Airplane Information in Hindi हवाई जहाज, जिसे एयरप्लेन या विमान भी कहा जाता है, फिक्स्ड-विंग एयरक्राफ्ट का कोई भी वर्ग जो हवा से भारी होता है, स्क्रू प्रोपेलर या उच्च-वेग जेट द्वारा चलाया जाता है, और इसके पंखों के खिलाफ हवा की गतिशील प्रतिक्रिया द्वारा समर्थित होता है। हवाई जहाज के विकास और नागरिक उड्डयन के आगमन के विवरण के लिए उड़ान का इतिहास देखें।
एक हवाई जहाज के आवश्यक घटक उड़ान में इसे बनाए रखने के लिए एक पंख प्रणाली हैं, पंखों को स्थिर करने के लिए पूंछ की सतहें, उड़ान में विमान के रवैये को नियंत्रित करने के लिए जंगम सतहें, और वाहन को धक्का देने के लिए आवश्यक जोर प्रदान करने के लिए एक बिजली संयंत्र वायु। जमीन पर आराम करने और टेकऑफ़ और लैंडिंग के दौरान विमान को सहारा देने के लिए प्रावधान किया जाना चाहिए। अधिकांश विमानों में चालक दल, यात्रियों और कार्गो को रखने के लिए एक संलग्न निकाय (धड़) होता है; कॉकपिट वह क्षेत्र है जहां से पायलट विमान को उड़ाने के लिए नियंत्रण और उपकरणों का संचालन करता है।
हवाई जहाज, फिक्स्ड-विंग एयरक्राफ्ट जो हवा से भारी होता है, स्क्रू प्रोपेलर या उच्च-वेग जेट द्वारा चलाया जाता है, और इसके पंखों के खिलाफ हवा की गतिशील प्रतिक्रिया द्वारा समर्थित होता है। एक हवाई जहाज के आवश्यक घटक शरीर या फ्यूजलेज, एक उड़ान-निरंतर पंख प्रणाली, पूंछ सतहों को स्थिर करने, ऊँचाई-नियंत्रण उपकरण जैसे पतवार, एक जोर प्रदान करने वाला शक्ति स्रोत और एक लैंडिंग समर्थन प्रणाली है। 1840 के दशक की शुरुआत में, कई ब्रिटिश और फ्रांसीसी आविष्कारकों ने इंजन-संचालित विमानों के लिए डिजाइन तैयार किए, लेकिन पहली संचालित, निरंतर और नियंत्रित उड़ान केवल 1903 में विल्बर और ऑरविल राइट द्वारा हासिल की गई। बाद में जेट के विकास से हवाई जहाज का डिजाइन प्रभावित हुआ। इंजन; अधिकांश हवाई जहाजों में आज एक लंबा नाक खंड होता है, विमान के मध्य भाग के पीछे जेट इंजन के साथ स्वेप्ट-बैक पंख और एक पूंछ स्थिरीकरण खंड होता है। अधिकांश हवाई जहाजों को जमीन से संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है; सीप्लेन को पानी पर नीचे छूने के लिए अनुकूलित किया जाता है, और वाहक-आधारित विमानों को हाई-स्पीड शॉर्ट टेकऑफ़ और लैंडिंग के लिए संशोधित किया जाता है। एयरफ़ॉइल भी देखें; उड्डयन; ग्लाइडर; हेलीकॉप्टर।
विमान उड़ान और संचालन के सिद्धांत (Principles of aircraft flight and operation)
सीधी-और-स्तरीय अत्वरित उड़ान में एक विमान पर चार बल कार्य करते हैं। (फ्लाईट को मोड़ने, गोता लगाने या चढ़ने में, अतिरिक्त बल काम में आते हैं।) ये बल लिफ्ट हैं, एक ऊपर की ओर काम करने वाला बल; खींचें, हवा के माध्यम से चलने वाले विमान के उठाने और घर्षण के प्रतिरोध का एक मंदक बल; वजन, विमान पर गुरुत्वाकर्षण का नीचे का प्रभाव; और थ्रस्ट, प्रणोदन प्रणाली द्वारा प्रदान किया गया अग्र-अभिनय बल (या, शक्तिहीन विमान के मामले में, ऊंचाई को गति में अनुवाद करने के लिए गुरुत्वाकर्षण का उपयोग करके)। ड्रैग और वेट एक विमान सहित किसी भी वस्तु में निहित तत्व हैं। लिफ्ट और थ्रस्ट कृत्रिम रूप से बनाए गए तत्व हैं जो किसी विमान को उड़ान भरने में सक्षम बनाते हैं।
लिफ्ट को समझने के लिए सबसे पहले एक एयरफ़ॉइल की समझ की आवश्यकता होती है, जो एक ऐसी संरचना है जिसे इसकी सतह पर उस हवा से प्रतिक्रिया प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जिसके माध्यम से यह चलती है। शुरुआती एयरफ़ॉइल्स में आमतौर पर थोड़ी घुमावदार ऊपरी सतह और एक सपाट अंडरसफ़ेस की तुलना में थोड़ा अधिक था। वर्षों से, बदलती जरूरतों को पूरा करने के लिए एयरफॉइल्स को अनुकूलित किया गया है। 1920 के दशक तक, एयरफ़ॉइल्स में आमतौर पर एक गोल ऊपरी सतह होती थी, जिसमें कॉर्ड (चौड़ाई) के पहले तीसरे भाग में सबसे बड़ी ऊँचाई होती थी। समय के साथ, ऊपरी और निचली दोनों सतहें अधिक या कम डिग्री तक घुमावदार हो गईं, और एयरफॉइल का सबसे मोटा हिस्सा धीरे-धीरे पीछे की ओर चला गया। जैसे-जैसे एयरस्पीड बढ़ी, सतह पर हवा के एक बहुत ही सुगम मार्ग की आवश्यकता थी, जिसे लैमिनार-फ्लो एयरफॉइल में हासिल किया गया था, जहां कैम्बर समकालीन अभ्यास से कहीं अधिक पीछे था। सुपरसोनिक विमानों को एयरफ़ॉइल के आकार में और भी अधिक कठोर परिवर्तनों की आवश्यकता होती है, कुछ पूर्व में एक पंख से जुड़े गोलाई को खो देते हैं और एक डबल-वेज आकार रखते हैं।
हवा में आगे बढ़ने से, विंग का एयरफॉइल अपनी सतह से गुजरने वाली हवा से उड़ान के लिए उपयोगी प्रतिक्रिया प्राप्त करता है। (उड़ान में विंग का एयरफॉइल सामान्य रूप से लिफ्ट की सबसे बड़ी मात्रा का उत्पादन करता है, लेकिन प्रोपेलर, टेल सरफेस और फ्यूजलेज भी एयरफॉइल के रूप में कार्य करते हैं और अलग-अलग मात्रा में लिफ्ट उत्पन्न करते हैं।) 18 वीं शताब्दी में स्विस गणितज्ञ डैनियल बर्नौली ने पाया कि, यदि एक एयरफॉइल के एक निश्चित बिंदु पर हवा का वेग बढ़ जाता है, हवा का दबाव कम हो जाता है। विंग के एयरफ़ॉइल की घुमावदार ऊपरी सतह पर बहने वाली हवा नीचे की सतह पर बहने वाली हवा की तुलना में तेज़ी से चलती है, जिससे ऊपर का दबाव कम हो जाता है। नीचे से उच्च दबाव पंख को निचले दबाव क्षेत्र तक धकेलता (उठाता) है। इसके साथ ही पंख के नीचे की ओर बहने वाली हवा को नीचे की ओर विक्षेपित किया जाता है, जिससे न्यूटोनियन समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है और कुल लिफ्ट में योगदान होता है।
एक एयरफ़ॉइल उत्पन्न करने वाली लिफ्ट भी इसके “हमले के कोण” से प्रभावित होती है – अर्थात, हवा के सापेक्ष इसका कोण। लिफ्ट और हमले के कोण दोनों तुरंत हो सकते हैं, अगर मोटे तौर पर, एक चलती ऑटोमोबाइल की खिड़की से अपना हाथ पकड़कर प्रदर्शित किया जाता है। जब हाथ हवा के सामने सपाट हो जाता है, तो बहुत अधिक प्रतिरोध महसूस होता है और थोड़ा “लिफ्ट” उत्पन्न होता है, क्योंकि हाथ के पीछे एक अशांत क्षेत्र होता है। लिफ्ट और ड्रैग का अनुपात कम है। जब हाथ को हवा के समानांतर रखा जाता है, तो बहुत कम खिंचाव होता है और मध्यम मात्रा में लिफ्ट उत्पन्न होती है, विक्षोभ सुचारू हो जाता है, और लिफ्ट और ड्रैग का बेहतर अनुपात होता है। हालांकि, अगर हाथ को थोड़ा घुमाया जाता है ताकि उसके आगे के किनारे को हमले के उच्च कोण पर उठाया जा सके, लिफ्ट की पीढ़ी बढ़ जाएगी। लिफ्ट-टू-ड्रैग अनुपात में यह अनुकूल वृद्धि हाथ को ऊपर और ऊपर “उड़ान” करने की प्रवृत्ति पैदा करेगी। स्पीड जितनी ज्यादा होगी, लिफ्ट और ड्रैग भी उतना ही ज्यादा होगा। इस प्रकार, कुल लिफ्ट एयरफ़ॉइल के आकार, हमले के कोण और उस गति से संबंधित है जिसके साथ पंख हवा से गुजरता है।
वजन एक बल है जो लिफ्ट के विपरीत कार्य करता है। डिजाइनर इस प्रकार विमान को जितना संभव हो उतना हल्का बनाने का प्रयास करते हैं। क्योंकि सभी विमान डिजाइनों में विकास प्रक्रिया के दौरान वजन में वृद्धि की प्रवृत्ति होती है, आधुनिक एयरोस्पेस इंजीनियरिंग कर्मचारियों के पास डिजाइन की शुरुआत से ही वजन नियंत्रित करने के क्षेत्र में विशेषज्ञ होते हैं। इसके अलावा, पायलटों को कुल वजन को नियंत्रित करना चाहिए जो एक विमान को ले जाने की अनुमति है (यात्रियों, ईंधन और माल में) राशि और स्थान दोनों में। वजन का वितरण (यानी, विमान के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र का नियंत्रण) वायुगतिकीय रूप से उतना ही महत्वपूर्ण है जितना वजन ले जाया जा रहा है।
थ्रस्ट, फॉरवर्ड-एक्टिंग फोर्स, ड्रैग का विरोध करता है क्योंकि लिफ्ट वजन का विरोध करती है। वायुयान की गति से अधिक वेग से परिवेशी वायु के द्रव्यमान को गति देकर जोर प्राप्त किया जाता है; विमान के आगे बढ़ने के लिए समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है। प्रत्यागामी या टर्बोप्रॉप-संचालित विमान में, प्रणोदक के घूर्णन के कारण प्रणोदक बल से निकलने वाला जोर निकास द्वारा प्रदान किए गए अवशिष्ट जोर के साथ होता है। एक जेट इंजन में, थ्रस्ट टर्बाइन कंप्रेसिंग एयर के घूर्णन ब्लेड के प्रणोदन बल से उत्पन्न होता है, जो तब पेश किए गए ईंधन के दहन द्वारा विस्तारित होता है और इंजन से समाप्त हो जाता है। रॉकेट से चलने वाले विमान में, रॉकेट प्रणोदक के जलने की समान और विपरीत प्रतिक्रिया से जोर उत्पन्न होता है। एक सेलप्लेन में, मैकेनिकल, भौगोलिक, या थर्मल तकनीकों द्वारा प्राप्त ऊंचाई गुरुत्वाकर्षण के माध्यम से गति में अनुवादित होती है।
थ्रस्ट के लगातार विरोध में कार्य करना ड्रैग है, जिसके दो तत्व हैं। परजीवी ड्रैग वह है जो फार्म प्रतिरोध (आकार के कारण), त्वचा घर्षण, हस्तक्षेप, और अन्य सभी तत्वों के कारण होता है जो लिफ्ट में योगदान नहीं दे रहे हैं; प्रेरित ड्रैग वह है जो लिफ्ट की पीढ़ी के परिणामस्वरूप बनाया गया है।
एयरस्पीड बढ़ने पर परजीवी ड्रैग बढ़ जाता है। अधिकांश उड़ानों के लिए यह वांछनीय है कि सभी ड्रैग को कम से कम किया जाए, और इस कारण से जितना संभव हो उतना ड्रैग-इंडेंटिंग स्ट्रक्चर को समाप्त करके विमान के रूप को सुव्यवस्थित करने पर काफी ध्यान दिया जाता है (जैसे, कॉकपिट को एक चंदवा के साथ घेरना, फ्लश रिवेटिंग, और पेंटिंग और पॉलिशिंग सतहों का उपयोग करके लैंडिंग गियर को वापस लेना)। ड्रैग के कुछ कम स्पष्ट तत्वों में धड़ और पंख, इंजन, और पेंनेज सतहों के सापेक्ष स्वभाव और क्षेत्र शामिल हैं; पंखों और पूंछ की सतहों का चौराहा; संरचना के माध्यम से हवा का अनजाने में रिसाव; ठंडा करने के लिए अतिरिक्त हवा का उपयोग; और व्यक्तिगत आकृतियों का उपयोग जो स्थानीय वायु प्रवाह अलगाव का कारण बनता है।
प्रेरित ड्रैग हवा के उस तत्व के कारण होता है जो नीचे की ओर विक्षेपित होता है जो उड़ान पथ के लिए लंबवत नहीं होता है बल्कि इससे थोड़ा पीछे की ओर झुका होता है। जैसे-जैसे हमले का कोण बढ़ता है, वैसे-वैसे घसीटता है; एक महत्वपूर्ण बिंदु पर, हमले का कोण इतना बड़ा हो सकता है कि विंग की ऊपरी सतह पर हवा का प्रवाह टूट जाता है, और ड्रैग बढ़ने पर लिफ्ट खो जाती है। इस गंभीर स्थिति को स्टाल कहा जाता है।
विंग प्लानफॉर्म के आकार से लिफ्ट, ड्रैग और स्टॉल सभी विभिन्न प्रकार से प्रभावित होते हैं। उदाहरण के लिए, द्वितीय विश्व युद्ध के सुपरमरीन स्पिटफ़ायर लड़ाकू पर उपयोग किए जाने वाले अण्डाकार पंख, जबकि एक सबसोनिक विमान में आदर्श वायुगतिकीय रूप से, एक साधारण आयताकार पंख की तुलना में अधिक अवांछनीय स्टाल पैटर्न है।
सुपरसोनिक उड़ान के वायुगतिकी जटिल हैं। हवा संकुचित होती है, और जैसे-जैसे गति और ऊंचाई बढ़ती है, विमान के ऊपर बहने वाली हवा की गति हवा के माध्यम से विमान की गति से अधिक होने लगती है। जिस गति से यह संपीड्यता एक विमान को प्रभावित करती है, उसे ऑस्ट्रियाई भौतिक विज्ञानी अर्न्स्ट मच के सम्मान में विमान की गति से ध्वनि की गति के अनुपात के रूप में व्यक्त किया जाता है, जिसे मच संख्या कहा जाता है। एक विमान के लिए महत्वपूर्ण मच संख्या को उस रूप में परिभाषित किया गया है जिस पर विमान के किसी बिंदु पर हवा का प्रवाह ध्वनि की गति तक पहुंच गया है।
मच संख्या में महत्वपूर्ण मच संख्या से अधिक (यानी, गति जिस पर एयरफ्लो एयरफ़्रेम पर स्थानीय बिंदुओं पर ध्वनि की गति से अधिक हो जाती है), पंखों और धड़ पर कार्य करने वाले बलों, दबावों और क्षणों में महत्वपूर्ण परिवर्तन होते हैं। प्रघाती तरंगों के निर्माण से। सबसे महत्वपूर्ण प्रभावों में से एक ड्रैग में बहुत बड़ी वृद्धि के साथ-साथ लिफ्ट में कमी है। प्रारंभ में डिजाइनरों ने पंख और क्षैतिज सतहों के लिए बहुत पतले एयरफॉइल वर्गों के साथ विमान डिजाइन करके और यह सुनिश्चित करके कि फ्यूजलेज की सुंदरता अनुपात (लंबाई से व्यास) जितना संभव हो उतना उच्च महत्वपूर्ण मैक संख्या तक पहुंचने की मांग की। 1940-45 की अवधि के विशिष्ट विमानों पर विंग मोटाई अनुपात (पंख की मोटाई इसकी चौड़ाई से विभाजित) लगभग 14 से 18 प्रतिशत थी; बाद के जेट्स में अनुपात को घटाकर 5 प्रतिशत से भी कम कर दिया गया। इन तकनीकों ने स्थानीय एयरफ्लो को मैक 1.0 तक पहुंचने में देरी की, जिससे विमान के लिए थोड़ा अधिक क्रिटिकल मच संख्या की अनुमति मिली।
जर्मनी और संयुक्त राज्य अमेरिका में स्वतंत्र अध्ययनों से पता चला है कि महत्वपूर्ण मच तक पहुँचने में और देरी हो सकती है, पंखों को पीछे की ओर घुमाकर। विंग स्वीप जर्मन विश्व युद्ध II मेसर्सचमिट मी 262 के विकास के लिए बेहद महत्वपूर्ण था, पहला परिचालन जेट लड़ाकू, और उत्तर अमेरिकी एफ -86 कृपाण और सोवियत मिग -15 जैसे युद्ध के बाद के लड़ाकू विमानों के लिए। इन लड़ाकू विमानों ने उच्च सबसोनिक गति पर काम किया, लेकिन विकास के प्रतिस्पर्धी दबावों के लिए ऐसे विमानों की आवश्यकता थी जो ट्रांसोनिक और सुपरसोनिक गति से काम कर सकें। आफ्टरबर्नर वाले जेट इंजनों की शक्ति ने इन गतियों को तकनीकी रूप से संभव बना दिया, लेकिन ट्रांसोनिक क्षेत्र में ड्रैग में भारी वृद्धि से डिजाइनर अभी भी विकलांग थे। समाधान में पंख के आगे और पीछे धड़ में मात्रा जोड़ना और पंख और पूंछ के पास इसे कम करना शामिल है, एक क्रॉस-आंशिक क्षेत्र बनाने के लिए जो ट्रांसोनिक ड्रैग को सीमित करने के लिए आदर्श क्षेत्र को लगभग अनुमानित करता है। इस नियम के शुरुआती अनुप्रयोगों के परिणामस्वरूप “ततैया-कमर” की उपस्थिति हुई, जैसे कि कांवर F-102। बाद के जेट विमानों में इस नियम का अनुप्रयोग विमान के प्लैनफॉर्म में उतना स्पष्ट नहीं है।
वायुगतिकीय नियंत्रण के लिए उपकरण (Devices for aerodynamic control)
कुछ उड़ान स्थितियों में- अवतरण, उतरने की तैयारी, लैंडिंग और लैंडिंग के बाद-विमान को धीमा करने के लिए ड्रैग बढ़ाने में सक्षम होना वांछनीय है। इसे पूरा करने के लिए कई उपकरणों को डिजाइन किया गया है। इनमें गति ब्रेक शामिल हैं, जो बड़े फ्लैट-प्लेट क्षेत्र हैं जिन्हें नाटकीय रूप से खींचने के लिए पायलट द्वारा तैनात किया जा सकता है और अक्सर सैन्य विमानों पर पाए जाते हैं, और स्पॉइलर, जो ऐसी सतहें हैं जिन्हें बाधित करने के लिए पंख या धड़ पर बढ़ाया जा सकता है। वायु प्रवाह और एलेरॉन के समान ड्रैग या कार्य करना। लैंडिंग गियर के विस्तार या उपयुक्त एयरस्पीड पर, फ्लैप और अन्य लिफ्ट उपकरणों की तैनाती से ड्रैग भी प्रदान किया जा सकता है।
लिफ्ट और ड्रैग मोटे तौर पर एक विमान के पंख क्षेत्र के समानुपाती होते हैं; यदि अन्य सभी कारक समान रहते हैं और विंग क्षेत्र को दोगुना कर दिया जाता है, तो लिफ्ट और ड्रैग दोनों को दोगुना कर दिया जाएगा। इसलिए डिजाइनर विंग क्षेत्र को यथासंभव छोटा रखते हुए ड्रैग को कम करने का प्रयास करते हैं, जबकि कुछ प्रकार के ट्रेलिंग-एज फ्लैप और लीडिंग-एज स्लैट्स के साथ लिफ्ट को बढ़ाते हैं, जिसमें यांत्रिक रूप से विंग क्षेत्र को बढ़ाने की क्षमता होती है। (ये उपकरण विंग के कैमर को भी बदलते हैं, लिफ्ट और ड्रैग दोनों को बढ़ाते हैं।) एक आधुनिक एयरलाइनर की पिछाड़ी विंडो सीट में एक यात्री उल्लेखनीय तरीके से देख सकता है जिसमें विंग वास्तव में एक चिकनी, पतली, सुव्यवस्थित सतह से खुद को बदल देता है। लिफ्ट- और ड्रैग-इंडेंटिंग उपकरणों की एक दुर्जेय सरणी की तैनाती से सतहों के लगभग आधे-चक्र में।
फ़्लैप्स विंग के अनुगामी किनारे के विस्तार होते हैं और इन्हें 45° तक नीचे की ओर विक्षेपित किया जा सकता है। कई फ्लैप प्रभावी रूप से विंग क्षेत्र को बढ़ाते हैं, लिफ्ट और ड्रैग को जोड़ते हैं। जिस कोण पर फ़्लैप तैनात किए जाते हैं, वह प्राप्त अतिरिक्त लिफ्ट या ड्रैग की सापेक्ष मात्रा निर्धारित करता है। छोटे कोणों पर, लिफ्ट को आमतौर पर ड्रैग पर बढ़ाया जाता है, जबकि बड़े कोणों पर, लिफ्ट को नाटकीय रूप से बढ़ाया जाता है। फ्लैप कई प्रकार के होते हैं, जिसमें साधारण स्प्लिट फ्लैप भी शामिल है, जिसमें विंग के अनुगामी किनारे की निचली सतह के हिंज वाले हिस्से को बढ़ाया जा सकता है; फाउलर फ्लैप, जो पटरियों पर तैनात करके, एक स्लेटेड प्रभाव पैदा करके विंग क्षेत्र का विस्तार करता है; और क्रेगेर फ्लैप, जो एक लीडिंग-एज फ्लैप है, जिसे अक्सर फाउलर या अन्य ट्रेलिंग-एज फ्लैप के संयोजन में उपयोग किया जाता है।
कई खांचेदार फ्लैपों की विभिन्न आधुनिक मालिकाना प्रणालियों का उपयोग अग्रणी किनारे वाले स्लैट्स और फ्लैप्स के संयोजन के साथ किया जाता है, सभी विशेष रूप से विशेष हवाई जहाज की उड़ान विशेषताओं के अनुरूप डिजाइन किए गए हैं। लीडिंग-एज फ्लैप विंग के ऊँट को बदल देते हैं और अतिरिक्त लिफ्ट प्रदान करते हैं; लीडिंग-एज स्लैट्स एक स्लॉट बनाने के लिए विंग के अग्रणी किनारे के पास व्यवस्थित छोटे कैम्बर्ड एयरफॉइल सतहें हैं। वायु स्लॉट के माध्यम से और मुख्य पंख पर बहती है, पंख पर वायु प्रवाह को सुगम बनाता है और स्टाल की शुरुआत में देरी करता है। लीडिंग-एज स्लॉट, जो या तो तय या तैनात किए जा सकते हैं, स्पैनवाइज एपर्चर हैं जो हवा को अग्रणी किनारे के पीछे एक बिंदु के माध्यम से प्रवाहित करने की अनुमति देते हैं और, स्लेट की तरह, हमले के उच्च कोणों पर विंग पर एयरफ्लो को सुचारू करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
वांछित उड़ान व्यवस्था के अनुरूप इन उपकरणों की तैनाती विविध हो सकती है। टेकऑफ़ और लैंडिंग के दृष्टिकोण में, उनकी तैनाती आम तौर पर ड्रैग की तुलना में अधिक लिफ्ट प्रदान करने के लिए होती है। उड़ान में या टचडाउन के बाद, यदि तेजी से मंदी की इच्छा होती है, तो ड्रैग को बहुत अधिक बढ़ाने के लिए उन्हें तैनात किया जा सकता है।
प्राथमिक उड़ान नियंत्रण (Primary flight controls)
सभी चार बल- लिफ्ट, थ्रस्ट, ड्रैग और वेट- उड़ान में लगातार परस्पर क्रिया करते हैं और बदले में प्रोपेलर के टॉर्क प्रभाव, केन्द्रापसारक बल और अन्य तत्वों जैसी चीजों से प्रभावित होते हैं, लेकिन सभी को पायलट के अधीन बनाया जाता है। नियंत्रणों के माध्यम से।
लिफ्ट, एलेरॉन और रडर नियंत्रण (Elevator, aileron, rudder controls)
पायलट उड़ान नियंत्रण के माध्यम से उड़ान की शक्तियों और विमान की दिशा और दृष्टिकोण को नियंत्रित करता है। पारंपरिक उड़ान नियंत्रण में एक छड़ी या पहिया नियंत्रण स्तंभ और पतवार पैडल होते हैं, जो केबल या छड़ की एक प्रणाली के माध्यम से क्रमशः लिफ्ट और एलेरॉन और पतवार की गति को नियंत्रित करते हैं। बहुत परिष्कृत आधुनिक विमान में, पायलट के नियंत्रण और नियंत्रण सतहों के बीच कोई सीधा यांत्रिक संबंध नहीं होता है; इसके बजाय वे इलेक्ट्रिक मोटर्स द्वारा सक्रिय होते हैं। इस व्यवस्था के लिए कैच वाक्यांश “फ्लाई-बाय-वायर” है। इसके अलावा, कुछ बड़े और तेज़ विमानों में, हाइड्रॉलिक या विद्युतीय रूप से सक्रिय प्रणालियों द्वारा नियंत्रण को बढ़ाया जाता है। फ्लाई-बाय-वायर और बूस्टेड नियंत्रण दोनों में, नियंत्रण प्रतिक्रिया का अनुभव नकली माध्यमों से पायलट को वापस खिलाया जाता है।
परंपरागत व्यवस्था में क्षैतिज स्टेबलाइज़र से जुड़ी लिफ्ट, पार्श्व अक्ष के चारों ओर गति को नियंत्रित करती है और वास्तव में हमले के कोण को नियंत्रित करती है। नियंत्रण स्तंभ की आगे की गति लिफ्ट को कम करती है, नाक को दबाती है और पूंछ को ऊपर उठाती है; बैकवर्ड प्रेशर लिफ्ट को ऊपर उठाता है, नाक को ऊपर उठाता है और पूंछ को नीचे करता है। कई आधुनिक विमान एलेवेटर और स्टेबलाइज़र को एक एकल नियंत्रण सतह में जोड़ते हैं जिसे स्टेबलाइज़र कहा जाता है, जो इनपुट को नियंत्रित करने के लिए एक इकाई के रूप में चलता है।
एलेरॉन जंगम सतहें हैं जो प्रत्येक पंख के अनुगामी किनारे पर टिकी होती हैं, जो विमान के अनुदैर्ध्य अक्ष के चारों ओर गति को नियंत्रित करने के लिए विपरीत दिशा में चलती हैं। यदि पायलट नियंत्रण स्तंभ (छड़ी या पहिया) पर बायाँ दबाव लागू करता है, तो दायाँ एलेरॉन नीचे की ओर विक्षेपित होता है और बायाँ एलेरॉन ऊपर की ओर विक्षेपित होता है। इन नियंत्रण परिवर्तनों से वायु प्रवाह का बल बदल जाता है, जिससे बायां पंख कम हो जाता है (लिफ्ट कम होने के कारण) और दाहिना पंख उठ जाता है (बढ़ी हुई लिफ्ट के कारण)। लिफ्ट में यह अंतर विमान को बायीं ओर मुड़ने का कारण बनता है।
पतवार एक ऊर्ध्वाधर सतह है, और यह विमान के ऊर्ध्वाधर अक्ष के चारों ओर गति को नियंत्रित करती है। यह विमान को मुड़ने का कारण नहीं बनता है; इसके बजाय, यह एलेरॉन द्वारा उत्पादित प्रतिकूल यव (ऊर्ध्वाधर अक्ष के चारों ओर घूमना) का प्रतिकार करता है। निचली विंग ने लिफ्ट को कम किया है और ड्रैग को कम किया है; उठे हुए पंख में लिफ्ट और बढ़ा हुआ ड्रैग दोनों हैं। उभरे हुए विंग का अतिरिक्त ड्रैग विमान की नाक को अपनी ओर खींचने की कोशिश करता है (यानी, मोड़ की दिशा से दूर)। इस प्रतिकूल यव का मुकाबला करने के लिए पतवार पर दबाव का उपयोग किया जाता है। क्योंकि मोड़ के परिणामस्वरूप लिफ्ट में शुद्ध कमी आती है, एलेवेटर दबाव का प्रयोग आवश्यक है। इस प्रकार, एक घुमाव एलेरॉन, रडर और एलेवेटर के संयुक्त इनपुट का परिणाम है।
नियंत्रण पर निरंतर दबाव बनाए रखने की आवश्यकता को दूर करने के लिए पायलट द्वारा ट्रिम टैब का उपयोग किया जाता है। ये पतवार, एलेवेटर और एलेरॉन में छोटी सतहें होती हैं, जिन्हें यांत्रिक या विद्युत साधनों द्वारा स्थापित किया जा सकता है और जो स्थित होने पर नियंत्रण सतह को वांछित छंटनी की स्थिति में ले जाती हैं। विमान को ट्रिम करना एक सतत प्रक्रिया है, उड़ान या शक्ति नियंत्रण में परिवर्तन के लिए आवश्यक समायोजन के साथ जिसके परिणामस्वरूप गति या दृष्टिकोण में परिवर्तन होता है।
थ्रस्ट नियंत्रण (Thrust controls)
पायलट इंजन के लिए नियंत्रण लीवर के समायोजन द्वारा जोर को नियंत्रित करता है। एक प्रत्यागामी इंजन वाले एक विमान में इनमें एक थ्रॉटल, मिश्रण नियंत्रण (इंजन में जाने वाले ईंधन और हवा के अनुपात को नियंत्रित करने के लिए), और प्रोपेलर नियंत्रण के साथ-साथ सुपरचार्जर नियंत्रण या जल-अल्कोहल इंजेक्शन जैसे द्वितीयक उपकरण शामिल हो सकते हैं। टर्बोजेट इंजन में, मुख्य नियंत्रण थ्रॉटल होता है, जिसमें जल इंजेक्शन और आफ्टरबर्नर जैसे सहायक उपकरण होते हैं। पानी के इंजेक्शन के साथ, जल-अल्कोहल मिश्रण को दहन क्षेत्र में ठंडा करने के लिए इंजेक्ट किया जाता है, जिससे अधिक ईंधन जलाया जा सकता है।
आफ्टरबर्नर के साथ, दहन खंड के पीछे ईंधन इंजेक्ट किया जाता है और उच्च ईंधन खपत की कीमत पर जोर बढ़ाने के लिए प्रज्वलित किया जाता है। रेसिप्रोकेटिंग और जेट इंजनों द्वारा प्रदान की जाने वाली शक्ति एयरस्पीड और परिवेशी वायु घनत्व (तापमान, आर्द्रता और दबाव) से विभिन्न प्रकार से प्रभावित होती है, जिसे पावर सेटिंग्स स्थापित करते समय ध्यान में रखा जाना चाहिए। एक टर्बोप्रॉप इंजन में, पावर आमतौर पर प्रोपेलर लीवर के साथ प्रोपेलर गति को समायोजित करके और फिर पावर लीवर के साथ वांछित टोक़ (पावर) सेटिंग प्राप्त करने के लिए ईंधन प्रवाह को समायोजित करके निर्धारित किया जाता है।
प्रोपलर्स (Propellers)
प्रोपेलर मूल रूप से एयरफ़ॉइल को घुमा रहे हैं, और वे दो-ब्लेड फिक्स्ड पिच, चार-ब्लेड कंट्रोलेबल (वैरिएबल) पिच और आठ-ब्लेड कॉन्ट्रोटेटिंग पिच सहित प्रकार में भिन्न होते हैं। निश्चित-पिच प्रोपेलर पर ब्लेड कोण केवल एक उड़ान व्यवस्था के लिए निर्धारित है, और यह प्रतिबंध उनके प्रदर्शन को सीमित करता है। उड़ान व्यवस्था के एक हिस्से में प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए कुछ निश्चित-पिच प्रोपेलर को जमीन पर समायोजित किया जा सकता है। वेरिएबल-पिच प्रोपेलर पायलट को उड़ान की स्थिति के अनुरूप पिच को समायोजित करने की अनुमति देते हैं, टेकऑफ़ के लिए कम पिच और क्रूजिंग उड़ान के लिए एक उच्च पिच का उपयोग करते हैं। अधिकांश आधुनिक विमानों में एक स्वचालित चर-पिच प्रोपेलर होता है, जिसे उड़ान व्यवस्था के लिए सबसे कुशल मोड में लगातार संचालित करने के लिए सेट किया जा सकता है।
यदि कोई इंजन विफल हो जाता है, तो अधिकांश आधुनिक प्रणोदकों को पंख (यांत्रिक रूप से समायोजित) किया जा सकता है ताकि वे ब्लेड को उड़ान की रेखा के किनारे पेश कर सकें, जिससे ड्रैग कम हो सके। बड़े पिस्टन इंजन वाले विमानों में लैंडिंग रन को छोटा करने के लिए लैंडिंग के बाद कुछ प्रोपेलर को उल्टा किया जा सकता है। (जेट इंजनों में थ्रस्ट रिवर्सर्स होते हैं, आमतौर पर एक ही कार्य को पूरा करने के लिए शोर-दमन प्रणाली को शामिल किया जाता है।)
उपकरण (Instrumentation)
पायलट के पास उपकरणों की एक श्रृंखला भी होती है जिसके द्वारा उड़ान, इंजन और अन्य प्रणालियों और उपकरणों की स्थिति की जांच की जाती है। छोटे निजी विमानों में, इंस्ट्रूमेंटेशन सरल होता है और इसमें ऊंचाई दर्ज करने के लिए केवल एक अल्टीमीटर, एक एयरस्पीड इंडिकेटर और एक कम्पास शामिल हो सकता है। सबसे आधुनिक वाणिज्यिक हवाई परिवहन, इसके विपरीत, पूरी तरह से स्वचालित “ग्लास कॉकपिट” है जिसमें विमान की ऊंचाई, दृष्टिकोण, शीर्षक, गति, केबिन दबाव और तापमान, मार्ग के कैथोड-रे ट्यूब डिस्प्ले पर सूचनाओं की एक जबरदस्त सरणी लगातार प्रस्तुत की जाती है। , ईंधन की मात्रा और खपत, और इंजनों की स्थिति और हाइड्रोलिक, इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम। ये डिस्प्ले नियमित और आपातकालीन चेकलिस्ट दोनों के लिए रीडआउट भी प्रदान करते हैं। बदलते मौसम की स्थिति, लाभकारी हवाओं, या अन्य स्थितियों के लिए निरंतर अद्यतन के साथ, बिंदु से बिंदु तक स्वचालित नेविगेशन के लिए विमान को जड़त्वीय मार्गदर्शन प्रणाली भी प्रदान की जाती है। कॉकपिट इतने स्वचालित हो गए हैं कि प्रशिक्षण जोर “संसाधन प्रबंधन” पर केंद्रित है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि चालक दल के सदस्य सतर्क रहें और आत्मसंतुष्ट न हों क्योंकि उनका विमान एक बिंदु से दूसरे स्थान पर स्वचालित रूप से उड़ता है।
इंस्ट्रूमेंटेशन की इस सरणी को बड़े पैमाने पर बेहतर मौसम संबंधी पूर्वानुमानों द्वारा पूरक किया जाता है, जो मौसम से होने वाले खतरे को कम करता है, जिसमें विंड शीयर और माइक्रोबर्स्ट जैसे कठिन-से-भविष्यवाणी वाले तत्व शामिल हैं। इसके अलावा, पृथ्वी की परिक्रमा करने वाले उपग्रहों से सटीक स्थिति की उपलब्धता नेविगेशन को कहीं अधिक सटीक विज्ञान बनाती है। परिष्कृत डिफॉगिंग और एंटी-आइसिंग सिस्टम प्रतिकूल मौसम में ऑपरेशन के लिए इंस्ट्रूमेंटेशन के पूरक हैं।
उड़ान सिमुलेटर (Flight simulators)
तीन कारक हैं जो प्रशिक्षण में उड़ान सिमुलेटरों के बढ़ते उपयोग को बाध्य करते हैं: बड़े विमानों की जटिलता, उनके संचालन की लागत और वायु-यातायात नियंत्रण पर्यावरण की बढ़ती जटिलता जिसमें वे संचालित होते हैं। आधुनिक सिमुलेटर कॉकपिट आकार, लेआउट और उपकरण के मामले में बिल्कुल विमान की नकल करते हैं। वे बाहरी वातावरण की नकल भी करते हैं और तीन-अक्ष गति मंच के माध्यम से उड़ने की यथार्थवादी भावना पैदा करते हैं जिस पर उन्हें रखा जाता है। शायद फ्लाइट सिमुलेटर का सबसे महत्वपूर्ण उपयोग आपातकालीन स्थितियों में कर्मचारियों को प्रशिक्षित करना है, ताकि वे प्रत्यक्ष परिस्थितियों का अनुभव कर सकें जिन्हें वास्तविक उड़ान प्रशिक्षण में सुरक्षित रूप से प्रदर्शित नहीं किया जा सकता था। हालांकि, नियमित संक्रमण और प्रवीणता प्रशिक्षण के लिए वास्तविक विमान का उपयोग करने की तुलना में सिम्युलेटर भी बहुत कम खर्चीला है। सिम्युलेटर प्रशिक्षण इतना यथार्थवादी है कि कभी-कभी विमान उड़ाने से पहले एयरलाइन के कर्मचारियों को एक सिम्युलेटर में एक नए विमान पर योग्यता प्राप्त होती है।
विमान के प्रकार (Types of aircraft)
विमान के प्रकार की पहचान करने के कई तरीके हैं। प्राथमिक अंतर उन लोगों के बीच है जो हवा से हल्के हैं और जो हवा से भारी हैं।
लाइटर से भी हवा (Lighter than air)
विमान जैसे गुब्बारे, गैर-कठोर एयरशिप (ब्लिम्प्स), और डिरिजिबल्स को उनकी संरचना के भीतर पर्याप्त मात्रा में रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जब हवा (गर्म हवा, हाइड्रोजन, या हीलियम) की तुलना में गैस लाइटर से भरा जाता है, तो आसपास की परिवेशी वायु को विस्थापित करता है और तैरता है। ठीक वैसे ही जैसे काग पानी पर करता है। गुब्बारे चलाए नहीं जा सकते और हवा के साथ बहते हैं। गैर-कठोर एयरशिप, जिसने उपयोग और रुचि के पुनर्जन्म का आनंद लिया है, में एक कठोर संरचना नहीं है, लेकिन एक परिभाषित वायुगतिकीय आकार है, जिसमें लिफ्टिंग एजेंट से भरे सेल होते हैं। उनके पास प्रणोदन का स्रोत है और उड़ान के तीनों अक्षों में नियंत्रित किया जा सकता है। डिरिजिबल्स अब उपयोग में नहीं हैं, लेकिन वे एक कठोर आंतरिक संरचना के साथ हल्के-से-वायु शिल्प थे, जो आमतौर पर बहुत बड़े थे, और वे अपेक्षाकृत उच्च गति में सक्षम थे। सभी मौसम की परिस्थितियों में नियमित संचालन का सामना करने के लिए पर्याप्त ताकत के डिरिजिबल्स का निर्माण करना असंभव साबित हुआ, और सबसे अधिक आपदा का सामना करना पड़ा, या तो एक तूफान में टूट गया, जैसा कि यू.एस. शिल्प शेनानडोह, एक्रोन और मैकॉन के साथ, या हाइड्रोजन के प्रज्वलन के माध्यम से, जैसा कि 1937 में जर्मन हिंडनबर्ग के साथ।
हवा से भारी (Heavier than air)
लिफ्ट प्राप्त करने के लिए आवश्यक बल प्रदान करने के लिए इस प्रकार के विमान में एक शक्ति स्रोत होना चाहिए। साधारण भारी-से-हवा शिल्प में पतंग शामिल हैं। ये आम तौर पर एक सपाट सतह वाली संरचना होती हैं, जिसमें अक्सर एक स्थिर “पूंछ” होती है, जो एक लगाम से जुड़ी होती है, जो जमीन पर जगह पर होती है। लिफ्ट हवा के लिए स्ट्रिंग-प्रतिबंधित सतह की प्रतिक्रिया द्वारा प्रदान की जाती है।
एक अन्य प्रकार का मानव रहित विमान मानव रहित हवाई वाहन (यूएवी) है, जिसे आमतौर पर ड्रोन या कभी-कभी दूर से चलने वाले वाहन (आरपीवी) कहा जाता है। ये विमान हवा या जमीन से रेडियो नियंत्रित होते हैं और वैज्ञानिक और सैन्य उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जाते हैं।
लिफ्ट प्राप्त करने के लिए बिना शक्ति वाले भारी-से-हवा वाले वाहनों को लॉन्च किया जाना चाहिए। इनमें हैंग ग्लाइडर, ग्लाइडर और सेलप्लेन शामिल हैं।
हैंग ग्लाइडर विभिन्न विन्यासों के विमान हैं जिनमें स्थिरता और नियंत्रण प्रदान करने के लिए पायलट को (आमतौर पर फैब्रिक) विंग के नीचे निलंबित कर दिया जाता है। वे आम तौर पर एक उच्च बिंदु से लॉन्च किए जाते हैं। एक अनुभवी पायलट के हाथों में, हैंग ग्लाइडर उड़ने में सक्षम होते हैं (ऊपर की ओर ग्लाइडिंग गति प्राप्त करने के लिए बढ़ते वायु स्तंभों का उपयोग करके)।
ग्लाइडर आमतौर पर उड़ान प्रशिक्षण के लिए उपयोग किए जाते हैं और उचित दूरी तक उड़ान भरने की क्षमता रखते हैं जब उन्हें हवा में उछाला जाता है या खींचा जाता है, लेकिन उनमें सेलप्लेन के गतिशील परिष्कार की कमी होती है। इन परिष्कृत शक्तिहीन शिल्प में असामान्य रूप से उच्च पहलू अनुपात के पंख होते हैं (अर्थात, पंख की चौड़ाई के अनुपात में एक लंबा पंख फैला हुआ)। अधिकांश सेलप्लेन को ऊंचाई पर ले जाने के लिए खींचा जाता है, हालांकि कुछ छोटे, वापस लेने योग्य सहायक इंजनों का उपयोग करते हैं। वे ऊष्मीय (चारों ओर की हवा की तुलना में अधिक प्रफुल्लित धाराएं, आमतौर पर उच्च तापमान के कारण होती हैं) और उच्च ऊंचाई पर चढ़ने और लंबी दूरी तक सरकने के लिए भौगोलिक लिफ्ट का उपयोग करने में सक्षम हैं। ओरोग्राफिक लिफ्ट का परिणाम चट्टान जैसे इलाके की विशेषता के खिलाफ हवा के यांत्रिक प्रभाव से होता है। हवा के बल को इलाके के चेहरे से ऊपर की ओर विक्षेपित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप हवा का प्रवाह बढ़ जाता है।
अल्ट्रालाइट्स, जो मूल रूप से चेन आरी में उपयोग किए जाने वाले छोटे इंजनों की स्थापना के द्वारा शक्ति के लिए अनुकूलित ग्लाइडर हैं, बहुत कम वजन और शक्ति के विशेष रूप से डिजाइन किए गए विमानों में परिपक्व हो गए हैं, लेकिन पारंपरिक हल्के विमानों के समान उड़ान गुणों के साथ। वे मुख्य रूप से खुशी की उड़ान के लिए अभिप्रेत हैं, हालांकि उन्नत मॉडल अब प्रशिक्षण, पुलिस गश्त और अन्य कार्यों के लिए उपयोग किए जाते हैं, जिसमें युद्ध में प्रस्तावित उपयोग भी शामिल है।
प्रायोगिक शिल्प को मानव और सौर ऊर्जा का उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ये बहुत हल्के, परिष्कृत विमान हैं, जिन्हें कंप्यूटर पर भारी निर्भरता और सबसे आधुनिक सामग्रियों का उपयोग करके डिजाइन किया गया है। पासाडेना, कैलिफ़ोर्निया, यू.एस. के पॉल मैकक्रीडी इस अनुशासन के अग्रणी प्रतिपादक थे; उन्होंने पहली बार मानव-संचालित गोस्सामर कोंडोर के साथ ख्याति प्राप्त की, जिसने 1977 में एक छोटा कोर्स नेविगेट किया। उनके बाद के दो डिज़ाइन, मानव-संचालित गोस्सामर अल्बाट्रॉस और सौर-संचालित सौर चैलेंजर, ने सफलतापूर्वक इंग्लिश चैनल को पार कर लिया। क्षेत्र के अन्य लोगों ने मैकक्रीडी के काम को आगे बढ़ाया है, और एक मानव-संचालित हेलीकॉप्टर उड़ाया गया है। सौर-संचालित विमान मानव-संचालित प्रकारों के समान हैं, सिवाय इसके कि वे सूर्य की ऊर्जा को सीधे विद्युत मोटर को शक्ति देने के लिए सौर पैनलों का उपयोग करते हैं।
सिविल विमान (Civil aircraft)
सभी गैर-सैन्य विमान नागरिक विमान हैं। इनमें निजी और व्यावसायिक विमान और वाणिज्यिक विमान शामिल हैं।
निजी विमान व्यक्तिगत विमान होते हैं जिनका उपयोग खुशी से उड़ान भरने के लिए किया जाता है, अक्सर एकल-इंजन मोनोप्लैन्स गैर-उतारने योग्य लैंडिंग गियर के साथ। हालांकि, वे बहुत परिष्कृत हो सकते हैं, और इसमें इस तरह के वेरिएंट शामिल हो सकते हैं: “वॉरबर्ड्स,” पूर्व-सैन्य विमानों को उदासीनता के कारणों से उड़ाया जाता है, प्राथमिक प्रशिक्षकों से लेकर बड़े बमवर्षकों तक; “होमबिल्ट्स,” मालिक द्वारा खरोंच से या किट से निर्मित विमान और पाइपर शावक के सरल अनुकूलन से लेकर उच्च गति, सुव्यवस्थित चार-यात्री परिवहन तक; प्राचीन वस्तुएं और क्लासिक्स, स्नेह और उदासीनता के कारणों के लिए पुराने विमानों को उड़ाया गया, जैसे कि युद्ध के पक्षी; और एरोबैटिक विमान, अत्यधिक युद्धाभ्यास और एयर शो में प्रदर्शन करने के लिए डिज़ाइन किए गए।
व्यावसायिक विमानों का उपयोग उनके मालिकों के लिए राजस्व उत्पन्न करने के लिए किया जाता है और इसमें पायलट प्रशिक्षण के लिए उपयोग किए जाने वाले छोटे एकल-इंजन वाले विमानों से लेकर चार-इंजन वाले कार्यकारी जेट्स तक छोटे पैकेजों को परिवहन करने के लिए सब कुछ शामिल होता है जो महाद्वीपों और महासागरों तक फैल सकते हैं। व्यावसायिक विमानों का उपयोग विक्रेता, भविष्यवेत्ताओं, किसानों, डॉक्टरों, मिशनरियों और कई अन्य लोगों द्वारा किया जाता है। उनका प्राथमिक उद्देश्य शीर्ष अधिकारियों के समय का सर्वोत्तम उपयोग करना है, उन्हें एयरलाइन शेड्यूल और हवाई अड्डे के संचालन से मुक्त करना है। वे एक कार्यकारी अनुलाभ के रूप में और संभावित ग्राहकों के लिए एक परिष्कृत प्रलोभन के रूप में भी काम करते हैं। अन्य व्यावसायिक विमानों में कृषि संचालन, यातायात रिपोर्टिंग, वन-अग्निशमन, चिकित्सा निकासी, पाइपलाइन निगरानी, माल ढुलाई, और कई अन्य अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले विमान शामिल हैं।
व्यापार विमान आबादी का एक दुर्भाग्यपूर्ण लेकिन तेजी से विस्तार करने वाला खंड वह है जो नशीले पदार्थों और अन्य अवैध दवाओं के परिवहन के लिए अवैध रूप से विमान का उपयोग करता है। विशेष उद्देश्यों के लिए इसी तरह के विमानों की एक विस्तृत विविधता का उपयोग किया जाता है, जैसे तूफान की जांच, तूफान ट्रैकिंग, वायुगतिकीय अनुसंधान और विकास, इंजन परीक्षण, उच्च ऊंचाई निगरानी, विज्ञापन और पुलिस कार्य।
चयनित हवाई अड्डों के बीच निर्धारित आधार पर यात्रियों और माल ढोने के लिए वाणिज्यिक एयरलाइनरों का उपयोग किया जाता है। एंग्लो-फ्रेंच कॉनकॉर्ड, जो 1976 से 2003 तक सेवा में था, के मामले में उनका आकार सिंगल-इंजन माल वाहक से लेकर एयरबस ए 380 तक और 200 मील प्रति घंटे से कम गति से लेकर सुपरसोनिक तक है।
विमान विन्यास (Aircraft configurations)
पंखों के प्रकार (Wing types)
विमान को उनके विन्यास द्वारा भी वर्गीकृत किया जा सकता है। एक माप पंखों की संख्या है, और शैलियों में मोनोप्लैन्स शामिल हैं, एक पंख के साथ (अर्थात, धड़ के दोनों ओर); बाइप्लेन, दो पंखों के साथ, एक दूसरे के ऊपर; और यहां तक कि, हालांकि शायद ही कभी, ट्रिपल और क्वाडप्लेन। अग्रानुक्रम-पंख वाले यान के दो पंख होते हैं, एक को दूसरे के आगे रखा जाता है।
विंग प्लैनफॉर्म वह आकृति है जो ऊपर से देखने पर बनती है। डेल्टा पंख ग्रीक अक्षर डेल्टा (Δ) के आकार में बनते हैं; वे त्रिकोणीय पंख हैं जो धड़ से लगभग एक समकोण पर स्थित हैं। सुपरसोनिक कॉनकॉर्ड में डेल्टा पंख थे।
स्वेप्ट विंग्स एंगल्ड होते हैं, आमतौर पर पीछे की ओर और अक्सर लगभग 35° के कोण पर। कुछ अनुसंधान शिल्पों में आगे की ओर बहने वाले पंखों का भी उपयोग किया जाता है।
कुछ विमानों में पंख होते हैं जिन्हें धड़ से विभिन्न कोणों पर जोड़ने के लिए उड़ान में समायोजित किया जा सकता है; इन्हें चर घटना पंख कहा जाता है। परिवर्तनीय ज्यामिति (स्विंग) पंख उड़ान में अपने पंखों के स्वीप (यानी, विमान के अनुदैर्ध्य धुरी के लंबवत विमान के संबंध में एक पंख का कोण) भिन्न हो सकते हैं। इन दो प्रकारों में मुख्य रूप से सैन्य अनुप्रयोग हैं, जैसा कि तिरछा विंग करता है, जिसमें मानक सममित विंग स्वीप के विकल्प के रूप में विंग लगभग 60 डिग्री के कोण पर जुड़ा हुआ है।
सैन्य शिल्प तक सीमित एक अन्य विन्यास तथाकथित फ्लाइंग विंग है, एक टेललेस क्राफ्ट जिसके सभी तत्व विंग संरचना के भीतर शामिल हैं (जैसा कि नॉर्थ्रॉप बी -2 बॉम्बर में है)। फ्लाइंग विंग के विपरीत, लिफ्टिंग-बॉडी एयरक्राफ्ट (जैसे यू.एस. स्पेस शटल) विंग के बजाय फ्यूजलेज के आकार से आंशिक रूप से या पूरी तरह से लिफ्ट उत्पन्न करता है, जो आकार में गंभीर रूप से कम या पूरी तरह से अनुपस्थित है।
टेकऑफ़ और लैंडिंग गियर (Takeoff and landing gear)
विमान को वर्गीकृत करने का एक अन्य साधन टेकऑफ़ और लैंडिंग के लिए उपयोग किए जाने वाले गियर के प्रकार से है। एक पारंपरिक विमान में गियर में धड़ के आगे के हिस्से के नीचे दो प्राथमिक पहिए और एक टेलव्हील होता है। विपरीत विन्यास को तिपहिया गियर कहा जाता है, जिसमें एक नाक का पहिया और दो मुख्य पहिए पीछे की ओर होते हैं। कहा जाता है कि धड़ और विंग टिप रक्षक पहियों में दो मुख्य अंडरकारेज असेंबली वाले विमान में साइकिल गियर होता है।
बड़े विमान, जैसे बोइंग 747, अपने लैंडिंग गियर में विमान के वजन को फैलाने और उड़ान में पीछे हटने के बाद भंडारण की सुविधा के लिए कई बोगियों (विभिन्न प्रकार के विन्यास में व्यवस्थित कई पहिए) को शामिल करते हैं।
कुछ विमान पानी में उतरने या उतरने की अनुमति देने के लिए स्की या अन्य संरचनाओं का उपयोग करते हैं। इनमें फ्लोटप्लेन शामिल हैं, जो पानी पर संचालन के लिए पोंटून से सुसज्जित हैं; उड़ने वाली नौकाएँ, जिसमें धड़ भी जल यात्रा के लिए एक पतवार के रूप में कार्य करता है; और उभयचर, जो जमीन और पानी दोनों पर उतरने और उड़ान भरने के लिए सुसज्जित हैं।
विमान वाहकों पर इस्तेमाल किए जाने वाले नौसैनिक विमानों पर रखी गई माँगों के लिए एक भारी संरचना की आवश्यकता होती है, जो कैटापल्ट लॉन्च के तनाव का सामना कर सके और गियर को गिरफ्तार करके अचानक समाप्त हो जाए। लैंडिंग-गियर तंत्र को भी प्रबलित किया जाता है, और गिरफ्तार करने वाले गियर को संलग्न करने के लिए एक टेल हुक स्थापित किया जाता है, एक प्रणाली जिसका उपयोग भूमि-आधारित भारी सैन्य विमानों के लिए भी किया जाता है।
टेकऑफ़ और लैंडिंग का तरीका भी विमानों के बीच भिन्न होता है। परंपरागत शिल्प लिफ्टऑफ से पहले एक हवाई क्षेत्र पर गति (लिफ्ट प्रदान करने के लिए) इकट्ठा करते हैं और एक समान सपाट सतह पर उतरते हैं। शॉर्ट टेकऑफ़ और लैंडिंग (एसटीओएल वाहन) को पूरा करने के उद्देश्य से विमान के डिजाइन में विभिन्न साधनों का उपयोग किया गया है। इनमें विंग, फ्यूज़लेज और लैंडिंग गियर के अनुकूलित डिज़ाइन से लेकर द्वितीय विश्व युद्ध के फ़िज़लर स्टॉर्च (जिसमें हैंडली पेज ऑटोमैटिक स्लॉट्स, एक्सटेंडेबल फ्लैप्स और लॉन्ग-स्ट्रोक अंडरकारेज शामिल हैं) से लेकर उदार विंग एरिया, बड़े फ्लैप का संयोजन शामिल है। क्षेत्र, और बड़े प्रोपेलर का उपयोग विंग के ऊपर एयरफ्लो को निर्देशित करने के लिए प्रीवर क्राउच-बोलस के रूप में, या यहां तक कि पंखों में बड़े यू-आकार के चैनलों के रूप में इस तरह के विशेष नवाचारों के रूप में कस्टर चैनल विंग विमान के साथ। वर्टिकल-टेकऑफ-एंड-लैंडिंग (VTOL) वाहनों में हेलीकॉप्टर, टिल्ट रोटर्स और “जंप जेट्स” शामिल हैं, जो एक ऊर्ध्वाधर गति में जमीन से उठते हैं। सिंगल-स्टेज-टू-ऑर्बिट (SSTO) विमान पारंपरिक रनवे पर उड़ान भर सकता है और लैंड कर सकता है, लेकिन इसे कक्षीय उड़ान पथ में भी उड़ाया जा सकता है।
प्रणोदन प्रणाली (Propulsion systems)
जोर प्रदान करने के लिए प्रयुक्त इंजन कई प्रकार के हो सकते हैं।
प्रत्यागामी इंजन (Reciprocating engines)
अक्सर एक आंतरिक-दहन पिस्टन इंजन का उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से छोटे विमानों के लिए। सिलेंडरों की व्यवस्था के आधार पर वे विभिन्न प्रकार के होते हैं। क्षैतिज रूप से विरोध करने वाले इंजन चार से छह सिलेंडरों को सपाट रखते हैं और प्रत्येक तरफ दो या तीन को व्यवस्थित करते हैं। एक रेडियल इंजन में सिलेंडर (इंजन के आकार के आधार पर 5 से लेकर 28 तक) क्रैंकशाफ्ट के चारों ओर एक सर्कल में लगाए जाते हैं, कभी-कभी दो या दो से अधिक बैंकों में। एक बार प्रमुख पिस्टन-इंजन प्रकार, रेडियल अब केवल सीमित उत्पादन में हैं; अधिकांश नई आवश्यकताएं मौजूदा स्टॉक को फिर से तैयार करके पूरी की जाती हैं।
एक इन-लाइन इंजन में चार से आठ सिलेंडर एक के पीछे एक संरेखित हो सकते हैं; सिलिंडर सीधा या उल्टा हो सकता है, उल्टे सिलिंडर के ऊपर क्रैंकशाफ्ट होता है। वी-टाइप इन-लाइन इंजन, तीन, चार, या छह के बैंकों में व्यवस्थित सिलेंडरों के साथ भी उपयोग किया जाता है।
एक प्रारंभिक प्रकार का इंजन जिसमें प्रोपेलर सिलेंडर के शरीर से चिपका होता है, जो एक स्थिर क्रैंकशाफ्ट के चारों ओर घूमता है, रोटरी इंजन होता है। आंतरिक-दहन इंजनों के वान्केल सिद्धांत के बाद आधुनिक रोटरी इंजनों का पैटर्न तैयार किया गया है।
होमबिल्ट और अल्ट्रालाइट विमानों में उपयोग के लिए ऑटोमोबाइल और अन्य छोटे इंजनों को संशोधित किया गया है। इनमें पारंपरिक क्षैतिज रूप से विपरीत प्रकार के दो-स्ट्रोक, रोटरी और छोटे संस्करण शामिल हैं।
उड्डयन के इतिहास की शुरुआत में, अधिकांश विमान इंजन तरल-ठंडा थे, पहले पानी से, फिर पानी और एथिलीन ग्लाइकॉल के मिश्रण से, एयर-कूल्ड रोटरी एक अपवाद थे। 1927 में चार्ल्स लिंडबर्ग की महाकाव्य ट्रांसअटलांटिक उड़ान के बाद, विश्वसनीयता, सरलता और वजन में कमी के कारणों के लिए रेडियल एयर-कूल्ड इंजनों की ओर एक रुझान शुरू हुआ, विशेष रूप से सुव्यवस्थित काउलिंग्स (विमान के इंजनों के आसपास के कवर) को हवा के प्रवाह को सुचारू करने और शीतलन में सहायता के लिए विकसित किया गया था। जब लो फ्रंटल ड्रैग एक महत्वपूर्ण विचार था तब डिजाइनरों ने लिक्विड-कूल्ड इंजन का उपयोग करना जारी रखा। इंजन कूलिंग प्रौद्योगिकी में प्रगति के कारण, उच्च दक्षता के लिए तरल-ठंडा इंजनों में लौटने की एक छोटी सी प्रवृत्ति उभरी है।
जेट इंजन (Jet engines)
गैस टर्बाइन इंजन ने लगभग पूरी तरह से विमान प्रणोदन के लिए प्रत्यागामी इंजन को बदल दिया है। जेट इंजन तेज गति से जेट में दहन के उत्पादों को बाहर निकालकर जोर लगाते हैं। एक टरबाइन इंजन जो दहन कक्ष के माध्यम से सभी हवा को पार करता है, टर्बोजेट कहलाता है। क्योंकि इसका मूल डिजाइन पारस्परिक भागों के बजाय घूर्णन को नियोजित करता है, एक टर्बोजेट समतुल्य शक्ति के एक पारस्परिक इंजन की तुलना में कहीं अधिक सरल है, इसका वजन कम है, अधिक विश्वसनीय है, कम रखरखाव की आवश्यकता होती है, और बिजली पैदा करने की कहीं अधिक संभावना है। यह तेज दर से ईंधन की खपत करता है, लेकिन ईंधन कम खर्चीला है। सरल शब्दों में, एक जेट इंजन हवा को निगलता है, उसे गर्म करता है और तेज गति से बाहर निकालता है। इस प्रकार एक टर्बोजेट में, परिवेशी वायु को इंजन इनलेट (इंडक्शन) में लिया जाता है, रोटर और स्टेटर ब्लेड (संपीड़न) से युक्त एक कंप्रेसर में लगभग 10 से 15 बार संपीड़ित किया जाता है, और एक दहन कक्ष में पेश किया जाता है, जहां प्रज्वलक इंजेक्ट किए गए ईंधन को प्रज्वलित करते हैं ( दहन)। परिणामी दहन उच्च तापमान पैदा करता है (1,400 से 1,900 °F [760 से 1,040 °C] के क्रम में)। विस्तार करने वाली गर्म गैसें एक मल्टीस्टेज टर्बाइन से होकर गुजरती हैं, जो हवा के कंप्रेसर को एक समाक्षीय शाफ्ट के माध्यम से बदल देती है, और फिर डिस्चार्ज नोजल में बदल जाती है, जिससे गैसों की उच्च-वेग धारा से पीछे (निकास) को बाहर निकाल दिया जाता है।
एक टर्बोफैन एक टरबाइन इंजन है जिसमें कंप्रेसर सेक्शन के आगे एक बड़ा लो-प्रेशर फैन होता है; कम दबाव वाली हवा को कंप्रेसर और टर्बाइन को बायपास करने की अनुमति दी जाती है, जिससे जेट स्ट्रीम के साथ मिश्रण किया जा सके, जिससे त्वरित हवा का द्रव्यमान बढ़ जाता है। हवा की बड़ी मात्रा को धीमी गति से ले जाने की यह प्रणाली दक्षता बढ़ाती है और ईंधन की खपत और शोर दोनों में कटौती करती है।
एक टर्बोप्रॉप एक टरबाइन इंजन है जो एक प्रोपेलर को रिडक्शन गियरबॉक्स से जुड़ा होता है। टर्बोप्रॉप इंजन आमतौर पर पिस्टन इंजन की तुलना में छोटे और हल्के होते हैं, अधिक शक्ति का उत्पादन करते हैं, और अधिक लेकिन सस्ता ईंधन जलाते हैं।
प्रॉपफैन, अनडक्टेड फैन जेट इंजन, जेट इंजन द्वारा संचालित वाइड कॉर्ड प्रोपेलर का उपयोग करके अल्ट्राहाई बाईपास एयरफ्लो प्राप्त करते हैं। रॉकेट विशुद्ध रूप से प्रतिक्रियाशील इंजन होते हैं, जो आमतौर पर संयोजन में ईंधन और ऑक्सीकरण एजेंट का उपयोग करते हैं। वे मुख्य रूप से अनुसंधान विमानों के लिए और अंतरिक्ष यान और उपग्रहों के प्रक्षेपण वाहनों के रूप में उपयोग किए जाते हैं।
रैमजेट एक वायु-श्वास इंजन है, जो उच्च गति पर त्वरित होने के बाद, कंप्रेसर या टरबाइन की आवश्यकता के बिना टर्बोजेट की तरह कार्य करता है। एक स्क्रैमजेट (सुपरसोनिक दहन रैमजेट) एक इंजन है जिसे मच 6 से अधिक गति के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो सुपरसोनिक गति से बहने वाली हवा में ईंधन मिलाता है; यह हाइपरसोनिक विमानों के लिए है।
इंजन प्लेसमेंट (Engine placement)
विमान के प्रकारों को उनके बिजली संयंत्रों की नियुक्ति से भी चित्रित किया जा सकता है। इंजन और प्रोपेलर के साथ एक विमान उड़ान की रेखा के साथ सामना कर रहा है जिसे ट्रैक्टर प्रकार कहा जाता है; यदि इंजन और प्रोपेलर उड़ान की रेखा के विपरीत हैं, तो यह पुशर प्रकार है। (पुशर प्रोपेलर और कैनार्ड दोनों सतहों का उपयोग राइट फ़्लायर पर किया गया था; ये अब कई विमानों पर प्रचलन में आ गए हैं। कैनर्ड आगे की नियंत्रण सतहें हैं और स्टाल की शुरुआत में देरी करने के लिए काम करती हैं। कुछ विमानों में आगे के पंख भी होते हैं, जो लिफ्ट प्रदान करें और स्टॉल को विलंबित करें, लेकिन ये नियंत्रण सतहें नहीं हैं और इसलिए बेबुनियाद नहीं हैं।)
जेट इंजनों को विभिन्न प्रकार से निपटाया जाता है, लेकिन सबसे आम व्यवस्था यह है कि उन्हें पाइलों पर निलंबित नासेल्स में विंग के नीचे रखा जाए या फ्यूजलेज के पीछे स्टब फिक्स्चर पर रखा जाए। सुपरसोनिक और हाइपरसोनिक विमान आमतौर पर धड़ के नीचे की सतह के एक अभिन्न अंग के रूप में इंजन के साथ डिजाइन किए जाते हैं, जबकि कुछ विशेष सैन्य चुपके अनुप्रयोगों में इंजन पूरी तरह से पंख या धड़ संरचना के भीतर जलमग्न होता है।
सामग्री और निर्माण (Materials and construction)
प्रारंभिक तकनीक (Early technology)
उपलब्धता, कम वजन और पूर्व निर्माण अनुभव के कारण, सबसे शुरुआती विमान लकड़ी और कपड़े के निर्माण के थे। कम गति पर प्राप्त करने योग्य, सुव्यवस्थित करना प्राथमिक विचार नहीं था, और आवश्यक संरचनात्मक ताकत प्रदान करने के लिए कई तार, स्ट्रट्स, ब्रेसिज़ और अन्य उपकरणों का उपयोग किया गया था। पसंदीदा लकड़ी अपेक्षाकृत हल्की और मजबूत होती थी (उदाहरण के लिए, स्प्रूस), और कपड़े सामान्य रूप से लिनन या इसी तरह के करीब-बुने हुए होते थे, कैनवास नहीं, जैसा कि अक्सर कहा जाता है।
जैसे-जैसे गति बढ़ी, संरचनात्मक आवश्यकताएं भी बढ़ीं, और डिजाइनरों ने ताकत और हवा प्रतिरोध दोनों के लिए अलग-अलग विमान भागों का विश्लेषण किया। ब्रेसिंग तारों को एक सुव्यवस्थित आकार दिया गया था, और कुछ निर्माताओं ने अधिक ताकत, बेहतर सुव्यवस्थित और हल्के वजन के लिए मोनोकोक निर्माण (त्वचा द्वारा किए गए तनाव) के टुकड़े टुकड़े वाले लकड़ी के फ़्यूज़ल बनाना शुरू कर दिया। 1912 के रिकॉर्ड-सेटिंग फ्रेंच डेपरडूसिन रेसर, प्रथम विश्व युद्ध के जर्मन अल्बाट्रोस लड़ाकू विमान, और बाद में अमेरिकी लॉकहीड वेगा उन विमानों में शामिल थे जिन्होंने इस प्रकार के निर्माण का उपयोग किया था।
लकड़ी और कपड़े से बने विमानों को बनाए रखना मुश्किल था और तत्वों में छोड़े जाने पर वे तेजी से खराब हो सकते थे। यह, साथ ही अधिक ताकत की आवश्यकता, विमान में धातु के उपयोग के लिए प्रेरित हुई। पहला सामान्य उपयोग प्रथम विश्व युद्ध में हुआ था, जब फोकर एयरक्राफ्ट कंपनी ने वेल्डेड स्टील ट्यूब फ़्यूज़लेज का इस्तेमाल किया था, और जंकर्स कंपनी ने दोहरी ट्यूबिंग और एल्यूमीनियम कवरिंग के सभी धातु विमान बनाए थे।
1919 से 1934 की अवधि के दौरान, ऑल-मेटल निर्माण के लिए एक क्रमिक प्रवृत्ति थी, कुछ विमानों में कपड़े से ढकी सतहों के साथ ऑल-मेटल (लगभग हमेशा एल्यूमीनियम या एल्यूमीनियम मिश्र धातु) संरचनाएं होती थीं, और अन्य सभी-मेटल मोनोकोक का उपयोग करते थे। निर्माण। धातु कपड़े और लकड़ी की तुलना में अधिक मजबूत और टिकाऊ है, और, जैसा कि आवश्यक निर्माण कौशल विकसित किया गया था, इसके उपयोग से हवाई जहाज हल्के और निर्माण में आसान दोनों हो गए। नकारात्मक पक्ष पर, धातु संरचनाएं जंग और धातु की थकान के अधीन थीं, और इन खतरों से बचाने के लिए नई प्रक्रियाएं विकसित की गईं। एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं की एक विस्तृत विविधता विकसित की गई, और मोलिब्डेनम और टाइटेनियम जैसी विदेशी धातुओं को विशेष रूप से उन वाहनों में उपयोग में लाया गया जहां अत्यधिक ताकत या असाधारण थर्मल प्रतिरोध की आवश्यकता थी। जैसा कि विमान को मच 3 (ध्वनि की गति से तीन गुना) और उससे आगे संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, वायुगतिकीय ताप के प्रभाव से बचने के लिए कई तरह की तकनीकें पेश की गईं। इनमें “हीट सिंक” (उत्पन्न गर्मी को अवशोषित और नष्ट करने के लिए) के रूप में टैंकों में ईंधन के उपयोग के साथ-साथ उन्नत कार्बन-कार्बन कंपोजिट, सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक कोटिंग्स, टाइटेनियम-एल्यूमीनियम जैसे विदेशी सामग्रियों का उपयोग शामिल है। मिश्र धातु, और टाइटेनियम मिश्र धातु सिरेमिक फाइबर के साथ प्रबलित। इसके अतिरिक्त, कुछ डिज़ाइन वायुगतिकीय ताप के महत्वपूर्ण क्षेत्रों के माध्यम से बहुत ठंडे हाइड्रोजन गैस के संचलन की मांग करते हैं।
विमान डिजाइन और निर्माण में वर्तमान रुझान (Current trends in aircraft design, construction)
जबकि राइट बंधुओं द्वारा लागू किए गए उड़ान के मूल सिद्धांत अभी भी संबंधित हैं, इन वर्षों में उन सिद्धांतों को समझने और लागू करने के तरीकों में भारी परिवर्तन हुए हैं। इन परिवर्तनों में सबसे व्यापक और प्रभावशाली विमानन के सभी पहलुओं में कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोगों की व्यापक विविधता है। एक दूसरा कारक विमान संरचनाओं में समग्र सामग्रियों के उपयोग का व्यापक विकास रहा है। जबकि ये दो तत्व इंजीनियरिंग में प्रगति के परिणाम हैं, वे अप्रत्यक्ष रूप से बदलते सामाजिक और कानूनी विचारों के उत्पाद भी हैं।
सामाजिक मुद्दे कई गुना हैं और इसमें व्यवसाय की बढ़ती वैश्विक परस्पर निर्भरता, दुनिया के हर हिस्से में अभूतपूर्व राजनीतिक क्रांतियां और यात्रा के लिए सार्वभौमिक मानवीय इच्छा शामिल है। इसके अलावा, हवाई जहाजों के पर्यावरणीय प्रभाव के बारे में चिंताएँ बढ़ी हैं, विशेष रूप से ईंधन के जलने और ग्लोबल वार्मिंग में इसके योगदान के संबंध में। ये सभी मुद्दे ऐसे समय में सामने आए हैं जब ईंधन की कीमतें बढ़ी हैं। नतीजतन, हल्का, मजबूत, सुरक्षित, अधिक ईंधन कुशल विमान बनाने के लिए कंप्यूटर और समग्र सामग्री दोनों आवश्यक हैं।
कानूनी मुद्दे समान रूप से जटिल हैं, लेकिन इस खंड के प्रयोजनों के लिए दो तत्व घूमते हैं। इनमें से पहला यह है कि एक विमान का डिज़ाइन, परीक्षण और प्रमाणन इतना असाधारण रूप से महंगा प्रोजेक्ट बन गया है कि केवल सबसे अच्छी तरह से वित्त पोषित कंपनियां ही अपेक्षाकृत छोटे विमानों का विकास कर सकती हैं। बड़े विमानों के लिए अब कई निर्माताओं के लिए, अक्सर अलग-अलग देशों से, एक नए डिजाइन को अंडरराइट करने के लिए खुद को सहयोगी बनाना आम बात है। यह अंतर्राष्ट्रीय सहयोग पहले एंग्लो-फ्रेंच कॉनकॉर्ड सुपरसोनिक परिवहन के साथ सबसे सफलतापूर्वक किया गया था और तब से यह कई विमानों में स्पष्ट है। इस प्रक्रिया का एक घटक कुछ देशों में विमान के कुछ तत्वों के उत्पादन का आवंटन है, उन देशों के लिए मुआवज़े के रूप में जो समान प्रकार के स्वदेशी विमान विकसित नहीं कर रहे हैं।
दूसरा कानूनी तत्व यह है कि दुर्घटना की स्थिति में देयता के परिणामस्वरूप बहुत बड़ी क्षति होने की संभावना ने अधिकांश विमान कंपनियों को छोटे प्रकार के निजी विमानों के निर्माण को बंद करने के लिए मजबूर कर दिया है। इसका कारण यह है कि बड़ी संख्या में छोटे एकल-इंजन वाले विमानों से होने वाले नुकसान का जोखिम कुछ बड़े विमानों के समतुल्य बाजार मूल्य के जोखिम से अधिक है, क्योंकि बड़े विमानों में आमतौर पर बेहतर रखरखाव कार्यक्रम और अधिक उच्च प्रशिक्षित पायलट होते हैं। . इसका व्यावहारिक प्रभाव घर-निर्मित विमान उद्योग में भारी वृद्धि रहा है, जहां, विडंबना यह है कि कंप्यूटर और कंपोजिट के उपयोग ने एक क्रांति को प्रभावित किया है जो वाणिज्यिक विमान उद्योग तक पहुंच गया है।
कम्प्यूटरों का उपयोग (Use of computers)
1960 के दशक के मध्य से, कंप्यूटर प्रौद्योगिकी को लगातार उस बिंदु तक विकसित किया गया है जिस पर निर्माण से पहले पर्यावरणीय परिस्थितियों के पूर्ण स्पेक्ट्रम के तहत असंख्य विविधताओं में विमान और इंजन डिजाइनों का अनुकरण और परीक्षण किया जा सकता है। नतीजतन, विमान विन्यास की एक श्रृंखला के लिए व्यावहारिक विचार दिया जा सकता है, जो कि कभी-कभी और आमतौर पर अतीत में असफल प्रयास किए जाने पर, अब उत्पादन विमान में उपयोग किया जा सकता है। इनमें फॉरवर्ड स्वेप्ट विंग्स, कैनर्ड सरफेस, ब्लेंडेड बॉडी और विंग्स, और विशेष एयरफॉइल्स (विंग, प्रोपेलर और टर्बाइन ब्लेड) का शोधन शामिल है। इसके साथ संरचनात्मक आवश्यकताओं की कहीं अधिक व्यापक समझ हो जाती है, ताकि वजन में कमी किए जाने पर भी पर्याप्त ताकत बनाए रखी जा सके।
डिजाइन में कंप्यूटर के उपयोग के परिणामों को पूरक और बढ़ाना विमान में ही कंप्यूटर का व्यापक उपयोग है। कंप्यूटर का उपयोग विमान के उपकरणों का परीक्षण और अंशांकन करने के लिए किया जाता है, ताकि उड़ान से पहले और उसके दौरान संभावित समस्याओं का अनुमान लगाया जा सके और उन्हें ठीक किया जा सके। जबकि पहले ऑटोपायलट उपकरण थे जो सीधे और स्तरीय उड़ान में एक विमान को बनाए रखते थे, आधुनिक कंप्यूटर एक ऑटोपायलट सिस्टम को टेकऑफ़ से लैंडिंग तक एक विमान का मार्गदर्शन करने की अनुमति देते हैं, जिसमें हवा और मौसम की स्थिति के लिए निरंतर समायोजन शामिल होता है और यह सुनिश्चित करता है कि ईंधन की खपत कम से कम हो। सबसे उन्नत उदाहरणों में, पायलट की भूमिका को एक ऐसे व्यक्ति से बदल दिया गया है जो उड़ान के हर चरण में विमान को लगातार नियंत्रित करता है, एक सिस्टम मैनेजर के लिए जो कॉकपिट में मानव और यांत्रिक संसाधनों की देखरेख और निर्देशन करता है।
डिजाइन और इन-फ्लाइट नियंत्रण के लिए कंप्यूटरों का उपयोग सहक्रियाशील है, क्योंकि उड़ान स्थितियों के लिए नियंत्रणों को लगातार अनुकूलित करने के लिए ऑन-बोर्ड कंप्यूटर होने पर अधिक कट्टरपंथी डिजाइन बनाए जा सकते हैं। एक विमान डिजाइन में पूर्व में वांछित अंतर्निहित स्थिरता की डिग्री, जिसे पारंपरिक आकार और विन्यास के रूप में विंग, फ्यूजलेज, और एम्पेनेज (टेल असेंबली) कहा जाता है, उनके अंतर्निहित वजन और ड्रैग दंड के साथ। कंप्यूटर का उपयोग करके जो उड़ान की स्थिति में बदलाव को महसूस कर सकता है और सुधार कर सकता है सैकड़ों या यहां तक कि एक सेकंड में हजारों बार- किसी भी पायलट की क्षमता से कहीं अधिक तेज और अधिक सटीक-विमान जानबूझकर अस्थिर होने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है। यदि वांछित हो, तो पंखों को आगे की ओर झाडू दिया जा सकता है, और पूंछ की सतहों को आकार में एक पूर्ण न्यूनतम (या, एक फ्लाइंग विंग लेआउट में, पूरी तरह से समाप्त) में कम किया जा सकता है। एयरफॉइल्स को न केवल किसी विशेष विमान के पंख या प्रोपेलर के लिए बल्कि उन घटकों पर विशेष बिंदुओं के लिए भी अनुकूलित किया जा सकता है।
मिश्रित सामग्री का उपयोग (Use of composite materials)
समग्र सामग्री का उपयोग, समान रूप से कंप्यूटर के उपयोग द्वारा डिजाइन और अनुप्रयोग दोनों में सहायता प्रदान करता है, एक गैर-संरचनात्मक भाग (जैसे, एक सामान डिब्बे के दरवाजे) के लिए सामयिक अनुप्रयोग से पूर्ण एयरफ्रेम के निर्माण तक बढ़ा है। इन सामग्रियों का सैन्य तकनीक में रडार के लिए कम अवलोकन योग्य (चुपके) गुणवत्ता होने का अतिरिक्त लाभ है।
1930 के दशक के अंत और ’40 के दशक में मिश्रित सामग्री के कुछ विमान दिखाई देने लगे; आम तौर पर ये प्लास्टिक-संसेचन वाली लकड़ी की सामग्री होती थी, जिसका सबसे प्रसिद्ध (और सबसे बड़ा) उदाहरण आठ इंजन वाली ह्यूजेस फ्लाइंग बोट का ड्यूरामोल्ड निर्माण है। कुछ उत्पादन विमानों ने भी ड्यूरामोल्ड निर्माण सामग्री और विधियों का उपयोग किया।
1940 के दशक के अंत में, शीसे रेशा सामग्री में रुचि विकसित हुई, अनिवार्य रूप से ग्लास फाइबर से बने कपड़े। 1960 के दशक तक, अधिक व्यापक उपयोग को संभव बनाने के लिए पर्याप्त सामग्री और तकनीक विकसित की जा चुकी थी। निर्माण की इस पद्धति के लिए “समग्र” शब्द विभिन्न सामग्रियों के उपयोग को इंगित करता है जो संयोजन में उपयोग किए जाने पर ताकत, हल्के वजन या अन्य कार्यात्मक लाभ प्रदान करते हैं जो अलग से उपयोग किए जाने पर प्रदान नहीं कर सकते हैं। वे आम तौर पर एक फाइबर-प्रबलित राल मैट्रिक्स से मिलकर होते हैं। राल एक विनाइल एस्टर, एपॉक्सी या पॉलिएस्टर हो सकता है, जबकि सुदृढीकरण विभिन्न प्रकार के फाइबर में से कोई भी हो सकता है, जिसमें ग्लास से लेकर कार्बन, बोरॉन और कई प्रकार के मालिकाना प्रकार होते हैं।
इन बुनियादी तत्वों के लिए, कभी-कभी एक मुख्य सामग्री के अतिरिक्त ताकत को जोड़ा जाता है, जिससे संरचनात्मक सैंडविच प्रभावी हो जाता है। एक कोर कई प्लास्टिक फोम (पॉलीस्टाइरीन, पॉलीयूरेथेन, या अन्य), लकड़ी, कागज, प्लास्टिक, कपड़े या धातु, और अन्य सामग्रियों के छत्ते (बहुकोशिकीय संरचनाएं) से बना हो सकता है।
वांछित अंतिम आकार, दोनों बाहरी रूप और पर्याप्त शक्ति के लिए आवश्यक आंतरिक संरचना के संदर्भ में, मिश्रित सामग्री से बने एक घटक के विभिन्न तरीकों से पहुंचा जा सकता है। सबसे सरल शीसे रेशा शीट्स को बिछाना है, जैसा कि डोंगी के निर्माण में किया जाता है, शीट्स को एक राल के साथ लगाया जाता है, और राल को ठीक होने दिया जाता है। अधिक परिष्कृत तकनीकों में विस्तृत मशीनरी द्वारा सामग्री को विशिष्ट आकृतियों में ढालना शामिल है। कुछ तकनीकों में नर या मादा सांचों या दोनों के उपयोग की आवश्यकता होती है, जबकि अन्य वैक्यूम बैग का उपयोग करते हैं जो वातावरण के दबाव को भागों को वांछित आकार में दबाने की अनुमति देते हैं।
सम्मिश्र सामग्री के उपयोग ने निर्माण के पूरे नए तरीकों को खोल दिया और इंजीनियरों को लकड़ी या धातु के साथ पहले की तुलना में कम खर्चीला, हल्का, और अधिक सुव्यवस्थित आकृतियों के मजबूत भागों को बनाने में सक्षम बनाया। कंप्यूटर की तरह, सम्मिश्र का उपयोग पूरे उद्योग में तेजी से फैल गया है और भविष्य में इसे और भी विकसित किया जाएगा।
कंप्यूटर और मिश्रित सामग्रियों में नई तकनीक के संयोग से आगमन ने वाणिज्यिक हवाई परिवहन को प्रभावित किया, जहां एयरबस ए380 से बड़े और कॉनकॉर्ड से तेज विमान न केवल संभव हैं बल्कि अपरिहार्य हैं। व्यावसायिक विमान के क्षेत्र में, नई तकनीकों के परिणामस्वरूप सबसे आधुनिक विशेषताओं वाले कई कार्यकारी विमान तैयार हुए हैं। इनमें विशिष्ट रूप से कॉन्फ़िगर किया गया बीच स्टारशिप शामिल है, जो लगभग पूरी तरह से मिश्रित सामग्री से बना है, और पियाजियो अवंती, जिसमें एक कट्टरपंथी विन्यास भी है और मुख्य रूप से धातु निर्माण को नियोजित करता है, लेकिन इसमें समग्र सामग्री की एक महत्वपूर्ण मात्रा शामिल है। वाणिज्यिक हवाई परिवहन बढ़ती मात्रा में समग्र सामग्री का उपयोग कर रहे हैं और अंततः सैन्य सेवाओं के पैटर्न का पालन कर सकते हैं, जहां नॉर्थ्रॉप बी-2 जैसे बड़े विमान लगभग पूरी तरह से उन्नत मिश्रित सामग्री से बने होते हैं।
कंप्यूटर और कंपोजिट में अग्रिमों के साथ संयुक्त रूप से पहले उल्लिखित कानूनी विचारों ने होमबिल्ट विमान की भूमिका को पूरी तरह से संशोधित कर दिया है। जबकि होमबिल्ट एयरक्राफ्ट हमेशा एविएशन सीन का हिस्सा रहा है (राइट फ्लायर वास्तव में “होमबिल्ट” था), डिजाइन वर्षों से आम तौर पर काफी पारंपरिक थे, अक्सर मौजूदा विमानों के घटकों का उपयोग करते थे। संयुक्त राज्य अमेरिका में एक्सपेरिमेंटल एयरक्राफ्ट एसोसिएशन (1953 में स्थापित) के उद्भव के बाद से, होमबिल्ट आंदोलन ने विमानन उद्योग के अग्रिम रूप से संचालित किया है, कंप्यूटर और कंपोजिट के उपयोग और विशेष रूप से कट्टरपंथी विन्यासों का नेतृत्व किया है। जबकि क्षेत्र में कई व्यवसायी हैं, एक व्यक्ति, अमेरिकी डिजाइनर बर्ट रतन, पिछवाड़े से अग्रणी-किनारे की स्थिति में होमबिल्ट आंदोलन के इस संक्रमण का प्रतीक है। Mojave, California के Rutan के पास सफल डिजाइनों की एक लंबी श्रृंखला थी, जो Voyager विमान के साथ उच्चतम स्तर की पहचान तक पहुंच गई, जिसमें उनके भाई डिक Rutan और Jeana Yeager ने 1986 में दुनिया भर में एक यादगार नॉनस्टॉप, बिना ईंधन वाली उड़ान भरी।
नागरिक उड्डयन के तीन अन्य क्षेत्रों को प्रौद्योगिकी में इन प्रगतियों से अत्यधिक लाभ हुआ है। इनमें से पहला हेलीकॉप्टर सहित वर्टिकल-टेकऑफ-एंड-लैंडिंग विमान हैं। दूसरे सेलप्लेन हैं, जो संरचनात्मक और वायुगतिकीय शोधन में नए स्तर पर पहुंच गए हैं। तीसरे प्रकार के हैंग ग्लाइडर और अल्ट्रालाइट विमान हैं, साथ ही छोटे लेकिन अधिक परिष्कृत विमान हैं जो मानव या सौर ऊर्जा पर निर्भर हैं। इनमें से प्रत्येक को डिजाइन और निर्माण में समकालीन प्रगति से काफी सुधार किया गया है, और प्रत्येक भविष्य के लिए महान वादा रखता है।
| Home Page | Malhath TV |
