शॉक तरंगों का विनाश

टॉक्सिक शॉक लहरों का नाश

शॉक लहरों का नाश कैसे करें

100% जीन-पियर पिट की विचारधारा, सत्तर के दशक के अंत में

21 नवंबर 2003

जब मैं जून 2003 में टूलूज़ में एयरोनॉटिक्स की उच्च विद्यालय में इस व्याख्यान दे रहा था, तो मैंने इस महत्वपूर्ण विचार को प्रस्तुत किया, और तुरंत उनके द्वारा समझ लिया गया, और उपस्थित अभियांत्रिकी विज्ञान के शिक्षकों द्वारा भी समझ लिया गया।

इस विचार के पुनर्प्रस्तुतीकरण से पहले मैं ध्यान देता हूँ कि यह विचार [मौजूद है] मान लीजिए कि आपने पहले से ही 2001 के डॉक्यूमेंट को पढ़ लिया है (और जिन भागीदारों को इस ब्रिटिश कॉलोक्वियम में सजावट के लिए सजावट के लिए अनुभव है, उन्हें इसकी जानकारी नहीं होगी)। विशेष रूप से उच्च गति पर उड़ने वाले यान, जैसे ऑरोरा (मैं कहता हूँ: 1990 से कार्यान्वित) में उपयोग की जाने वाली "MHD द्वारा नियंत्रित हवा के प्रवेश" को ऊपर रखने का क्या कारण है?

पहला बिंदु: ऊपर, इन यान एक हाथ की तरह समतल हैं। वायु नली में एज़ाक्स यान के मॉडल की तस्वीर पर ध्यान दें:

मैंने इस तस्वीर को खोजा नहीं है, बल्कि ... सज़मेस ने उस पत्र में प्रकाशित किया था, जो एयर एंड कॉस्मो में ब्रिटिश कॉलोक्वियम से ठीक पहले जून 2000 में प्रकाशित हुआ था, जिसमें वह भाग ले रहे थे। सरल तथ्य: उस कॉलोक्वियम के बाद उन्होंने मुझे कहा:

• आप उस कॉलोक्वियम में MHD के बारे में सुनने वाले एकमात्र व्यक्ति थे। मैंने वह शब्द वहाँ एक भी बार नहीं सुना।*

हमारे जूते के दुकानदार को यह नहीं पता कि कॉन्फ्रेंस में सबसे महत्वपूर्ण चर्चाएँ कमरों में नहीं होती हैं, बल्कि विशेषज्ञों के बीच अनदेखी या सरल रूप से अक्षम कानों से दूर होती हैं। इस चित्र को लें और उस यान के चारों ओर विकसित होने वाली विशेषताओं और शॉक लहरों को दर्शाएं (एक सरल टिप्पणी: फोटो के बाएँ सबसे बाहरी हिस्से में दिखने वाला प्रकाश घटना, यान के चाकू के किनारे के निकट, शॉक लहर से संबंधित नहीं है, बल्कि उस प्रयोग में गर्मी के प्रभावों को कम करने के लिए लागू की गई विद्युत चार्ज है, जिसका उद्देश्य था)।

शॉक लहरें यान के निचले हिस्से में विकसित होती हैं, ऊपरी हिस्से में नहीं, जो "हवा के बिस्तर" में है। शॉक लहर उत्पन्न करने के लिए वेग की दिशा में परिवर्तन होना आवश्यक है। ऑरोरा-एजाक्स के किनारे को इस तरह डिज़ाइन किया गया है कि इसका ऊपरी हिस्सा गैसीय प्रवाह की दिशा में "धारा रेखाओं" के स्पर्श रेखा हो।

निचले हिस्से में दो शॉक लहरें हैं, दूसरी वायु प्रवेश के बेल्ट किनारे से शुरू होती है (बहुत मिलती-जुलती "कॉन्कोर्ड" की तरह, जो पारंपरिक टर्बोजेट इंजनों पर खुलती है!)।

जब मशीन की गति बढ़ती है, तो तापमान में वृद्धि आमतौर पर मैच संख्या के वर्ग के अनुपात में होती है। एक निश्चित बिंदु पर, मैच 3 से अधिक होने पर निचले हवा प्रवेश का उपयोग नहीं किया जा सकता है, वरना गैस के गर्म होने से टरबाइन के पंखे वाष्पित हो जाएँगे। उच्च मैच संख्या (दस-बारह) पर, यह तापमान इतना बढ़ जाएगा कि तरल ईंधन के संग्रहण के माध्यम से ठंडा किए गए स्टैटोरेक्टर हवा प्रवेश भी इसका सामना नहीं कर सकता है। अमेरिकियों द्वारा उनके "प्रोजेक्ट्स" में प्रचारित स्क्रैमजेट (सुपरसोनिक दहन के साथ स्टैटोरेक्टर) की धारणा केवल एक अच्छी तरह से बनाई गई गलत जानकारी है, जिसमें यूरोपियन बिना सोचे-समझे गिर जाते हैं। एयरोनॉटिकल जर्नलिस्ट बर्नार्ड थुआनेल, जो MHD में पूरी तरह से अक्षम हैं, इसमें निश्चित रूप से शामिल हैं (क्योंकि ... यह इंटरनेट पर है)।

इसलिए निचला हवा प्रवेश बंद कर दिया जाएगा और शॉक लहर द्वारा उत्पन्न अतिप्रेशर उड़ान प्रदान करेगा। इन यान "अपनी निचली शॉक लहर पर सवारी" करते हैं, उन्हें "वेव-राइडर्स" कहा जाता है। यह अवधारणा ... पचास के दशक में आई थी, जब एक "बाहरी दहन" की योजना बनाई गई थी, यान के नीचे, शॉक लहर के पीछे (लेकिन विषय दुर्भाग्य से "पक्षियों को गर्म करता है, अगर इस ऊँचाई पर कोई था")।

ऊपरी हिस्से में एक हवा प्रवेश खोला जाता है, जिसकी भौतिक आकृति कुछ लेज़र प्रिंटर्स के निकास से मिलती-जुलती है। उसके सामने, एक लंबी खंड जो MHD पैरिटल जनरेटर से लैस है (देखें मेरी किताब)। यह MHD जनरेटर विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है, जिसे बाद में यान के पीछे, आधा-नियंत्रित धारा के खंड में, "कुएं के छोर" के रूप में स्थित, निकास धारा के विशिष्ट आवेग को बढ़ाने के लिए पुनर्निवेशित किया जाएगा। यह "MHD ब्रिज" (MHD बाइपास) प्रणाली है, जो सज़मेस ने 2000 में लिया था (लेकिन उस समय इसका अर्थ उनके लिए बहुत शायद अज्ञात रहा)। इस पत्र में ऐसी बहुत अधिक जानकारी थी, जिसमें 2000 से ही हॉल प्रभाव (उनके लिए: यहूदी, जैसे कि थुआनेल के लिए) के महत्व का उल्लेख होता था। मुझे मानना होगा कि सज़मेस के लेख की सामग्री, जो रूसी फ्राइस्टाड्ट के बयानों के अनुरूप थी, जिसने एजाक्स प्रोजेक्ट की शुरुआत की थी, मुझे ब्रिग्हटन जाने और वहाँ मौजूद अमेरिकी विशेषज्ञों के प्रश्नों को निर्देशित करने के लिए प्रेरित किया था, जिसमें थुआनेल ने तुरंत सभी को उनका नाम बता दिया।

इस विद्युत ऊर्जा का उत्पादन गैस की गतिज ऊर्जा के नुकसान के बदले होता है, जिससे गैस धीरे-धीरे पुनः संपीड़ित हो जाती है, और शॉक लहर के माध्यम से नहीं, जिसे बिल्कुल टालना चाहिए (जो अगर यान के निचले हिस्से में किया जाता है, तो संभव नहीं है, जो अमेरिकियों और रूसियों द्वारा कॉन्फ्रेंस में और उनके बीच एक गलत जानकारी है, जिसमें फ्रांसीसी विशेषज्ञ बिना सोचे-समझे गिर जाते हैं)। यहीं पर जीन-पियर पिट की विचारधारा को लागू किया जाता है: शॉक लहर के उद्भव को रोकने के लिए विशेषताओं के एक-दूसरे को प्रतिच्छेद करने से रोका जाता है, क्योंकि ठीक उनके टेलीस्कोपेज़ के कारण ही अवांछित शॉक लहरें उत्पन्न होती हैं। इस प्रकार एक पारंपरिक "विस्तार फैन" बनता है, जिसे सुपाएरो के छात्र अच्छी तरह जानते हैं। इस हवा प्रवेश MHD के आसपास यह क्या होगा, जब "धीमा-जनरेटर MHD" काम में नहीं आता है:

एक संवर्धक, नीचे और दाहिने ओर, विशेषताओं को सही करता है, मैच सतहों को बदलता है, उनके टेलीस्कोपेज़ के कारण दबाव के उत्पादन को बढ़ाता है। गैस धीमी होती है, पुनः संपीड़ित होती है, लेकिन एक शॉक लहर दिखाई देती है। टेलीस्कोपेज़ का स्थान वह है जहाँ यह शॉक लहर बनती है।

एक "विस्तार फैन" (ऊपर और दाहिने ओर) विपरीत गैस को तेज करता है, मैच संख्या बढ़ाता है। मैच रेखाएँ फैलती हैं और इसलिए एक-दूसरे को नहीं काट सकती हैं, शॉक लहर नहीं बनती है। यह 39-45 के युद्ध से पहले की तरल गतिकी है। अगर MHD जनरेटर लगाया नहीं गया है, तो हवा प्रवेश के विस्तार फैन गैस को हाइपरसोनिक गति से आगे बढ़ाएगा, और टर्बोजेट के कंप्रेसर के स्तर पर मैच संख्या और अधिक बढ़ जाएगी: असंभव (हालांकि इन हवा प्रवेशों के पीछे रहने का गुण है कि वे रडार लहरों को पिच्छे लौटने से रोकते हैं और इसलिए "अदृश्य" होते हैं (देखें मेरी किताब के आवरण पर अमेरिकी ड्रोन X-47A की तस्वीर, जिसे डिज़ाइनर ने बहुत खराब तरीके से संपादित किया है)।

X-47A का सामने से दृश्य

नीचे, वही यान, एक ड्रोन, प्रोफाइल में:

X-47A का प्रोफाइल दृश्य

आप बहुत स्पष्ट रूप से देख सकते हैं कि इस हवा प्रवेश की पीछे रखी व्यवस्था टर्बाइन पिच्छे के लिए आने वाली रडार लहरों को लौटने से रोकती है (ये अदृश्यता के मामले में सबसे बड़ा बाधा हैं)। आप देखेंगे कि यह ड्रोन एक समस्या ही है। कैसे इस तरह का हवा प्रवेश सुपरसोनिक में काम कर सकता है? इसका अगले दृष्टिकोण में असंभव लगता है। लेकिन फिर, अगर यह एक युद्ध ड्रोन है (अमेरिकियों द्वारा इसे ऐसे प्रस्तुत किया गया है, लेकिन इसकी कार्यक्षमता के बारे में कोई विस्तृत जानकारी नहीं है), तो क्या यह भी उप-सुपरसोनिक हो सकता है? (हालांकि इसके निकास नली में "वेक्टराइज़्ड" नहीं दिखता है, यानी निर्देशित धारा)। B2, पारंपरिक B-52 के बाद, 1950 के दशक में Strategic Air Command के मुख्य वाहक के रूप में जाना जाता है, सबसे उन्नत यान है। फिर भी इसे उप-सुपरसोनिक प्रस्तुत किया गया है। क्या वास्तव में यह भी उप-सुपरसोनिक है? इन समस्याओं पर एयरोनॉटिकल जर्नलिस्ट नहीं चर्चा करते हैं, और बर्नार्ड थुआनेल इसके एक उदाहरण हैं। हालांकि उन्हें ये प्रश्न पूछने चाहिए।

लेकिन अब अमेरिकी हाइपरसोनिक यान के "डीकोडिंग" और उनके MHD द्वारा नियंत्रित हवा प्रवेश के रहस्य की ओर लौटें। मध्य चित्र में हवा प्रवेश में मैच सतहों के विकास को दिखाया गया है, बिना पैरिटल MHD जनरेटर के कार्यक्रम में जुड़ी विद्युत चुंबकीय बलों J x B के हस्तक्षेप के साथ।

अब, अगर हम विस्तार फैन के प्रभाव और लैप्लास बलों द्वारा गैस के धीमे होने के प्रभाव को जोड़ते हैं, तो हम इन विशेषताओं, मैच सतहों को आवश्यक गति से सही कर सकते हैं, उन्हें धारा में एक-दूसरे को काटने से रोकते हुए, इसलिए शॉक लहरों के उद्भव को नहीं होने देते हैं। जब ये विशेषताएँ पूरी तरह से सही हो जाती हैं, और धारा की रेखाओं के लंबवत हो जाती हैं, तो यह जीत है: आप उप-सुपरसोनिक हैं और फिर आप इस गैस को संपीड़ित किए बिना, लेकिन गर्म नहीं किए गए, पारंपरिक टर्बोजेट इंजन के पिच्छे की ओर सुरक्षित रूप से भेज सकते हैं। फिर वही इंजन उड़ान, सुपरसोनिक उड़ान (मैच 3.5 तक) और हाइपरसोनिक उड़ान (मैच 12 पर) के लिए उपयोग किया जाता है। अद्भुत, है ना? चमत्कार की बात यह है कि गैस को धीमा करने और इंजन में आवश्यक दबाव तक पहुँचाने के लिए आवश्यक ऊर्जा ... उसी से आती है! यह एक अवधारणा है जो 1986 में बर्ट्रैंड लेब्रुन की थीसिस में स्पष्ट रूप से मौजूद थी, और उसके बाद की वैज्ञानिक प्रकाशनों में। लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि DGA (सेना) या ONERA (राष्ट्रीय वायु-अंतरिक्ष अनुसंधान और अध्ययन कार्यालय) के लोग इस अवधारणा को पूरी तरह से समझे हैं (जहाँ थोड़े डरावने ढंग से "शॉक लहर के ड्रैग में कमी" की चर्चा होती है)। दूसरी ओर, थीसिस के प्रस्तुतीकरण के बाद शोधकर्ता बर्नार्ड फॉन्टेन (जो 1965 से 1972 तक मैंने काम किया था, बाद में CNRS में भौतिक विज्ञान विभाग के निदेशक बने) मुझे फोन पर बताया कि "चूँकि लेब्रुन ने मेरे साथ काम किया था, इसलिए वह किसी भी फ्रांसीसी अनुसंधान प्रयोगशाला में पद प्राप्त करने की उम्मीद करना बेकार है।"

इस दौरान, निम्न घनत्व (वातावरणीय दबाव: 1 मिलीमीटर पारा) में जनरेटर के कार्यक्रम में बहुत उच्च हॉल प्रभाव के साथ उच्च वोल्टेज का निर्माण होता है, जो यान के शीर्ष पर स्वाभाविक रूप से एक सुरक्षात्मक प्लाज्मा कवच बनाता है (जो एजाक्स के वायु नली मॉडल की तस्वीर से संबंधित प्रयोग है)। इस प्रकार शीर्ष शॉक लहर के तापीय प्रभाव कम हो जाते हैं। लेकिन यह लगातार नहीं बनती है। वास्तव में, इस हाइपरसोनिक गुप्त विमान के उड़ान के दौरान यह अपनी गति बढ़ाता है, जिससे यह ऊपरी वातावरण में 120 किमी की ऊँचाई तक छलांग लगाता है, जहाँ हवा इतनी दुर्लभ होती है कि गर्मी का प्रवाह नगण्य हो जाता है। ऑरोरा इस प्रकार निचली परतों पर छलांग लगाता है (सब कुछ सापेक्ष है: 80 किमी की ऊँचाई) जैसे कि एक गोली ऊपरी वातावरण की सतह पर छलांग लगाती है। इसलिए पायलटों को अपने वजन में वृद्धि और अभाव में अवस्था के बीच बदलाव का अनुभव होता है, जब उनकी पथरी दीर्घवृत्ताकार होती है, जिसका एक चक्र कुछ दस या बीस सेकंड का होता है (देखें मेरी वेबसाइट पर हाइपरसोअर के लिए समर्पित डॉक्यूमेंट)। वे इसके लिए आदी हैं, लेकिन इन यान के नागरिक संस्करण में यात्रियों को ड्रमामाइन देना या उन्हें सावधानीपूर्वक बैग देना आवश्यक होगा।

मूल रूप से ये विचार किसी भी छात्र द्वारा समझे जा सकते हैं। व्यवहार में यह एक अलग बात है। इसके पीछे भयंकर समस्याएँ छिपी हैं, जिनकी प्रकृति और समाधान मुझे दोनों पता है, जैसे कि मेरे अमेरिकी (और रूसी) सहकर्मी भी जानते हैं। वास्तव में, यह ब्रिग्हटन में हमारी चर्चा का एक विषय था, लेकिन मैंने अपनी किताब में इस पर ध्यान नहीं दिया। मैं फ्रांसीसी लोगों को उनकी बेवकूफी के लिए भुगतने के लिए छोड़ दूंगा, जो इन गतिशील रेत में बिना सोचे-समझे गिर जाते हैं, जिनका अस्तित्व भी उन्हें नहीं पता। मुझ पर भरोसा न करें कि मैं समाधान बताऊँगा, जो किसी लिखित नोट में नहीं हैं, और मैंने उन्हें जून 2003 में सुपाएरो में मेरे सेमिनार में सुपाएरो के छात्रों के लिए आरक्षित कर लिया है।

शुभकामनाएँ, दोस्तों। इस मामले की पाठ्�