নতুন এক্সপেনশন টিউব টেক এক্সট্রিম ফ্লাইট শর্ত সিমুলেট করে

কল্পনা করুন মহাকাশযান পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলে ফিরে আসার চরম পরিস্থিতি পুনরুদ্ধার করে-- বিজ্ঞান কল্পকাহিনী নয়, কিন্তু একটি পরীক্ষাগারে।একটি পরিশীলিত সিস্টেম যা একটি ক্ষুদ্র মহাবিশ্বের মত কাজ করেকিন্তু সম্প্রসারণ টিউব কিভাবে কাজ করে, এবং তারা কোথায় প্রভাব ফেলছে?

একটি সম্প্রসারণ টিউব একটি স্পন্দিত সুবিধা যা শক টিউবগুলির সাথে নকশা অনুরূপতা ভাগ করে নেয়, তবে অতিরিক্ত উপাদানগুলির সাথেঃ মাধ্যমিক ডায়াফ্রাগম, একটি সম্প্রসারণ বিভাগ, পরীক্ষার বিভাগ এবং নিষ্কাশন ট্যাঙ্ক।শক টিউবগুলির বিপরীতে, সম্প্রসারণ টিউব সাধারণত একটি বন্ধ শেষের পরিবর্তে একটি বড় নিষ্কাশন ট্যাংক শেষ।এই বিশেষায়িত নকশা উচ্চ গতির এয়ারডাইনামিক্সের চরম অবস্থার অনুকরণ করে উচ্চ-এন্টালপি প্রবাহ তৈরি করতে সক্ষম করে, বায়ুসংক্রান্ত গরম, এবং বায়ুমণ্ডলীয় পুনরায় প্রবেশ.

সহজ কথায় বলতে গেলে, সম্প্রসারণ টিউবগুলি স্বল্প-দৈর্ঘ্য, উচ্চ-গতির গ্যাস প্রবাহ তৈরি করে। সিস্টেমে পাতলা প্লাস্টিক বা ধাতব ডায়াফ্রাম দ্বারা পৃথক তিনটি আন্তঃসংযুক্ত টিউব বিভাগ রয়েছেঃড্রাইভারের অংশ, চালিত বিভাগ, এবং সম্প্রসারণ বিভাগ।

একটি প্রসারণ টিউব অপারেশন একটি সূক্ষ্মভাবে সংগঠিত চেইন প্রতিক্রিয়া হিসাবে বোঝা যেতে পারেঃ

1. প্রাথমিক অবস্থাঃড্রাইভার সেকশনে উচ্চ চাপের হালকা গ্যাস (হাইড্রোজেন বা হিলিয়াম) থাকে, চালিত সেকশনে নিম্ন চাপের পরীক্ষার গ্যাস (বায়ু বা নাইট্রোজেন) থাকে,এবং সম্প্রসারণ বিভাগ খুব কম চাপ হালকা গ্যাস বজায় রাখে.
2. ডায়াফ্রাগাম ফাটল:যখন ড্রাইভারের চাপ সমালোচনামূলক স্তরে পৌঁছে যায়, তখন প্রাথমিক ডায়াফ্রামটি ফাটতে থাকে। উচ্চ চাপ ড্রাইভারের গ্যাস দ্রুত চালিত বিভাগে প্রসারিত হয়, একটি শক তরঙ্গ তৈরি করে।
3. শক তরঙ্গ ত্বরণ:এই শক তরঙ্গটি চালিত বিভাগের মধ্য দিয়ে ছড়িয়ে পড়ে, পরীক্ষার গ্যাসটি সংকুচিত করে এবং গরম করে। চালিত এবং সম্প্রসারণ বিভাগগুলিকে পৃথক করে সেকেন্ডারি ডায়াফ্রামে পৌঁছানোর পরে, এই ঝিল্লিটি ছিঁড়ে যায়.
4. সম্প্রসারণ ত্বরণ:গরম, সংকুচিত পরীক্ষামূলক গ্যাস একটি অস্থির, ধ্রুবক এলাকা প্রক্রিয়ার মাধ্যমে নিম্ন চাপ প্রসারণ বিভাগে প্রসারিত হয়। গ্যাসের তাপমাত্রা তীব্রভাবে হ্রাস পায় যখন গতি নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়।
5. পরীক্ষার ধাপঃফলস্বরূপ উচ্চ-গতির প্রবাহ পরীক্ষার বিভাগে প্রবেশ করে যেখানে গবেষকরা বায়ুসংক্রান্ত গরম, উপাদান কর্মক্ষমতা এবং অন্যান্য সমালোচনামূলক পরামিতিগুলি পরিমাপ করার পরীক্ষা পরিচালনা করে।নিষ্কাশন ট্যাংক চাপ রিবাউন্ড প্রতিরোধ করার জন্য প্রসারিত গ্যাস শোষণ.

সম্প্রসারণ টিউব অপারেশন বোঝার জন্য এর মৌলিক উপাদানগুলি পরীক্ষা করা প্রয়োজনঃ

• ড্রাইভার বিভাগঃউচ্চ চাপের গ্যাস উত্স যা শক তরঙ্গ শুরু করে। গ্যাস নির্বাচন (মোলিকুলার ওজন, শব্দ গতি, এবং অ্যাডিয়াবেটিক সূচক বিবেচনা করে) অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। হালকা গ্যাস উচ্চতর শক গতি উত্পাদন করে।
• ড্রাইভিং সেকশনঃহাউসগুলি শক তরঙ্গের প্রসারণ এবং উত্তাপের জন্য গ্যাস পরীক্ষা করে। গ্যাসের গঠন পরীক্ষামূলক লক্ষ্যগুলির উপর নির্ভর করে (উদাহরণস্বরূপ, বায়ুমণ্ডলে পুনরায় প্রবেশের গবেষণার জন্য বায়ু মিশ্রণ) ।
• সম্প্রসারণ বিভাগঃদ্রুত গ্যাস সম্প্রসারণের জন্য নিম্ন চাপের পরিবেশ সরবরাহ করে। এর মাত্রা চূড়ান্ত প্রবাহের গতি এবং তাপমাত্রাকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে।
• ডায়াফ্রাগমঃশক উৎপন্ন নিয়ন্ত্রণের জন্য পূর্ব নির্ধারিত চাপে টিউব বিভাগ এবং ফাটল বিচ্ছিন্ন করুন। উপাদান এবং বেধ সঠিক ক্যালিব্রেশন প্রয়োজন।
• পরীক্ষা বিভাগঃপরীক্ষামূলক মডেল এবং যন্ত্রপাতি রয়েছে। নকশা বিবেচনাগুলির মধ্যে প্রবাহ অভিন্নতা, স্থিতিশীলতা এবং মডেল সমর্থন প্রক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।
• নির্গমন ট্যাংকঃচাপের হস্তক্ষেপ রোধ করার জন্য প্রসারিত গ্যাসগুলি ধরে রাখে। সঠিক প্রসারণের জন্য পর্যাপ্ত ভলিউম প্রয়োজন।

প্রচলিত হাইপারসনিক বায়ু টানেলের তুলনায়, সম্প্রসারণ টিউবগুলি স্বতন্ত্র সুবিধা প্রদান করেঃ

• উচ্চ এন্টালপি প্রবাহঃপ্রকৃত উড়ানের সময় দেখা যায় এমন চরম তাপগতিগত অবস্থার পুনরুত্পাদন করতে সক্ষম।
• সংক্ষিপ্ত সময়কাল:সংক্ষিপ্ত অপারেশন তাপীয় হস্তক্ষেপকে হ্রাস করে যা ফলাফলগুলিকে বিকৃত করতে পারে।
• খরচ দক্ষতা:বড় হাইপারসোনিক স্থাপনার চেয়ে নির্মাণ ও পরিচালনা করা অনেক বেশি লাভজনক।

তবে, প্রযুক্তিগত সীমাবদ্ধতা রয়েছেঃ

• মিলিসেকেন্ড অপারেশনঃঅতি দ্রুত প্রতিক্রিয়া যন্ত্রপাতি প্রয়োজন।
• প্রবাহ অভিন্নতাঃসম্প্রসারণ প্রক্রিয়াগুলি অ-একজাতীয় প্রবাহ তৈরি করতে পারে যা ক্যালিব্রেশন প্রয়োজন।
• আকারের সীমাবদ্ধতাঃকমপ্যাক্ট মাত্রা পরীক্ষার মডেলের আকারকে সীমাবদ্ধ করে।

এয়ারস্পেস ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে সম্প্রসারণ টিউব গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে:

• হাইপারসনিক যানবাহন উন্নয়নঃঅতি-উচ্চ গতির বিমানের বায়ুসংক্রান্ত, তাপীয় ব্যবস্থাপনা, এবং নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা অধ্যয়ন।
• বায়ুমণ্ডলে পুনরায় প্রবেশের বিশ্লেষণঃতাপ সুরক্ষা ব্যবস্থা মূল্যায়নের জন্য পুনরায় প্রবেশের শর্তের অনুকরণ।
• প্রপলশন রিসার্চ:হাইপারসোনিক ইঞ্জিনের পারফরম্যান্স এবং জ্বলন বৈশিষ্ট্যগুলি তদন্ত করছি।
• পদার্থবিজ্ঞান:চরম অবস্থার অধীনে তাপ-প্রতিরোধী উপকরণ এবং লেপ পরীক্ষা।

এয়ারস্পেস ছাড়াও, সম্প্রসারণ টিউবগুলি নিম্নলিখিত ক্ষেত্রে অবদান রাখেঃ

• বিস্ফোরণের পদার্থবিজ্ঞান:বিস্ফোরণ তরঙ্গ প্রসারণ এবং মিথস্ক্রিয়া অধ্যয়ন।
• চিকিৎসা প্রযুক্তি:জৈবিক টিস্যুতে শক তরঙ্গের প্রভাব (যেমন লিথোট্রিপসি পদ্ধতি) গবেষণা করা।

এয়ারস্পেস প্রযুক্তির অগ্রগতির সাথে সাথে, সম্প্রসারণ টিউব উন্নয়ন নিম্নলিখিত বিষয়গুলির উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেঃ

• সম্প্রসারিত অপারেশনঃআরো নির্ভরযোগ্য তথ্যের জন্য পরীক্ষার সময়কাল বাড়ানোর জন্য ডিজাইন উন্নত করা।
• প্রবাহ অপ্টিমাইজেশানঃপ্রবাহের স্থিতিশীলতা বাড়ানোর জন্য ডোজ ডিজাইনের উন্নতি।
• ফ্যাক্টরি স্কেলিংঃবড় বড় পরীক্ষামূলক মডেলের জন্য বড় বড় টিউব তৈরি করা।
• পরিমাপ প্রযুক্তিঃদ্রুততর, আরো সুনির্দিষ্ট ডায়াগনস্টিক যন্ত্রপাতি তৈরি করা।

এই বিশেষায়িত পরীক্ষার প্রযুক্তি চরম পরিবেশে সিমুলেশনের ক্ষেত্রে অগ্রগতি অব্যাহত রাখবে,গবেষকদের প্রযুক্তিগত বাধা অতিক্রম করতে এবং বৈজ্ঞানিক গবেষণায় নতুন মাইলফলক অর্জন করতে সহায়তা করা.