जेट इंजिन

जेट इंजिन किंवा झोत यंत्र हे अतिशय वेगवान इंजिन आहे. आधुनिक जेट विमानांमध्ये याचा उपयोग केला जातो. तसेच लढाऊ विमानातही यांचा उपयोग होतो. सामान्य पणे, झोत इंजिन हे अंतर्गत ज्वलन इंजिन संदर्भित अर्थाने घेतले जाते. ही इंजिने सर्वसाधारणपणे एक फिरता दट्ट्या वापरून कामे करतात. हे इंजिन उच्च गति आणि लांब अंतरावरच्या वापरात आणि पंखा असलेल्या इंजिनापेक्षा पेक्षा जास्त इंधन कार्यक्षमता देतात. जेट इंजिनांमध्ये इंजिनची फिरणारी पाती हवा आत खेचून घेतात.

कोणत्याही क्रियेची तत्काळ प्रतिक्रिया देणे, या न्यूटनच्या तिसरा नियमावर हे इंजिन चालते.

या इंजिनाचे अनेक भाग असतात. यातील एका भागामध्ये विमानातल्या इंधनाच्या ज्वलनासाठी आजूबाजूची हवा पंख्याने आत ओढून घेतली जात असते. त्यासाठी पुढील भागात एक अत्यंत शक्ती शाली पंखा बसवलेला असतो. हा पंखा हवा आत घेतो. आत घेतलेल्या हवेवर जेट इंधनाची नियंत्रित फवारणी होते व ते पेटवले जाते. इंधनाचे ज्वलन होऊन वायू तयार होतात. आत आलेली हवा आणि इंधनाच्या ज्वलनाने तयार झालेले वायू यांचा दाब खूप वाढतो. हा दाबलेला वायूचा झोत एका नळीतून मागे सोडला जातो. हा झोत सदैव मागच्या दिशेने वेगाने व दाबाने बाहेर सोडला जात असतो. याचा जोराने विमान पुढे पुढे जाते.

जेट इंजिन हे तत्त्व पहिल्या शतकापासून वापरात आहे. त्या काळी इंधन म्हणून वाफ वापरली जात असे. वाफेच्या आधाराने एक चक्र सतत फिरते ठेवून त्याचा शेतीच्या कामासाठी उपयोग केला जात असे. परंतु याचा मोठ्या प्रमाणात उपयोग मात्र झाला नाही. ते एक कुतूहल म्हणून पाहिले आले. जेट इंजिनांची मूळ प्रेरणा ही फटाक्यांच्या एक प्रकार म्हणून १३ व्या शतकात चीनी संस्कृती द्वारे अस्तित्वात आली असे मानले जाते. दुसरे महायुद्ध सुरू करण्यापूर्वी, अभियंते पंखे असलेल्या इंजिन पेक्षा जास्त वेग मिळवणारे आणि कमाल कार्यक्षमता असणारे तंत्रज्ञान शोधत होते. पंखा असलेली इंजिने पंख्याचे टोक आवाजाच्या वेगा पर्यंत पोहोचल्यावर तेव्हढे कार्यक्षम राहत नव्हते. ही अडचण जेट इंजिनाचे तंत्रज्ञान विकसित करण्यात महत्त्वाची प्रेरणा ठरली. या इंजिनात महत्त्वाचा भाग असा की ते चालवण्यासाठी स्वतःचीच उर्जा वापरते. अशा स्थिर झोत यंत्राची कल्पना जॉन बार्बर याने १७९१ मध्ये प्रथम मांडली. तसे पेटंट त्याला देण्यात आले होते. परंतु पूर्णत्वाने स्वयंचलित असे झोत यंत्र १९०३ मध्ये नॉर्वेजियन अभियंता एलिंग याने प्रत्यक्षात आणली. परंतु हे यंत्र सतत चालत नसे. अवजडपणा, कधीही बंद पडण्याची भीती आणि रचनेतल्या चुका यामुळे हे यंत्र प्रमुख प्रवाहात आले नाही. झोत यंत्र वापरून विमानाला शक्तिशाली बनविण्यासाठी पहिले पेटंट फ्रेंच असलेला मॅक्सिम गिलौम (Maxime Guillaume) कडून १९२१ मध्ये दाखल करण्यात आले. त्या नंतर व्हिटल याने एक यंत्र बनवले.

याचवेळी जर्मनीच्या हान्स यानेही याच धर्तीवर काम सुरू केले पण त्याला व्हिटलच्या कामाची माहिती नव्हती. त्याचे यंत्र यशस्वीपणे चाअलत होते. हान्स नंतर जर्मन उदोगपती अर्न्स्ट हेंकेलच्या (Ernst Heinkel) संपर्कात आला. त्याला यंत्राची महती लक्षात आली आणि त्याने ते विमानात वापरायचा निर्णय घेतला.

ऑस्ट्रियाच्या अंन्सेम फ्रंझ (Anselm Franz) याने अक्ष प्रवाह नियंत्रक (axial-flow compressor) वापरून नव्या रीतीने झोप यंत्राची रचना केली. यात काही फेरफार करून Jumo 004 हे इंजिन तयार झाले.

इतर दोष निवारण झाल्यावर १९४४ मध्ये याचे उत्पादन सुरू झाले. हे झोत यंत्र मेसरश्मिट एम ए २६२ (Messerschmitt Me 262) या विमानांना जोडले गेले. या नंतर ते जगातले पहिले लढाऊ जेट विमान अराडो ए आर २३४ (Arado Ar 234) या विमानात वापरले गेले. परंतु अनेक कारणांमुळे ही विमाने युद्धात यायला उशीर झाला आणि जर्मनीला त्याचा फायदा घेता आला नाही. याच वेळी इंग्लंडच्या ग्लोस्टर इ२८/३९ (Gloster E28/39) ने यशस्वी रीतीने वायूदलात प्रवेश केला. जर्मनीवरील विजया नंतर दोस्त राष्ट्रांनी जर्मनीच्या तंत्रज्ञानाचा अभ्यास केला. याच अभ्यासाच्या बळावर रशिया व अमेरिकेने आपली जेट यंत्रे तयार केली. या यंत्रात सुधारणा करत ती प्रवासी विमानांना जोडली गेली.

जेट इंजिन अनेक प्रकारे वापरले जाते. जसे विमानात, समुद्रपर्यटन, क्षेपणास्त्रे, निर्मनुष्य असे स्वयंचलीत यानांसाठी त्यांचा उपयोग होतो. तसेच अग्निबाण इंजिने ते वीज बनवणे, फटाक्यांचे काही प्रकार, अग्निबाणाच्या साहाय्याने अवकाश प्रक्षेपणात मदत, अवकाश यान आणि लष्करी क्षेपणास्त्रे या अनेक स्वरूपात त्याचा वापर होत आहे.

जेट इंजिनने वेगवान कार चालविली आहे, विशेषतः ड्रॅग रेसर्स, रॉकेट कारने कायमचे नोंदवले आहेत. थर्स्टएसएससी ही टर्बोफन चालणारी कार सध्या लॅंड स्पीड रेकॉर्डमध्ये आहे.

जेट इंजिन डिझाईन्स विना-विमान अनुप्रयोगांसाठी वारंवार औद्योगिक गॅस टर्बाइन किंवा सागरी पॉवरप्लांट्स म्हणून सुधारित केल्या जातात. हे विद्युत, वीजनिर्मिती, पाणी, नैसर्गिक वायू किंवा तेल पंपसाठी आणि जहाजे व इंजिन चालविण्याकरिता वापरतात. औद्योगिक गॅस टर्बाइन्स 50,000 शाफ्ट अश्वशक्ती तयार करू शकतात.

झोत यंत्रांचे विविध प्रकार तयार केले गेले आहेत. मात्र हे सर्व झोताचा वापर करून वेग मिळवणे या एकाच तत्त्वावर चालतात.

• स्क्रॅमजेट - स्क्रॅमजेटचे इंजिन जेट इंजिनाप्रमाणेच कार्य करते परंतु ज्वलनासाठी लागणारा हायड्रोजन आणि प्राणवायू वातावरणातूनच घेतला जातो. हे आवाजाच्या वेगाच्या दहापट अधिक एवढ्या वेगाने जाऊ शकते. (म्हणजे तासाला सुमारे ७००० मैल). ज्वलनासाठी लागणारे हे वायुरूप इंधन सोबत वाहून नेण्याची गरज नसल्यामुळे वजन कमी होऊन आवाजाच्या दहापट वेग गाठणे शक्य होते. ध्वनीच्या वेगाने किंवा त्यापेक्षा जास्त वेगाने उड्डाण करणा-या विमानांना सुपरसॉनिक विमान म्हणले जाते.

नेहमीच्या जेट इंजिनास सतत हवेचा पुरवठा आवश्यक असल्याने ते पृथ्वीच्या वातावरणाबाहेर जाण्यासाठी उपयोगी पडत नाही. परंतु अंतराळात चालतील अशी निराळी जेट यंत्रे बनवून हवेच्या पुरवठ्यासह अंतराळयानांना बसवली जातात. यामुळे यानांची हालचाल शक्य होते.

• जेट विमान