Published : 02 Sep 2016 09:54 AM
Last Updated : 02 Sep 2016 09:54 AM

ஸ்கிராம்ஜெட் வெற்றியின் சாத்தியங்கள்!

விண்வெளிக்குப் போய்வரும் செலவை ஸ்கிராம்ஜெட் இன்ஜின் வெகுவாகக் குறைத்துவிடும்



தற்சார்புடன் தயாரிக்கப்பட்ட ‘ஸ்கிராம்ஜெட்’ இன்ஜினைப் பரிசோதித்துச் சாதித்துள்ளது இஸ்ரோ. அமெரிக்க விண்வெளி ஆய்வு மையமான நாசா, ரஷ்ய விண்வெளி நிறுவனம், ஐரோப்பிய விண்வெளி நிறுவனத்துக்கு அடுத்தபடியான சாதனை இது.

ஆக்ஸிஜன் இல்லாத இடத்தில் ஒரு மெழுகுவத்தியைக்கூட ஏற்ற முடியாது. நாம் ஓட்டுகிற பைக் முதல் விமானம் வரையில் அத்தனைக்கும் ஆக்ஸிஜன் தேவை. ஒரு காரை 20 கி.மீ. தூரம் இயக்குகிறோம் என்றால், 1 லிட்டர் பெட்ரோல் மட்டும் எரிவதில்லை. கூடவே 2,200 லிட்டர் ஆக்ஸிஜனும் எரிகிறது. கார் வெளியில் இருந்து ஆக்ஸிஜனை உறிஞ்சிக்கொள்கிறது. ஆனால், நடப்பில் உள்ள தொழில்நுட்பத்தின்படி, ஒவ்வொரு ராக்கெட்டிலும் அது பறப்பதற்கான எரிபொருளுடன் ஆக்ஸிஜனையும் மூட்டை கட்டி அனுப்பி வைக்கிறோம். ராக்கெட்டின் மொத்த எடையில் 85% எரிபொருள்தான். அந்த எரிபொருளில் ஆக்ஸிஜனின் எடை 60% முதல் 70% இருக்கும். இந்தத் தேவையற்ற சுமையைக் குறைப்பதுதான், ஸ்கிராம்ஜெட் இன்ஜினின் முக்கிய நோக்கம்.

ஜெட், ராம்ஜெட், ஸ்கிராம்ஜெட்

‘ஒவ்வொரு விசைக்கும் அதற்குச் சமமான எதிர்விசை ஒன்று உண்டு’ என்ற நியூட்டனின் விதிப்படிதான் ராக்கெட் செயல்படுகிறது. இன்ஜினிலிருந்து வேகமாக வெளித் தள்ளப்படும் காற்றுதான் ராக்கெட்டை முன்னோக்கித் தள்ளுகிறது. ஜெட் விமானமும் அதேமுறையில்தான் செயல்படுகிறது. ஒரே வித்தியாசம், ராக்கெட்டைப் போல ஜெட் விமானம் ஆக்ஸிஜனை எடுத்துச் செல்வதில்லை. ரோட்டரி விசிறி கொண்டு அழுத்தப்பட்ட காற்று, எரிபொருள் கலவை எரியுமிடத்துக்கு (கம்பஷன் சேம்பர்) எடுத்துச் செல்லப்படுகிறது. அந்த அழுத்தமான வெப்பக் காற்றில் எரிபொருளைத் தூவி எரிக்கிறார்கள். அப்போது உருவாகும் கடும் வெப்பத்தால் காற்று விரிவடைந்து இன்ஜினின் வால் புறத்தில் வைக்கப்பட்டுள்ள தூம்புவாய் (Nozzle) வழியாகப் பீறிட்டு வெளிப்படுகிறது. இந்த விசை காரணமாக, ஜெட் முன்னோக்கித் தள்ளப்படுகிறது.

ஜெட் இன்ஜினின் வளர்ச்சியடைந்த வடிவம் ‘ராம்ஜெட்’ இன்ஜின். ராம்ஜெட் இன்ஜினில் காற்றை இழுக்கும் விசிறி இருக்காது. அதற்குப் பதில், பயணத்தின்போது வேகமாக எதிர்ப்படும் காற்றையே அது பயன்படுத்திக்கொள்கிறது. ஒலியின் வேகத்தைவிட (ஒலியின் வேகம் மணிக்கு 1,236 கி.மீ.) அதிக வேகத்தில் பயணிக்கும்போது, அதன் தலைப் பகுதியில் உள்ள துவாரங்கள் வழியாக மிகவும் அழுந்திய, சூடேறிய காற்று எரிபொருள் கலவை எரியுமிடத்தை நோக்கி தானாகச் செல்லும். அங்கு எரிபொருளைத் தூவி, காற்றை விரிவடையச் செய்து வேண்டிய அழுத்தத்தை இன்ஜினின் வால் பகுதியில் உள்ள தூம்புவாயில் ஏற்படுத்தலாம். இதன் காரணமாக ராக்கெட்டுக்கு உந்துவிசை கிடைக்கும்.

‘ராம்ஜெட்’ இன்ஜினின் அடுத்தகட்ட வளர்ச்சிதான் ‘ஸ்கிராம்ஜெட்’ இன்ஜின் (Scramjet Engine - Supersonic Combusting Ramjet Engine). சூப்பர்சானிக் கம்பஷன் ராம்ஜெட் என்பதன் சுருக்கம்தான் ‘ஸ்கிராம்ஜெட் இன்ஜின்’. ராம்ஜெட் இன்ஜினின் உச்சபட்ச வேகம் ஒலியின் வேகத்தைப் போல 5 மடங்கு (சூப்பர்சானிக்) என்றால், ஸ்கிராம்ஜெட் இன்ஜினின் வேகமோ அதைக் காட்டிலும் அதிகம். இதை ஹைபர்சானிக் வேகம் என்பார்கள். எனவே, விண்வெளியிலிருந்து காற்றைப் பெறுவதில் ஒரு சிக்கல் இருக்கிறது.

வேகத்தால் வரும் சிக்கல்

உதாரணமாக, பஸ்ஸில் ஜன்னலோரம் பயணம் செய்யும்போது முகத்தில் வேகமாகக் காற்றடித்தால் மூச்சுமுட்டும் அல்லவா? அதைப் போல, ஹைபர்சானிக் வேகத்தில் ராக்கெட் செல்லும்போது, காற்றுத் துவாரங்களில் காற்று புகுவதும் சிக்கலாகும். சரியான வடிவமைப்பில் காற்றுத் துவாரங்களைச் செய்தால்தான் சீராக அழுந்திய காற்று எரியூட்டும் அறையை எட்டும். எரியும் மெழுகுவத்தியைக் கையில் ஏந்தியபடி ஓடினால், அது அணைந்து விடுவதைப் போல, எரியூட்டும் அறைக்குள் வீசும் பெரும்காற்றில் தீச்சுடர் அணைந்துவிடும் வாய்ப்பும் அதிகம். அவ்வாறு நடந்துவிடாதபடி இன்ஜின் வடிவமைப்பு இருப்பது அவசியம்.

இன்னொரு சவாலும் இருக்கிறது. வளிமண்டலத்தில் உள்ள அழுத்தக் காற்றை மூச்சாக வாங்கிக்கொண்டு ஸ்கிராம்ஜெட் செயல்படுவதால், தரையிலிருந்தே இதை இயக்க முடியாது. ஏனென்றால், தரைப் பகுதியிலிருந்து கிளம்பும்போது, காற்றில் அவ்வளவு அழுத்தமோ, வேகமோ இருக்காது. எனவே, பேட்டரி டவுன் ஆன காரைத் தள்ளி ஸ்டார்ட் செய்வதைப் போல, பழைய ராக்கெட்டைப் பயன்படுத்தி புறப்பட்டு, குறிப்பிட்ட வேகத்தில் சென்ற பிறகே ஸ்கிராம்ஜெட் இன்ஜினை ஸ்டார்ட் செய்ய முடியும். மில்லி செகண்ட் துல்லியத்தில் ஸ்கிராம்ஜெட் ஸ்டார்ட் ஆக வேண்டும். இவையெல்லாம் தொழில்நுட்பச் சவால்கள்.

புறப்படும்போது இயங்கியது சாதாரண இன்ஜின். 20 கிலோ மீட்டர் உயரத்தை எட்டியதும், ஸ்கிராம்ஜெட் இன்ஜினை இயக்கி, வளிமண்டலத்திலிருந்து ஆக்ஸிஜனைப் பயன்படுத்தும் செயல்முறை சோதிக்கப்பட்டது. அப்போது, ஒலியின் வேகத்தைவிட ஆறு மடங்கு அதிக வேகத்தை ராக்கெட் எட்டியிருந்தது. அவ்வளவு வேகத்திலும் 6 விநாடிகளுக்கு இன்ஜினின் தீச்சுடர் அணையாமல் எரிந்தது. இது பெரும்புயல்காற்றின் நடுவே ஒரு தீக்குச்சியைக் கொளுத்தி, அந்தச் சுடரை ஆறு விநாடிகளுக்கு அணையாமல் பாதுகாப்பதைவிடச் சவாலான விஷயம். ஆக, முதல் பரிசோதனையிலேயே ஆக்ஸிஜனை உள்வாங்கும் கட்டமைப்பும், எரிபொருளைச் செலுத்தும் கருவிகளும் சிறப்பாகச் செயல்பட்டுள்ளன.

ஒரு ராக்கெட்டின் எடையில், பாதியளவுக்கு மேல் ஆக்ஸிஜன் எடையே இருக்கும் என்று முன்பே சொன்னோம் அல்லவா? ஸ்கிராம்ஜெட் இன்ஜினைப் பயன்படுத்தி, வளிமண்டல எல்லையை எட்டும் வரை (அதுவரைதான் காற்று இருக்கிறது என்பது நீங்கள் அறிந்ததே) காற்றிலிருந்தே ஆக்ஸிஜனை எடுத்துக்கொண்டால், கொண்டுசெல்ல வேண்டிய ஆக்ஸிஜன் மூட்டையின் அளவைக் குறைத்துக்கொள்ளலாம் அல்லவா? ஆக, சாதாரண திரவ எரிபொருளைப் பயன்படுத்தும் ராக்கெட்டைவிட, மிகவும் எடை குறைவான நவீன ராக்கெட்டை உருவாகிவிடலாம்.

நமது விஞ்ஞானிகள் செய்திருப்பது சாதனைதான் என்றாலும், இதுவே இறுதி வெற்றியல்ல. இன்னும் நாம் நிறைய தூரம் பயணிக்க வேண்டியிருக்கிறது. ஒலியின் வேகத்தைவிடப் பல மடங்கு வேகத்தில் போகும்போது, இன்ஜின் எப்படி வேலை செய்கிறது என்பதும், அதில் தீச்சுடர் எரியும் கால அளவை அணையாமல் நீட்டிப்பதும் ஒரு சவால். இப்போது வெறும் 6 வினாடிகள்தான் அதனை இயக்கிப் பார்த்திருக்கிறோம். அடுத்ததாக, விண்வெளியை எட்டும் வரையில் ஸ்கிராம்ஜெட்டை இயங்க வைக்க வேண்டும்.

என்னென்ன நன்மைகள்?

தேவையற்ற சுமை குறைக்கப்படுவதால், அதிகமான எடையுள்ள பொருட்களை விண்ணுக்கு ஏந்திச்செல்லும் திறனை ராக்கெட் பெறும். இதுவரை உள்ள ராக்கெட்கள் எல்லாம், ‘யூஸ் அண்ட் த்ரோ கப்’ போல ஒரே ஒரேமுறை மட்டுமே பயன்படுத்தக்கூடியவை. இப்போது சோதனை நடத்திய ராக்கெட் கூட, கடைசியில் வங்கக் கடலில் விழுந்துவிட்டது.

முழுமையாக ஸ்கிராம்ஜெட் வாகனம் உருவாகிவிட்டால், அதனை மறுபடி மறுபடி நம்மால் பயன்படுத்த முடியும். எனவே, விண்வெளிக்குப் போய்வரும் செலவு வெகுவாகக் குறையும். இந்தத் தொழில்நுட்பத்தை வடிவமைப்பதில் நாம் வெற்றியடைந்து, விண்வெளிக்குச் சென்று திரும்பக்கூடிய வகையிலான ஒரு விண்கலத்தைச் செய்துவிட்டால், உலகின் முன்னணி விண்வெளி ஆய்வு நிறுவனமாக நமது இஸ்ரோ கொண்டாடப்பட்டும். அந்தப் பயணத்திற்கான முதல் அடியை நாம் வெற்றிகரமாக எடுத்து வைத்திருக்கிறோம்.

- த.வி.வெங்கடேஸ்வரன், மத்திய அரசின் விக்யான் பிரச்சார் மையத்தின் முதுநிலை விஞ்ஞானி. தொடர்புக்கு: tvv123@gmail.com

FOLLOW US

Sign up to receive our newsletter in your inbox every day!

WRITE A COMMENT
 
x