Jet Engine

ජෙට් එන්ජිම: ගුවන් යානයක් ඉදිරියට තල්ලු කරන බලගතු යන්ත්‍රය

ගුවන් යානයක ටර්බයින් එන්ජිමක් (Turbine Engine) කියන්නේ, වේගයෙන් වාතය පිටුපසට විසි කරලා, ගුවන් යානය ඉදිරියට ගෙන යන යන්ත්‍රයක්. මේක වැඩ කරන්නේ හරිම සරල විද්‍යාත්මක නීතියක් මත. ඒ තමයි "සෑම ක්‍රියාවකටම සමාන සහ විරුද්ධ ප්‍රතික්‍රියාවක් ඇත" (For every action, there is an equal and opposite reaction) කියන නීතිය. නිකමට හිතන්න, ඔබ රෝද පුටුවක වාඩි වෙලා ඉස්සරහ තියෙන බිත්තියකට කකුල් දෙකෙන් තදින් තල්ලු කළොත් මොකද වෙන්නේ? ඔබ ඉබේම පස්සට විසි වෙනවා නේද? ජෙට් එන්ජිමක වෙන්නෙත් ඒ වගේ දෙයක්. එන්ජිම මගින් උණුසුම් වායු ධාරාවක් පස්සට තල්ලු කරනකොට, ගුවන් යානය ඉදිරියට ඇදෙනවා.

දැන් අපි බලමු නවීන මගී ගුවන් යානයක එන්ජිමක් වැඩ කරන්නේ කොහොමද කියලා. ඔබ එන්ජිම දිහා බැලුවම මුලින්ම පෙනෙන්නේ ලොකු රවුම් විවරයක් සහ විශාල පෙති (Blades) ටිකක්. අපි මේකට කියන්නේ "ෆෑන්" (Fan) එක නැත්නම් ප්‍රධාන පංකාව කියලා. ගෙදර තියෙන ෆෑන් එක වගේම තමයි, හැබැයි ඊට වඩා ගොඩක් බලසම්පන්නයි වගේම කැරකෙන වේගයත් වැඩියි. මේකේ රාජකාරිය තමයි විශාල වාතය ප්‍රමාණයක් එන්ජිම ඇතුළට ඇදලා ගන්න එක. මේ ඇදලා ගන්න හුළං වලින් වැඩි ප්‍රමාණයක් එන්ජිමේ මැද තියෙන "දහනය වන කොටසට" (Compressor Blades,Combustion Chamber, Turbine ඇති කොටසට) යන්නේ නෑ. ඒ වෙනුවට ඒවා එන්ජිමේ මධ්‍ය කොටස (Engine core) වටේට ගිහින් පස්සට තල්ලු වෙනවා. අපි මේකට කියනවා "බයිපාස් එයාර්" (Bypass air) කියලා. ගුවන් යානයට අවශ්‍ය තෙරපුම් බලයෙන් වැඩි කොටසක් ලැබෙන්නේ මේකෙන්.

මේ ෆෑන් එකට පිටිපස්සෙන් තියෙන්නේ "සම්පීඩකය" (Compressor). මේකේ පොඩි පොඩි පෙති (Blades) පේළි ගොඩක් තියෙනවා. මේවා කැරකිලා අර ඇතුළට ගත්ත වාතය තද කරලා පොඩි ඉඩකට හිර කරනවා. බයිසිකල් පොම්පයකින් හුළං ගහනකොට පොම්පය රත් වෙනවා ඔබ දැකලා ඇති. ඒ සිද්ධාන්තයම මෙතනත් වෙනවා. වාතය තද කරනකොට (Compress කරනකොට) එහි පීඩනය සහ උෂ්ණත්වය ඉහළ යනවා. මේ පීඩනය වැඩි වාතය හරිම වැදගත්. මොකද ඉන්ධන දහනය වෙන්න මේ වගේ තද කරපු වාතය ගොඩක් උදව් වෙනවා.

සම්පීඩකයෙන් තද කරපු වාතය ඊළඟට යන්නේ "දහන කුටීරයට" (Combustion Chamber). මෙතනදී තමයි මේ රත් වුණු, පීඩනය වැඩි වාතයට ඉන්ධන (Jet Fuel) විදින්නේ. කාර් එකක වගේම මුලින්ම ගින්න පත්තු කරන්න ස්පාක් ප්ලග් (Spark plug) එකක් පාවිච්චි කරනවා. හැබැයි ඊට පස්සේ දිගින් දිගටම ගින්න ඇවිලිලා තියෙනවා. මේක හරියට ගිනි මැලයකට හුළං පිබිනවා වගේ වැඩක්. සම්පීඩකය මගින් දිගින් දිගටම "බලගතු වාතය" සපයන නිසා මෙතන ලොකු ශක්තියක් නිපදවෙනවා.

දැන් මේ රත් වුණු වායු ධාරාව වේගයෙන් ගලාගෙන යන්නේ "ටර්බයිනය" (Turbine) දෙසට. මේක එන්ජිම ඇතුලේ තියෙන කුඩා සුළං මෝලක් වගේ දෙයක්. වේගවත් වායු ධාරාව ටර්බයිනයේ පෙති අතරින් යනකොට ඒවා වේගයෙන් කැරකෙනවා. මේ ටර්බයිනය යකඩ ෂාෆ්ට් (Shaft) එකක් මගින් ඉස්සරහ තියෙන සම්පීඩකය (Compressor) සහ ෆෑන් (Fan) එකට සම්බන්ධ වෙලා තියෙන්නේ. ඉතින් ටර්බයිනය කැරකෙනකොට, ඒකෙන් ඉස්සරහ තියෙන ෆෑන් එකත් කැරකෙනවා. ඒක නිසා මේක ස්වයංක්‍රීය චක්‍රයක් බවට පත් වෙනවා. වාතය ඇතුළට එනවා, තද වෙනවා, ඉන්ධන දහනය වෙනවා, ටර්බයිනය කැරකෙනවා, ආයෙත් වාතය ඇදලා ගන්නවා.

මේ හැදෙන ශක්තියෙන් කොටසක් විතරයි ටර්බයිනය කරකවන්න ගන්නේ. ඉතිරි වායු ධාරාව එන්ජිමේ පිටුපස තියෙන "පිටාර නොසලය" (Exhaust Nozzle) හරහා එළියට විසි කරනවා. අපි හුළං පුරවපු බැලුනයක් ගැට ගහන්නේ නැතුව අත ඇරියම ඒක විසි වෙලා යන්නේ, අන්න ඒ වගේ මේ වායු ධාරාව වේගයෙන් පස්සට විසි කරනකොට එන්ජිම (සහ ගුවන් යානය) ඉදිරියට තල්ලු වෙනවා.

දැන් බහුලව පාවිච්චි වෙන "ටර්බෝ ෆෑන්" (Turbofan) එන්ජින් වල, මම කලින් කිව්වා වගේ බලයෙන් වැඩි කොටසක් ලැබෙන්නේ ඉන්ධන දහනයෙන් නෙවෙයි, ඉස්සරහ තියෙන ලොකු ෆෑන් එකෙන් වටේට යවන හුළං (Bypass air) වලින්. මේ නිසා මේ එන්ජින් වල ශබ්දය අඩුයි වගේම ඉන්ධන පිරිමැස්මත් වැඩියි.

එන්ජිම පණ ගන්වන්නේ කොහොමද? එන්ජිම නතර වෙලා තියෙනකොට ඒකට තනියම කැරකෙන්න බෑ. ඒ නිසා ස්ටාටර් මෝටරයක් (Starter motor) මගින් මුලින්ම එන්ජිම කරකවන්න පටන් ගන්නවා. සම්පීඩකය කැරකිලා හුළං ඇදගන්න පටන් ගත්තම, ඉන්ධන ලබා දීලා ගින්න පත්තු කරනවා. ඊට පස්සේ එන්ජිම තනියම දුවන්න පටන් ගන්නවා. නියමුවා කරන්නේ ඉන්ධන ප්‍රමාණය පාලනය කරන එක විතරයි. ඉන්ධන වැඩි කරනකොට වේගය (Thrust) වැඩි වෙනවා.

ටර්බයින් එන්ජින් ගුවන් යානා වලට ගොඩක් යෝග්‍යයි. මොකද ඒවායේ බරට සාපේක්ෂව ලොකු බලයක් නිපදවනවා. කාර් එන්ජිමක වගේ පිස්ටන් උඩ පහල යනවා වෙනුවට, මේකේ කොටස් එක දිගටම කැරකෙන (Rotate) නිසා කම්පනය (Vibration) බොහොම අඩුයි.

ප්‍රධාන කොටස් සාරාංශය:

ෆෑන් (Fan): වාතය ඇතුළට ඇද ගන්නා විශාල පංකාව.

සම්පීඩකය (Compressor): ඇද ගත් වාතය තද කර පීඩනය වැඩි කරන කොටස.

දහන කුටීරය (Combustor): තද කළ වාතයට ඉන්ධන මුසු කර දහනය කරන ස්ථානය.

ටර්බයිනය (Turbine): රත් වූ වාතයෙන් කැරකෙන කොටස (මෙය මගින් ඉදිරිපස ෆෑන් එක කරකවයි).5

පිටාර නොසලය (Nozzle): වාතය වේගයෙන් පිටුපසට විසි කර තෙරපුම ලබා දෙන කොටස.6

Would you like me to write a short version of this for a Facebook or Instagram post, or a kid-friendly explanation you can use in a classroom?