இராக்கெட்டுகள்/இராக்கெட்டின் அமைப்பு

by பேராசிரியர் ந. சுப்புரெட்டியார்

5. இராக்கெட்டின் அமைப்பு

இராக்கெட்டுகள் மேலே கிளம்பிச் செல்லும்பொழுது அவை மிக விரைவாகக் காற்றினூடே செல்லுகின்றன. இதனால் ஒரு வன்மையான காற்று உண்டாகின்றது; இக் காற்று இராக்கெட்டின் வேகத்தைக் குறைக்கின்றது. ஆகவே, இராக்கெட்டு காற்றினை எளிதில் எதிர்த்துச் செல்ல வேண்டிய பொருத்தமான வடிவத்தில் அமைக்கப்பெறல் வேண்டியதாகின்றது.

இயற்கை உலகில் நாம் இத்தகைய வடிவங்களைக் காண்கின்றோம். நீரில் நீந்திச் செல்லும் மீன்கள், காற்றில் விரைவாகப் பறந்து செல்லும் பருந்துக்கள், தூக்கணாங் குருவிகள் இவற்றின் உடல்கள் முறையே நீரினாலும் காற்றினாலும் தடையேற்படாத வடிவத்தில் அமைந்துள்ளன. இவ்வாறு பொருளுக்குத் தண்ணீரினாலோ காற்றினாலோ தடை ஏற்படாதவாறு அமைத்தலை ஆங்கிலத்தில் “ஸ்ட்ரீம் லைனிங்” (Streamlining) என்று கூறுவர்.

அடுத்த பக்கத்தில் காட்டப்பெற்றுள்ள படங்களை உற்று நோக்கினால் இத் தடை என்ன என்பதையும் அஃது எவ்வாறு நீங்குகின்றது என்பதும் தெளிவாகும். எண் 1-ஆல் குறிப்பிடப்பெற்றுள்ள ஒரு பொருளின் தட்டையான பகுதியின் மீது காற்று தாக்கும் பொழுது அப்பொருள் எதிர்த்து நிற்கவேண்டிய தடை, எண் 3-ஆல் குறிப்பிடப்பெற்றுள்ள கூரிய வடிவிலுள்ள பொருள் எதிர்த்து நிற்கவேண்டிய தடையைவிட 20 மடங்கு அதிகமாக இருப்பதைக் காண்க. உருளை வடிவமாக அமைந்துள்ளதும் எண் 2-ஆல் குறிப்பிடப்பெற்றுள்ளதுமான பொருளின் தடை (இதன் குறுக்குவெட்டுத் தோற்றம் வட்டமாகக்

காட்டப்பெற்றுள்ளது) எண் 3-ஆல் காட்டப்பெற்றுள்ள பொருளின் தடையைப்போல் 10 மடங்கு இருப்பதையும் கவனித்திடுக.

எனவே, பொருள்கள் தடையின்றிப் பறந்து செல்லுவதற்குச்-சுழலான ஓட்டங்களில்லாது (Eddy currents) செய்வதற்குப்-பொருள்களின் வடிவங்களை 'ஸ்ட்ரீம்லைனிங்'

படம் 12 : 'ஸ்ட்ரீம்லைனிங்' செய்தலால் தடை நீங்குதலைக்
காட்டுவது

செய்து விடல் வேண்டும். இன்று விண்வெளியில் அனுப்பப்பெறும் பெரும்பாலான இராக்கெட்டுகள் இவ்வாறு அமைக்கப்பெறுகின்றன. இராக்கெட்டின் தலைப்பகுதி கூரிய நுனியைக்கொண்டு அமைக்கப்பெறுகின்றது. இந்த அமைப்பு காற்றினைக் கிழித்துக்கொண்டு செல்வதற்கு

படம் 13: மாதிரி இராக்கெட்டின் வடிவம்

எளிதாக அமைகின்றது. இராக்கெட்டின் பக்கங்கள் வழுவழுப்பாகவும் உருளை வடிவமாகவும் உள்ளன. இராக்கெட்டு செய்யப்பெறும் உலோகம் இலேசானதாகவும், உறுதியுடையதாகவும், எளிதில் உருகக்கூடாததாகவும் பிரத்தியேகமான முறையில் தயாரிக்கப்பெறுகின்றது. இன்றைய நிலையில் இராக்கெட்டுகள் யாவும் இந்த உருளை வடிவத்தையே கொண்டுள்ளன; இந்த வடிவம் நடைமுறையிலும் நன்றாகவே உள்ளது. எதிர்காலத்தில் இராக்கெட்டுகளின் வடிவம் மாறினும் மாறலாம்.

வான்வெளியில் செல்லும் இராக்கெட்டுகள் யாவும் மிகப் பெரியவை. அவை ஒரு வீட்டைவிடப் பெரியனவாக உள்ளன. பெரும்பாலான இராக்கெட்டின் பகுதி எரி பொருளாலும் (Fuel) ஆக்ஸிஜனாலும் நிரப்பப்பெறுகின்றது. வான்வெளியில் செல்லும் இராக்கெட்டுகள் ஏராளமான தூரத்தைக் கடந்து பிரயாணம் செய்யவேண்டும். ஆகவே, அது வான்வெளியில் தள்ளப்பெறுவதற்கு ஏராளமான வாயுவினை எடுத்துக்கொள்ளுகின்றது. இந்த அளவு வாயுவினை உண்டாக்குவதற்கு ஏராளமான எரிபொருளும் ஆக்ஸிஜனும் தேவைப்படுகின்றன.

இருபதாவது நூற்றாண்டின் இறுதிவரையிலும் செய்யப்பெற்ற இராக்கெட்டுகளில் வெடிமருந்தே (Gun powder) பயன்படுத்தப் பெற்றது. வெடிமருந்தில் ஆக்ஸிஜன் உள்ளது. ஆகவே, அது நன்றாக எரிகின்றது. ஆனால், வெடிமருந்து மிகத் திறமை வாய்ந்த எரி பொருளன்று. ஒழுங்கற்ற நிலையில் அது செயற்படுவதால் அதனை நம்பகமான எரிபொருளாகக் கொள்வதற்கில்லை.

இனி, இராக்கெட்டினுள்ளே எரிபொருள், ஆக்ஸிஜன் இவை எங்ஙனம் அமைக்கப்பெறுகின்றன என்பதைக்

படம் 14: சீறுவாணத்தின் அமைப்பு

காண்போம். வாணவேடிக்கைகளில் பயன்படும் சீறு வாணத்தின் அமைப்பும் வான்வெளியில் அனுப்பப்பெறும் இராக்கெட்டின் அமைப்பும் கிட்டத்தட்ட ஒரே முறையில் அமைந்துள்ளன. எனவே, சீறுவாணத்தை (இராக்கெட்டை) முதலில் நோக்குவோம். இதில் இரண்டு வகை வெடிமருந்துக்கள் பயன்படுகின்றன. ஒன்று, உலர்ந்த எரி பொருளாகும். மற்றொன்று, ஆக்ஸிஜனைத் தரும் பொருளாகும். சீறுவாணத்தில் வெடிமருந்தின் வத்தி (Fuse) ஒன்று இணைக்கப்பெறுகின்றது. வத்தி எரிந்து கொண்டே சென்று நெருப்பு வெடிமருந்துக்களை அடைகின்றது. எரியும் வத்தியிலுள்ள வெப்பம் வெடி மருந்துக்களில் ஒன்றினின்றும் ஆக்ஸிஜனை வெளிவரச் செய்கின்றது. இப்பொழுது எரிபொருள் வேகமாக எரிகின்றது. சீறுவாணத்தின் பின் புறமாக வாயு பீறிட்டுக் கொண்டு வெளிவருகின்றது. இது சீறுவாணத்தை மிகப் பெருவிசையுடன் தள்ளுகின்றது. இங்ஙனம் தள்ளப்பெறும் விசை சீறுவாணத்தை வானத்திற்கு அனுப்புகின்றது. இனி, இராக்கெட்டின் உட்புறத்தை நோக்குவோம். பெரும்பாலான வான்வெளி இராக்கெட்டுகளில் திரவ எரிபொருளும் திரவ நிலையிலுள்ள ஆக்ஸிஜனும் பயன்படுத்தப் பெறுகின்றன. இன்று இரஷ்யாவிலும் அமெரிக்காவிலும் புழங்கிவரும் இராக்கெட்டுகளில் (1) காஸோலின் (அல்லது மண்ணெண்ணெயும் திரவ நிலையிலுள்ள ஆக்ஸிஜனும்), (2) ஆல்க்கஹாலும் திரவ நிலையிலுள்ள ஆக்ஸிஜனும், (3) காஸோலினும் (Gasoline) நைட்ரிக் அமிலமும், (4) திரவ நிலையிலுள்ள ஹைட்ரஜனும் திரவ நிலையிலுள்ள ஃப்ளோரினும் (Fluorine) ஆகிய இவற்றுள் ஏதாவதொரு திரவ எரிபொருளின் கலவை பயன்படுத்தப்பெறுகின்றது.

படம் 15: வான்வெளி இராக்கெட்டு

இராக்கெட்டில் எரிபொருளும் ஆக்ஸிஜனும் தனித் தனியாகவே வைக்கப்பெறுகின்றன. ஒவ்வொன்றுக்கும் தனித்தனி தொட்டி உண்டு; அவற்றுள் இவை வைக்கப் பெறுகின்றன. எரிபொருளும் ஆக்ஸிஜனும் கலக்கப் பெறுங்கால் அவை எரிகின்றன. எரியுங்கால் அதிக வெப்பம் உண்டாகின்றது. ஏராளமான வெப்ப வாயுவும் வெளி வருகின்றது. இந்த வாயு இராக்கெட்டின் பின்புற வழியாக வெளியேறுகின்றது. இராக்கெட்டும் வான்வழியே வேகமாகக் கிளம்பிப் பறந்து செல்லுகின்றது. சூடான வாயு இராக்கெட்டின் பின்புறத்தில் சிவந்த வால்போல்—அனுமன் வாலிலுள்ள நெருப்புப்போல்!—காணப்பெறுகின்றது. நகரும் பலூன்போல் இராக்கெட்டும் மேல்நோக்கித் தள்ளப் பெறுகின்றது.

திட எரிபொருள்களால் நேரிடும் சில இடைஞ்சல்களைத் தவிர்க்கவே திரவ எரிபொருள்கள் பயன்படுத்தப்பெற்றன. ஆனால், இவற்றிலும் பல தீவிரமான இடைஞ்சல்கள் ஏற்படுகின்றன. அவற்றைக் கையாளுவதும் கடினம் ; கையாளுவதில் ஆபத்தும் அதிகம். ஆக்ஸிஜன், ஹைட்ரஜன், ஃப்ளோரின் இவை சாதாரணமாக வாயு நிலையிலிருப்பவை; அவற்றைத் திரவ நிலைக்குக் கொணர்வதற்கு மிகக் குறைந்த வெப்ப நிலைகள் தேவைப்படுகின்றன. அவற்றைச் சேகரம் செய்தல், ஓரிடத்திலிருந்து பிறிதோரிடத்திற்குக் கொண்டுசெல்லல், குழல்கள் வழியாகவும் வால்வுகள் வழியாகவும் அனுப்புதல் இவற்றில் மிகச் சிரமம் ஏற்படுகின்றது.

புதிய முறைப் போர்க் கருவிகள்^[1] கண்டறியப்பெற்ற பிறகு, அறிவியலறிஞர்கள் மீண்டும் திட எரிபொருள்களின்

கலவைகளைப் பயன்படுத்தி வருகின்றனர். திட எரிபொருள்களைப் பயன்படுத்துவதால் இராக்கெட்டின் பொறி மிகச் சிறியதாக அமைகின்றது; சிக்கலும் குறைந்ததாகின்றது. அதனைக் கையாளுவதும் எளிது; பாதுகாப்பும் அமைந்துள்ளது. இதனால் சிக்கலான பம்பு அமைப்புக்கள், வால்வு அமைப்புக்கள் முதலியவை இல்லாமற் போகின்றன. இன்று (1) பெரும்பாலும் நைட்ரோ செல்லுலோஸும் நைட்ரோ கிளிஸெரினும், (2) அம்மோனியம் நைட்ரேட்டும் இரப்பரால் ஆன கட்டுமானமும், (3) அம்மோனியம் பெர்க் குளோரேட்டும் இரப்பரால் ஆன கட்டுமானமும் ஆகிய இக்கலவைகளுள் ஒன்று பயன்படுகின்றது. இந்தக் கலவைகளின் செய்முறை மிகவும் விபத்து வாய்ந்தது; கவனக் குறைவிருப்பின் வெடித்தல் நிகழ்ந்துவிடுகின்றது. பொருள்கள் தூய்மையானவையாக இராவிடினும் இதே விபத்துத்தான். இக்கலவைகள் பிரத்தியேகமான பொட்டல ஏற்பாடுகளில் அமைக்கப்பெற்று ஒரே மாதிரியாக எரிதல் நிகழச் செய்யப் பெறுகின்றது.

1. இடைத்தர எல்லை உந்து ஏவுகணைகள் (1500 மைல்), சண்டம் தாண்டும் உந்து ஏவுகணைகள் (5000 மைல்)