क्रायोजेनिक इंजन एक प्रकार के रॉकेट इंजन हैं जो ईंधन और ऑक्सीडाइज़र का उपयोग करते हैं जो बेहद कम तापमान पर संग्रहीत होते हैं। ये ईंधन आमतौर पर तरल हाइड्रोजन और तरल ऑक्सीजन होते हैं, जिन्हें -150 डिग्री फ़ारेनहाइट (-238 डिग्री सेल्सियस) से नीचे संग्रहीत किया जाता है। क्रायोजेनिक प्रणोदक के बहुत सारे लाभ हैं, जैसे उच्च विशिष्ट आवेग होना और अधिक ऊर्जा कुशल होना। क्रायोजेनिक इंजन का दहन कक्ष इन ईंधनों से भरा होता है, और वे प्रज्वलित होते हैं और एक साथ प्रतिक्रिया करके उच्च गति वाली निकास गैस बनाते हैं। न्यूटन के गति के नियम के अनुसार, निकास गैस को जोर उत्पन्न करने के लिए नोजल से बाहर निकाल दिया जाता है। यह अत्यधिक ठंड निकास गैस घनत्व को बढ़ाने में मदद करती है, जो प्रणोदन दक्षता में मदद करती है। क्रायोजेनिक इंजन का उपयोग कई अंतरिक्ष प्रक्षेपण वाहनों में किया जाता है, जैसे कि स्पेस शटल मुख्य इंजन, और वे वैक्यूम में शक्तिशाली जोर प्रदान करने की अपनी क्षमता के कारण लोकप्रिय हैं। लेकिन वे विशेष भंडारण और इन्सुलेशन सिस्टम जैसी कुछ प्रमुख इंजीनियरिंग चुनौतियों के साथ आते हैं। आज के हमारे इस लेख में हम लोग इस बारे में जानकारी लेंगे की, What is cryogenic engine? – क्रायोजेनिक इंजन क्या है? इसी के साथ हम इसके कार्य प्रणाली के बारे में भी जानकारी लेंगे?
What is cryogenic engine? – क्रायोजेनिक इंजन क्या है?
क्रायोजेनिक इंजन (cryogenic engine) रॉकेट इंजन होते हैं जो क्रायोजेनिक ईंधन का उपयोग करते हैं, जो ऐसे पदार्थ होते हैं जिन्हें वास्तव में कम तापमान पर संग्रहीत और उपयोग किया जाता है। इन इंजनों में प्रयुक्त ईंधन तरल हाइड्रोजन है, जो ईंधन है, और ऑक्सीडाइज़र तरल ऑक्सीजन है, जो ऑक्सीडाइज़र है। ईंधन को ऐसे तापमान पर संग्रहीत किया जाता है जो शून्य से काफी नीचे होता है, आमतौर पर -253 डिग्री फ़ारेनहाइट के आसपास। क्रायोजेनिक इंजन अंतरिक्ष अभियानों के लिए बहुत अच्छे हैं क्योंकि उनमें उच्च विशिष्ट आवेग होता है। इनका उपयोग अंतरिक्ष शटल के मुख्य इंजन जैसे प्रक्षेपण वाहनों और कई आधुनिक रॉकेटों में किया जाता है। उन्हें संभालना, संग्रहीत करना और इन्सुलेशन करना मुश्किल हो सकता है, लेकिन उनका प्रदर्शन वास्तव में अच्छा है, इसलिए वे अंतरिक्ष मिशन और उपग्रह प्रक्षेपण के लिए इसके लायक हैं।
How cryogenic engine works – क्रायोजेनिक इंजन कैसे काम करता है
मूल रूप से, एक क्रायोजेनिक इंजन इंजन को शक्ति देने के लिए सुपर-कोल्ड लिक्विड हाइड्रोजन (HL2) और इसे ऑक्सीकरण करने के लिए लिक्विड ऑक्सीजन का उपयोग करता है। तो, यह कैसे काम करता है इसके बारे में हम यहां पर एक संक्षिप्त जानकारी उपलब्ध करा रहे हैं :-
- अत्यधिक ठंडे तापमान पर हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को अलग-अलग टैंकों में रखा जाता है। ईंधन को कम तापमान पर रखने के लिए टैंकों को इंसुलेटेड किया जाता है। हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को टैंकों से बाहर पंप किया जाता है और दहन कक्ष में इंजेक्ट किया जाता है।
- एक बार जब दो ईंधनों का मिश्रण दहन कक्ष के अंदर हो जाता है, तो इग्निशन प्रक्रिया शुरू करने का समय आ जाता है। यह आम तौर पर इग्नाइटर या स्पार्क प्लग के साथ किया जाता है, और दो ईंधन एक साथ प्रतिक्रिया करके उच्च दबाव, उच्च तापमान मिश्रण बनाते हैं।
- H2 और LOX के दहन से बहुत अधिक ऊर्जा वाली गर्म गैसें बनती हैं। ये तेजी से फैलते हैं और रॉकेट के पीछे लगे नोजल से बाहर निकल जाते हैं। जब इन गैसों को एक दिशा में उड़ाया जाता है, तो वे दूसरी दिशा में समान बल पैदा करती हैं, जो न्यूटन की गति का तीसरा नियम है। वह बल ही रॉकेट को आगे की ओर धकेलता है।
- नोजल का आकार और डिज़ाइन नोजल की थ्रस्ट दक्षता में एक बड़ी भूमिका निभाते हैं। नोजल निकास गैसों को उच्च वेग पर धकेलता है।
- जोर नियंत्रण: उड़ान के दौरान रॉकेट के जोर को नियंत्रित करने के लिए दहन कक्ष में तरल ऑक्सीजन (एलएच 2) और हाइड्रोजनीकृत ऑक्सीजन (एलओएक्स) की प्रवाह दरों को अलग-अलग करके क्रायोजेनिक इंजन को थ्रॉटल या डी-थ्रोट किया जा सकता है।
क्रायोजेनिक इंजनों में एक बड़ा विशिष्ट आवेग होता है, जिसका अर्थ है कि वे अंतरिक्ष में सामान भेजने के लिए एक सही इंजन के रूप में कार्य करता हैं। साथ ही, क्रायोजेनिक ईंधन का अत्यधिक ठंडा तापमान निकास गैसों को अधिक सघन बनाकर इंजन की दक्षता को बढ़ाने में मदद करता है, जिसका अर्थ है कि आपको उसी ईंधन के लिए अधिक शक्ति मिलती है।
Types of cryogenic engine – क्रायोजेनिक इंजन के प्रकार
क्रायोजेनिक इंजन क्या है?(What is cryogenic engine?) मूल रूप से, यह एक प्रकार का रॉकेट इंजन है जो ईंधन और ऑक्सीडाइज़र का उपयोग करता है जो बहुत उच्च तापमान तक नहीं पहुंचता है। वहाँ मूल रूप से दो प्रकार के इंजन हैं।
- LOX (तरल ऑक्सीजन) और LH2 (तरल हाइड्रोजन) क्रायोजेनिक इंजन ऑक्सीडाइज़र के रूप में तरल ऑक्सीजन (ऑक्सीजन) और ईंधन के रूप में तरल हाइड्रोजन (हाइड्रोजन) का उपयोग करते हैं। इन इंजनों में उच्च विशिष्ट आवेग होता है जो उन्हें अंतरिक्ष में पेलोड को कुशलतापूर्वक लॉन्च करने की अनुमति देता है। उदाहरणों में स्पेस शटल के RL10 और RS-25 इंजन शामिल हैं।
- अन्य प्रकार के क्रायोजेनिक इंजन केरोसीन और तरल ऑक्सीजन (LOX / LH2) हैं। ये क्रायोजेनिक इंजन हैं जो ऑक्सीडाइज़र के रूप में तरल ऑक्सीजन और ईंधन के रूप में केरोसिन (आरपी-1) का उपयोग करते हैं। इस प्रकार के इंजन आमतौर पर लॉन्च वाहनों के पहले चरण में उपयोग किए जाते हैं, जिनमें आरडी-180 भी शामिल है।
विभिन्न प्रकार के क्रायोजेनिक इंजनों के अपने फायदे और नुकसान हैं, और एक या दूसरे का चयन विशिष्ट मिशन आवश्यकताओं और लॉन्च प्लेटफॉर्म के निर्माण पर निर्भर है।
निष्कर्ष
क्रायोजेनिक इंजन सभी रॉकेट इंजनों में सबसे शक्तिशाली हैं, लेकिन वे नियमित ईंधन की तुलना में अलग तरह से काम करते हैं। केरोसीन और ऑक्सीजन जैसे नियमित ईंधन का उपयोग करने के बजाय, वे LOX और LH2 जैसे अत्यधिक ठंडे तरल पदार्थों का उपयोग करते हैं। ये ईंधन रॉकेटों को आगे और तेज़ी से आगे बढ़ने में मदद करते हैं, और वे ईंधन की प्रत्येक बूंद के लिए बहुत अधिक ऊर्जा प्रदान करते हैं। यही कारण है कि क्रायोजेनिक इंजन रॉकेट के ऊपरी चरणों में इतने लोकप्रिय हैं, क्योंकि वे रॉकेट को पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से बाहर निकलने के लिए आवश्यक अतिरिक्त बढ़ावा देते हैं। नकारात्मक पक्ष यह है कि क्रायोजेनिक इंजनों को वास्तव में ठंडा होना चाहिए, जिसके साथ काम करना मुश्किल हो सकता है। सभी रॉकेट क्रायोजेनिक इंजन का उपयोग नहीं करते हैं, लेकिन जब अंतरिक्ष में कुछ बड़ा या महत्वपूर्ण ले जाने की बात आती है तो वे अक्सर सबसे अच्छा विकल्प होते हैं।
