ஒலியின் வேகத்தை விட 5 மடங்கு கூடிய ஹைப்பர்சோனிக் வேகத்தில் பயணிக்கக் கூடிய விமானங்களை உருவாக்குவதற்கு Reaction Engines எனும் நிறுவனம் முடிவெடுத்துள்ளது. அந்த வேகத்தை அடைவதற்குத் தேவையான சக்தியைப் பிறப்பிக்க இன்றைய காலத்தில் நடைமுறையில் இருக்கும் எஞ்சின்களால் இயலாது என்பதனால், அந்தளவு வெப்பத்தை தாங்கக்கூடிய விமான எஞ்சினைத் தயாரிக்கும் போட்டியில் பல்வேறு போட்டி நிறுவனங்கள் இறங்கியுள்ளன. அதற்கான தொழில்நுட்பங்கள் ஒவ்வொன்றையும் பற்றி இன்றைய கட்டுரையில் காண்போம்.
2030 ஆம் ஆண்டளவில் மனித இனத்துக்கு அதி வேக பயணத்தை அளிப்பதே இந்நிறுவனத்தின் நோக்கமாக உள்ளது. அந்நிறுவனத்தின் அமெரிக்க செயற்பாடுகளுக்கு தலைமையேற்றிருக்கும் ஆடம் டீசல் அவர்கள் கருத்து தெரிவிக்கும்போது, “நான் எனது வாழ்வை வேகமாக பறக்கும் விடயங்களில் கழித்தவன். எமது புதிய முயற்சி 6400 km/h எனும் வேகத்தில் பயணிக்கத்தக்க வாகனங்களை தயாரிப்பதே ஆகும். இது மக் 5 வேகத்தை அண்மித்தது. அதாவது ஒலியை விட 5 மடங்கு வேகமானது. எமது முயற்சிகள் மக் 5 ஐ அடைவது அல்ல. அதற்குப் பதிலாக 4.5 இனையாவது அடைய வேண்டும். அது பௌதீக ரீதியாக இலகுவானதே.” என்கிறார்.
இவ்வாறான வேகத்தில் முழு இந்தியாவையும் கரையோரத்தில் ஊடாக ஒரு மணிநேரம் மற்றும் 10 நிமிடங்களில் சுற்றி வந்து விடலாம். ஆனால் , இவை பெரும்பாலும் இராணுவ தேவைகளுக்கே உருவாக்கப்படுகின்றன.
தொழில்நுட்பங்களின் குவியல்
ஜேம்ஸ் ஆக்டன் ஒரு இங்கிலாந்து இயற்பியலாளர் ஆவார். அவர் வாஷிங்டனில் உள்ள சர்வதேச அமைதிக்கான கார்னகி நன்கொடை நிறுவல் நிறுவனத்தில் பணிபுரிகிறார். அவரது பணியாக, அமெரிக்கா, சீனா மற்றும் ரஷ்யா போன்ற நாடுகளின் ஹைப்பர்சோனிக் ஆயுதங்கள் தொடர்பான ஆய்வின் முடிவாக, “தற்போதைக்கு வரைபடங்களாக மட்டுமே ஹைப்பர்சோனிக் தொழில்நுட்ப அமைப்புகள் தொடர்பான பெரும் மந்தைக் குவியலே இருக்கிறது” என்கிறார்.
மக் 5 போன்ற அதியுச்ச நிலைகளிலும் தாக்குபிடிக்கக்கூடிய சில விசேட வஸ்துக்களை பயன்படுத்துவதன் மூலம் புவி வளிமண்டலத்தில் இந்த வேகம் சாத்தியமாகிறது.
செலுத்தப்படக்கூடிய ஹைப்பர்சோனிக் விமானத்தில் சோதனைகள் 1960 களில் அமெரிக்காவின் எக்ஸ் -15 ராக்கெட் விமானத்தில் இடம்பெற்றன. அத்துடன் இன்டர் கான்டினென்டல் பாலிஸ்டிக் ஏவுகணைகள் (ஐசிபிஎம்களும்) மிக அதிக ஹைப்பர்சோனிக் வேகத்தில் வளிமண்டலத்தில் மீண்டும் நுழைகின்றன.
இப்போது போட்டி நிறுவனங்கள் விண்வெளியின் குளிரூட்டும் பண்புகளைப் பயன்படுத்தத் தேவையில்லாமல், வளிமண்டலத்தினுள்ளேயே பயணிக்கக்கூடிய ஆயுதங்களை உருவாக்க முயற்சி செய்கின்றன. ஒரு நகரத்தை இலக்காகக் கொண்ட ஒரு நிலையான ஏவுகணை போலல்லாமல் நம்மால் கையாளக்கூடியதாக அவற்றை உருவாக்க முனைகிறார்கள்.
விமானக் -கொலையாளிகள்
image Source
துல்லியத்தன்மை என்பதுவே இந்த ஹைப்பர்சோனிக் ஏவுகணைகளில் உள்ள மிகப்பாரிய பிரச்சனையாக அமைகிறது.
“விமானக் -கொலையாளிகள்” என்று அழைக்கப்படும் ஹைப்பர்சோனிக் ஏவுகணைகளை வைத்திருப்பதன மூலம் , பசிபிக் கடலின் நடுப்பகுதியில், சீன கடற்கரையிலிருந்து வெகு தொலைவில் இருக்க, அமெரிக்க விமானங்களை கட்டாயப்படுத்தக்கூடும்.
அணுச்சக்தி கொண்ட 56 kmph வேகத்தில் பறக்கும் ஒரு விமானத்தை மக் 5 வேகத்தில் பறக்கும் ஏவுகணை கொண்டு தாக்கும்போது, தேவைப்படும் துல்லியத்தை அடைவது என்பது மிகவும் கடினம்.
ஏவுகணையின் மேற்பரப்பின் மீது உருவாக்கப்படும் வெப்பமானது ஒரு பிளாஸ்மா படையினை அல்லது, வாயுச் சடங்களை உருவாக்கக்கூடும். இது வெளியில் இருந்து வரும் தகவல் கதிர்களை முடக்க முடியும் என்பதோடு, ஏவுகணையின் உள்ளிருந்து நகரும் பொருட்களை தாக்கக் கூடிய வகையில் திசை மாற்றும் உபகரணங்களையும் மங்கச்செய்யும்.
கூம்பு வடிவ ஏவுகணைகள் சீரான பிளாஸ்மா படையைக் கொண்டிருக்கும். ஆனால் சீரான சிறகு கொண்ட ஈட்டி வடிவ ஏவுகணைகள் அந்த படையை மேற்பரப்பை விட்டு நீக்கக்கூடியவை.
சுறாத் தாடைகள்
Image source
ஹைப்பர்சோனிக் விமானங்கள் உருவாக்க பௌதீக ரீதியாக எந்தக் கஷ்டங்களும் இல்லை என்பதனால் இரசாயன ரீதியாக சிக்கல்கள் வந்து விடுகிறது.
இந்தளவு அதியுச்ச வேகங்களும், வெப்பநிலைகளும் ஆக்சிஜன் அணுக்களை அதன் தொகுதி நிலைக்கு தள்ளி விடுகின்றன. இதனால் எஞ்சின் தகனங்கள் மிகவும் கடினமான ஒன்றாக மாறிவிடுகின்றன.
அமெரிக்க இராணுவம், 2010ல் ஒருமுறை சுறாத் தாடை வடிவாலான ஒரு விமானியில்லாத விமானத்தை பசிபிக் கடலின் மேல் சூப்பர் சோனிக் வேகத்தில் 5 நிமிடத்துக்கு பறக்கச் செய்தது. நமக்கு 5 நிமிடம் என்பது சாதாரணமான விடயமாக இருந்தாலும் கூட ஹைப்பர்சோனிக் வேகங்களில் இது மிகப்பெரும் சாதனை. இச்சாதனையை செய்த கருவியான X -51A , உயர பறந்து கொண்டிருந்த பி -52 குண்டுதாரி விமானத்திலிருந்து கீழே விடப்பட்டு, மக் 4.5 எனும் வேகத்தை அடையும் வரை பூஸ்டர்களை பயன்படுத்தியது.
ஸ்க்ராம்ஜெட் என்று அழைக்கப்படும் இந்த இயந்திரம், ஹைப்பர்சோனிக் வேகத்திற்கு விரைவுபடுத்த காற்றின் வேகத்தை ஜெட் எரிபொருளுடன் துண்டிக்கப்பட்ட உட்கொள்ளல் மூலம் இணைத்தது .
1,000 செல்ஸியஸ் வெப்பநிலையில் காற்றை உள்ளெடுக்கும்போது பல நிமிடங்கள் இயந்திரம் சமாளிக்கும் என புரிந்தது . நான்கு X -51Aக்கள் 2010 மற்றும் 2013 க்கு இடையில் பசிபிக் மீது ஒரு வழி பயணத்தை மேற்கொண்டன.
ஹைப்பர்சோனிக் விமானங்களுக்கெதிரான சவால்கள்
அதிர்வலைகள்
ஏரோஜெட் ராக்கெடின், கலிபோர்னியா விண்வெளி மற்றும் ராக்கெட் என்ஜின் நிபுணர் ஆவார். அவர் எக்ஸ் -51 ஏவில் பணிபுரிந்தார். இதன் தொழில் ரகசியம் காரணமாக 7 ஆண்டுகள் முடிந்து பெயர் தெரியாத நிலையிலேயே தகவல்கள் வெளிவந்தன.
நிறுவனத்தின் ஒரு ஹைப்பர்சோனிக் நிபுணர் எக்ஸ் -51 ஏ பற்றி கூறுகையில் “இயந்திரத்தின் மிகவும் சூடான பகுதி அதிர்ச்சி அலைகள் உருவாகும் முன்னால் உள்ளது, எனவே அங்குதான் அதிக முதலீடுடைய பொருட்கள் செல்கின்றன”.
1960 களின் எக்ஸ் -15 ராக்கெட் விமானம் மற்றும் அடுத்தடுத்த விண்கலத் திட்டத்திலிருந்து இது பற்றி அதிகம் கற்றுக்கொள்ளப்பட்டதாக அவர் கூறுகிறார்.
ரியாக்ஷன் என்ஜின்கள் இப்போது ஒரு செயல்முறையை நிரூபித்துள்ளன. இது அதன் ஏரோ-எஞ்சின் சிக்கல்கள் இல்லாமல் அதி -சூடான ஹைப்பர்சோனிக் காற்றை உட்கொள்ள உதவும்.
அதன் சேபர் இயந்திரம் “முன் குளிராக்கி ” என்று அழைக்கப்படும் பாகத்தை உள்ளடக்கியது. பொங்கி எழும் சூடான ஹைபர்சோனிக் காற்றை எதிர்கொள்ளும் இயந்திரத்தின் முதல் பகுதி இதுவாகும்.
உந்துதலை உருவாக்க அதை எரிபொருளுடன் கலப்பதே சவால்.
எரிமலைக்குழம்பு போன்ற வெப்பம்
அக்டோபர் 2019 இல் கொலராடோ தளத்தில் சேபர் இயந்திரம் ஒரு தீவிர சோதனை முறைக்கு உட்பட்டது, இதன் போது ரியாக்ஷன் என்ஜின்கள் ஹைபர்சோனிக் காற்றின் வேகத்தை பிரதிபலிக்க ஒரு வழியைக் கண்டுபிடிக்க வேண்டியிருந்தது.
நிறுவனம் ஒரு சூப்பர்சோனிக் இயந்திரத்தை எடுத்து, அதைக் கீழே அறைந்து, அதன் பின்புறத்திலிருந்து வெளியேறும் காற்றை சேபர் இயந்திரத்தின் உட்கொள்ளலுக்குள் செலுத்தியது.
சேபர் ப்ரீ-கூலர் தனது வேலையைச் செய்து, அதிக அழுத்தத்தில் குளிரூட்டியை தொகுதிக்குள் செலுத்தி, அந்த காற்றை எரிபொருளுடன் கலக்க சேபரை அனுமதித்தது.
இங்கே தேவையான பொருட்கள் எளிதானவை அல்ல.
ஒரு மாற்று அணுகுமுறை என்னவென்றால், இன்கோனல் எனப்படும் நிக்கல் கலப்பு ஒன்றைப் பயன்படுத்துவது, இது எரிமலை ஓட்டம் போன்ற அதே தீவிரத்திற்கு வெப்பமடையும் காற்றோட்டத்தை சமாளிக்க கூடியது.
திரு டிஸல் கூறுகையில், ரியாக்ஷன் என்ஜின்கள் இப்போது இந்த இன்கோனல் கலப்பு பாதையில் செல்கின்றன. “நாங்கள் இப்போது இருக்கும் இடத்தில்தான் இது இருக்கிறது, மேலும் வெப்பத்தைத் தணிக்க குளிரூட்டும் வழிகளையும் இயக்குகிறது,” என்று அவர் கூறுகிறார்.
எனவே இன்கோனலுடன் இணைக்கப்பட்ட ஒரு அதிநவீன வெப்ப மேலாண்மை அமைப்பு முன்னோக்கி செல்லும் பாதையை சுட்டிக்காட்டுகிறது.
இந்த கலவையானது ஒரு ஹைப்பர்சோனிக் விமானத்தில்பயணம் செய்யும் சாதாரண குடிமகனது கனவை 15 ஆண்டுகளுக்குள் யதார்த்தமாக மாற்றும் .
20 பயணிகளை ஏற்றிச் செல்லும் மேக் 5 போக்குவரத்து வடிவமைப்பை மதிப்பீடு செய்ய அட்லாண்டாவை தளமாகக் கொண்ட ஹைப்பர்சோனிக் தொடக்க நிறுவனம் ஹெர்மியஸை அமெரிக்க இராணுவம் நியமித்துள்ளது.
இது போன்ற வேறெங்கும் இல்லாத சுவாரசியமான தொழில்நுட்ப தகவல்களுக்கு எமது தொழில்நுட்பம் பக்கத்தை பார்வையிடுங்கள்.
