ర్యామ్‌జెట్

గాలి పీల్చుకునే జెట్ ఇంజిన్ యొక్క ఒక రూపం ర్యామ్‌జెట్. ఇంజిన్ వేగంగా ముందుకు పోతూండగా వాతావరణం లోని గాలిని ఇది సహజంగా లోనికి గ్రహిస్తుంది. అంతే తప్ప, గాలిని పీల్చుకోడానికి ప్రత్యేకంగా కంప్రెసరేమీ ఈ ఇంజనులో ఉండదు. వాహనం ముందుకు పోతూ ఉంటేనే గాలి లోపలికి వస్తుంది, అప్పుడే ఈ ఇంజను పనిచేస్తుంది. అందుచేత ఈ ఇంజను నిలబడి ఉన్న విమానంలో పనిచెయ్యదు. అందుచేత రామ్‌జెట్ ఇంజనుతో నడిచే వాహనానికి, ర్యామ్‌జెట్ పనిచేసే వేగాన్ని అందుకునే వరకు ఒక టేకాఫ్ సహాయకం అవసరం. వాహనం బయలుదేరి, ర్యామ్‌జెట్ ఇంజను పనిచెయ్యగల వేగాన్ని అందుకునే వరకూ ఈ సహాయక ఇంజను పనిచేస్తుంది. రామ్‌జెట్‌లు సూపర్‌సోనిక్ వేగాల వద్ద - మ్యాక్ 3 కి అటూ ఇటూగా - అత్యంత సమర్థవంతంగా పనిచేస్తాయి. ఈ ఇంజను మ్యాక్ 6 వేగం వరకూ పనిచేయగలదు. 

క్షిపణుల వంటి అధిక వేగాలు అవసరమైన చోట్లా, చిన్నపాటి సరళమైన మెకానిజము అవసరమయ్యే చోట్లా రామ్‌జెట్‌లు ఉపయోగపడతాయి. ఫిరంగి గుళ్ళను మరింత దూరం పేల్చేందుకు రామ్‌జెట్ సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని ఉపయోగించాలని చూస్తున్నారు; 120 మి.మీ. మోర్టార్ షెల్, రామ్‌జెట్ సాయం ఉంటే,  పరిధిని సాధించగలదని భావిస్తున్నారు.  హెలికాప్టర్ రెక్కలకు అదనపు వేగాన్ని ఇచ్చేందుకు - అవి సమర్థవంతం కాకపోయినా - వాటి రెక్కల చివర్లలో ర్యామ్‌జెట్లను విజయవంతంగా ఉపయోగించారు.  

వేగం పెరిగే కొద్దీ, ర్యామ్‌జెట్ ఇంజను ఇన్‌లెట్ వద్ద పీడనం కారణంగా గాలి వేడి పెరుగుతుంది. దాంతో ర్యామ్‌జెట్ ఇంజను పనితీరు పడిపోతుంది. ఇన్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రత ఎగ్జాస్టు ఉష్ణోగ్రతకు దగ్గరగా చేరే కొద్దీ, థ్రస్టు రూపంలో శక్తిని పొందడం తగ్గిపోతుంది. అందుచేత, మరింత ఎక్కువ వేగాల వద్ద కూడా ర్యామ్‌జెట్ నుండి ఉపయోగపడే థ్రస్టును ఉత్పత్తి చెయ్యాలంటే లోనికి వచ్చే గాలి వేడిని మరీ ఎక్కువగా పెరగనీయకుండా చూడాలి. అంటే గాలి పీడనం ఎక్కువ పెరగకుండా చూడాలి. అంటే దానర్థం, కంబషన్ చాంబరు గుండా వెళ్ళే గాలి ఇంజను కంటే ఎక్కువ వేగంతో వెళ్ళనివ్వాలి. అంటే వాస్తవంలో ఈ గాలి సూపర్‌సోనిక్ వేగంతో ప్రవహించాలన్నమాట. అలాంటి ఇంజన్ను సూపర్‌సోనిక్ కంబషన్ ర్యామ్‌జెట్ అని, స్క్రామ్‌జెట్ అనీ అంటారు. 

 రూపకల్పన 
రామ్‌జెట్ దాని ఇన్‌లెట్ చుట్టూ రూపొందించబడింది. గాలిలో అధిక వేగంతో కదిలే వస్తువు, దానికి ముందున్న ప్రాంతంలో అధిక పీడనాన్ని సృష్టిస్తుంది. రామ్‌జెట్ ఇంజను, ఈ అధిక పీడనం సహాయంతో గాలిని తన గొట్టం గుండా లోనికి తీసుకుంటుంది. ఈ గాలిలోని కొంత భాగానికి ఇంధనాన్ని కలిపి మండించి వేడి చేస్తుంది. ఈ వేడి గాలిని నాజిల్ గుండా పంపించడంతో సూపర్‌సోనిక్ వేగాన్ని అందుకుంటుంది. ఈ వేగం రామ్‌జెట్ ఇంజనుకు థ్రస్టును ఇస్తుంది. 

రామ్‌జెట్‌ను "ఫ్లయింగ్ స్టవ్ పైప్" అని పిలుస్తూంటారు. గాలిని తీసుకునే గొట్టం, కంబస్టర్, నాజిల్‌లతో కూడిన చాలా సరళమైన పరికరమిది. దీనిలో కదిలే భాగాలు ఇంధనాన్ని పంపు చేసే టర్బోపంపులో మాత్రమే ఉంటాయి. ఇవి ఇంధనాన్ని ద్రవ-ఇంధన రామ్‌జెట్‌లోని కంబస్టర్‌కు పంపు చేస్తాయి. ఘన-ఇంధన రామ్‌జెట్లు మరింత సరళమైనవి; వీటిలో ఈ పంపు కూడా ఉండదు. 

ర్యామ్‌జెట్ ఇంజన్ను టర్బోజెట్తో పోల్చి చూస్తే, టర్బోజెట్ ఇంజను గాలిని సంకోచింపజేసేందుకు గ్యాస్ టర్బైనుతో నడిచే ఫ్యానును ఉపయోగిస్తుంది. తక్కువ వేగాల వద్ద ఇది మెరుగైన పనితీరుతో ఎక్కువ శక్తిని ఇస్తుంది. కానీ అధిక వేగాల వద్ద ఇది మరింత క్లిష్టంగా, మరింత భారీగా, మరింత ఖర్చుతో కూడుకుని ఉంటుంది. టర్బైన్ విభాగం యొక్క ఉష్ణోగ్రత పరిమితుల కారణంగా వేగమూ థ్రస్టూ తక్కువగా ఉంటాయి.

 నిర్మాణం 

 డిఫ్యూజరు 
రామ్‌జెట్‌లు ఇన్‌లెట్ వద్దకు చేరే గాలిలోని అధిక డైనమిక్ వత్తిడిని ఉపయోగించుకుంటాయి. సమర్థవంతంగా పనిచేసే ఇన్‌లెట్, ఈ వత్తిడిని వాడి, దహన క్రియలోనూ, నాజిల్‌లోని విస్తరణకూ దోహదపడుతుంది. 

చాలా రామ్‌జెట్‌లు సూపర్సోనిక్ వేగాల్లో పనిచేస్తాయి. ఇవి ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ శంఖాకార (లేదా వాలుగా) షాక్ తరంగాలను ఉపయోగించుకుని, ఇన్‌టేకును దాటేటప్పటికి వీటి వేగాన్ని సబ్‌సోనిక్ వేగాలకు తగ్గిస్తాయి. గాలి వేగాన్ని దహనానికి తగిన స్థాయికి తీసుకురావడానికి మరింత వ్యాకోచం అవసరమౌతుంది. 

సబ్‌సోనిక్ రామ్‌జెట్‌లకు అటువంటి అధునాతన ఇన్లెట్ అవసరం లేదు. ఎందుకంటే వాయు ప్రవాహం ఇప్పటికే సబ్‌సోనిక్ వేగం వద్దనే ఉంటుంది.  ఇన్‌లెట్ మామూలు లాగానే ఉంటుంది. ఇది కొంచెం సూపర్సోనిక్ వేగం వద్ద కూడా పని చేసినప్పటికీ, ఇన్లెట్ వద్ద గాలి ఉక్కిరిబిక్కిరి అవుతుంది కాబట్టి, ఇది అంత సమర్థమైనది కాదు. 

 కంబస్టరు 
ఇతర జెట్ ఇంజిన్ల మాదిరిగానే, స్థిరమైన పీడనంతో గాలితో ఇంధనాన్ని మండించి వేడి గాలిని సృష్టించడమే కంబస్టరు పని. జెట్ ఇంజనులో  గాలి ప్రవాహం సాధారణంగా చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి మంటలు చెలరేగకుండా ఉండటానికి " జ్వాల హోల్డర్లను " ఉపయోగిస్తుంది. 

ఇందులో టర్బైన్ లేనందున, రామ్‌జెట్ కంబస్టర్ స్టోయికియోమెట్రిక్ ఇంధన:గాలి నిష్పత్తుల వద్ద భద్రంగా పనిచేస్తుంది.  

 నాజిళ్ళు 
ప్రొపెల్లింగ్ నాజిల్ థ్రస్ట్‌ను ఉత్పత్తి చేయడం కోసం ఎగ్జాస్ట్ ప్రవాహాన్ని వేగవంతం చేస్తుంది. అంచేత రామ్‌జెట్ రూపకల్పనలో ఇది కీలకమైన భాగం.  

సబ్‌సోనిక్ వేగాల్లో పనిచేసే రామ్‌జెట్ కోసం, కన్వర్జింగ్ నాజిల్ ద్వారా ఎగ్జాస్ట్ ప్రవాహం వేగవంతం అవుతుంది. సూపర్సోనిక్ వేగాల కోసం, సాధారణంగా కన్వర్జెంట్-డైవర్జెంట్ నాజిల్ ద్వారా వేగాన్ని సాధిస్తుంది. 

 నియంత్రణ 
రామ్‌జెట్లను వాటిలో వాడే ఇంధన రకాన్ని బట్టి ద్రవ లేదా ఘన ర్యామ్‌జెట్లని వర్గీకరించవచ్చు. అలాగే వాడే బూస్టరును బట్టి కూడా వర్గీకరించవచ్చు. "A Century of Ramjet Propulsion Technology Evolution", AIAA Journal of Propulsion and Power, Vol. 20, No. 1, January – February 2004. 

ద్రవ ఇంధన రామ్‌జెట్ (ఎల్‌ఎఫ్‌ఆర్‌జె) లో, హైడ్రోకార్బన్ ఇంధనాన్ని  ఫ్లేమ్‌హోల్డర్ కంటే ముందు కంబస్టరు లోకి పంపిస్తారు. ఏరోస్పేషియేల్-సెలెర్గ్ రూపొందించిన ఎల్‌ఎఫ్‌ఆర్‌జెలో ఒక ఎలాస్టోమర్ తిత్తి ఇంధనాన్ని ఇంజెక్టర్లలోకి పంపుతుంది "Aérospatiale studies low-cost ramjet", Flight International, December 13–19, 1995. ఇది టర్బోపంపు ద్వారా పనిచేసే LFRJ కన్నా తక్కువ ఖర్చుతో పనిచేస్తుంది. "Hughes homes in on missile pact", Flight International, September 11–17, 1996. 

వాహనం కదలకుండా ఉన్నపుడు రామ్‌జెట్ థ్రస్ట్‌ను ఉత్పత్తి చేయలేదు. ఇన్‌లెట్ వ్యవస్థ సమర్థవంతంగా పని చెయ్యాలంటే వాహనం తగినంత వేగాన్ని సాధించాలి. ఇందుకు గాను బూస్టరు అవసరం. ర్యామ్‌జెట్ వాడిన  మొదటి క్షిపణుల్లో బయట ఉండే బూస్టర్లను వాడారు. బూస్టరును ర్యామ్‌జెట్ వెనక అమర్చవచ్చు (ట్యాండెమ్‌), లేదా ర్యామ్‌జెట్ చుట్టూ (ర్యాప్ ఎరౌండ్) అమర్చవచ్చు. వెనక అమర్చితే వాహనం పొడవు పెరుగుతుంది, చుట్టూ అమర్చితే వ్యాసం పెరుగుతుంది. అయితే ర్యాపారౌండ్ బూస్టర్లు సాధారణంగా ట్యాండెమ్‌ అమరిక కంటే ఎక్కువ డ్రాగ్‌ను సృష్టిస్తాయి. 

ర్యామ్‌జెట్‌తో సమీకృతం చేసిన బూస్టర్లు మరింత చక్కగా పనిచేస్తాయి.  

 సంబంధిత ఇంజన్లు 

 ఎయిర్ టర్బోరామ్‌జెట్ 
దీనికి మరో ఉదాహరణ ఎయిర్ టర్బోరామ్‌జెట్, ఇది కంబషన్ చాంబరు లోని హీట్ ఎక్స్చేంజరు ద్వారా వేడిచేసిన వాయువుతో నడిచే కంప్రెసరును కలిగి ఉంటుంది. 

 సూపర్సోనిక్ దహన రామ్‌జెట్‌లు (స్క్రామ్‌జెట్‌లు) 
రామ్‌జెట్‌లు ఇన్‌కమింగ్ గాలిని కంబస్టర్‌లోని సబ్‌సోనిక్ వేగంతోనే వెళ్ళేలా గాలి వేగాన్ని తగ్గిస్తాయి. స్క్రామ్‌జెట్‌ ఇంజను రామ్‌జెట్ మాదిరిగానే ఉంటుంది. అయితే లోనికి తీసుకునే గాలిలో కొంత భాగం ఇంజిన్ ద్వారా సూపర్‌సోనిక్ వేగంతో వెళుతుంది. దీనివలన ఉత్పత్తి అయ్యే థ్రస్టు పెరుగుతుంది. స్క్రామ్‌జెట్ ఇంజన్ల అధ్యయనం అనేక దశాబ్దాలుగా జరుగుతూ ఉన్నప్పటికీ, ఇటీవలి కాలం లోనే చిన్న ప్రయోగాత్మక యూనిట్లను పరీక్షించారు.  

 ప్రీకూల్డ్ ఇంజన్లు 
రామ్‌జెట్ యొక్క మరో రూపం 'కంబైన్డ్ సైకిల్' ఇంజను. రామ్‌జెట్ యొక్క పరిమితులను అధిగమించడం కోసం దీన్ని తయారు చేసారు. దీనికి ఒక ఉదాహరణ సాబెర్ ఇంజిన్; ఇది ప్రీకూలర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. దీని వెనుక రామ్‌జెట్ ఉంటుంది. 

 అణుశక్తితో పనిచేసే రామ్‌జెట్ 
ప్రచ్ఛన్న యుద్ధ సమయంలో అమెరికా అణుశక్తితో పనిచేసే రామ్‌జెట్‌ను రూపొందించి, పరీక్షించింది. దీని పేరు ప్రాజెక్ట్ ప్లూటో. క్రూయిజ్ క్షిపణిలో ఉపయోగించేందుకు ఉద్దేశించిన ఈ వ్యవస్థలో దహన క్రియ అంటూ ఏమీ లేదు. కవచ రక్షణ లేని అణు రియాక్టరు గాలిని వేడి చేస్తుంది. ఈ రామ్‌జెట్ సూపర్‌సోనిక్ వేగంతో నెలల తరబడి ప్రయాణించగలదని ఊహించారు. కవచ రక్షణ లేనందున, తక్కువ ఎత్తులో ఎగిరేటపుడు వాహనం మార్గంలో  ఇది ప్రమాదకరం (ఎగ్జాస్ట్ రేడియోధార్మికత కానప్పటికీ) కాగల అవకాఅశం ఉంది. ఈ క్షిపణి ద్వారా అశించిన ప్రయోజనాన్ని ఖండాంతర బాలిస్టిక్ క్షిపణులు మరింత మెరుగ్గా అందిస్తున్నట్లు అనిపించినందున ఈ ప్రాజెక్టును చివరికి రద్దు చేసారు.  

 అయానోస్పిరిక్ రామ్‌జెట్ 
100 కి.మీ. పైన ఉండే ఉపరి వాతావరణంలో మోనో అటామిక్ ఆక్సిజన్ ఉంటుంది. దీన్ని మామూలు డై-అటామిక్ వాయువుగా మార్చి ర్యామ్‌జెట్‌లో వాడే ఒక సూత్ర బద్ధ భావనను నాసా రూపొందించింది.PRELIMINARY SURVEY OF PROPULSION USING CHEMICAL ENERGY STORED IN THE UPPER ATMOSPHERE By Lionel V, Baldwin and Perry L. Blackshear.

 బస్సార్డ్ రామ్‌జెట్ 
బస్సార్డ్ ర్యామ్‌జెట్ ఒక అంతరిక్ష ప్రొపల్షన్ భావన. నక్షత్రాంతర పవనాలను పీల్చుకుని వాటిని వాహనం వెనుక నుండి అధిక వేగంతో విసర్జించడం ద్వారా థ్రస్టును సాధిస్తుంది. 

 ర్యామ్‌జెట్‌లను ఉపయోగించే కొన్ని విమానాలు 

 హిల్లర్ హార్నెట్ (ర్యామ్‌జెట్‌తో నడిచే హెలికాప్టరు)
 ఫోక్-వుల్ఫ్ సూపర్ లారెన్
 లాక్‌హీడ్ D-21 
 SR-71 బ్లాక్‌బర్డ్ (మ్యాక్ 1 కంటే అధిక వేగాల వద్ద ర్యామ్‌జెట్ ఇంజనుగా మారిపోయే టర్బోజెట్ ఇంజను.)

 రామ్‌జెట్‌లను ఉపయోగించే కొన్ని క్షిపణులు 

 బోమార్క్
 బ్రహ్మోస్
 MBDA మీటియార్
 బ్రిస్టల్ బ్లాడ్‌హౌండ్
 P-270 మోస్కిట్
 2K12 కబ్
 ఆకాశ్ క్షిపణి
 సీ డార్ట్
 2K11 క్రుగ్
 P-800 ఓనిక్స్

 ఇవి కూడా చూడండి 

 టర్బోజెట్
 స్క్రామ్‌జెట్

 మూలాలు 

వర్గం:ఇంజన్లు