জেট ইঞ্জিন

জেট ইঞ্জিন বোঝা

একটি জেট ইঞ্জিন হল এক ধরনের প্রপালশন সিস্টেম যা সাধারণত বিমান এবং মহাকাশে ব্যবহৃত হয়। এর মূল নীতি হল সামনের দিকে বাতাস টেনে আনা, এটিকে সংকুচিত করা, এটিকে জ্বালানীর সাথে মিশ্রিত করা এবং মিশ্রণটি পুড়িয়ে ফেলা এবং তারপরে থ্রাস্ট তৈরি করার জন্য এটিকে পিছনের দিকে উচ্চ গতিতে বিস্ফোরিত করা। এই প্রপালশন পদ্ধতিটি বিমানকে উচ্চ গতিতে এবং উচ্চতায় উড়তে দেয়।

জেট ইঞ্জিন কিভাবে কাজ করে

একটি জেট ইঞ্জিনের কাজ চারটি প্রধান পর্যায়ে রূপরেখা করা যেতে পারে: গ্রহণ, সংকোচন, জ্বলন এবং নিষ্কাশন।

1. গ্রহন : বায়ু একটি ইনটেকের মাধ্যমে ইঞ্জিনে প্রবেশ করে এবং কম্প্রেসারে নির্দেশিত হয়। ভোজনের কম্প্রেসার মধ্যে মসৃণ বায়ুপ্রবাহ নিশ্চিত করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে.
2. সংকোচন : বায়ু তারপর কম্প্রেসরের ভিতরে ফ্যানের একটি সিরিজ দ্বারা সংকুচিত হয়। এই প্রক্রিয়া বাতাসের চাপ এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধি করে। কম্প্রেশন অনুপাত, যা কম্প্রেসার প্রস্থান চাপের সাথে খাঁড়ি চাপের অনুপাত, জেট ইঞ্জিনগুলির জন্য একটি মূল কর্মক্ষমতা মেট্রিক। গাণিতিক পরিভাষায়, কম্প্রেশন অনুপাত ( \(CR\) ) হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় \(CR = \frac{P {exit}}{P {inlet}}\) যেখানে \(P {exit}\) চাপ কম্প্রেসার প্রস্থান এবং \(P{inlet}\) হল কম্প্রেসার ইনলেটে চাপ।
3. দহন : দহন চেম্বারে উচ্চ-চাপের বায়ুকে জ্বালানীর সাথে (সাধারণত বিমানের কেরোসিন) মিশ্রিত করা হয়। মিশ্রণটি প্রজ্বলিত হয়, যার ফলে এটি পুড়ে যায় এবং দ্রুত প্রসারিত হয়। এই প্রক্রিয়া উল্লেখযোগ্যভাবে বাতাসের তাপমাত্রা এবং আয়তন বৃদ্ধি করে।
4. নিষ্কাশন : গরম, উচ্চ-চাপ গ্যাসগুলি ইঞ্জিনের শেষে একটি টারবাইন এবং অগ্রভাগের মাধ্যমে প্রস্থান করে। গ্যাসগুলি ইঞ্জিন থেকে বেরিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে তারা একটি নিষ্কাশনের জেট তৈরি করে যা ইঞ্জিনকে (এবং বিমানকে) এগিয়ে নিয়ে যায়। যে নীতিটি এই অগ্রসর আন্দোলনকে ব্যাখ্যা করে তা হল নিউটনের গতির তৃতীয় সূত্র, যা বলে যে প্রতিটি ক্রিয়ার জন্য একটি সমান এবং বিপরীত প্রতিক্রিয়া রয়েছে।

জেট ইঞ্জিনের প্রকারভেদ

বিভিন্ন ধরণের জেট ইঞ্জিন রয়েছে, প্রতিটি নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশন এবং কর্মক্ষমতা প্রয়োজনীয়তার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

• টার্বোজেট ইঞ্জিন : জেট ইঞ্জিনের সহজতম রূপ, যেখানে সমস্ত বায়ু ইঞ্জিনের মূল দিয়ে যায়। টার্বোজেটগুলি ছিল প্রথম ধরণের জেট ইঞ্জিন যা তৈরি করা হয়েছিল এবং উচ্চ উচ্চতায় তাদের উচ্চ গতি এবং দক্ষতার জন্য পরিচিত।
• টার্বোফ্যান ইঞ্জিন : এই ইঞ্জিনগুলির সামনে একটি বড় পাখা থাকে, যা মূল ইঞ্জিনকে বাইপাস করে বাতাসের পরিমাণ বাড়ায়। এটি টার্বোফ্যান ইঞ্জিনগুলিকে টার্বোজেটগুলির তুলনায় শান্ত এবং আরও জ্বালানী-দক্ষ করে তোলে, বিশেষত কম গতি এবং উচ্চতায়। ইঞ্জিন কোরকে বাইপাস করে বাতাসের অনুপাত কোরের মধ্য দিয়ে যাওয়া বাতাসকে বাইপাস অনুপাত বলে।
• টার্বোপ্রপ ইঞ্জিন : একটি জেট ইঞ্জিনকে একটি প্রোপেলারের সাথে একত্রিত করে। এই ইঞ্জিনগুলি কম গতিতে দক্ষ এবং সাধারণত ছোট, আঞ্চলিক বিমানগুলিতে ব্যবহৃত হয়।

অপারেশন নীতি

ভরবেগ সংরক্ষণের নীতির মাধ্যমে জেট ইঞ্জিনের ক্রিয়াকলাপ আরও বোঝা যায়। একটি জেট ইঞ্জিন, \(T\) দ্বারা উত্পন্ন থ্রাস্টকে \(T = \dot{m}(v {e} - v {0}) + A {e}(p {e} - p_{0})\) দ্বারা আনুমানিক করা যেতে পারে \(T = \dot{m}(v {e} - v {0}) + A {e}(p {e} - p_{0})\) যেখানে

• \(\dot{m}\) বাতাসের ভর প্রবাহ হার,
• \(v_{e}\) হল নিষ্কাশন গ্যাসের বেগ,
• \(v_{0}\) হল বিমানের বেগ (বা বাতাসের প্রাথমিক বেগ),
• \(A_{e}\) হল নিষ্কাশন অগ্রভাগের ক্ষেত্রফল,
• \(p_{e}\) হল নিষ্কাশন গ্যাসের চাপ, এবং
• \(p_{0}\) হল পরিবেষ্টিত চাপ।

এই সূত্রটি থ্রাস্ট তৈরিতে নিষ্কাশন বেগ ( \(v {e}\) ) এর গুরুত্ব তুলে ধরে। বিমানের বেগ ( \(v{0}\) ) এর তুলনায় নিষ্কাশনের বেগ যত বেশি হবে, থ্রাস্ট তত বেশি হবে।

দক্ষতা এবং কর্মক্ষমতা

একটি জেট ইঞ্জিনের দক্ষতা তার কর্মক্ষমতা এবং পরিবেশগত প্রভাবের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। দক্ষতা বিভিন্ন উপায়ে পরিমাপ করা যেতে পারে, যেমন জ্বালানী দক্ষতা, তাপ দক্ষতা, এবং প্রবর্তক দক্ষতা।

• জ্বালানি দক্ষতা : প্রতি ইউনিট জ্বালানি খরচের জন্য কত থ্রাস্ট উৎপন্ন হয় তা দ্বারা নির্দেশিত হয়। ইঞ্জিন ডিজাইনের উন্নতি, যেমন উচ্চ কম্প্রেশন অনুপাত এবং উন্নত উপকরণ, আধুনিক জেট ইঞ্জিনগুলির জ্বালানী দক্ষতা বৃদ্ধি করেছে।
• তাপ দক্ষতা : ইঞ্জিন কতটা কার্যকরীভাবে জ্বালানি শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করে তার সাথে সম্পর্কিত। দহন প্রক্রিয়া চলাকালীন ইঞ্জিনটি যে সর্বোচ্চ তাপমাত্রা অর্জন করতে পারে তা দ্বারা এটি নির্ধারিত হয়।
• প্রপালসিভ এফিসিয়েন্সি : এটি পরিমাপ করে যে ইঞ্জিন তার উত্পাদিত শক্তিকে কতটা কার্যকরভাবে বিমানকে চালিত করতে ব্যবহার করে। উচ্চ বাইপাস অনুপাত সহ ইঞ্জিন, যেমন টার্বোফ্যান ইঞ্জিন, উচ্চতর প্রপালসিভ দক্ষতা থাকে।

চ্যালেঞ্জ এবং উদ্ভাবন

জেট ইঞ্জিন প্রযুক্তি ক্রমাগত চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয় যেমন শব্দ হ্রাস, জ্বালানী দক্ষতার উন্নতি এবং নির্গমন হ্রাস। এই চ্যালেঞ্জ মোকাবেলায় উদ্ভাবনের মধ্যে রয়েছে উচ্চতর বাইপাস অনুপাত সহ ইঞ্জিনের উন্নয়ন, ওজন কমাতে যৌগিক উপাদানের ব্যবহার এবং বিকল্প জ্বালানি নিয়ে গবেষণা।

জেট ইঞ্জিন প্রযুক্তির বিকাশ অব্যাহত থাকায়, এটি আরও দক্ষ, শান্ত, এবং পরিবেশগতভাবে বন্ধুত্বপূর্ণ বিমান চলাচলের প্রতিশ্রুতি রাখে। মহাকাশ প্রযুক্তির অগ্রগতির প্রশংসা করার জন্য এর অপারেশন পরিচালনাকারী মৌলিক নীতিগুলি বোঝা অপরিহার্য।