एक छोटे से डिजाइन, हल्का हवाई जहाज की पूंछ

इज़राइल वायगेनस्की को बचपन से ही उड़ान के प्रति जुनून था। एक शौकिया पायलट, वह पहले 16 साल की उम्र में एकल हो गया था। अब लगभग 80 साल की उम्र में, वह अभी भी उड़ता है और रुकने का कोई संकेत नहीं दिखाता है। अपने 50 से अधिक वर्ष के करियर के दौरान, एरिज़ोना विश्वविद्यालय में एयरोस्पेस और मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर, वायगनैंस्की ने अध्ययन किया है कि हवाई जहाज को अधिक कुशल बनाने के लिए वायु प्रवाह और अशांति में कैसे हेरफेर किया जाए।

अगले साल, उनके काम का फल बोइंग के परीक्षण विमान, 757 इकोडेन्स्ट्रेटर पर उड़ान भरेगा। परियोजना इन-फ्लाइट अक्षमता के एक प्रमुख स्रोत पर केंद्रित है: हवाई जहाज की पूंछ। नई पूंछ 37 छोटे स्वीपिंग एयरजेट की एक श्रृंखला को नियुक्त करती है जो कम गति पर या इंजन की विफलता की स्थिति में स्टीयरिंग को नियंत्रित करने में मदद करती है, जब विमान को रखने के लिए पतवार आवश्यक होता है। बोइंग, नासा और कैलटेक के साथ साझेदारी में परीक्षण किए गए डिजाइन से आने वाले दशकों में छोटे, हल्के पूंछ और अधिक ईंधन दक्षता हो सकती है। टीम को अक्टूबर में नासा से ग्रुप अचीवमेंट अवार्ड मिला।

आपके द्वारा बनाए गए प्रदर्शन मॉडल से पता चलता है कि प्लेन टेल्स उनके होने की तुलना में बड़े हैं। ऐसा क्यों है?

ऊर्ध्वाधर पूंछ बहुत बड़ी है; यह लगभग है, कुछ उदाहरणों में, आधा पंख जितना बड़ा। संक्षेप में, यदि कोई हवाई जहाज अपने पूरे जीवन चक्र से गुजरता है, तो कहते हैं, 25 साल, और कभी भी एक इंजन नहीं खोता है - ऐसा होता है, क्योंकि इंजन आज बहुत विश्वसनीय हैं - यह अनिवार्य रूप से बिना किसी अच्छे कारण के जीवन भर इस बड़े ऊर्ध्वाधर स्टेबलाइजर को ले गया। इसके वजन के बारे में सोचो, इसके खींचें। यह हवाई जहाज के ईंधन की खपत में काफी योगदान देता है। यह हमेशा उपयोग किया जाता है, कुछ हद तक, लेकिन इसकी पूरी क्षमता तक नहीं। यदि एक हवाई जहाज एक इंजन नहीं खोता है, तो पूंछ एक महत्वपूर्ण नियंत्रण सतह नहीं है।

इस साल की शुरुआत में, आप हवा-सुरंग परीक्षणों के माध्यम से अपने व्यापक जेट से सुसज्जित एक पूर्ण आकार की पूंछ डालते हैं। यह कैसे हुआ?

मूल रूप से, 37 [व्यापक जेट] एक्ट्यूएटर इस ऊर्ध्वाधर पूंछ में एम्बेडेड थे। यह पता चला कि एक एक्ट्यूएटर भी पूंछ की दक्षता में लगभग 10 प्रतिशत तक सुधार कर सकता है। एक इंच के इस एक एक्ट्यूएटर जेट का क्षेत्रफल, पूरे विंग पर प्रवाह को प्रभावित कर सकता है, जो 370 फीट फीट है। वह एक अद्भुत परिणाम था। मुझे लगता है कि यह परीक्षण और उड़ान साबित होगा।

तो एक हवाई जहाज की पूंछ कितनी छोटी हो सकती है?

परिणाम तुरंत, यह दिखाते हैं कि हम इसे 30 प्रतिशत तक कम कर सकते हैं। यह काफी है। यदि आप एक प्रतिशत के क्रम में ईंधन की खपत पर बचत करते हैं, तो सोचें कि हवाई जहाज के जीवन पर इसका क्या मतलब है। यहां पूरा प्रयोग एक तकनीक को साबित करने और दरवाजे में हमारे पैर को प्राप्त करने के लिए किया गया था, ताकि उद्योग को पता चले कि यहां एक संभावना है कि उन्होंने कभी उपयोग नहीं किया। दूसरे शब्दों में, टूलबॉक्स में एक उपकरण है जो हवाई जहाज के डिजाइन के तरीके को बदल सकता है।

इसलिए एयरफ्लो में एक छोटा सा बदलाव करके, आप स्टीयरिंग या लिफ्ट के परिणाम को प्रभावित कर सकते हैं। यह एक साधारण अवधारणा की तरह लगता है। क्या हासिल करना इतना मुश्किल है?

इस पूरी समस्या में एच्लीस हील एक्टुएटर्स की जटिलता थी जो प्रवाह नियंत्रण प्रदान करते हैं। हमने शुरू में विद्युत चुम्बकीय का उपयोग किया था। लोगों ने पीजोइलेक्ट्रिक का उपयोग किया है। या तो वे भारी हैं या बनाए रखना मुश्किल है। फिर एक छोटे से दोलन जेट एक्ट्यूएटर का उपयोग करने का यह अन्य विचार आया, जो एक ऐसा उपकरण है जिसे संपीड़ित हवा की आवश्यकता होती है। यह किसी भी चलती भागों नहीं है, और यह अनिवार्य रूप से, विंग की सतह में etched हो सकता है।

और आपने पहले इस अवधारणा को अन्य प्रकार के विमानों पर परीक्षण किया है?

हाँ। हमने कुछ अपेक्षाकृत मौलिक प्रवाह पैटर्न की जांच शुरू की, जैसे दो वायु धाराओं का मिश्रण, जो कुछ ऐसा है जिसे आप जेट इंजन के निकास में देख सकते हैं। इसने उस विचार के बड़े और बड़े अनुप्रयोगों को जन्म दिया। उदाहरण के लिए, 2003 में, हमने बेल हेलीकॉप्टर और बोइंग के साथ मिलकर एक हवाई जहाज पर परीक्षण किया, जो कि वी -22 ऑस्प्रे के लिए प्रौद्योगिकी प्रदर्शनकर्ता था। प्रयोगशाला में हमने जो भविष्यवाणी की थी वह काम की है।

यह वी -22 से एक यात्री जेटलाइनर के लिए एक बड़ी छलांग है। आपने वाणिज्यिक उड़ान में परिवर्तन कैसे किया?

हमने सोचा, 'एक नियंत्रण सतह क्या होगी जो महत्वपूर्ण उड़ान नहीं है?' दूसरे शब्दों में, अगर उस नियंत्रण सतह पर कुछ होता है, तो हवाई जहाज अभी भी उड़ सकता है। एक वाणिज्यिक हवाई जहाज पर एक विशिष्ट पूंछ एक ऐसी सतह है। मान लीजिए, एक हवाई जहाज पर एक इंजन क्विट करता है। उस मामले में, पूंछ यह सुनिश्चित करती है कि विमान अभी भी सीधे उड़ान भरने में सक्षम होगा, इस तथ्य के बावजूद कि जोर अब सममित नहीं है।

क्या पूंछ के अलावा अन्य स्थानों पर एयरजेट की प्रणाली का उपयोग किया जा सकता है?

अरे हां। ठीक ठीक। [यह प्रदर्शन] सिर्फ लोगों को यह समझाने के लिए था कि यह कुछ हम कोशिश कर सकते हैं। यह हवाई जहाज के भविष्य के डिजाइन के लिए बहुत कुछ कर सकता है। यह संभवतः पंखों को आगे पीछे कर सकता है, और यह ड्रैग की वृद्धि के बिना गति बढ़ा सकता है। कल्पना कीजिए कि आप एक हवाई जहाज के साथ अटलांटिक को पार करते हैं जो समान मात्रा में ईंधन की खपत करता है, लेकिन आप उड़ान के एक घंटे और आधा बचाते हैं। कॉनकॉर्ड को छोड़कर, हम 50 वर्षों से समान गति के साथ अटके हुए हैं।

वाणिज्यिक एयरलाइनर कंपनियां रूढ़िवादी हैं, अच्छे कारण के साथ। इसलिए नई प्रौद्योगिकियों को जिस दर से अपनाया जाता है वह अपेक्षाकृत धीमी है।

बहुत, बहुत धीमा। यदि आप एक विशेषज्ञ नहीं हैं, तो आप आज के हवाई जहाज को देखते हैं और आप 1950 के दशक के उत्तरार्ध में उड़ान भरने वाले व्यावसायिक जेट विमान को देखते हैं, और आपको कुछ भी अलग देखने के लिए कड़ी मेहनत करनी होगी। राइट ब्रदर्स को बने 100 साल से ज्यादा हो चुके हैं। पहले 50 वर्षों में, राइट फ्लायर से 707 तक जबरदस्त परिवर्तन हुआ। 707 से आज तक, हाँ, वायुगतिकी के संदर्भ में सुधार है, लेकिन यह बहुत स्पष्ट नहीं है। आज, हम उसी गति से उड़ते हैं जो हम 1960 में उड़ रहे थे। ईंधन की दक्षता है, और इसी तरह, लेकिन, मौलिक रूप से, लोग कहते हैं, 'ठीक है, वैमानिकी एक सूर्यास्त विज्ञान है। हमें अब कुछ भी नया नहीं दिख रहा है। '

और यहाँ, आप मानते हैं कि आपके पास कुछ नया है?

मुझे विश्वास है कि हम करते हैं।