ایک صدی سے زیادہ عرصے سے، اسپارک پلگ نے ایندھن-ہوا کے مرکب کو بھڑکانے کا ایک آسان اور قابل اعتماد طریقہ فراہم کیا ہے۔ لیکن جیسے جیسے دہن کے نظام کی طرف بڑھتے ہیں۔دبلے پتلے مرکب، زیادہ دباؤ، متبادل ایندھن اور زیادہ کام کرنے والے حالات, انجینئرز زیادہ قریب سے دیکھ رہے ہیں کہ اگنیشن خود دہن کی کارکردگی کو کیسے متاثر کر سکتا ہے۔
یہ وہ جگہ ہے۔ لیزر اگنیشندلچسپ ہو جاتا ہے.
فکسڈ الیکٹروڈز کے درمیان برقی مادہ پیدا کرنے کے بجائے، لیزر اگنیشن توانائی کو براہ راست آتش گیر مرکب میں جمع کرنے کے لیے فوکسڈ لیزر پلس کا استعمال کرتی ہے۔ نقطہ نظر میں زیادہ لچک فراہم کر سکتا ہے۔اگنیشن کا مقام، وقت اور توانائی کی ترسیلاسے جدید گیس انجنوں، گیس ٹربائنز، پروپلشن سسٹمز اور کمبشن ریسرچ کے لیے پرکشش بناتا ہے۔
انجینئر اسپارک پلگ سے آگے کیوں دیکھ رہے ہیں؟
روایتی چنگاری پلگ بہت پختہ ہوتے ہیں، لیکن ان کا الیکٹروڈ-بیسڈ ڈیزائن دہن کے مطالبے کے حالات میں عملی حدود پیدا کرتا ہے۔
ایک برقی چنگاری کو ایک مقررہ الیکٹروڈ خلا کو ختم کرنا چاہیے۔ جیسے جیسے دہن کا دباؤ بڑھتا ہے یا مرکب تیزی سے دبلا یا پتلا ہوتا جاتا ہے، مسلسل اگنیشن حاصل کرنا زیادہ مشکل ہو جاتا ہے۔ الیکٹروڈز بھی وقت کے ساتھ پہنتے ہیں اور جسمانی طور پر اس بات کو روکتے ہیں کہ اگنیشن کا ذریعہ کہاں رکھا جا سکتا ہے۔
لیزر اگنیشن مسئلے کو مختلف طریقے سے دیکھتا ہے۔
لیزر-حوصلہ افزائی چنگاری اگنیشن میں، ایک مختصر، زیادہ-شدت والی نبض آتش گیر مرکب میں مرکوز ہوتی ہے۔ کافی نظری شدت پر، مقامی خرابی ایک پلازما خطہ بنا سکتی ہے جو آس پاس کی گیس کو تیزی سے گرم کرتا ہے اور شعلہ دانا شروع کرتا ہے۔
اہم فرق صرف یہ نہیں ہے کہ لیزر دوسری قسم کی چنگاری پیدا کرتا ہے۔ یہ بدل جاتا ہے۔اگنیشن توانائی کہاں اور کیسے پہنچائی جا سکتی ہے۔.
چونکہ اگنیشن پوائنٹ کا تعین الیکٹروڈ گیپ کی پوزیشن کے بجائے آپٹیکل طور پر کیا جاتا ہے، انجینئرز چیمبر کے اندر یا مقامی ایندھن کے ارتکاز، بہاؤ کے میدان اور دہن کی حکمت عملی کے مطابق منتخب کردہ مقامات پر اگنیشن کی گہرائی سے تحقیقات کر سکتے ہیں۔
لیزر-بیسڈ سسٹمز کو ایک سے زیادہ اگنیشن پوائنٹس کے ارد گرد بھی ڈیزائن کیا جا سکتا ہے، ممکنہ طور پر ایک ہی شعلے کے فرنٹ پر انحصار کرنے کے بجائے کئی شعلے دانے بنا سکتے ہیں۔
دبلی پتلی دہن ایک اہم موقع ہے۔
دبلی پتلی دہن پرکشش ہے کیونکہ ایندھن کی نسبت زیادہ ہوا کے ساتھ کام کرنا مناسب حالات میں اعلی کارکردگی اور کم دہن درجہ حرارت کو سہارا دے سکتا ہے۔
چیلنج مستحکم اگنیشن کو برقرار رکھنا ہے کیونکہ مرکب دبلا ہو جاتا ہے۔
سست شعلے کی نشوونما، سائیکل-سے-سائیکل کی مختلف حالتوں اور غلط آگ لگنے کی آپریٹنگ حد کے قریب تیزی سے اہم ہو سکتے ہیں۔ اس وجہ سے، جدید اگنیشن سسٹمز کو مفید دہن کے لفافے کو بڑھانے کے طریقے کے طور پر چھان بین کی جا رہی ہے۔
امریکی محکمہ توانائی اور ارگون نیشنل لیبارٹری پروگرام نے چھ-سلنڈر قدرتی-گیس انجن پر لیزر اگنیٹر کا مظاہرہ کیا۔ رپورٹ شدہ ٹیسٹ کے حالات کے تحت، پروجیکٹ نے حاصل کیا aچنگاری اگنیشن کے مقابلے میں 2.6-فیصد پوائنٹ کی کارکردگی کا فائدہ. اسی پروگرام نے انجینئرنگ کے اہم چیلنجوں کے طور پر اگنیٹر کی پائیداری اور آپٹیکل فاؤلنگ جیسے مسائل کی بھی نشاندہی کی۔ ()
نتیجہ کو ہر انجن کے لیے کارکردگی میں بہتری کی ضمانت کے طور پر نہیں سمجھا جانا چاہیے۔ زیادہ اہم بات یہ ہے کہ یہ ظاہر کرتا ہے کہ اگنیشن ٹیکنالوجی دہن شروع کرنے کے لیے درکار جزو کے بجائے دہن-نظام کی اصلاح کا ایک فعال حصہ بن سکتی ہے۔
اگنیشن مقام ایک ڈیزائن متغیر بن جاتا ہے۔
ایک کمبوسٹر کے اندر، ایندھن کا ارتکاز، ہنگامہ خیزی، درجہ حرارت، دباؤ اور بہاؤ کی رفتار ایک جگہ سے دوسری جگہ کافی حد تک مختلف ہو سکتی ہے۔
ایک روایتی چنگاری پلگ اگنیشن کا ذریعہ رکھتا ہے جہاں ہارڈ ویئر کو جسمانی طور پر انسٹال کیا جاسکتا ہے۔ لیزر اگنیشن انجینئرز کو یہ تحقیق کرنے کی مزید آزادی دیتا ہے کہ اگنیشن دراصل کہاں ہونا چاہیے۔
NASA-معاون گیس-ٹربائن کا کام ایک مفید مثال فراہم کرتا ہے۔ ٹیسٹ کا موازنہ aروایتی الیکٹروڈ اگنیٹر کے ساتھ لیزر آپٹیکل اگنیٹراور کمبوسٹر کے اندر مختلف محوری، شعاعی اور طواف کی پوزیشنوں پر لیزر اگنیشن کا جائزہ لیا۔ پروگرام کے دوران 200 سے زیادہ لیزر لائٹ-آف ایونٹس رپورٹ ہوئے۔ ()
کمبشن انجینئرز کے لیے، اس کا مطلب ہے کہ اگنیشن لوکیشن فیول انجیکشن، ایئر فلو اور چیمبر جیومیٹری کے ساتھ ایک اور ڈیزائن پیرامیٹر بن سکتا ہے۔
انجنوں سے آگے: پروپلشن سسٹمز میں لیزر اگنیشن
راکٹ اور خلائی جہاز کے پروپلشن کے لیے لیزر اگنیشن کی بھی چھان بین کی جا رہی ہے۔
ایک خاص طور پر دلچسپ سمت ہےدور دراز آپٹیکل ترسیل. ہر دہن چیمبر کے ساتھ براہ راست ایک مکمل لیزر ذریعہ نصب کرنے کے بجائے، آپٹیکل فائبر ممکنہ طور پر لیزر توانائی کو مرکزی ذریعہ سے مختلف اگنیشن مقامات پر تقسیم کر سکتے ہیں۔
DLR کے زیرقیادت ایک ESA-معاون پروجیکٹ نے آپٹیکل فائبر-لانچر ری ایکشن کے لیے بیسڈ اگنیشن-کنٹرول سسٹم کی تحقیقات کی۔ ایک مقصد یہ اندازہ لگانا تھا کہ آیا سنگل کور لیزر کو آپٹیکل فائبر کے ذریعے ملٹی پلیکس کیا جا سکتا ہے ایک سے زیادہ تھرسٹرس، ممکنہ طور پر اضافی اگنیشن-سسٹم ماس کو کم کر کے لانچر کے انضمام میں زیادہ لچک فراہم کرتا ہے۔ ()
DLR بھی ترقی کر رہا ہے۔ملٹی پلیکس لیزر اگنیشن سسٹم (MLIS)دوبارہ قابل استعمال راکٹ-انجن کے تصورات کے لیے، تحقیق کے ساتھ جس کا مقصد بالآخر ایک اگنیشن سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے کئی کمبشن چیمبرز کو بھڑکانا ہے۔ ()
یہ پیش رفت واضح کرتی ہے کہ لیزر اگنیشن کہاں خاص طور پر دلچسپ ہے۔بار بار شروع، تقسیم شدہ اگنیشن یا ریموٹ توانائی کی ترسیلسسٹم-سطح کے فوائد فراہم کریں۔
اگنیشن کے لیے لیزر پیرامیٹرز کیا اہمیت رکھتے ہیں؟
اگنیشن پروجیکٹ کے لیے لیزر کا انتخاب صرف اعلیٰ اوسط پاور کو منتخب کرنے کا معاملہ نہیں ہے۔
لیزر اگنیشن بنیادی طور پر ہے۔نبض شدہ-توانائی کا اطلاق، اور متعدد پیرامیٹرز کا ایک ساتھ جائزہ لینا ضروری ہے۔
نبض کی توانائی
لیزر پلس کو فوکل ریجن میں کافی توانائی فراہم کرنی چاہیے تاکہ اصل دباؤ، ایندھن اور مکسچر کے حالات میں مطلوبہ اگنیشن میکانزم کی مدد کی جا سکے۔
اعلی نبض کی توانائی خود بخود بہتر نہیں ہے۔ مناسب قدر دہن کے دباؤ، مرکب کی ساخت، فوکسنگ جیومیٹری اور مطلوبہ اگنیشن کی وشوسنییتا پر منحصر ہے۔
نبض کا دورانیہ
نبض کا دورانیہ چوٹی کی طاقت اور آپٹیکل شدت کو متاثر کرتا ہے جو فوکل پوائنٹ پر پیدا کی جا سکتی ہے۔
بہت سے لیزر-متاثر بریک ڈاؤن اسٹڈیز میں مختصر لیزر دالیں استعمال ہوتی ہیں کیونکہ پلازما کو مؤثر طریقے سے بنانے کے لیے اعلیٰ چوٹی کی شدت کی ضرورت ہوتی ہے۔ زیادہ سے زیادہ نبض کا دورانیہ، تاہم، اگنیشن میکانزم اور مکمل نظری نظام پر منحصر ہے۔
طول موج
طول موج آپٹیکل-اجزاء کے انتخاب، بیم کی ترسیل اور دہن کے ماحول کے ساتھ تعامل کو متاثر کرتی ہے۔
اس لیے مختلف لیزر آرکیٹیکچرز اس بات پر منحصر ہو سکتے ہیں کہ آیا نظام براہ راست مفت-سپیس ڈیلیوری، آپٹیکل ونڈوز، فائبرز یا کوئی اور آپٹیکل کنفیگریشن استعمال کرتا ہے۔
بیم کوالٹی اور فوکسنگ
نبض کی کافی توانائی کا ہونا کامیاب اگنیشن کی ضمانت نہیں دیتا ہے اگر اس توانائی کو مؤثر طریقے سے مرکوز نہیں کیا جاسکتا ہے۔
بیم کا معیار، فوکسنگ آپٹکس اور فوکل-اسپاٹ کی خصوصیاتاس بات کا تعین کریں کہ اگنیشن پوائنٹ پر کتنی نظری شدت پیدا کی جا سکتی ہے۔ ونڈو کی حالت، سیدھ اور آپٹیکل نقصانات کو لیزر تفصیلات کے ساتھ مل کر غور کرنا ضروری ہے۔
تکرار کی شرح اور وقت
لیزر کو انجن، کمبسٹر یا پروپلشن سسٹم کے لیے درکار فریکوئنسی پر دالیں فراہم کرنی چاہیے۔
بالکل اسی طرح اہم بات یہ ہے کہ ہر نبض کو دہن کے چکر کے ساتھ مطابقت پذیر ہونا چاہیے یا ترتیب شروع ہونا چاہیے۔ عملی نظاموں میں، الیکٹرانک کنٹرول فن تعمیر کے ساتھ انضمام اس لیے اتنا ہی اہم ہو سکتا ہے جتنا کہ خود لیزر۔
نبض-سے-نبض کا استحکام
لیبارٹری کا تجربہ ایک واحد کامیاب اگنیشن واقعہ کا مظاہرہ کرسکتا ہے، لیکن آپریشنل سسٹم کو اس واقعہ کو بار بار دوبارہ پیش کرنا چاہیے۔
پلس-طویل دورانیے کے انجن کی جانچ، بار بار شروع ہونے اور ہائی-سائیکل آپریشن کے دوران توانائی کا استحکام خاص طور پر اہم ہو جاتا ہے۔ اس لیے انجینئرز کو نہ صرف برائے نام نبض کی توانائی کا جائزہ لینا چاہیے بلکہ یہ بھی جانچنا چاہیے کہ وقت کے ساتھ ساتھ لیزر اس توانائی کو کتنی مستقل مزاجی سے برقرار رکھتا ہے۔
بیم کی ترسیل اور آپریٹنگ ماحول
لیزر کا ذریعہ بالآخر ایک مکمل اگنیشن سسٹم کے حصے کے طور پر کام کرتا ہے۔
درخواست پر منحصر ہے، انضمام کو حل کرنے کی ضرورت ہو سکتی ہے:
- آپٹیکل-ونڈو آلودگی
- مکینیکل سیدھ اور کمپن
- تھرمل ماحول
- دہن کا دباؤ
- فائبر یا مفت-خلائی بیم کی ترسیل
- دستیاب تنصیب کی جگہ
- طویل-آپٹیکل ٹرانسمیشن
Q-سوئچ ٹھوس-اسٹیٹ لیزرز، بشمولاین ڈی سسٹمزلیزر-اگنیشن ریسرچ میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے؛ NASA کے تجربات، مثال کے طور پر، لیزر-حوصلہ افزائی اگنیشن اسٹڈیز کے لیے pulsed Nd ذرائع استعمال کرتے ہیں۔ ()
کسی OEM یا دہن کے تحقیقی منصوبے کے لیے، کلیدی سوال یہ نہیں ہے کہ:
"لیزر کتنا طاقتور ہے؟"
یہ ہے:
"کیا لیزر دہن کے حقیقی حالات میں مطلوبہ جگہ پر مطلوبہ نبض بار بار پہنچا سکتا ہے؟"
لیزر اگنیشن کو اب بھی کیا ہے؟
لیزر اگنیشن اہم انجینئرنگ لچک پیش کرتا ہے، لیکن یہ روایتی چنگاری اگنیشن کا عالمگیر متبادل نہیں ہے۔
عملی چیلنجز اب بھی شامل ہیں۔سسٹم کی لاگت، آپٹیکل الائنمنٹ، وائبریشن ریزسٹنس، تھرمل مینجمنٹ، آپٹیکل-کھڑکیوں کی آلودگی اور طویل-جزو کی پائیداری.
لیبارٹری کے مظاہرے سے انجن-تیار نظام میں منتقلی خاص طور پر مطالبہ کرتی ہے۔ ایک نظری انتظام جو ٹیسٹ بینچ پر کام کرتا ہے، کمپن، درجہ حرارت کی تبدیلیوں، دباؤ کے چکروں اور دہن کے ذخائر کے سامنے رہتے ہوئے سیدھ میں اور مستحکم رہنا چاہیے۔
اس سے یہ سمجھانے میں مدد ملتی ہے کہ لیزر اگنیشن اس وقت سب سے زیادہ مجبور کیوں ہے جہاں اس کی اضافی صلاحیتیں ایک مخصوص مسئلہ کو حل کرتی ہیں جسے روایتی اگنیشن اتنی آسانی سے حل نہیں کر سکتی۔
اگنیشن جزو سے لے کر کمبسشن کنٹرول تک
لیزر اگنیشن کی طویل مدتی اہمیت چنگاری پلگ کا غائب ہونا نہیں ہو سکتی۔
اس کی زیادہ قیمت انجینئرز دینے کا امکان ہے۔اگنیشن ایونٹ خود پر زیادہ کنٹرول.
اگنیشن پوزیشن کو ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے. ایک سے زیادہ شعلہ دانا کی کھوج کی جا سکتی ہے۔ آپٹیکل توانائی کو دور سے پہنچایا جا سکتا ہے۔ دبلی پتلی، ہائی-دباؤ اور خصوصی دہن کے نظاموں کی تحقیقات مکمل طور پر ایک فکسڈ الیکٹروڈ ڈسچارج پر کیے بغیر کی جا سکتی ہیں۔
یہی وجہ ہے کہ لیزر اگنیشن بھر میں دلچسپی کو اپنی طرف متوجہ کرتی رہتی ہے۔قدرتی-گیس انجن، گیس ٹربائن، جدید دہن کی تحقیق اور ایرو اسپیس پروپلشن.
جیسے جیسے دہن کے نظام کا مطالبہ زیادہ ہوتا جا رہا ہے، اگنیشن محض ایک جزو کے بجائے تیزی سے انجینئرنگ متغیر بنتا جا رہا ہے۔
اکثر پوچھے گئے سوالات
لیزر اگنیشن اور اسپارک پلگ اگنیشن میں کیا فرق ہے؟
ایک چنگاری پلگ فکسڈ الیکٹروڈ کے درمیان برقی مادہ کے ذریعے دہن کا آغاز کرتا ہے۔ لیزر اگنیشن آتش گیر مرکب میں آپٹیکل طور پر منتخب کردہ پوزیشن پر توانائی جمع کرنے کے لیے فوکسڈ لیزر پلس کا استعمال کرتی ہے۔ یہ الیکٹروڈ-مفت اگنیشن اور اگنیشن کے مقام کے انتخاب میں زیادہ لچک فراہم کرتا ہے، جبکہ مناسب نظام تعمیرات متعدد اگنیشن پوائنٹس کو بھی سپورٹ کر سکتے ہیں۔
لیزر اگنیشن کی بنیادی حدود کیا ہیں؟
کلیدی چیلنجوں میں لیزر-سسٹم کی لاگت، آپٹیکل-ونڈو آلودگی، سیدھ میں استحکام، کمپن، تھرمل مینجمنٹ، اجزاء کی پائیداری اور انضمام کی پیچیدگی شامل ہیں۔ ان کی اہمیت لیبارٹری دہن کی تحقیق، اسٹیشنری انجن، گیس ٹربائنز اور ایرو اسپیس پروپلشن سسٹم کے درمیان نمایاں طور پر مختلف ہوتی ہے۔
لیزر اگنیشن کے لیے کس قسم کے لیزر استعمال کیے جاتے ہیں؟
بہت سے تجرباتی لیزر-اگنیشن سسٹم استعمال کر چکے ہیں۔Q-سوئچڈ ٹھوس-اسٹیٹ لیزرز جیسے Nd لیزر. تاہم، کوئی عالمگیر لیزر تصریح نہیں ہے۔ مناسب ذریعہ مطلوبہ نبض کی توانائی، نبض کی مدت، طول موج، تکرار کی شرح، شہتیر کا معیار، توجہ مرکوز کرنے کے حالات، دہن کے دباؤ اور نظام کے فن تعمیر پر منحصر ہے۔
آپ کے اگنیشن پروجیکٹ کے لیے لیزر ماخذ کی تلاش کر رہے ہیں؟
لیزر اگنیشن سسٹم تیار کرنا؟ ہمیں اپنا بھیجیں۔ایندھن کی قسم، دہن کا دباؤ، مطلوبہ نبض کی توانائی، نبض کا دورانیہ، تکرار کی شرح، طول موج اور انضمام کی شرائط.
ہماری انجینئرنگ ٹیم آپ کی ضروریات کا جائزہ لے سکتی ہے اور کسی مناسب پر بات کر سکتی ہے۔آپ کے دہن یا اگنیشن پروجیکٹ کے لیے پلسڈ لیزر ذریعہ.