టర్బోజెట్

వికీపీడియా నుండి
Jump to navigation Jump to search
సాధారణ గ్యాస్ టర్బైన్ జెట్ ఇంజిన్ యొక్క రేఖాచిత్రం

టర్బోజెట్ అనేది గాలిని పీల్చుకునే జెట్ ఇంజను. దీనిని సాధారణంగా విమానాల్లో ఉపయోగిస్తారు. దీనిలో నాజిల్‌తో కూడిన గ్యాస్ టర్బైన్ ఉంటుంది. గ్యాస్ టర్బైన్‌లో ఎయిర్ ఇన్లెట్, కంప్రెసరు, కంబషన్ చాంబరు, టర్బైన్ (ఇది కంప్రెషర్‌ను నడిపిస్తుంది) ఉంటాయి. కంప్రెసరు నుండి వచ్చే అధిక వత్తిడితో కూడిన గాలి దహన గదిలో ఇంధనం ద్వారా మండిస్తారు. తరువాత ఇది టర్బైన్ గుండా పోతూ వ్యాకోచిస్తుంది. టర్బైన్ నుండి వచ్చే వాయువులు నాజిల్ గుండా బయటికి పోతూ, వ్యాకోచించి అధిక వేగాన్ని అందుకుంటాయి. దీంతో విమానానికి థ్రస్ట్ (తోపుడు) అందుతుంది. [1] ఈ సూత్రంపౌ ఆధారపడి, యునైటెడ్ కింగ్‌డమ్‌కు చెందిన ఫ్రాంక్ విటిల్, జర్మనీకి చెందిన హన్స్ వాన్ ఓహైన్ అనే ఇద్దరు ఇంజనీర్లు 1930 ల చివరలో విడివిడిగా ఇంజిన్లను అభివృద్ధి చేసారు.

తక్కువ వేగాల వద్ద టర్బోజెట్‌లు తక్కువ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ఈ కారణాన ఈ ఇంజన్ను విమానాల్లో కాకుండా ఇతర వాహనాల్లో ఉపయోగించడం లేదు. కొన్ని ప్రత్యేక సందర్భాల్లో మాత్రం టర్బోజెట్ ఇంజన్లను విమానేతర వాహనాల్లో కూడా వాడారు. నేలపై అత్యధిక వేగంతో ప్రయాణించిన రికార్డులను స్థాపించే సందర్భాలు ఇలాంటివి. వీటిలో టర్బోషాఫ్ట్ ఇంజిన్ను వాడారు. ఇందులో అవుట్‌పుట్ షాఫ్టును నడపడానికి ఒక టర్బైను అదనంగా ఉంటుంది. హెలికాప్టర్లు, హోవర్‌క్రాఫ్టులలో వీటిని వాడుతూంటారు. టర్కోజెట్లను కాంకోర్డ్, TU-144 లాంటి ఎక్కువ సేపు సూపర్సోనిక్‌ వేగంతో ప్రయాణించే విమానాల్లో వాడారు. మధ్య పరిధి క్రూయిజ్ క్షిపణులలో ఇప్పటికీ టర్బోజెట్ ఇంజన్లను వాడుతున్నారు. వాటి అధిక ఎగ్జాస్ట్ వేగం, చిన్నపాటి ముందు భాగం, సరళత దీనికి కారణం. మిగ్ -25 వంటి కొన్ని సూపర్సోనిక్ ఫైటర్లలో కూడా వీటిని వాడుతున్నారు. కాని సూపర్సోనిక్‌ వేగంతో ప్రయాణించడం ఎక్కువ సేపు ఉండదు. అందుచేత యుద్ధ విమానాల్లో టర్బోఫాన్‌లను ఉపయోగిస్తారు. అప్పుడప్పుడూ అవసరమయ్యే సూపర్సోనిక్ వేగాల కోసం ఎగ్జాస్ట్ వేగాన్ని పెంచడానికి ఆఫ్టర్‌బర్నర్లను ఉపయోగిస్తారు.

చరిత్ర[మార్చు]

హీస్ 3 ఇంజిన్‌ను ఉపయోగించి టర్బోజెట్ శక్తితో పూర్తిగా ప్రయాణించిన ప్రపంచంలోనే మొట్టమొదటి విమానం హీంకెల్ హీ 178
విటిల్ W.2 / 700 ఇంజిన్ గ్లోస్టర్ E.28 / 39 లో ప్రయాణించింది. టర్బోజెట్ ఇంజిన్‌తో ప్రయాణించిన మొదటి బ్రిటిష్ విమానం గ్లోస్టర్ మీటియార్

1928 లో, బ్రిటిష్ RAF కాలేజ్ క్రాన్వెల్ క్యాడెట్ [2] ఫ్రాంక్ విటిల్ టర్బోజెట్ గురించిన తన ఆలోచనలను ఉన్నతాధికారులకు అధికారికంగా సమర్పించాడు. 1929 అక్టోబరులో అతను తన ఆలోచనలను మరింత మెరుగుపరచాడు. [3] 1930 జనవరి 16 న ఇంగ్లాండ్‌లో, విటిల్ తన మొదటి పేటెంట్‌ను సమర్పించాడు (1932 లో పేటెంటు మంజూరైంది). [4]

1937 ఏప్రిల్ 12 న విటిల్, పవర్ జెట్స్ WU అనే తన మొదటి ఇంజన్ను నడిపాడు. ఇది ద్రవ-ఇంధనాన్ని వాడింది. అది స్వీయ-నియంత్రిత ఫ్యూయల్ పంపు కలిగి ఉంది. ఆ పరీక్షలో ఇంజిన్ను అపేందుకు ఇంధన సరఫరాను ఆపేసిన తరువాత కూడా ఇంజను ఆగలేదు. పైగా వేగం పెరిగింది. దీంతో విటిల్ బృందం తీవ్ర భయాందోళనలకు గురైంది. కారణమేంటంటే, ఇంజిన్‌లోకి ఇంధనం లీకై, అక్కడ చిన్నపాటి చెలమ లాగా తయారైంది. ఈ ఇంధన మంతా అయిపోయే వరకు ఇంజను ఆగలేదు. విటిల్ ఆవిష్కరణపై ప్రభుత్వానికి ఆసక్తి కలగలేదు. ఇంజను అభివృద్ధి మందగించింది.

1935 లో జర్మనీలో, హన్స్ వాన్ ఓహైన్ ఇలాంటిదే ఒక ఇంజనుకు పేటెంట్ పొందాడు. [5]

1939 ఆగష్టు 27 న టర్బోజెట్ శక్తితో ప్రయాణించిన ప్రపంచంలోనే మొట్టమొదటి విమానంగా హీంకెల్ హీ 178 నిలిచింది. టెస్ట్ పైలట్ ఎరిక్ వార్సిట్జ్ ఈ విమానాన్ని నడిపాడు. [6] తద్వారా ఇది మొదటి ప్రాక్టికల్ జెట్ విమానం అయింది. గ్లోస్టర్ E.28 / 39, బ్రిటన్‌లో మొట్టమొదటి జెట్ విమానం. దీనిని "గ్లోస్టర్ విటిల్", "గ్లోస్టర్ పయనీర్", "గ్లోస్టర్ జి .40" అని కూడా పిలుస్తారు. ఇది విటిల్ జెట్ ఇంజన్ను పరీక్షించడానికి రూపొందించబడింది. ఇది గ్లోస్టర్ మీటియార్ అభివృద్ధికి దారితీసింది. [7]

టర్బోజెట్ ఇంజిన్లను వాడిన చివరి విమానాల్లో కాంకార్డ్ ఒకటి.

టర్బోజెట్ ఇంజన్లు వాణిజ్య విమానయానంపై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపాయి. వేగవంతమైన విమాన వేగం ఇవ్వడమే కాకుండా, పిస్టన్ ఇంజిన్ల కంటే టర్బోజెట్లకు ఎక్కువ విశ్వసనీయత ఉంది. కొన్ని నమూనాలైతే 99.9% కంటే ఎక్కువ విశ్వసనీయత కలిగి ఉన్నాయి. గాలిలో ఎగురుతూండగా చెడిపోతాయేమోననే భయంతో టర్బోజెట్లకు పూర్వం తయారుచేసిన వాణిజ్య విమానాలను నాలుగు ఇంజిన్‌లతో రూపొందించారు. ఏ సమయంలోనైనా ల్యాండింగ్ ఫీల్డ్ నుండి గంటలోపు దూరంలో ఉండేలా విమానాల ప్రయాణ మార్గాలను రూపొందించారు. దీంతో ప్రయాణ కాలాలు ఎక్కువగా ఉండేవి. టర్బోజెట్‌ ఇంజను అందించిన మెరుగైన విశ్వసనీయత కారణంగా మూడు / రెండు ఇంజన్లతో విమానాలను డిజైను చెయ్యడం సాధ్యపడింది. నేరుగా వెళ్ళే సుదూర ప్రయాణ మార్గాలు సాధ్యపడింది.

యాక్సియల్ కంప్రెసర్ యానిమేషన్. నిశ్చలంగా ఉన్న బ్లేడ్లు స్టేటర్లు.
టర్బోజెట్ యానిమేషన్

రూపకల్పన[మార్చు]

గాలి తీసుకోవడం[మార్చు]

లోనికి పీల్చుకునే గాలిని కదిలే కంప్రెసర్ బ్లేడ్లలోకి సజావుగా పంపించేందుకు కంప్రెసర్ ముందు ఒక ఎయిర్ ఇన్‌టేక్ లేదా గొట్టం అవసరం. పాత ఇంజన్లలో కదిలే బ్లేడ్‌లకు ముందు కదలని వేన్లు ఉండేవి. ఈ కదలని వేన్లు గాలిని బ్లేడ్‌లపైకి నడిపించడానికి కూడా సహాయపడ్డాయి. టర్బోజెట్ ఇంజిన్లోకి ప్రవహించే గాలి విమాన వేగంతో సంబంధం లేకుండా ఎల్లప్పుడూ సబ్‌సోనిక్ వేగంతోనే ఉంటుంది.

కంప్రెసరు[మార్చు]

కంప్రెసరును టర్బైన్ నడుపుతుంది. ఇది అధిక వేగంతో తిరుగుతుంది, వాయు ప్రవాహానికి శక్తిని చేకూరుస్తుంది. అదే సమయంలో దానిని ఎక్కువ వైశాల్యం ఉన్న ప్రదేశం నుండి తక్కువ వైశాల్యమున్న ప్రదేశంలోకి చొప్పిస్తుంది (సంకోచింపజేయడం). గాలిని కుదించడం వల్ల దాని ఒత్తిడి, ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతాయి. కంప్రెసరు ఎంత చిన్నదైతే, అంత ఎక్కువ వేగంతో తిరుగుతుంది. ఈ టర్బోజెట్ ఇంజన్ల శ్రేణికి పై చివరన ఉండే GE-90-115 ఇంజను ఫ్యాను సుమారు 2,500 RPM తో తిరుగుతుంది. చిన్న హెలికాప్టర్ ఇంజను కంప్రెసరు 50,000 RPM తో తిరుగుతుంది.

కంబషన్ చాంబరు[మార్చు]

కంబషన్ ఛాంబరులో దహన ప్రక్రియ పిస్టన్ ఇంజిన్ కంటే భిన్నంగా ఉంటుంది. పిస్టన్ ఇంజిన్లో, దహన వాయువులు చాంబరుకే పరిమిత మవుతాయి.ఇంధనం మండేకొద్దీ పీడనం పెరుగుతుంది. కానీ, టర్బోజెట్‌లో గాలి, ఇంధన మిశ్రమం దహనమై, దహన వాయువులు టర్బైనులోకి వెళ్తాయి. దీంతో పీడనం పెరగదు. పైగా, చాంబరులో పీడనం కొద్దిగా తగ్గుతుంది.

టర్బైను[మార్చు]

కంబషన్ చాంబరు నుండి వెలువడే వేడి వాయువులు టర్బైనులో ప్రవేశించి వ్యాకోచం చెందుతాయి. టర్బైన్ బ్లేళ్ళు అత్యధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంటాయి. వీటిని చల్లబరచేందుకు అంతర్గతంగా కాలువలు ఉంటాయి. కంప్రెసరు నుండి వచ్చే గాలి కొంత ఈ కాలువల గుండా ప్రవహించి దీని ఉష్ణోగ్రతను పరిమితుల్లో ఉంచుతుంది. మిగిలిన దశలకు శీతలీకరణ అవసరం లేదు.

నాజిల్[మార్చు]

టర్బైన్ తరువాత, వాయువులు నాజిల్‌లో ప్రవేశిస్తాయి. ఇక్కడ అవి వ్యాకోచించి, అధిక వేగం గల జెట్‌ రూపంలో నాజిల్ నుండి బయటికి వస్తాయి. కన్వర్జెంట్ నాజిల్‌లో, గొట్టం క్రమంగా సన్ననౌతూ పోతుంది. టర్బోజెట్‌లోని నాజిల్ ప్రెజర్ రేషియో ఎంత ఎక్కువగా ఉంటుందంటే, అధిక థ్రస్ట్ సెట్టింగుల వద్ద నాజిల్ పూడుకుపోతుంది.

అయితే, కన్వర్జెంట్-డైవర్జెంట్ డి లావల్ నాజిల్ అమర్చబడి ఉంటే, డైవర్జెంట్ (పెరుగుతున్న వైశాల్యం) విభాగంలో ఉండగానే వాయువులు సూపర్‌సోనిక్ వేగాన్ని అందుకుంటాయి. దీంతో అదనపు థ్రస్టు ఉత్పత్తి అవుతుంది.

థ్రస్ట్ ఆగ్మెంటేషన్[మార్చు]

టర్బోజెట్లలో థ్రస్టును పెంచేందుకు నీరు / మిథనాల్ ఇంజెక్షన్ లేదా ఆఫ్టర్ బర్నింగ్ పద్ధతిని వాడుతారు. కొన్ని ఇంజన్లు ఈ రెండింటినీ వాడుతాయి.

1941 లో అమ్మోనియా వాడి పవర్ జెట్స్ W.1 లో లిక్విడ్ ఇంజెక్షన్ను పరీక్షించారు. తరువాత నీటిని, ఆ తరువాత నీరు-మిథనాల్ మిశ్రమాన్నీ ఉపయోగించారు. గ్లోస్టర్ E.28 / 39 లో ఈ సాంకేతికతను పరీక్షించే వ్యవస్థను రూపొందించారు, కానీ దాన్ని ఒక్కసారి కూడా అమర్చనే లేదు. [8]

ఆఫ్టర్‌బర్నరు[మార్చు]

ఆఫ్టర్‌బర్నరు లేదా "రీహీట్ జెట్‌పైప్" అనేది టర్బైన్ ఎగ్జాస్ట్ వాయువులను తిరిగి వేడి చేయడానికి అమర్చిన కంబషన్ చాంబర్. దీనిలో ఇంధన వినియోగం చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది. సాధారణంగా ఇది ప్రధాన ఇంజిన్ కంటే నాలుగు రెట్లు ఎక్కువ ఇంధనం తాగుతుంది. ఆఫ్టర్‌బర్నర్‌లను దాదాపుగా సూపర్సోనిక్ విమానాలలో మాత్రమే ఉపయోగిస్తారు. వీటిలో చాలావరకు యుద్ధ విమానాలే. రెండు సూపర్సోనిక్ విమానాలు, కాంకోర్డ్, టు -144 లు కూడా ఆఫ్టర్‌బర్నర్లను వాడాయి. ప్రయోగాత్మక స్పేస్ షిప్ వన్ సబోర్బిటల్ అంతరిక్ష నౌక కోసం క్యారియర్ విమానమైన స్కేల్డ్ కంపోజిట్స్ వైట్ నైట్లో కూడా ఆఫ్టర్ బర్నర్లను వాడారు.

ఇవి కూడా చూడండి[మార్చు]

మూలాలు[మార్చు]

  1. Turbojet Engine. NASA Glenn Research Center. URL accessed on 6 May 2009.
  2. Chasing the Sun – Frank Whittle. PBS. URL accessed on 26 March 2010.
  3. History – Frank Whittle (1907–1996). BBC. URL accessed on 26 March 2010.
  4. Frank Whittle, "Improvements relating to the propulsion of aircraft and other vehicles," British patent no. 347,206 (filed: 16 January 1930). Available on-line at: http://v3.espacenet.com/origdoc?DB=EPODOC&IDX=GB347206&F=0&QPN=GB347206 .
  5. Experimental & Prototype US Air Force Jet Fighters, Jenkins & Landis, 2008
  6. Warsitz, Lutz: THE FIRST JET PILOT – The Story of German Test Pilot Erich Warsitz (p. 125), Pen and Sword Books Ltd., England, 2009
  7. Listemann, Phil H. (6 September 2016). The Gloster Meteor F.I & F.III (ఆంగ్లం లో). Philedition. ISBN 9782918590958.
  8. 1947 | 1359 | Flight Archive