय की एक टीम ने एक प्रयोगात्मक सेटअप बनाया है जो उन्हें कई सेकंड के लिए एक निश्चित स्थिति में एक विस्फोट बनाए रखने देता है, जो शोधकर्ताओं का कहना है कि भविष्य के हाइपरसोनिक प्रणोदन प्रणाली की दिशा में एक बड़ा कदम है।
“हम यहां क्या करने की कोशिश कर रहे हैं, उस विस्फोट को नियंत्रित करने के लिए है,” करीम अहमद, सेंट्रल फ्लोरिडा विश्वविद्यालय में मैकेनिकल और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के एक एसोसिएट प्रोफेसर, और सोमवार (10 मई) को प्रकाशित शोध पर एक नए पेपर के प्रमुख लेखक हैं ) नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की पत्रिका की कार्यवाही में।
अहमद ने लाइव साइंस को बताया, “हम इसे अंतरिक्ष में फ्रीज करना चाहते हैं और उस ऊर्जा का दोहन करना चाहते हैं। इमारतों को नष्ट करने के बजाय, जैसा कि आपने लेबनान में देखा था। “अगर हम ऐसा कर सकते हैं, तो हम सुपर फास्ट यात्रा कर सकते हैं।”
एक सैद्धांतिक प्रणोदन प्रणाली में शोध के दशकों में एक विडंबना विस्फोट तरंग इंजन (ODWE) नामक सफलता का निर्माण किया गया था। यह अवधारणा एक रैंप की ओर हाइपरसोनिक गति (ध्वनि की गति से पांच गुना से अधिक) पर हवा और ईंधन के मिश्रण की फ़नलिंग करके काम करती है, जो सदमे की लहर पैदा करती है। यह शॉक वेव तेजी से ईंधन-हवा के मिश्रण को गर्म करती है और इसे तेज गति से इंजन के पीछे से निकास गैसों को नष्ट करने के लिए विस्फोट करती है। परिणाम? बहुत जोर का।
जब इस तरह से हवा और ईंधन का मिश्रण फट जाता है, तो परिणामस्वरूप दहन अतिरिक्त कुशल होता है क्योंकि ईंधन का 100% के करीब जल जाता है। विस्फोट भी बहुत दबाव उत्पन्न करता है, जिसका अर्थ है कि इंजन अन्य दृष्टिकोणों की तुलना में बहुत अधिक जोर पैदा कर सकता है। सिद्धांत रूप में, इस विस्फोट को ध्वनि की गति से 17 गुना अधिक तक एक विमान को फैलाने में सक्षम होना चाहिए, शोधकर्ताओं का कहना है, जो अंतरिक्ष यान के लिए पर्याप्त रूप से तेजी से उड़ सकता है वायुमंडलबजाय रॉकेट पर एक लिफ्ट अड़चन की जरूरत है।
इस तरह की उड़ान को शक्ति प्रदान करने के लिए चुनौती काफी समय से जारी है, और पिछले प्रयोगात्मक प्रदर्शनों ने केवल कुछ मिलीसेकंड में शीर्ष स्थान हासिल किया है। मुख्य कठिनाई, अहमद ने कहा, विस्फोट को ईंधन स्रोत की ओर ऊपर की ओर जाने से रोकने में निहित है, जहां यह गंभीर क्षति, या आगे की ओर बहाव का कारण बन सकता है, जहां यह खराब हो जाएगा।
“हमेशा का सवाल है,” ठीक है, अगर आप इसे एक मिलीसेकंड या तो के लिए पकड़ रहे हैं, तो क्या आपने इसे अस्थायी रूप से लिया है? “” अहमद ने कहा। “आपको नहीं पता कि आपने स्थिर किया है या नहीं।”
यह देखने के लिए कि क्या वे पिछले रिकॉर्ड में सुधार कर सकते हैं, अहमद और उनके सहयोगियों ने हवा में घुलने और गर्म होने वाले कक्षों की लगभग 2.5 फुट लंबी (0.76 मीटर) श्रृंखला बनाई हाइड्रोजन गैस इसे हाइपरसोनिक गति में तेजी लाने और रैंप पर फायर करने से पहले।
वायु-ईंधन मिश्रण, गैस प्रवाह की गति और रैंप के कोण के अनुपात को सावधानीपूर्वक संतुलित करके, वे एक विस्फोट उत्पन्न करने में सक्षम थे जो लगभग 3 सेकंड के लिए स्थिति में स्थिर रहे। यह पुष्टि करने के लिए पर्याप्त है कि विस्फोट एक निश्चित स्थिति में स्थिर था और ऊपर या नीचे की ओर यात्रा नहीं कर रहा था, अहमद ने कहा, जो एक वास्तविक जीवन ओडीडब्ल्यूई को साकार करने की दिशा में पहला, बड़ा कदम है।
फ्रैंक लू, आर्लिंगटन में टेक्सास विश्वविद्यालय में मैकेनिकल और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग के एक प्रोफेसर, जो विस्फोट आधारित इंजनों में माहिर थे, ने कहा कि स्थिर विस्फोट का प्रदर्शन एक महत्वपूर्ण उपलब्धि है। एक व्यावहारिक इंजन को विकसित करने के लिए शोधकर्ताओं को अब गति और ऊंचाई पर काम करना होगा और ईंधन और हवा के असमान मिश्रण जैसी चीजों के कारण दहन की अस्थिरता से निपटना होगा।
“मुझे लगता है कि जांचकर्ताओं ने एक उत्कृष्ट काम किया है और आगे के परिणामों के लिए तत्पर हैं,” लू ने लाइव साइंस को बताया।
शोधकर्ताओं ने केवल कुछ सेकंड के लिए अपने प्रयोग को मुख्य रूप से चलाया क्योंकि विस्फोट की तीव्रता तेजी से परीक्षण कक्ष के कांच पक्षों को मिटा देती है, अहमद ने समझाया। उन्होंने कहा कि उन्हें अपने शुरुआती परीक्षणों में ग्लास का उपयोग करना था ताकि वे विस्फोट के ऑप्टिकल माप कर सकें, लेकिन अगर उन्हें धातु के पक्षों से बदलना है तो वे विस्फोट को अधिक समय तक चलाने में सक्षम होना चाहिए, उन्होंने कहा।
और आशाजनक रूप से, अहमद ने कहा कि परीक्षण उपकरण की संरचना एक पूर्ण पैमाने पर ODWE के डिजाइन से अलग नहीं है। शोधकर्ताओं के लिए अब मुख्य चुनौती यह है कि वे विस्फोट की स्थिरता को बनाए रखते हुए ईंधन मिश्रण, वायु गति और रैंप कोण के तीन प्रमुख अवयवों को कैसे बदल सकते हैं।
अहमद ने कहा, “अब, हमने दिखा दिया है कि यह संभव है, यह एक बड़ी समस्या है कि यह पता लगाने के लिए कि यह एक बड़े ऑपरेटिंग डोमेन पर कैसे कायम रहे।”
मूल रूप से लाइव साइंस पर प्रकाशित।
