28 मार्च, 2025
इसरो 2000 kN के उच्च प्रणोद वाले अर्धक्रायोजेनिक इंजन या द्रव ऑक्सीजन/केरोसिन इंजन के डिजाइन और विकास में प्रगति कर रहा है, जो एलवीएम3 प्रमोचन यान के अर्धक्रायोजेनिक बूस्टर चरण को शक्ति प्रदान करेगा। अर्धक्रायोजेनिक इंजन विकास कार्यक्रम में पहली बड़ी सफलता 28 मार्च, 2025 को प्राप्त हुई, जब इंजन पावर हेड टेस्ट आर्टिकल (पीएचटीए) का पहला सफल तप्त परीक्षण इसरो नोदन कॉम्प्लेक्स, महेंद्रगिरि, तमिलनाडु में किया गया।
इसरो का द्रव नोदन प्रणाली केंद्र (एलपीएससी) अर्धक्रायोजेनिक प्रणोदन इंजन और चरण विकसित कर रहा है। 2000kN अर्धक्रायोजेनिक इंजन (एसई2000) द्वारा संचालित चरण (एससी120) नीतभार वृद्धि के लिए एलवीएम3 के वर्तमान मुख्य द्रव चरण (एल110) की जगह लेगा और भविष्य के प्रमोचन यानों के बूस्टर चरणों को शक्ति प्रदान करेगा। अर्धक्रायोजेनिक प्रणोदन में गैर विषैले और गैर खतरनाक प्रणोदकों (तरल ऑक्सीजन और केरोसीन) का उपयोग किया जाता है और यह मौजूदा एल110 चरण की तुलना में उच्च प्रदर्शन प्रदान करेगा। एलवीएम3 वाहन में उन्नत क्रायोजेनिक चरण के साथ अर्धक्रायोजेनिक नोदन प्रणाली को शामिल करने से जीटीओ में इसकी नीतभार क्षमता 4 टन से 5 टन तक बढ़ जाती है।
एसई-2000 इंजन की प्रमुख उप-प्रणालियों में प्रणोद कक्ष, पूर्व-ज्वालक, टर्बो पंप प्रणाली, नियंत्रक घटक और स्टार्ट अप प्रणाली शामिल हैं। एसई2000 इंजन 180 बार के उच्च कक्ष दबाव (600 बार तक दबाव पैदा करने वाले प्रणोदक भरिका तंत्र के साथ) और 335s के विशिष्ट आवेग के साथ एक जटिल ऑक्सीकारक समृद्ध चरण प्रज्वलन चक्र के साथ काम करता है। जटिल इंजन हार्डवेयर उच्च तापमान और ऑक्सीकारक समृद्ध प्रज्वलन का सामना करने के लिए विशेष सामग्रियों का उपयोग करता है। हार्डवेयर अंतरिक्ष श्रेणी केरोसिन सहित भारतीय उद्योग के साथ साझेदारी में बनाया गया है। इन उच्च प्रणोद स्तरों में इस इंजन का विकास अत्यधिक चुनौतीपूर्ण है और यह तकनीक बहुत कम देशों के पास उपलब्ध है।
SE2000 Engine
इंजन और चरण को योग्य बनाने के लिए एक परीक्षण सुविधा का निर्माण करना भी उतना ही जटिल और चुनौतीपूर्ण है। इंजन और चरण के परीक्षण हेतु महेंद्रगिरि के इसरो नोदन अनुसंधान परिसर (आईपीआरसी) में जटिल अर्धक्रायोजेनिक एकीकृत इंजन परीक्षण सुविधा (एसआईईटी) की स्थापना की गई थी और इसे 27 फरवरी, 2024 को माननीय प्रधान मंत्री श्री नरेंद्र मोदी द्वारा राष्ट्र को समर्पित किया गया था। यह सुविधा उच्च दबाव पर बड़ी मात्रा में प्रणोदकों और कार्यरत द्रवों के भंडारण और सर्विसिंग की सुविधा प्रदान करती है। परीक्षण स्टैंड की क्षमता को अनेक प्रवाह और प्रज्वलन परीक्षणों के माध्यम से मान्यता प्रदान की जाती है। परीक्षण स्टैंड, जिसमें अनेक परिष्कृत नियंत्रण घटक शामिल हैं, उसका प्रबंधन एक स्वदेशी रूप से विकसित परीक्षण नियंत्रण केंद्र से किया जाता है। अत्याधुनिक पीएलसी-आधारित नियंत्रण प्रणाली और डेटा अधिग्रहण प्रणाली वाली यह सुविधा 2600kn प्रणोद तक के अर्धक्रायोजेनिक इंजनों का परीक्षण करने में सक्षम है।
Semicryogenic Integrated Engine Test facility, IPRC, Mahendragiri
एकीकृत इंजन स्तर के तप्त परीक्षण के संचालन से पहले, पावर हेड टेस्ट आर्टिकल (पीएचटीए) के रूप में नामित मध्यवर्ती विन्यास का निष्पादन मूल्यांकन परीक्षण करने की योजना बनाई गई है, जिसमें प्रणोद कक्ष को छोड़कर सभी इंजन प्रणालियाँ शामिल हैं। आज किया गया तप्त परीक्षण, प्रणोदक भरण प्रणाली के डिज़ाइन को मान्यता प्रदान करने के लिए नियोजित परीक्षणों की शृंखला में ये पहला है, जिसमें निम्न-दबाव और उच्च-दबाव टर्बो-पंप, पूर्व-ज्वालक, स्टार्ट प्रणाली और नियंत्रक घटक शामिल हैं। परीक्षण के लिए सभी उप-प्रणालियों को साकार किया गया और पावर हेड टेस्ट आर्टिकल में एकीकरण से पहले इसे कठोर योग्यता परीक्षण से गुजरना पड़ा।
Power Head Test Article (PHTA)
पीएचटीए का प्रज्वलन अनुक्रम एकल तत्व स्तर में गर्म परीक्षणों की एक शृंखला से प्राप्त किया गया था। पीएचटीए परीक्षण के दौरान सुचारु प्रज्वलन प्रक्रिया सुनिश्चित करने के लिए, एक अन्य परीक्षण पदार्थ, पूर्व-ज्वालक प्रज्वलन परीक्षण पदार्थ (पीआईटीए) को साकार किया गया, जिसमें पूर्व-ज्वालक के साथ-साथ इसकी भरण प्रणाली, स्टार्ट-प्रणाली और संबंधित नियंत्रक घटक शामिल हैं। पीआईटीए का उपयोग करके परीक्षणों की एक शृंखला सफलतापूर्वक पूरी की गई और पावर हेड टेस्ट आर्टिकल के लिए अनुकूलतम स्टार्ट अनुक्रम प्राप्त किया गया।
Pre-burner Ignition Test Article (PITA)
आज के परीक्षण ने 2.5 सेकंड की परीक्षण अवधि में इंजन के सुचारु प्रज्वलन और बूस्ट स्ट्रैप विधा संचालन को प्रदर्शित किया। परीक्षण का उद्देश्य 2.5 सेकंड की छोटी अवधि के लिए तप्त-दाग करके पूर्व-ज्वालक, टर्बो पंप, स्टार्ट प्रणाली और नियंत्रक घटकों जैसे महत्वपूर्ण उप-प्रणालियों के एकीकृत प्रदर्शन को मान्यता प्रदान करना था। परीक्षण पूर्वानुमान के अनुसार आगे बढ़ा और इंजन के सभी प्राचल उम्मीद के अनुरूप थे।
इस सफलता के साथ, इसरो पूर्णतः एकीकृत इंजन के निर्माण से पहले पीएचटीए के प्रदर्शन को और अधिक प्रमाणित करने तथा उसे बेहतर बनाने के लिए परीक्षणों की एक शृंखला की योजना बना रहा है।
PHTA Hot Test