विमान डिजाइन प्रक्रिया: Difference between revisions
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{{short description|Establishing the configuration and plans for a new aeroplane}} | {{short description|Establishing the configuration and plans for a new aeroplane}} | ||
[[File:AST model in wind tunnel.jpg|thumb|पवन सुरंग में एएसटी मॉडल]][[विमान]] डिजाइन प्रक्रिया | [[File:AST model in wind tunnel.jpg|thumb|पवन सुरंग में एएसटी मॉडल]][[विमान]] डिजाइन प्रक्रिया कमजोर परिभाषित विधि है जिसका उपयोग ऐसे विमान का उत्पादन करने के लिए कई प्रतिस्पर्धी और मांग वाली आवश्यकताओं को संतुलित करने के लिए किया जाता है जो मजबूत, हल्का, लाभदायक है और विमान के डिजाइन जीवन के लिए सुरक्षित रूप से उड़ान भरने के लिए पर्याप्त विश्वसनीय होने के साथ-साथ पर्याप्त पेलोड भी ले सकता है। समान, लेकिन सामान्य [[इंजीनियरिंग डिजाइन प्रक्रिया]] की तुलना में अधिक सही, तकनीक अत्यधिक पुनरावृत्त है, जिसमें उच्च स्तरीय विन्यास ट्रेडऑफ़, विश्लेषण और परीक्षण का मिश्रण और संरचना के प्रत्येक भाग की पर्याप्तता की विस्तृत परीक्षा सम्मिलित है। कुछ प्रकार के विमानों के लिए, डिजाइन प्रक्रिया को [[नागरिक उड्डयन प्राधिकरण]] द्वारा नियंत्रित किया जाता है। | ||
यह लेख संचालित विमानों जैसे [[हवाई जहाज]] और [[हेलीकॉप्टर]] डिजाइन से संबंधित है। | यह लेख संचालित विमानों जैसे [[हवाई जहाज]] और [[हेलीकॉप्टर]] डिजाइन से संबंधित है। | ||
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=== उद्देश्य === | === उद्देश्य === | ||
डिजाइन प्रक्रिया विमान के इच्छित उद्देश्य से प्रारंभ होती है। वाणिज्यिक एयरलाइनरों को | डिजाइन प्रक्रिया विमान के इच्छित उद्देश्य से प्रारंभ होती है। वाणिज्यिक एयरलाइनरों को यात्री या कार्गो पेलोड, लंबी दूरी और अधिक ईंधन दक्षता ले जाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जहां फाइटर जेट्स को उच्च गति युद्धाभ्यास करने और जमीनी सैनिकों को निकट सहायता प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। कुछ विमानों के विशिष्ट मिशन होते हैं, उदाहरण के लिए, [[उभयचर विमान]] का अनूठा डिज़ाइन होता है जो उन्हें जमीन और पानी दोनों से संचालित करने की अनुमति देता है, कुछ लड़ाकू विमान, जैसे [[हैरियर जंप जेट]], में [[वीटीओएल]] (ऊर्ध्वाधर टेक-ऑफ और लैंडिंग) क्षमता होती है, हेलीकाप्टरों में समय की अवधि के लिए क्षेत्र पर मंडराने की क्षमता होती है।<ref>{{cite web|title=मँडरा|url=http://www.dynamicflight.com/flight_maneuvers/hovering/|work=Flight maneuvers|publisher=www.dynamicflight.com|access-date=2011-10-10}}</ref> | ||
उद्देश्य | उद्देश्य विशिष्ट आवश्यकता के अनुरूप हो सकता है, उदा। के रूप में एयर मंत्रालय विनिर्देशों की सूची के ऐतिहासिक स्थितियों में, या बाजार में कथित अंतर को भरने; अर्थात्, विमान का वर्ग या डिज़ाइन जो अभी तक अस्तित्व में नहीं है, लेकिन जिसके लिए महत्वपूर्ण मांग होगी। | ||
=== विमान नियम === | === विमान नियम === | ||
अन्य महत्वपूर्ण कारक जो डिजाइन को प्रभावित करता है, विमान के नए डिजाइन के लिए [[प्रकार का प्रमाण पत्र]] प्राप्त करने की आवश्यकताएं हैं। इन आवश्यकताओं को यूएस [[ संघीय विमानन प्रशासन |संघीय विमानन प्रशासन]] और [[यूरोपीय विमानन सुरक्षा एजेंसी]] सहित प्रमुख राष्ट्रीय उड़ान योग्यता प्राधिकरणों द्वारा प्रकाशित किया जाता है।<ref>{{cite web | url=http://www.tc.gc.ca/eng/civilaviation/publications/tp14371-lra-2-0-2566.htm#2-7 | title=उड़ान योग्यता - परिवहन कनाडा| publisher=Transport Canada | work=Airworthiness Directives | access-date=2011-12-05 | archive-url=https://web.archive.org/web/20110417023605/http://www.tc.gc.ca/eng/civilaviation/publications/tp14371-lra-2-0-2566.htm#2-7 | archive-date=2011-04-17 | url-status=dead }}</ref><ref>{{cite web | url=http://www.casa.gov.au/scripts/nc.dll?WCMS:STANDARD::pc=PC_90822 | title=उड़ानयोग्यता - कासा| publisher=CASA - Australian Government | work=Airworthiness Directives | access-date=2011-12-05 | archive-url=https://web.archive.org/web/20111213182816/http://www.casa.gov.au/scripts/nc.dll?WCMS:STANDARD::pc=PC_90822 | archive-date=2011-12-13 | url-status=dead }}</ref> | |||
हवाईअड्डे विमान पर सीमाएं भी लगा सकते हैं, उदाहरण के लिए, | हवाईअड्डे विमान पर सीमाएं भी लगा सकते हैं, उदाहरण के लिए, पारंपरिक विमान के लिए अधिकतम पंखों की अनुमति है {{convert|80|m|ft}} टैक्सी चलाते समय विमान के बीच टकराव को रोकने के लिए।<ref>{{cite web|title=आईसीएओ एयरोड्रम मानक|url=http://www.icao.int/fsix/_Library%5CManual%20Aerodrome%20Stds.pdf|work=ICAO Regulations|publisher=ICAO|access-date=5 October 2011}}</ref> | ||
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बजट की सीमाएं, बाजार की आवश्यकताएं और प्रतिस्पर्धा ने डिजाइन प्रक्रिया पर बाधाओं को निर्धारित किया है और इसमें पर्यावरणीय कारकों के साथ-साथ विमान डिजाइन पर गैर-तकनीकी प्रभाव सम्मिलित हैं। प्रतिस्पर्धा प्रदर्शन से समझौता किए बिना और नई तकनीकों और प्रौद्योगिकी को सम्मिलित किए बिना डिजाइन में बेहतर दक्षता के लिए प्रयास करने वाली कंपनियों की ओर ले जाती है।<ref>{{cite book|title=सिविल जेट विमान डिजाइन|year=1999|publisher=Arnold Publishers|location=Great Britain|isbn=0-340-74152-X|author=Lloyd R. Jenkinson|author2=Paul Simpkin|author3=Darren Rhodes|page=10|chapter=Aircraft Market}}</ref> | बजट की सीमाएं, बाजार की आवश्यकताएं और प्रतिस्पर्धा ने डिजाइन प्रक्रिया पर बाधाओं को निर्धारित किया है और इसमें पर्यावरणीय कारकों के साथ-साथ विमान डिजाइन पर गैर-तकनीकी प्रभाव सम्मिलित हैं। प्रतिस्पर्धा प्रदर्शन से समझौता किए बिना और नई तकनीकों और प्रौद्योगिकी को सम्मिलित किए बिना डिजाइन में बेहतर दक्षता के लिए प्रयास करने वाली कंपनियों की ओर ले जाती है।<ref>{{cite book|title=सिविल जेट विमान डिजाइन|year=1999|publisher=Arnold Publishers|location=Great Britain|isbn=0-340-74152-X|author=Lloyd R. Jenkinson|author2=Paul Simpkin|author3=Darren Rhodes|page=10|chapter=Aircraft Market}}</ref> | ||
1950 और 60 के दशक में, अप्राप्य परियोजना लक्ष्यों को नियमित रूप से निर्धारित किया गया था, लेकिन फिर छोड़ दिया गया, जबकि आज [[बोइंग 787]] और [[लॉकहीड मार्टिन एफ -35]] जैसे अस्पष्ट कार्यक्रम उम्मीद से कहीं अधिक महंगा और विकसित करने के लिए जटिल सिद्ध हुए हैं। | 1950 और 60 के दशक में, अप्राप्य परियोजना लक्ष्यों को नियमित रूप से निर्धारित किया गया था, लेकिन फिर छोड़ दिया गया, जबकि आज [[बोइंग 787]] और [[लॉकहीड मार्टिन एफ -35]] जैसे अस्पष्ट कार्यक्रम उम्मीद से कहीं अधिक महंगा और विकसित करने के लिए जटिल सिद्ध हुए हैं। | ||
अधिक उन्नत और एकीकृत डिजाइन उपकरण विकसित किए गए हैं। | अधिक उन्नत और एकीकृत डिजाइन उपकरण विकसित किए गए हैं। [[मॉडल-आधारित सिस्टम इंजीनियरिंग|मॉडल-आधारित प्रणाली इंजीनियरिंग]] संभावित रूप से समस्याग्रस्त अंतःक्रियाओं की भविष्यवाणी करती है, जबकि [[कम्प्यूटेशनल विज्ञान]] और अनुकूलन डिजाइनरों को प्रक्रिया के आरंभ में अधिक विकल्पों का पता लगाने की अनुमति देता है। इंजीनियरिंग और मैन्युफैक्चरिंग में [[ स्वचालन |स्वचालन]] बढ़ने से तेज और सस्ते विकास की अनुमति मिलती है। | ||
सामग्री से लेकर निर्माण तक प्रौद्योगिकी की प्रगति बहुक्रिया भागों जैसे अधिक जटिल डिजाइन विविधताओं को सक्षम करती है। | सामग्री से लेकर निर्माण तक प्रौद्योगिकी की प्रगति बहुक्रिया भागों जैसे अधिक जटिल डिजाइन विविधताओं को सक्षम करती है। एक बार डिजाइन या निर्माण करना असंभव था, ये अब [[3डी प्रिंटेड]] हो सकते हैं, लेकिन [[नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन बी -21]] या फिर से इंजन वाले a 320 नियो और [[737 मैक्स]] जैसे अनुप्रयोगों में उन्हें अभी तक अपनी उपयोगिता सिद्ध करनी है। [[एयरबस और बोइंग]] भी आर्थिक सीमाओं को पहचानते हैं, कि अगली [[ विमान |विमान]] पीढ़ी की लागत पिछले वाले की तुलना में अधिक नहीं हो सकती है।<ref name="AvWeek6may2016">{{cite news |url= http://aviationweek.com/technology-milestones/problems-aerospace-still-has-solve |title= समस्याएं एयरोस्पेस को अभी भी हल करना है|date= May 6, 2016 |author= Graham Warwick |work= Aviation Week & Space Technology}}</ref> | ||
=== पर्यावरणीय कारक === | === पर्यावरणीय कारक === | ||
विमानों की संख्या में वृद्धि का अर्थ अधिक कार्बन उत्सर्जन भी है। पर्यावरण वैज्ञानिकों ने विमान से जुड़े मुख्य प्रकार के प्रदूषण, मुख्य रूप से शोर और उत्सर्जन पर चिंता व्यक्त की है। ध्वनि प्रदूषण उत्पन करने के लिए विमान के इंजन ऐतिहासिक रूप से कुख्यात रहे हैं और पहले से ही भीड़भाड़ वाले और प्रदूषित शहरों में वायुमार्ग के विस्तार ने भारी आलोचना की है, जिससे विमान के शोर के लिए पर्यावरणीय नीतियां बनाना आवश्यक हो गया है।<ref>{{cite web|title=यात्रा (वायु) - विमान शोर|url=http://ec.europa.eu/transport/air/environment/aircraft_noise_en.htm|work=Mobility and Transport|publisher=European Commission|access-date=7 October 2011|date=2010-10-30|archive-url=https://web.archive.org/web/20090417003255/http://ec.europa.eu/transport/air/environment/aircraft_noise_en.htm|archive-date=2009-04-17|url-status=dead}}</ref><ref>{{cite web|title=Annex 16 - Environmental Protection |url=http://www.icao.int/icaonet/anx/info/annexes_booklet_en.pdf |work=Convention on International Civil Aviation |publisher=ICAO |access-date=8 October 2011 |page=29 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20111005040825/http://www.icao.int/icaonet/anx/info/annexes_booklet_en.pdf |archive-date=October 5, 2011 }}</ref> एयरफ्रेम से भी शोर उत्पन्न होता है, जहां एयरफ्लो की दिशाएं बदल जाती हैं।<ref>{{cite web|title=एयरफ्रेम शोर में कमी|url=http://www.aeronautics.nasa.gov/docs/chicago/airframe.htm|work=NASA Aeronautics|publisher=NASA|access-date=7 October 2011|author=William Wilshire|archive-url=https://web.archive.org/web/20111021225904/http://www.aeronautics.nasa.gov/docs/chicago/airframe.htm|archive-date=2011-10-21|url-status=dead}}</ref> अच्छे शोर नियमों ने डिजाइनरों को शांत इंजन और एयरफ्रेम बनाने के लिए मजबूर किया है।<ref>{{cite web|title=Environment: Aircraft Noise Reduction|url=http://www.aeronautics.nasa.gov/docs/chicago/noise.htm|work=NASA Aeronautics|publisher=NASA|access-date=7 October 2011|author=Neal Nijhawan|archive-url=https://web.archive.org/web/20111018200346/http://www.aeronautics.nasa.gov/docs/chicago/noise.htm|archive-date=2011-10-18|url-status=dead}}</ref> विमान से निकलने वाले उत्सर्जन में पार्टिकुलेट, [[कार्बन डाईऑक्साइड]] (CO<sub>2</sub>), [[सल्फर डाइऑक्साइड]] (SO<sub>2</sub>), कार्बन मोनो[[आक्साइड]] (सीओ), [[नाइट्रेट]] | विमानों की संख्या में वृद्धि का अर्थ अधिक कार्बन उत्सर्जन भी है। पर्यावरण वैज्ञानिकों ने विमान से जुड़े मुख्य प्रकार के प्रदूषण, मुख्य रूप से शोर और उत्सर्जन पर चिंता व्यक्त की है। ध्वनि प्रदूषण उत्पन करने के लिए विमान के इंजन ऐतिहासिक रूप से कुख्यात रहे हैं और पहले से ही भीड़भाड़ वाले और प्रदूषित शहरों में वायुमार्ग के विस्तार ने भारी आलोचना की है, जिससे विमान के शोर के लिए पर्यावरणीय नीतियां बनाना आवश्यक हो गया है।<ref>{{cite web|title=यात्रा (वायु) - विमान शोर|url=http://ec.europa.eu/transport/air/environment/aircraft_noise_en.htm|work=Mobility and Transport|publisher=European Commission|access-date=7 October 2011|date=2010-10-30|archive-url=https://web.archive.org/web/20090417003255/http://ec.europa.eu/transport/air/environment/aircraft_noise_en.htm|archive-date=2009-04-17|url-status=dead}}</ref><ref>{{cite web|title=Annex 16 - Environmental Protection |url=http://www.icao.int/icaonet/anx/info/annexes_booklet_en.pdf |work=Convention on International Civil Aviation |publisher=ICAO |access-date=8 October 2011 |page=29 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20111005040825/http://www.icao.int/icaonet/anx/info/annexes_booklet_en.pdf |archive-date=October 5, 2011 }}</ref> एयरफ्रेम से भी शोर उत्पन्न होता है, जहां एयरफ्लो की दिशाएं बदल जाती हैं।<ref>{{cite web|title=एयरफ्रेम शोर में कमी|url=http://www.aeronautics.nasa.gov/docs/chicago/airframe.htm|work=NASA Aeronautics|publisher=NASA|access-date=7 October 2011|author=William Wilshire|archive-url=https://web.archive.org/web/20111021225904/http://www.aeronautics.nasa.gov/docs/chicago/airframe.htm|archive-date=2011-10-21|url-status=dead}}</ref> अच्छे शोर नियमों ने डिजाइनरों को शांत इंजन और एयरफ्रेम बनाने के लिए मजबूर किया है।<ref>{{cite web|title=Environment: Aircraft Noise Reduction|url=http://www.aeronautics.nasa.gov/docs/chicago/noise.htm|work=NASA Aeronautics|publisher=NASA|access-date=7 October 2011|author=Neal Nijhawan|archive-url=https://web.archive.org/web/20111018200346/http://www.aeronautics.nasa.gov/docs/chicago/noise.htm|archive-date=2011-10-18|url-status=dead}}</ref> विमान से निकलने वाले उत्सर्जन में पार्टिकुलेट, [[कार्बन डाईऑक्साइड]] (CO<sub>2</sub>), [[सल्फर डाइऑक्साइड]] (SO<sub>2</sub>), कार्बन मोनो[[आक्साइड]] (सीओ), [[नाइट्रेट]] के विभिन्न ऑक्साइड और असंतुलित [[हाइड्रोकार्बन]]।<ref>{{cite web|title=हमारे वातावरण की सुरक्षा|url=http://www.nasa.gov/centers/glenn/about/fs10grc.html|work=Fact Sheet|publisher=NASA - Glenn Research Center|access-date=7 October 2011}}</ref> प्रदूषण से निपटने के लिए, आईसीएओ ने 1981 में विमान उत्सर्जन को नियंत्रित करने के लिए सिफारिशें कीं।<ref name="Doc 9889">{{cite web|title=आईसीएओ एयरपोर्ट एयर क्वालिटी गाइडेंस मैनुअल|url=http://www.icao.int/icaonet/dcs/9889/9889_en.pdf |work=ICAO Guidelines |publisher=ICAO (International Civil Aviation Organisation) |access-date=7 October 2011 |date=2007-04-15 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20131214220636/http://www.icao.int/icaonet/dcs/9889/9889_en.pdf |archive-date=December 14, 2013 }}(see http://www.icao.int/environmental-protection/Documents/Publications/FINAL.Doc%209889.1st%20Edition.alltext.en.pdf for updated manual.</ref> नए, पर्यावरण के अनुकूल ईंधन विकसित किए गए हैं<ref>{{cite web|title=जैव ईंधन उड़ान प्रदर्शन|url=http://www.virgin-atlantic.com/en/us/allaboutus/environment/biofuel.jsp|work=Environment|publisher=Virgin Atlantic|access-date=7 October 2011|year=2008}}</ref> और विनिर्माण में पुनरावर्तनीय सामग्रियों का उपयोग<ref>{{cite web|title=Aircraft Recycling : Life and times of an aircraft|url=http://www.iata.org/pressroom/airlines-international/august-2011/pages/aircraft-recycling.aspx|work=Pressroom - Airlines International|publisher=IATA|access-date=7 October 2011|archive-url=https://web.archive.org/web/20111027053159/http://www.iata.org/pressroom/airlines-international/august-2011/Pages/aircraft-recycling.aspx|archive-date=2011-10-27|url-status=dead}}</ref> विमान के कारण पारिस्थितिक प्रभाव को कम करने में सहायता मिली है। पर्यावरणीय सीमाएँ भी हवाई क्षेत्र की अनुकूलता को प्रभावित करती हैं। दुनिया भर के हवाई अड्डों को विशेष क्षेत्र की स्थलाकृति के अनुरूप बनाया गया है। अंतरिक्ष की सीमाएं, फुटपाथ डिजाइन, [[ मार्ग |मार्ग]] अंत सुरक्षा क्षेत्र और हवाईअड्डे का अनूठा स्थान हवाईअड्डे के कुछ कारक हैं जो विमान डिजाइन को प्रभावित करते हैं। चूंकि विमान डिजाइन में परिवर्तन भी एयरफ़ील्ड डिज़ाइन को प्रभावित करते हैं, उदाहरण के लिए, सुपरजंबो [[एयरबस A380]] जैसे नए बड़े विमान (एनएलए) की जल्द प्रारंभ ने दुनिया भर के हवाई अड्डों को अपने बड़े आकार और सेवा आवश्यकताओं को समायोजित करने के लिए अपनी सुविधाओं को फिर से डिज़ाइन करने के लिए प्रेरित किया है।<ref>{{cite web|title=हवाई अड्डे की योजना से संबंधित नई विमान विशेषताएँ|url=http://my.fit.edu/~dkirk/3241/Lectures/Atrgpap.pdf|work=First ATRG Conference, Vancouver, Canada|publisher=Air Transport Research Group of the WCTR Society|access-date=7 October 2011|author=Alexandre Gomes de Barros|author2=Sumedha Chandana Wirasinghe|year=1997}}</ref><ref>{{cite web|title=Airports prepare for the A380|url=http://atwonline.com/airline-financedata/article/airports-prepare-a380-0309|work=Airline Finance/Data|publisher=ATW (Air Transport World)|access-date=7 October 2011|author=Sandra Arnoult|date=2005-02-28}}</ref> | ||
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उच्च गति, ईंधन टैंक, क्रूज ऊंचाई पर वायुमंडलीय स्थितियां, प्राकृतिक खतरे (तूफान, ओलों और पक्षियों के हमले) और मानव त्रुटि कुछ ऐसे कई खतरे हैं जो हवाई यात्रा के लिए खतरा उत्पन करते हैं।<ref>{{cite web|title=पक्षी के खतरे|url=http://www.airsafe.com/birds.htm|work=Hazards|publisher=www.airsafe.com|access-date=12 October 2011}}</ref><ref>{{cite web|title=हवाई दुर्घटनाओं में मानव घटक|url=http://www.pilotfriend.com/safe/safety/human_and_accidents.htm|work=Air Safety|publisher=www.pilotfriend.com|access-date=12 October 2011}}</ref><ref>{{cite web|title=विमानन मौसम के खतरे|url=http://www.navcanada.ca/ContentDefinitionFiles/publications/lak/CanadianPrairies/2-P32E.PDF |work=LAKP Prairies |publisher=www.navcanada.ca |access-date=12 October 2011 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20111216030637/http://www.navcanada.ca/ContentDefinitionFiles/publications/lak/CanadianPrairies/2-P32E.PDF |archive-date=16 December 2011 }}</ref> | उच्च गति, ईंधन टैंक, क्रूज ऊंचाई पर वायुमंडलीय स्थितियां, प्राकृतिक खतरे (तूफान, ओलों और पक्षियों के हमले) और मानव त्रुटि कुछ ऐसे कई खतरे हैं जो हवाई यात्रा के लिए खतरा उत्पन करते हैं।<ref>{{cite web|title=पक्षी के खतरे|url=http://www.airsafe.com/birds.htm|work=Hazards|publisher=www.airsafe.com|access-date=12 October 2011}}</ref><ref>{{cite web|title=हवाई दुर्घटनाओं में मानव घटक|url=http://www.pilotfriend.com/safe/safety/human_and_accidents.htm|work=Air Safety|publisher=www.pilotfriend.com|access-date=12 October 2011}}</ref><ref>{{cite web|title=विमानन मौसम के खतरे|url=http://www.navcanada.ca/ContentDefinitionFiles/publications/lak/CanadianPrairies/2-P32E.PDF |work=LAKP Prairies |publisher=www.navcanada.ca |access-date=12 October 2011 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20111216030637/http://www.navcanada.ca/ContentDefinitionFiles/publications/lak/CanadianPrairies/2-P32E.PDF |archive-date=16 December 2011 }}</ref> | ||
उड़ानयोग्यता वह मानक है जिसके द्वारा विमान को उड़ान भरने के लिए उपयुक्त निर्धारित किया जाता है।<ref>{{cite web|title=उड़ान योग्यता|url=http://www.thefreedictionary.com/airworthiness|work=Dictionary|publisher=The Free online Dictionary|access-date=2011-10-10}}</ref> उड़ान योग्यता की जिम्मेदारी राष्ट्रीय नागरिक उड्डयन नियामक निकायों, [[विमान निर्माता]]ओं, साथ ही मालिकों और ऑपरेटरों के पास है। | उड़ानयोग्यता वह मानक है जिसके द्वारा विमान को उड़ान भरने के लिए उपयुक्त निर्धारित किया जाता है।<ref>{{cite web|title=उड़ान योग्यता|url=http://www.thefreedictionary.com/airworthiness|work=Dictionary|publisher=The Free online Dictionary|access-date=2011-10-10}}</ref> उड़ान योग्यता की जिम्मेदारी राष्ट्रीय नागरिक उड्डयन नियामक निकायों, [[विमान निर्माता]]ओं, साथ ही मालिकों और ऑपरेटरों के पास है। | ||
अंतर्राष्ट्रीय नागरिक उड्डयन संगठन अंतरराष्ट्रीय मानकों और अनुशंसित प्रथाओं को निर्धारित करता है, जिस पर राष्ट्रीय अधिकारियों को अपने नियमों का आधार बनाना चाहिए।<ref>{{cite web | url=http://www.icao.int/environmental-protection/Pages/technology-standards.aspx | title=आईसीएओ विनियम| publisher=ICAO | access-date=May 5, 2012}}</ref><ref>{{cite press release | url=http://www2.icao.int/en/ism/ICAO%20Annexes/Annex%208.pdf | title=Annex 8 - ICAO | publisher=ICAO | access-date=May 5, 2012 | archive-url=https://web.archive.org/web/20120905175315/http://www2.icao.int/en/ism/ICAO%20Annexes/Annex%208.pdf | archive-date=2012-09-05 | url-status=dead }}</ref> राष्ट्रीय नियामक प्राधिकरण उड़ानयोग्यता के लिए मानक निर्धारित करते हैं, निर्माताओं और ऑपरेटरों को प्रमाण पत्र जारी करते हैं और कर्मियों के प्रशिक्षण के मानक निर्धारित करते हैं।<ref>{{cite book|title=सिविल जेट विमान डिजाइन|year=1999|publisher=Arnold Publishers|location=Great Britain|isbn=0-340-74152-X|author=L. Jenkinson|author2=P. Simpkin|author3= D. Rhodes|page=55}}</ref> प्रत्येक देश का अपना नियामक निकाय होता है जैसे संयुक्त राज्य अमेरिका में संघीय उड्डयन प्रशासन, [[नागरिक उड्डयन]] महानिदेशालय (भारत) | अंतर्राष्ट्रीय नागरिक उड्डयन संगठन अंतरराष्ट्रीय मानकों और अनुशंसित प्रथाओं को निर्धारित करता है, जिस पर राष्ट्रीय अधिकारियों को अपने नियमों का आधार बनाना चाहिए।<ref>{{cite web | url=http://www.icao.int/environmental-protection/Pages/technology-standards.aspx | title=आईसीएओ विनियम| publisher=ICAO | access-date=May 5, 2012}}</ref><ref>{{cite press release | url=http://www2.icao.int/en/ism/ICAO%20Annexes/Annex%208.pdf | title=Annex 8 - ICAO | publisher=ICAO | access-date=May 5, 2012 | archive-url=https://web.archive.org/web/20120905175315/http://www2.icao.int/en/ism/ICAO%20Annexes/Annex%208.pdf | archive-date=2012-09-05 | url-status=dead }}</ref> राष्ट्रीय नियामक प्राधिकरण उड़ानयोग्यता के लिए मानक निर्धारित करते हैं, निर्माताओं और ऑपरेटरों को प्रमाण पत्र जारी करते हैं और कर्मियों के प्रशिक्षण के मानक निर्धारित करते हैं।<ref>{{cite book|title=सिविल जेट विमान डिजाइन|year=1999|publisher=Arnold Publishers|location=Great Britain|isbn=0-340-74152-X|author=L. Jenkinson|author2=P. Simpkin|author3= D. Rhodes|page=55}}</ref> प्रत्येक देश का अपना नियामक निकाय होता है जैसे संयुक्त राज्य अमेरिका में संघीय उड्डयन प्रशासन, [[नागरिक उड्डयन]] महानिदेशालय (भारत) भारत में डीजीसीए (नागरिक उड्डयन महानिदेशालय), आदि। | ||
विमान निर्माता सुनिश्चित करता है कि विमान उपस्थित डिजाइन मानकों को पूरा करता है, परिचालन सीमाओं और रखरखाव कार्यक्रम को परिभाषित करता है और विमान के परिचालन जीवन के समय समर्थन और रखरखाव प्रदान करता है। विमानन ऑपरेटरों में नागरिक उड्डयन, [[सैन्य उड्डयन]] और निजी विमानों के मालिक सम्मिलित हैं। वे नियामक निकायों द्वारा निर्धारित नियमों का पालन करने के लिए सहमत हैं, निर्माता द्वारा निर्दिष्ट विमान की सीमाओं को समझते हैं, दोषों की रिपोर्ट करते हैं और निर्माताओं को उड़ान योग्यता मानकों को बनाए रखने में सहायता करते हैं। | विमान निर्माता सुनिश्चित करता है कि विमान उपस्थित डिजाइन मानकों को पूरा करता है, परिचालन सीमाओं और रखरखाव कार्यक्रम को परिभाषित करता है और विमान के परिचालन जीवन के समय समर्थन और रखरखाव प्रदान करता है। विमानन ऑपरेटरों में नागरिक उड्डयन, [[सैन्य उड्डयन]] और निजी विमानों के मालिक सम्मिलित हैं। वे नियामक निकायों द्वारा निर्धारित नियमों का पालन करने के लिए सहमत हैं, निर्माता द्वारा निर्दिष्ट विमान की सीमाओं को समझते हैं, दोषों की रिपोर्ट करते हैं और निर्माताओं को उड़ान योग्यता मानकों को बनाए रखने में सहायता करते हैं। | ||
इन दिनों अधिकांश डिज़ाइन आलोचनाएँ दुर्घटनाग्रस्तता पर आधारित हैं। यहां तक कि उड़नयोग्यता पर अत्यधिक ध्यान देने के अतिरिक्त भी दुर्घटनाएं होती रहती हैं। दुर्घटनाग्रस्त होने का गुणात्मक मूल्यांकन है कि विमान दुर्घटना में कैसे जीवित रहता है। मुख्य उद्देश्य यात्रियों या मूल्यवान कार्गो को दुर्घटना से होने वाले हानि से बचाना है। एयरलाइनरों के स्थितियों में दबावयुक्त धड़ की तनावग्रस्त त्वचा यह विशेषता प्रदान करती है, लेकिन नाक या पूंछ के प्रभाव की स्थिति में, बड़े झुकने वाले क्षण धड़ के माध्यम से सभी तरह से बनते हैं, जिससे खोल में फ्रैक्चर हो जाता है, जिससे धड़ टूट जाता है छोटे वर्गों में।<ref>{{cite web|title=क्रैशवर्दी डिजाइन सिद्धांत|url=http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?Location=U2&doc=GetTRDoc.pdf&AD=AD0623575|archive-url=https://web.archive.org/web/20130408131623/http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?Location=U2&doc=GetTRDoc.pdf&AD=AD0623575|url-status=dead|archive-date=April 8, 2013|work=Technical Report|publisher=Defense Technical Information Center (DTIC)|access-date=9 October 2011|author=D. L. Greer|author2=J. S. Breeden|author3=T. L. Heid|date=1965-11-18}}</ref> इसलिए यात्री विमानों को इस तरह से डिजाइन किया जाता है कि बैठने की व्यवस्था उन क्षेत्रों से दूर होती है जहां दुर्घटना होने की संभावना होती है, जैसे कि प्रोपेलर के पास, इंजन नैकेले अंडरकारेज आदि।<ref>{{cite document|title=क्रैशवर्थनेस के मूल सिद्धांत|publisher=NATO|author=Dennis F. Shanahan|citeseerx = 10.1.1.214.8052}}</ref> केबिन का इंटीरियर भी सुरक्षा सुविधाओं से सुसज्जित है जैसे ऑक्सीजन मास्क जो केबिन के दबाव, लॉक करने योग्य सामान डिब्बों, सुरक्षा बेल्ट, लाइफजैकेट, आपातकालीन दरवाजे और चमकदार फर्श स्ट्रिप्स के हानि की स्थिति में नीचे गिर जाते हैं। विमान को कभी-कभी आपातकालीन जल लैंडिंग को ध्यान में रखकर डिजाइन किया जाता है, उदाहरण के लिए [[एयरबस A330]] में | इन दिनों अधिकांश डिज़ाइन आलोचनाएँ दुर्घटनाग्रस्तता पर आधारित हैं। यहां तक कि उड़नयोग्यता पर अत्यधिक ध्यान देने के अतिरिक्त भी दुर्घटनाएं होती रहती हैं। दुर्घटनाग्रस्त होने का गुणात्मक मूल्यांकन है कि विमान दुर्घटना में कैसे जीवित रहता है। मुख्य उद्देश्य यात्रियों या मूल्यवान कार्गो को दुर्घटना से होने वाले हानि से बचाना है। एयरलाइनरों के स्थितियों में दबावयुक्त धड़ की तनावग्रस्त त्वचा यह विशेषता प्रदान करती है, लेकिन नाक या पूंछ के प्रभाव की स्थिति में, बड़े झुकने वाले क्षण धड़ के माध्यम से सभी तरह से बनते हैं, जिससे खोल में फ्रैक्चर हो जाता है, जिससे धड़ टूट जाता है छोटे वर्गों में।<ref>{{cite web|title=क्रैशवर्दी डिजाइन सिद्धांत|url=http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?Location=U2&doc=GetTRDoc.pdf&AD=AD0623575|archive-url=https://web.archive.org/web/20130408131623/http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?Location=U2&doc=GetTRDoc.pdf&AD=AD0623575|url-status=dead|archive-date=April 8, 2013|work=Technical Report|publisher=Defense Technical Information Center (DTIC)|access-date=9 October 2011|author=D. L. Greer|author2=J. S. Breeden|author3=T. L. Heid|date=1965-11-18}}</ref> इसलिए यात्री विमानों को इस तरह से डिजाइन किया जाता है कि बैठने की व्यवस्था उन क्षेत्रों से दूर होती है जहां दुर्घटना होने की संभावना होती है, जैसे कि प्रोपेलर के पास, इंजन नैकेले अंडरकारेज आदि।<ref>{{cite document|title=क्रैशवर्थनेस के मूल सिद्धांत|publisher=NATO|author=Dennis F. Shanahan|citeseerx = 10.1.1.214.8052}}</ref> केबिन का इंटीरियर भी सुरक्षा सुविधाओं से सुसज्जित है जैसे ऑक्सीजन मास्क जो केबिन के दबाव, लॉक करने योग्य सामान डिब्बों, सुरक्षा बेल्ट, लाइफजैकेट, आपातकालीन दरवाजे और चमकदार फर्श स्ट्रिप्स के हानि की स्थिति में नीचे गिर जाते हैं। विमान को कभी-कभी आपातकालीन जल लैंडिंग को ध्यान में रखकर डिजाइन किया जाता है, उदाहरण के लिए [[एयरबस A330]] में 'डिचिंग' स्विच होता है जो वाल्व को बंद कर देता है और विमान के नीचे खुलने से पानी का प्रवेश धीमा हो जाता है।<ref>{{cite web|title=Airbus A330-A340 Overhead Panel |url=http://www.smartcockpit.com/data/pdfs/plane/airbus/a340/instructor/A330-A340_Overhead_Pushbuttons.pdf |archive-url=https://web.archive.org/web/20120330161341/http://www.smartcockpit.com/data/pdfs/plane/airbus/a340/instructor/A330-A340_Overhead_Pushbuttons.pdf |url-status=dead |archive-date=30 March 2012 |work=Data |publisher=www.smartcockpit.com |access-date=9 October 2011 }}</ref> | ||
== डिजाइन अनुकूलन == | == डिजाइन अनुकूलन == | ||
विमान डिजाइनर सामान्यतः अपने डिजाइन पर सभी बाधाओं को ध्यान में रखते हुए प्रारंभिक डिजाइन तैयार करते हैं। ऐतिहासिक रूप से डिज़ाइन टीमें छोटी हुआ करती थीं, सामान्यतः | विमान डिजाइनर सामान्यतः अपने डिजाइन पर सभी बाधाओं को ध्यान में रखते हुए प्रारंभिक डिजाइन तैयार करते हैं। ऐतिहासिक रूप से डिज़ाइन टीमें छोटी हुआ करती थीं, सामान्यतः मुख्य डिज़ाइनर के नेतृत्व में जो सभी डिज़ाइन आवश्यकताओं और उद्देश्यों को जानता था और तदनुसार टीम का समन्वय करता था। जैसे-जैसे समय बीतता गया, सैन्य और एयरलाइन विमानों की जटिलता भी बढ़ती गई। आधुनिक सैन्य और एयरलाइन डिजाइन परियोजनाएं इतने बड़े पैमाने पर हैं कि हर डिजाइन पहलू को अलग-अलग टीमों द्वारा निपटाया जाता है और फिर एक साथ लाया जाता है। सामान्य विमानन में बड़ी संख्या में हल्के विमानों को होमबिल्ट विमान द्वारा डिजाइन और निर्मित किया जाता है।<ref>{{cite web|title=शौकिया निर्मित विमान|url=http://www.faa.gov/aircraft/gen_av/ultralights/amateur_built/|work=General Aviation and Recreational Aircraft|publisher=FAA|access-date=2011-10-10}}</ref> | ||
== विमान का कंप्यूटर एडेड डिजाइन == | == विमान का कंप्यूटर एडेड डिजाइन == | ||
[[File:Navion in Datcom3d.jpg|right|thumb|240px|[[MATLAB]] में तैयार किए गए विमान की बाहरी सतहें]]विमान डिजाइन के प्रारंभी वर्षों में, डिजाइनरों ने सामान्यतः विश्लेषणात्मक सिद्धांत का इस्तेमाल विभिन्न इंजीनियरिंग गणनाओं को करने के लिए किया था जो डिजाइन प्रक्रिया में बहुत सारे प्रयोग के साथ जाते थे। ये गणना श्रम प्रधान और समय लेने वाली थीं। 1940 के दशक में, कई इंजीनियरों ने गणना प्रक्रिया को स्वचालित और सरल बनाने के विधियों की तलाश प्रारंभ कर दी और कई संबंध और अर्ध-अनुभवजन्य सूत्र विकसित किए गए। सरलीकरण के बाद भी, गणना व्यापक रूप से जारी रही। कंप्यूटर के आविष्कार के साथ, इंजीनियरों ने अनुभव किया कि अधिकांश गणनाएँ स्वचालित हो सकती हैं, लेकिन डिज़ाइन विज़ुअलाइज़ेशन की कमी और भारी मात्रा में प्रयोग सम्मिलित होने से विमान डिज़ाइन के क्षेत्र में स्थिरता बनी रही। प्रोग्रामिंग भाषाओं के उदय के साथ, इंजीनियर अब ऐसे प्रोग्राम लिख सकते थे जो | [[File:Navion in Datcom3d.jpg|right|thumb|240px|[[MATLAB]] में तैयार किए गए विमान की बाहरी सतहें]]विमान डिजाइन के प्रारंभी वर्षों में, डिजाइनरों ने सामान्यतः विश्लेषणात्मक सिद्धांत का इस्तेमाल विभिन्न इंजीनियरिंग गणनाओं को करने के लिए किया था जो डिजाइन प्रक्रिया में बहुत सारे प्रयोग के साथ जाते थे। ये गणना श्रम प्रधान और समय लेने वाली थीं। 1940 के दशक में, कई इंजीनियरों ने गणना प्रक्रिया को स्वचालित और सरल बनाने के विधियों की तलाश प्रारंभ कर दी और कई संबंध और अर्ध-अनुभवजन्य सूत्र विकसित किए गए। सरलीकरण के बाद भी, गणना व्यापक रूप से जारी रही। कंप्यूटर के आविष्कार के साथ, इंजीनियरों ने अनुभव किया कि अधिकांश गणनाएँ स्वचालित हो सकती हैं, लेकिन डिज़ाइन विज़ुअलाइज़ेशन की कमी और भारी मात्रा में प्रयोग सम्मिलित होने से विमान डिज़ाइन के क्षेत्र में स्थिरता बनी रही। प्रोग्रामिंग भाषाओं के उदय के साथ, इंजीनियर अब ऐसे प्रोग्राम लिख सकते थे जो विमान को डिजाइन करने के लिए तैयार किए गए थे। मूल रूप से यह मेनफ्रेम कंप्यूटर के साथ किया गया था और निम्न-स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषाओं का उपयोग किया गया था, जिसके लिए उपयोगकर्ता को भाषा में धाराप्रवाह होना और कंप्यूटर की वास्तुकला को जानना आवश्यक था। व्यक्तिगत कंप्यूटरों की प्रारंभ के साथ, डिजाइन प्रोग्रामों ने अधिक उपयोगकर्ता-अनुकूल दृष्टिकोण को नियोजित करना प्रारंभ किया।<ref>{{cite web|title=विमान डिजाइन सॉफ्टवेयर|url=http://www.sti.nasa.gov/tto/spinoff1997/ct11.html|work=Computer Technology|publisher=NASA|access-date=29 December 2014 |url-status=dead|archive-url = https://web.archive.org/web/19990824052440/http://www.sti.nasa.gov/tto/spinoff1997/ct11.html |archive-date = 24 August 1999}}</ref> | ||
== डिजाइन पहलू == | == डिजाइन पहलू == | ||
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#[[विमान उड़ान नियंत्रण प्रणाली]] | #[[विमान उड़ान नियंत्रण प्रणाली]] | ||
#[[द्रव्यमान]] | #[[द्रव्यमान]] | ||
#फिक्स्ड-विंग विमान | #फिक्स्ड-विंग विमान संरचना | ||
सभी विमान डिज़ाइनों में डिज़ाइन मिशन को प्राप्त करने के लिए इन कारकों से समझौता करना सम्मिलित है।<ref>{{cite web|title=विमान विन्यास अनुकूलन के लिए तकनीकें|url=http://adg.stanford.edu/aa241/design/optimization1.html|work=Aircraft Design : Synthesis and Analysis|publisher=Stanford University|access-date=2011-09-20|archive-url=https://archive.today/20120701103526/http://adg.stanford.edu/aa241/design/optimization1.html|archive-date=2012-07-01|url-status=dead}}</ref> | सभी विमान डिज़ाइनों में डिज़ाइन मिशन को प्राप्त करने के लिए इन कारकों से समझौता करना सम्मिलित है।<ref>{{cite web|title=विमान विन्यास अनुकूलन के लिए तकनीकें|url=http://adg.stanford.edu/aa241/design/optimization1.html|work=Aircraft Design : Synthesis and Analysis|publisher=Stanford University|access-date=2011-09-20|archive-url=https://archive.today/20120701103526/http://adg.stanford.edu/aa241/design/optimization1.html|archive-date=2012-07-01|url-status=dead}}</ref> | ||
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{{See also|विंग विन्यास}} | {{See also|विंग विन्यास}} | ||
फिक्स्ड-विंग एयरक्राफ्ट का विंग उड़ान के लिए आवश्यक लिफ्ट प्रदान करता है। विंग ज्योमेट्री विमान की उड़ान के हर पहलू को प्रभावित करती है। विंग क्षेत्र सामान्यतः वांछित स्टालिंग गति द्वारा निर्धारित किया जाएगा, लेकिन प्लैनफॉर्म (वैमानिकी) और अन्य विस्तार पहलुओं का समग्र आकार विंग लेआउट कारकों से प्रभावित हो सकता है।<ref>{{cite book|title=सिविल जेट विमान डिजाइन|isbn=0-340-74152-X|page=105|last1=Jenkinson|first1=Lloyd R.|last2=Rhodes|first2=Darren|last3=Simpkin|first3=Paul|year=1999}}</ref> विंग को उच्च, निम्न और मध्य स्थिति में धड़ पर लगाया जा सकता है। पंख का डिज़ाइन कई मापदंडों पर निर्भर करता है जैसे पहलू अनुपात, टेपर अनुपात, [[ वापस फेकना ]] कोण, मोटाई अनुपात, अनुभाग प्रोफ़ाइल, [[वाशआउट (विमानन)]] और [[डायहेड्रल (विमान)]] का चयन।<ref>{{cite book|title=सिविल जेट विमान डिजाइन|isbn=0-340-74152-X|last1=Jenkinson|first1=Lloyd R.|last2=Rhodes|first2=Darren|last3=Simpkin|first3=Paul|year=1999}}</ref> विंग का क्रॉस-सेक्शनल आकार इसका [[ airfoil | एयरफोइल]] है।<ref>{{cite book|title=विमान संरचनाओं को समझना|isbn=1-4051-2032-0|author=John Cutler|author2=Jeremy Liber|date=2006-02-10}}</ref> विंग का निर्माण [[रिब (विमान)]] से प्रारंभ होता है जो एयरफॉइल आकार को परिभाषित करता है। पसलियों को लकड़ी, धातु, प्लास्टिक या कंपोजिट से भी बनाया जा सकता है।<ref>{{cite book|title=एयरो इंजीनियरिंग वॉल्यूम II भाग I|year=1938|publisher=George Newnes|author=Hugh Nelson}}</ref> | फिक्स्ड-विंग एयरक्राफ्ट का विंग उड़ान के लिए आवश्यक लिफ्ट प्रदान करता है। विंग ज्योमेट्री विमान की उड़ान के हर पहलू को प्रभावित करती है। विंग क्षेत्र सामान्यतः वांछित स्टालिंग गति द्वारा निर्धारित किया जाएगा, लेकिन प्लैनफॉर्म (वैमानिकी) और अन्य विस्तार पहलुओं का समग्र आकार विंग लेआउट कारकों से प्रभावित हो सकता है।<ref>{{cite book|title=सिविल जेट विमान डिजाइन|isbn=0-340-74152-X|page=105|last1=Jenkinson|first1=Lloyd R.|last2=Rhodes|first2=Darren|last3=Simpkin|first3=Paul|year=1999}}</ref> विंग को उच्च, निम्न और मध्य स्थिति में धड़ पर लगाया जा सकता है। पंख का डिज़ाइन कई मापदंडों पर निर्भर करता है जैसे पहलू अनुपात, टेपर अनुपात, [[ वापस फेकना |वापस फेकना]] कोण, मोटाई अनुपात, अनुभाग प्रोफ़ाइल, [[वाशआउट (विमानन)]] और [[डायहेड्रल (विमान)]] का चयन।<ref>{{cite book|title=सिविल जेट विमान डिजाइन|isbn=0-340-74152-X|last1=Jenkinson|first1=Lloyd R.|last2=Rhodes|first2=Darren|last3=Simpkin|first3=Paul|year=1999}}</ref> विंग का क्रॉस-सेक्शनल आकार इसका [[ airfoil |एयरफोइल]] है।<ref>{{cite book|title=विमान संरचनाओं को समझना|isbn=1-4051-2032-0|author=John Cutler|author2=Jeremy Liber|date=2006-02-10}}</ref> विंग का निर्माण [[रिब (विमान)]] से प्रारंभ होता है जो एयरफॉइल आकार को परिभाषित करता है। पसलियों को लकड़ी, धातु, प्लास्टिक या कंपोजिट से भी बनाया जा सकता है।<ref>{{cite book|title=एयरो इंजीनियरिंग वॉल्यूम II भाग I|year=1938|publisher=George Newnes|author=Hugh Nelson}}</ref> | ||
पंख को डिज़ाइन और परीक्षण किया जाना चाहिए चुकीं यह सुनिश्चित हो सके कि यह पैंतरेबाज़ी और वायुमंडलीय झोंकों द्वारा लगाए गए अधिकतम भार का सामना कर सके। | पंख को डिज़ाइन और परीक्षण किया जाना चाहिए चुकीं यह सुनिश्चित हो सके कि यह पैंतरेबाज़ी और वायुमंडलीय झोंकों द्वारा लगाए गए अधिकतम भार का सामना कर सके। | ||
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=== वजन === | === वजन === | ||
{{Main|विमान सकल वजन}} | {{Main|विमान सकल वजन}} | ||
विमान का वजन सामान्य कारक है जो वायुगतिकी, संरचना और प्रणोदन जैसे विमान डिजाइन के सभी पहलुओं को एक साथ जोड़ता है। | विमान का वजन सामान्य कारक है जो वायुगतिकी, संरचना और प्रणोदन जैसे विमान डिजाइन के सभी पहलुओं को एक साथ जोड़ता है। विमान का वजन विभिन्न कारकों जैसे कि खाली वजन, पेलोड, उपयोगी भार आदि से प्राप्त होता है। विभिन्न भारों का उपयोग तब पूरे विमान के द्रव्यमान के केंद्र की गणना के लिए किया जाता है।<ref>{{cite web|title=विमान का वजन और संतुलन|url=http://www.pilotfriend.com/training/flight_training/wt_bal.htm|work=Pilot friend - Flight training|publisher=www.pilotfriend.com}}</ref> द्रव्यमान का केंद्र निर्माता द्वारा स्थापित स्थापित सीमाओं के अन्दर फिट होना चाहिए। | ||
=== संरचना === | === संरचना === | ||
| Line 104: | Line 104: | ||
== डिजाइन प्रक्रिया और सिमुलेशन == | == डिजाइन प्रक्रिया और सिमुलेशन == | ||
किसी भी विमान का डिजाइन तीन चरणों में प्रारंभ होता है<ref>{{cite book|title=विमान का प्रदर्शन और डिजाइन|year=1999|publisher=McGraw-Hill|isbn=0-07-001971-1|pages=382–386|author=John D. Anderson}}</ref> | किसी भी विमान का डिजाइन तीन चरणों में प्रारंभ होता है<ref>{{cite book|title=विमान का प्रदर्शन और डिजाइन|year=1999|publisher=McGraw-Hill|isbn=0-07-001971-1|pages=382–386|author=John D. Anderson}}</ref> | ||
=== वैचारिक डिजाइन === | === वैचारिक डिजाइन === | ||
[[File:Bréguet 763 3-view line drawing.svg|thumb|ब्रेगुएट 763 ड्यूक्स-पोंट्स का वैचारिक डिजाइन]]विमान वैचारिक डिजाइन में आवश्यक डिजाइन विनिर्देशों को पूरा करने वाले विभिन्न प्रकार के संभावित विन्यासों को स्केच करना सम्मिलित है। विन्यास का एक सेट तैयार करके, डिज़ाइनर उस डिज़ाइन विन्यास तक पहुँचने का प्रयास करते हैं जो संतोषजनक ढंग से सभी आवश्यकताओं को पूरा करता है और साथ ही वायुगतिकी, प्रणोदन, उड़ान प्रदर्शन, संरचनात्मक और नियंत्रण प्रणाली जैसे कारकों के साथ हाथ से जाता है।<ref>{{cite book|title=विमान डिजाइन - एक वैचारिक दृष्टिकोण|year=1992|publisher=American institute of Aeronautics and Astronautics|isbn=0-930403-51-7|page=4|author=D. Raymer}}</ref> इसे डिज़ाइन ऑप्टिमाइज़ेशन कहा जाता है। फ़्यूज़लेज आकार, विंग विन्यास और स्थान, इंजन आकार और प्रकार जैसे मूलभूत पहलुओं को इस स्तर पर निर्धारित किया जाता है। ऊपर बताए गए जैसे डिजाइन की बाधाओं को इस स्तर पर भी ध्यान में रखा जाता है। अंतिम उत्पाद कागज या कंप्यूटर स्क्रीन पर विमान विन्यास का | [[File:Bréguet 763 3-view line drawing.svg|thumb|ब्रेगुएट 763 ड्यूक्स-पोंट्स का वैचारिक डिजाइन]]विमान वैचारिक डिजाइन में आवश्यक डिजाइन विनिर्देशों को पूरा करने वाले विभिन्न प्रकार के संभावित विन्यासों को स्केच करना सम्मिलित है। विन्यास का एक सेट तैयार करके, डिज़ाइनर उस डिज़ाइन विन्यास तक पहुँचने का प्रयास करते हैं जो संतोषजनक ढंग से सभी आवश्यकताओं को पूरा करता है और साथ ही वायुगतिकी, प्रणोदन, उड़ान प्रदर्शन, संरचनात्मक और नियंत्रण प्रणाली जैसे कारकों के साथ हाथ से जाता है।<ref>{{cite book|title=विमान डिजाइन - एक वैचारिक दृष्टिकोण|year=1992|publisher=American institute of Aeronautics and Astronautics|isbn=0-930403-51-7|page=4|author=D. Raymer}}</ref> इसे डिज़ाइन ऑप्टिमाइज़ेशन कहा जाता है। फ़्यूज़लेज आकार, विंग विन्यास और स्थान, इंजन आकार और प्रकार जैसे मूलभूत पहलुओं को इस स्तर पर निर्धारित किया जाता है। ऊपर बताए गए जैसे डिजाइन की बाधाओं को इस स्तर पर भी ध्यान में रखा जाता है। अंतिम उत्पाद कागज या कंप्यूटर स्क्रीन पर विमान विन्यास का वैचारिक लेआउट है, जिसकी इंजीनियरों और अन्य डिजाइनरों द्वारा समीक्षा की जानी है। | ||
=== प्रारंभिक डिजाइन चरण === | === प्रारंभिक डिजाइन चरण === | ||
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=== विवरण डिजाइन चरण === | === विवरण डिजाइन चरण === | ||
यह चरण केवल निर्मित किए जाने वाले विमान के निर्माण पहलू से संबंधित है। यह रिब (विमान), [[ बल्ला (विमानन) ]], सेक्शन और अन्य संरचनात्मक तत्वों की संख्या, डिज़ाइन और स्थान निर्धारित करता है।<ref>{{cite book|title=विमान का प्रदर्शन और डिजाइन|year=1999|publisher=Mc Graw Hill|isbn=0-07-001971-1|author=John D. Anderson}}</ref> प्रारंभिक डिजाइन चरण में सभी वायुगतिकीय, संरचनात्मक, प्रणोदन, नियंत्रण और प्रदर्शन पहलुओं को पहले ही कवर किया जा चुका है और केवल निर्माण शेष है। विमानों के लिए [[फ़ाइट सिम्युलेटर]] भी इस चरण में विकसित किए गए हैं। | यह चरण केवल निर्मित किए जाने वाले विमान के निर्माण पहलू से संबंधित है। यह रिब (विमान), [[ बल्ला (विमानन) |बल्ला (विमानन)]] , सेक्शन और अन्य संरचनात्मक तत्वों की संख्या, डिज़ाइन और स्थान निर्धारित करता है।<ref>{{cite book|title=विमान का प्रदर्शन और डिजाइन|year=1999|publisher=Mc Graw Hill|isbn=0-07-001971-1|author=John D. Anderson}}</ref> प्रारंभिक डिजाइन चरण में सभी वायुगतिकीय, संरचनात्मक, प्रणोदन, नियंत्रण और प्रदर्शन पहलुओं को पहले ही कवर किया जा चुका है और केवल निर्माण शेष है। विमानों के लिए [[फ़ाइट सिम्युलेटर]] भी इस चरण में विकसित किए गए हैं। | ||
=== विलंब === | === विलंब === | ||
कुछ वाणिज्यिक विमानों ने विकास के चरण में महत्वपूर्ण शेड्यूल देरी और लागत में वृद्धि का अनुभव किया है। इसके उदाहरणों में सम्मिलित हैं [[बोइंग 787 ड्रीमलाइनर]] 4 साल की देरी के साथ बड़े पैमाने पर लागत में वृद्धि, [[बोइंग 747-8]] में दो साल की देरी के साथ, [[एयरबस A350]] में दो साल की देरी और लागत में 6.1 बिलियन अमेरिकी डॉलर की बढ़ोतरी, एयरबस देरी और लागत में वृद्धि के साथ A350, [[बॉम्बार्डियर सी सीरीज]]़, [[ वैश्विक 7000 ]] और 8000, चार साल की देरी के साथ [[Comac C919|कोमैक C919]] और [[मित्सुबिशी क्षेत्रीय जेट]], जो चार साल की देरी से और खाली वजन के उद्देश्य | कुछ वाणिज्यिक विमानों ने विकास के चरण में महत्वपूर्ण शेड्यूल देरी और लागत में वृद्धि का अनुभव किया है। इसके उदाहरणों में सम्मिलित हैं [[बोइंग 787 ड्रीमलाइनर]] 4 साल की देरी के साथ बड़े पैमाने पर लागत में वृद्धि, [[बोइंग 747-8]] में दो साल की देरी के साथ, [[एयरबस A350]] में दो साल की देरी और लागत में 6.1 बिलियन अमेरिकी डॉलर की बढ़ोतरी, एयरबस देरी और लागत में वृद्धि के साथ A350, [[बॉम्बार्डियर सी सीरीज]]़, [[ वैश्विक 7000 |वैश्विक 7000]] और 8000, चार साल की देरी के साथ [[Comac C919|कोमैक C919]] और [[मित्सुबिशी क्षेत्रीय जेट]], जो चार साल की देरी से और खाली वजन के उद्देश्य के साथ समाप्त हुआ।<ref>{{cite web |url= https://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/us/Documents/manufacturing/us-manufacturing-program-management-aerospace-defense.pdf |title= एयरोस्पेस और रक्षा में कार्यक्रम प्रबंधन - अभी भी देर से और बजट से अधिक|date= 2016 |publisher= Deloitte}}</ref> | ||
== कार्यक्रम विकास == | == कार्यक्रम विकास == | ||
धड़ को खींचकर, [[एमटीओडब्ल्यू]] को बढ़ाकर, वायुगतिकी को बढ़ाकर, नए विमान इंजन, नए पंख या नए एवियोनिक्स स्थापित करके प्रदर्शन और अर्थव्यवस्था के लाभ के लिए | धड़ को खींचकर, [[एमटीओडब्ल्यू]] को बढ़ाकर, वायुगतिकी को बढ़ाकर, नए विमान इंजन, नए पंख या नए एवियोनिक्स स्थापित करके प्रदर्शन और अर्थव्यवस्था के लाभ के लिए उपस्थित विमान कार्यक्रम विकसित किया जा सकता है। | ||
मैक 0.8/एफएल360 पर 9,100 एनएमआई लंबी रेंज के लिए, 10% कम थ्रस्ट विशिष्ट ईंधन खपत से 13% ईंधन की बचत होती है, 10% लिफ्ट-टू-ड्रैग अनुपात| एल/डी वृद्धि 12% बचाती है, 10% कम ओईडब्ल्यू बचाता है 6% और सभी संयुक्त 28% बचाता है।<ref>{{cite book |url= https://download.nap.edu/cart/download.cgi?record_id=11837 |title= बड़े गैर-लड़ाकू विमानों के लिए इंजन की दक्षता में सुधार|author= Committee on Analysis of Air Force Engine Efficiency Improvement Options for Large Non-fighter Aircraft |work= [[US Air Force]] Studies Board - Division on Engineering and Physical Sciences |publisher= [[US National Research Council]] |isbn= 978-0-309-66765-4 |date= 2007 |page=15}}</ref> | मैक 0.8/एफएल360 पर 9,100 एनएमआई लंबी रेंज के लिए, 10% कम थ्रस्ट विशिष्ट ईंधन खपत से 13% ईंधन की बचत होती है, 10% लिफ्ट-टू-ड्रैग अनुपात| एल/डी वृद्धि 12% बचाती है, 10% कम ओईडब्ल्यू बचाता है 6% और सभी संयुक्त 28% बचाता है।<ref>{{cite book |url= https://download.nap.edu/cart/download.cgi?record_id=11837 |title= बड़े गैर-लड़ाकू विमानों के लिए इंजन की दक्षता में सुधार|author= Committee on Analysis of Air Force Engine Efficiency Improvement Options for Large Non-fighter Aircraft |work= [[US Air Force]] Studies Board - Division on Engineering and Physical Sciences |publisher= [[US National Research Council]] |isbn= 978-0-309-66765-4 |date= 2007 |page=15}}</ref> | ||
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| [[Fokker 100|फोकर 100]]/70 || [[Rolls-Royce RB.183 Tay|रोल्स-रॉयस ताई]] || Nov 30, 1986 | | [[Fokker 100|फोकर 100]]/70 || [[Rolls-Royce RB.183 Tay|रोल्स-रॉयस ताई]] || Nov 30, 1986 | ||
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Latest revision as of 19:30, 19 April 2023
विमान डिजाइन प्रक्रिया कमजोर परिभाषित विधि है जिसका उपयोग ऐसे विमान का उत्पादन करने के लिए कई प्रतिस्पर्धी और मांग वाली आवश्यकताओं को संतुलित करने के लिए किया जाता है जो मजबूत, हल्का, लाभदायक है और विमान के डिजाइन जीवन के लिए सुरक्षित रूप से उड़ान भरने के लिए पर्याप्त विश्वसनीय होने के साथ-साथ पर्याप्त पेलोड भी ले सकता है। समान, लेकिन सामान्य इंजीनियरिंग डिजाइन प्रक्रिया की तुलना में अधिक सही, तकनीक अत्यधिक पुनरावृत्त है, जिसमें उच्च स्तरीय विन्यास ट्रेडऑफ़, विश्लेषण और परीक्षण का मिश्रण और संरचना के प्रत्येक भाग की पर्याप्तता की विस्तृत परीक्षा सम्मिलित है। कुछ प्रकार के विमानों के लिए, डिजाइन प्रक्रिया को नागरिक उड्डयन प्राधिकरण द्वारा नियंत्रित किया जाता है।
यह लेख संचालित विमानों जैसे हवाई जहाज और हेलीकॉप्टर डिजाइन से संबंधित है।
डिजाइन की कमी
उद्देश्य
डिजाइन प्रक्रिया विमान के इच्छित उद्देश्य से प्रारंभ होती है। वाणिज्यिक एयरलाइनरों को यात्री या कार्गो पेलोड, लंबी दूरी और अधिक ईंधन दक्षता ले जाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जहां फाइटर जेट्स को उच्च गति युद्धाभ्यास करने और जमीनी सैनिकों को निकट सहायता प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। कुछ विमानों के विशिष्ट मिशन होते हैं, उदाहरण के लिए, उभयचर विमान का अनूठा डिज़ाइन होता है जो उन्हें जमीन और पानी दोनों से संचालित करने की अनुमति देता है, कुछ लड़ाकू विमान, जैसे हैरियर जंप जेट, में वीटीओएल (ऊर्ध्वाधर टेक-ऑफ और लैंडिंग) क्षमता होती है, हेलीकाप्टरों में समय की अवधि के लिए क्षेत्र पर मंडराने की क्षमता होती है।[1]
उद्देश्य विशिष्ट आवश्यकता के अनुरूप हो सकता है, उदा। के रूप में एयर मंत्रालय विनिर्देशों की सूची के ऐतिहासिक स्थितियों में, या बाजार में कथित अंतर को भरने; अर्थात्, विमान का वर्ग या डिज़ाइन जो अभी तक अस्तित्व में नहीं है, लेकिन जिसके लिए महत्वपूर्ण मांग होगी।
विमान नियम
अन्य महत्वपूर्ण कारक जो डिजाइन को प्रभावित करता है, विमान के नए डिजाइन के लिए प्रकार का प्रमाण पत्र प्राप्त करने की आवश्यकताएं हैं। इन आवश्यकताओं को यूएस संघीय विमानन प्रशासन और यूरोपीय विमानन सुरक्षा एजेंसी सहित प्रमुख राष्ट्रीय उड़ान योग्यता प्राधिकरणों द्वारा प्रकाशित किया जाता है।[2][3]
हवाईअड्डे विमान पर सीमाएं भी लगा सकते हैं, उदाहरण के लिए, पारंपरिक विमान के लिए अधिकतम पंखों की अनुमति है 80 metres (260 ft) टैक्सी चलाते समय विमान के बीच टकराव को रोकने के लिए।[4]
वित्तीय कारक और बाजार
बजट की सीमाएं, बाजार की आवश्यकताएं और प्रतिस्पर्धा ने डिजाइन प्रक्रिया पर बाधाओं को निर्धारित किया है और इसमें पर्यावरणीय कारकों के साथ-साथ विमान डिजाइन पर गैर-तकनीकी प्रभाव सम्मिलित हैं। प्रतिस्पर्धा प्रदर्शन से समझौता किए बिना और नई तकनीकों और प्रौद्योगिकी को सम्मिलित किए बिना डिजाइन में बेहतर दक्षता के लिए प्रयास करने वाली कंपनियों की ओर ले जाती है।[5]
1950 और 60 के दशक में, अप्राप्य परियोजना लक्ष्यों को नियमित रूप से निर्धारित किया गया था, लेकिन फिर छोड़ दिया गया, जबकि आज बोइंग 787 और लॉकहीड मार्टिन एफ -35 जैसे अस्पष्ट कार्यक्रम उम्मीद से कहीं अधिक महंगा और विकसित करने के लिए जटिल सिद्ध हुए हैं।
अधिक उन्नत और एकीकृत डिजाइन उपकरण विकसित किए गए हैं। मॉडल-आधारित प्रणाली इंजीनियरिंग संभावित रूप से समस्याग्रस्त अंतःक्रियाओं की भविष्यवाणी करती है, जबकि कम्प्यूटेशनल विज्ञान और अनुकूलन डिजाइनरों को प्रक्रिया के आरंभ में अधिक विकल्पों का पता लगाने की अनुमति देता है। इंजीनियरिंग और मैन्युफैक्चरिंग में स्वचालन बढ़ने से तेज और सस्ते विकास की अनुमति मिलती है।
सामग्री से लेकर निर्माण तक प्रौद्योगिकी की प्रगति बहुक्रिया भागों जैसे अधिक जटिल डिजाइन विविधताओं को सक्षम करती है। एक बार डिजाइन या निर्माण करना असंभव था, ये अब 3डी प्रिंटेड हो सकते हैं, लेकिन नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन बी -21 या फिर से इंजन वाले a 320 नियो और 737 मैक्स जैसे अनुप्रयोगों में उन्हें अभी तक अपनी उपयोगिता सिद्ध करनी है। एयरबस और बोइंग भी आर्थिक सीमाओं को पहचानते हैं, कि अगली विमान पीढ़ी की लागत पिछले वाले की तुलना में अधिक नहीं हो सकती है।[6]
पर्यावरणीय कारक
विमानों की संख्या में वृद्धि का अर्थ अधिक कार्बन उत्सर्जन भी है। पर्यावरण वैज्ञानिकों ने विमान से जुड़े मुख्य प्रकार के प्रदूषण, मुख्य रूप से शोर और उत्सर्जन पर चिंता व्यक्त की है। ध्वनि प्रदूषण उत्पन करने के लिए विमान के इंजन ऐतिहासिक रूप से कुख्यात रहे हैं और पहले से ही भीड़भाड़ वाले और प्रदूषित शहरों में वायुमार्ग के विस्तार ने भारी आलोचना की है, जिससे विमान के शोर के लिए पर्यावरणीय नीतियां बनाना आवश्यक हो गया है।[7][8] एयरफ्रेम से भी शोर उत्पन्न होता है, जहां एयरफ्लो की दिशाएं बदल जाती हैं।[9] अच्छे शोर नियमों ने डिजाइनरों को शांत इंजन और एयरफ्रेम बनाने के लिए मजबूर किया है।[10] विमान से निकलने वाले उत्सर्जन में पार्टिकुलेट, कार्बन डाईऑक्साइड (CO2), सल्फर डाइऑक्साइड (SO2), कार्बन मोनोआक्साइड (सीओ), नाइट्रेट के विभिन्न ऑक्साइड और असंतुलित हाइड्रोकार्बन।[11] प्रदूषण से निपटने के लिए, आईसीएओ ने 1981 में विमान उत्सर्जन को नियंत्रित करने के लिए सिफारिशें कीं।[12] नए, पर्यावरण के अनुकूल ईंधन विकसित किए गए हैं[13] और विनिर्माण में पुनरावर्तनीय सामग्रियों का उपयोग[14] विमान के कारण पारिस्थितिक प्रभाव को कम करने में सहायता मिली है। पर्यावरणीय सीमाएँ भी हवाई क्षेत्र की अनुकूलता को प्रभावित करती हैं। दुनिया भर के हवाई अड्डों को विशेष क्षेत्र की स्थलाकृति के अनुरूप बनाया गया है। अंतरिक्ष की सीमाएं, फुटपाथ डिजाइन, मार्ग अंत सुरक्षा क्षेत्र और हवाईअड्डे का अनूठा स्थान हवाईअड्डे के कुछ कारक हैं जो विमान डिजाइन को प्रभावित करते हैं। चूंकि विमान डिजाइन में परिवर्तन भी एयरफ़ील्ड डिज़ाइन को प्रभावित करते हैं, उदाहरण के लिए, सुपरजंबो एयरबस A380 जैसे नए बड़े विमान (एनएलए) की जल्द प्रारंभ ने दुनिया भर के हवाई अड्डों को अपने बड़े आकार और सेवा आवश्यकताओं को समायोजित करने के लिए अपनी सुविधाओं को फिर से डिज़ाइन करने के लिए प्रेरित किया है।[15][16]
सुरक्षा
उच्च गति, ईंधन टैंक, क्रूज ऊंचाई पर वायुमंडलीय स्थितियां, प्राकृतिक खतरे (तूफान, ओलों और पक्षियों के हमले) और मानव त्रुटि कुछ ऐसे कई खतरे हैं जो हवाई यात्रा के लिए खतरा उत्पन करते हैं।[17][18][19]
उड़ानयोग्यता वह मानक है जिसके द्वारा विमान को उड़ान भरने के लिए उपयुक्त निर्धारित किया जाता है।[20] उड़ान योग्यता की जिम्मेदारी राष्ट्रीय नागरिक उड्डयन नियामक निकायों, विमान निर्माताओं, साथ ही मालिकों और ऑपरेटरों के पास है।
अंतर्राष्ट्रीय नागरिक उड्डयन संगठन अंतरराष्ट्रीय मानकों और अनुशंसित प्रथाओं को निर्धारित करता है, जिस पर राष्ट्रीय अधिकारियों को अपने नियमों का आधार बनाना चाहिए।[21][22] राष्ट्रीय नियामक प्राधिकरण उड़ानयोग्यता के लिए मानक निर्धारित करते हैं, निर्माताओं और ऑपरेटरों को प्रमाण पत्र जारी करते हैं और कर्मियों के प्रशिक्षण के मानक निर्धारित करते हैं।[23] प्रत्येक देश का अपना नियामक निकाय होता है जैसे संयुक्त राज्य अमेरिका में संघीय उड्डयन प्रशासन, नागरिक उड्डयन महानिदेशालय (भारत) भारत में डीजीसीए (नागरिक उड्डयन महानिदेशालय), आदि।
विमान निर्माता सुनिश्चित करता है कि विमान उपस्थित डिजाइन मानकों को पूरा करता है, परिचालन सीमाओं और रखरखाव कार्यक्रम को परिभाषित करता है और विमान के परिचालन जीवन के समय समर्थन और रखरखाव प्रदान करता है। विमानन ऑपरेटरों में नागरिक उड्डयन, सैन्य उड्डयन और निजी विमानों के मालिक सम्मिलित हैं। वे नियामक निकायों द्वारा निर्धारित नियमों का पालन करने के लिए सहमत हैं, निर्माता द्वारा निर्दिष्ट विमान की सीमाओं को समझते हैं, दोषों की रिपोर्ट करते हैं और निर्माताओं को उड़ान योग्यता मानकों को बनाए रखने में सहायता करते हैं।
इन दिनों अधिकांश डिज़ाइन आलोचनाएँ दुर्घटनाग्रस्तता पर आधारित हैं। यहां तक कि उड़नयोग्यता पर अत्यधिक ध्यान देने के अतिरिक्त भी दुर्घटनाएं होती रहती हैं। दुर्घटनाग्रस्त होने का गुणात्मक मूल्यांकन है कि विमान दुर्घटना में कैसे जीवित रहता है। मुख्य उद्देश्य यात्रियों या मूल्यवान कार्गो को दुर्घटना से होने वाले हानि से बचाना है। एयरलाइनरों के स्थितियों में दबावयुक्त धड़ की तनावग्रस्त त्वचा यह विशेषता प्रदान करती है, लेकिन नाक या पूंछ के प्रभाव की स्थिति में, बड़े झुकने वाले क्षण धड़ के माध्यम से सभी तरह से बनते हैं, जिससे खोल में फ्रैक्चर हो जाता है, जिससे धड़ टूट जाता है छोटे वर्गों में।[24] इसलिए यात्री विमानों को इस तरह से डिजाइन किया जाता है कि बैठने की व्यवस्था उन क्षेत्रों से दूर होती है जहां दुर्घटना होने की संभावना होती है, जैसे कि प्रोपेलर के पास, इंजन नैकेले अंडरकारेज आदि।[25] केबिन का इंटीरियर भी सुरक्षा सुविधाओं से सुसज्जित है जैसे ऑक्सीजन मास्क जो केबिन के दबाव, लॉक करने योग्य सामान डिब्बों, सुरक्षा बेल्ट, लाइफजैकेट, आपातकालीन दरवाजे और चमकदार फर्श स्ट्रिप्स के हानि की स्थिति में नीचे गिर जाते हैं। विमान को कभी-कभी आपातकालीन जल लैंडिंग को ध्यान में रखकर डिजाइन किया जाता है, उदाहरण के लिए एयरबस A330 में 'डिचिंग' स्विच होता है जो वाल्व को बंद कर देता है और विमान के नीचे खुलने से पानी का प्रवेश धीमा हो जाता है।[26]
डिजाइन अनुकूलन
विमान डिजाइनर सामान्यतः अपने डिजाइन पर सभी बाधाओं को ध्यान में रखते हुए प्रारंभिक डिजाइन तैयार करते हैं। ऐतिहासिक रूप से डिज़ाइन टीमें छोटी हुआ करती थीं, सामान्यतः मुख्य डिज़ाइनर के नेतृत्व में जो सभी डिज़ाइन आवश्यकताओं और उद्देश्यों को जानता था और तदनुसार टीम का समन्वय करता था। जैसे-जैसे समय बीतता गया, सैन्य और एयरलाइन विमानों की जटिलता भी बढ़ती गई। आधुनिक सैन्य और एयरलाइन डिजाइन परियोजनाएं इतने बड़े पैमाने पर हैं कि हर डिजाइन पहलू को अलग-अलग टीमों द्वारा निपटाया जाता है और फिर एक साथ लाया जाता है। सामान्य विमानन में बड़ी संख्या में हल्के विमानों को होमबिल्ट विमान द्वारा डिजाइन और निर्मित किया जाता है।[27]
विमान का कंप्यूटर एडेड डिजाइन
File:Navion in Datcom3d.jpg
MATLAB में तैयार किए गए विमान की बाहरी सतहें
विमान डिजाइन के प्रारंभी वर्षों में, डिजाइनरों ने सामान्यतः विश्लेषणात्मक सिद्धांत का इस्तेमाल विभिन्न इंजीनियरिंग गणनाओं को करने के लिए किया था जो डिजाइन प्रक्रिया में बहुत सारे प्रयोग के साथ जाते थे। ये गणना श्रम प्रधान और समय लेने वाली थीं। 1940 के दशक में, कई इंजीनियरों ने गणना प्रक्रिया को स्वचालित और सरल बनाने के विधियों की तलाश प्रारंभ कर दी और कई संबंध और अर्ध-अनुभवजन्य सूत्र विकसित किए गए। सरलीकरण के बाद भी, गणना व्यापक रूप से जारी रही। कंप्यूटर के आविष्कार के साथ, इंजीनियरों ने अनुभव किया कि अधिकांश गणनाएँ स्वचालित हो सकती हैं, लेकिन डिज़ाइन विज़ुअलाइज़ेशन की कमी और भारी मात्रा में प्रयोग सम्मिलित होने से विमान डिज़ाइन के क्षेत्र में स्थिरता बनी रही। प्रोग्रामिंग भाषाओं के उदय के साथ, इंजीनियर अब ऐसे प्रोग्राम लिख सकते थे जो विमान को डिजाइन करने के लिए तैयार किए गए थे। मूल रूप से यह मेनफ्रेम कंप्यूटर के साथ किया गया था और निम्न-स्तरीय प्रोग्रामिंग भाषाओं का उपयोग किया गया था, जिसके लिए उपयोगकर्ता को भाषा में धाराप्रवाह होना और कंप्यूटर की वास्तुकला को जानना आवश्यक था। व्यक्तिगत कंप्यूटरों की प्रारंभ के साथ, डिजाइन प्रोग्रामों ने अधिक उपयोगकर्ता-अनुकूल दृष्टिकोण को नियोजित करना प्रारंभ किया।[28]
डिजाइन पहलू
विमान डिजाइन के मुख्य पहलू हैं:
- वायुगतिकी
- संचालित विमान
- विमान उड़ान नियंत्रण प्रणाली
- द्रव्यमान
- फिक्स्ड-विंग विमान संरचना
सभी विमान डिज़ाइनों में डिज़ाइन मिशन को प्राप्त करने के लिए इन कारकों से समझौता करना सम्मिलित है।[29]
विंग डिजाइन
फिक्स्ड-विंग एयरक्राफ्ट का विंग उड़ान के लिए आवश्यक लिफ्ट प्रदान करता है। विंग ज्योमेट्री विमान की उड़ान के हर पहलू को प्रभावित करती है। विंग क्षेत्र सामान्यतः वांछित स्टालिंग गति द्वारा निर्धारित किया जाएगा, लेकिन प्लैनफॉर्म (वैमानिकी) और अन्य विस्तार पहलुओं का समग्र आकार विंग लेआउट कारकों से प्रभावित हो सकता है।[30] विंग को उच्च, निम्न और मध्य स्थिति में धड़ पर लगाया जा सकता है। पंख का डिज़ाइन कई मापदंडों पर निर्भर करता है जैसे पहलू अनुपात, टेपर अनुपात, वापस फेकना कोण, मोटाई अनुपात, अनुभाग प्रोफ़ाइल, वाशआउट (विमानन) और डायहेड्रल (विमान) का चयन।[31] विंग का क्रॉस-सेक्शनल आकार इसका एयरफोइल है।[32] विंग का निर्माण रिब (विमान) से प्रारंभ होता है जो एयरफॉइल आकार को परिभाषित करता है। पसलियों को लकड़ी, धातु, प्लास्टिक या कंपोजिट से भी बनाया जा सकता है।[33]
पंख को डिज़ाइन और परीक्षण किया जाना चाहिए चुकीं यह सुनिश्चित हो सके कि यह पैंतरेबाज़ी और वायुमंडलीय झोंकों द्वारा लगाए गए अधिकतम भार का सामना कर सके।
धड़
हवाई जहाज़ का ढांचा विमान का वह भाग है जिसमें कॉकपिट, यात्री केबिन या कार्गो होल्ड होता है।[34]
एम्पेनेज
प्रणोदन
विमान प्रणोदन विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए विमान इंजनों, अनुकूलित ऑटो, मोटरसाइकिल या स्नोमोबाइल इंजन, इलेक्ट्रिक इंजन या यहां तक कि मानव मांसपेशियों की शक्ति द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। इंजन डिजाइन के मुख्य पैरामीटर हैं:[35]
- अधिकतम इंजन थ्रस्ट उपलब्ध
- ईंधन की खपत
- इंजन द्रव्यमान
- इंजन ज्यामिति
इंजन द्वारा प्रदान किया गया थ्रस्ट क्रूज़ गति पर ड्रैग को संतुलित करना चाहिए और त्वरण की अनुमति देने के लिए ड्रैग से अधिक होना चाहिए। इंजन की आवश्यकता विमान के प्रकार के साथ बदलती रहती है। उदाहरण के लिए, वाणिज्यिक एयरलाइनर क्रूज़ गति में अधिक समय व्यतीत करते हैं और अधिक इंजन दक्षता की आवश्यकता होती है। उच्च-प्रदर्शन वाले लड़ाकू विमानों को बहुत अधिक त्वरण की आवश्यकता होती है और इसलिए उनकी बहुत अधिक जोर देने की आवश्यकता होती है।[36]
लैंडिंग गियर
वजन
विमान का वजन सामान्य कारक है जो वायुगतिकी, संरचना और प्रणोदन जैसे विमान डिजाइन के सभी पहलुओं को एक साथ जोड़ता है। विमान का वजन विभिन्न कारकों जैसे कि खाली वजन, पेलोड, उपयोगी भार आदि से प्राप्त होता है। विभिन्न भारों का उपयोग तब पूरे विमान के द्रव्यमान के केंद्र की गणना के लिए किया जाता है।[37] द्रव्यमान का केंद्र निर्माता द्वारा स्थापित स्थापित सीमाओं के अन्दर फिट होना चाहिए।
संरचना
विमान संरचना न केवल ताकत, वायु-लोच, थकान (सामग्री), क्षति सहनशीलता, उड़ान गतिशीलता पर केंद्रित है, बल्कि विफलता-सुरक्षा, संक्षारण प्रतिरोध, रखरखाव और निर्माण में आसानी पर भी केंद्रित है। संरचना केबिन के दबाव, अगर फिट, अशांति और इंजन या रोटर कंपन के कारण होने वाले तनावों का सामना करने में सक्षम होना चाहिए।[38]
डिजाइन प्रक्रिया और सिमुलेशन
किसी भी विमान का डिजाइन तीन चरणों में प्रारंभ होता है[39]
वैचारिक डिजाइन
विमान वैचारिक डिजाइन में आवश्यक डिजाइन विनिर्देशों को पूरा करने वाले विभिन्न प्रकार के संभावित विन्यासों को स्केच करना सम्मिलित है। विन्यास का एक सेट तैयार करके, डिज़ाइनर उस डिज़ाइन विन्यास तक पहुँचने का प्रयास करते हैं जो संतोषजनक ढंग से सभी आवश्यकताओं को पूरा करता है और साथ ही वायुगतिकी, प्रणोदन, उड़ान प्रदर्शन, संरचनात्मक और नियंत्रण प्रणाली जैसे कारकों के साथ हाथ से जाता है।[40] इसे डिज़ाइन ऑप्टिमाइज़ेशन कहा जाता है। फ़्यूज़लेज आकार, विंग विन्यास और स्थान, इंजन आकार और प्रकार जैसे मूलभूत पहलुओं को इस स्तर पर निर्धारित किया जाता है। ऊपर बताए गए जैसे डिजाइन की बाधाओं को इस स्तर पर भी ध्यान में रखा जाता है। अंतिम उत्पाद कागज या कंप्यूटर स्क्रीन पर विमान विन्यास का वैचारिक लेआउट है, जिसकी इंजीनियरों और अन्य डिजाइनरों द्वारा समीक्षा की जानी है।
प्रारंभिक डिजाइन चरण
संकल्पनात्मक डिजाइन चरण में पहुंचे डिजाइन विन्यास को फिर डिजाइन मापदंडों में फिट करने के लिए ट्वीक और रीमॉडेल किया जाता है। इस चरण में, वायु सुरंग परीक्षण और विमान के चारों ओर प्रवाह क्षेत्र की कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी गणना की जाती है। इस चरण में प्रमुख संरचनात्मक और नियंत्रण विश्लेषण भी किया जाता है। वायुगतिकीय दोष और संरचनात्मक अस्थिरता, यदि कोई हो, को ठीक किया जाता है और अंतिम डिजाइन तैयार करके अंतिम रूप दिया जाता है। फिर डिजाइन को अंतिम रूप देने के बाद मुख्य निर्णय निर्माता या इसे डिजाइन करने वाले व्यक्ति के पास होता है कि वास्तव में विमान के उत्पादन के साथ आगे बढ़ना है या नहीं।[41] इस बिंदु पर कई डिजाइन, चूंकि उड़ान और प्रदर्शन के लिए पूरी तरह से सक्षम हैं, उनके आर्थिक रूप से अव्यवहार्य होने के कारण उत्पादन से बाहर हो सकते हैं।
विवरण डिजाइन चरण
यह चरण केवल निर्मित किए जाने वाले विमान के निर्माण पहलू से संबंधित है। यह रिब (विमान), बल्ला (विमानन) , सेक्शन और अन्य संरचनात्मक तत्वों की संख्या, डिज़ाइन और स्थान निर्धारित करता है।[42] प्रारंभिक डिजाइन चरण में सभी वायुगतिकीय, संरचनात्मक, प्रणोदन, नियंत्रण और प्रदर्शन पहलुओं को पहले ही कवर किया जा चुका है और केवल निर्माण शेष है। विमानों के लिए फ़ाइट सिम्युलेटर भी इस चरण में विकसित किए गए हैं।
विलंब
कुछ वाणिज्यिक विमानों ने विकास के चरण में महत्वपूर्ण शेड्यूल देरी और लागत में वृद्धि का अनुभव किया है। इसके उदाहरणों में सम्मिलित हैं बोइंग 787 ड्रीमलाइनर 4 साल की देरी के साथ बड़े पैमाने पर लागत में वृद्धि, बोइंग 747-8 में दो साल की देरी के साथ, एयरबस A350 में दो साल की देरी और लागत में 6.1 बिलियन अमेरिकी डॉलर की बढ़ोतरी, एयरबस देरी और लागत में वृद्धि के साथ A350, बॉम्बार्डियर सी सीरीज़, वैश्विक 7000 और 8000, चार साल की देरी के साथ कोमैक C919 और मित्सुबिशी क्षेत्रीय जेट, जो चार साल की देरी से और खाली वजन के उद्देश्य के साथ समाप्त हुआ।[43]
कार्यक्रम विकास
धड़ को खींचकर, एमटीओडब्ल्यू को बढ़ाकर, वायुगतिकी को बढ़ाकर, नए विमान इंजन, नए पंख या नए एवियोनिक्स स्थापित करके प्रदर्शन और अर्थव्यवस्था के लाभ के लिए उपस्थित विमान कार्यक्रम विकसित किया जा सकता है।
मैक 0.8/एफएल360 पर 9,100 एनएमआई लंबी रेंज के लिए, 10% कम थ्रस्ट विशिष्ट ईंधन खपत से 13% ईंधन की बचत होती है, 10% लिफ्ट-टू-ड्रैग अनुपात| एल/डी वृद्धि 12% बचाती है, 10% कम ओईडब्ल्यू बचाता है 6% और सभी संयुक्त 28% बचाता है।[44]
फिर से इंजन
| बेस | पिछले इंजन | पहली उड़ान | पुनः इंजनित | नए इंजन | पहली उड़ान |
|---|---|---|---|---|---|
| डीसी-8 सुपर 60 | JT3D | May 30, 1958 | डीसी-8 सुपर 70 | CFM56 | 1982 |
| बोइंग 737 मूल | JT8D | Apr 9, 1967 | बोइंग 737 क्लासिक | CFM56 | Feb 24, 1984 |
| फोकर F28 | रोल्स-रॉयस स्पाई | May 9, 1967 | फोकर 100/70 | रोल्स-रॉयस ताई | Nov 30, 1986 |
| बोइंग 747 | JT9D/CF6-50/RB211-524 | Feb 9, 1969 | बोइंग 747-400 | PW4000/CF6-80/RB211-524G/H | Apr 29, 1988 |
| डगलस डीसी-10 | JT9D/CF6-50 | Aug 29, 1970 | MD-11 | PW4000/CF6-80 | Jan 10, 1990 |
| डगलस डीसी-9/एमडी-80 | JT8D | Feb 25, 1965 | MD-90 | V2500 | Feb 22, 1993 |
| बोइंग 737 क्लासिक | CFM56-3 | Feb 24, 1984 | बोइंग 737 NG | CFM56-7 | Feb 9, 1997 |
| बोइंग 747-400 | PW4000/CF6/RB211 | Apr 29, 1988 | बोइंग 747-8 | GEnx-2b | Feb 8, 2010 |
| एयरबस A320 | CFM56/V2500 | Feb 22, 1987 | एयरबस A320neo | CFM LEAP/PW1100G | Sep 25, 2014 |
| बोइंग 737 एनजी | CFM56 | Feb 9, 1997 | बोइंग 737 MAX | CFM LEAP | Jan 29, 2016 |
| एम्ब्रेयर ई-जेट | CF34 | Feb 19, 2002 | एम्ब्रेयर ई-जेट E2 | PW1000G | May 23, 2016 |
| एयरबस A330 | CF6/PW4000/Trent 700 | Nov 2, 1992 | एयरबस A330neo | Trent 7000 | Oct 19, 2017 |
| बोइंग 777 | GE90/PW4000/Trent 800 | Jun 12, 1994 | बोइंग 777X | GE9X | Jan 25, 2020 |
धड़ खिंचाव
| बेस | बेस लेंथ | पहली उड़ान | खिंचा हुआ | खिंची हुई लंबाई | पहली उड़ान |
|---|---|---|---|---|---|
| बोइंग 737-100 | 28.65 m (94.00 ft) | Apr 9, 1967 | 737-200 | 30.5 m (100.2 ft) | Aug 8, 1967 |
| 737-500/600 | 31.00–31.24 m (101.71–102.49 ft) | ||||
| 737-300/700 | 33.4–33.63 m (109.6–110.3 ft) | ||||
| 737 MAX 7 | 35.56 m (116.7 ft) | ||||
| 737-400 | 36.40 m (119.4 ft) | ||||
| 737-800/MAX 8 | 39.47 m (129.5 ft) | ||||
| 737-900/MAX 9 | 42.11 m (138.2 ft) | ||||
| 737 MAX 10 | 43.80 m (143.7 ft) | plan. 2020 | |||
| बोइंग 747-100/200/300/400 | 70.66 m (231.8 ft) | Feb 9, 1969 | बोइंग 747SP | 56.3 m (185 ft) | Jul 4, 1975 |
| बोइंग 747-8 | 76.25 m (250.2 ft) | Feb 8, 2010 | |||
| बोइंग 757 | 47.3 m (155 ft) | Feb 19, 1982 | बोइंग 757-300 | 54.4 m (178 ft) | |
| बोइंग 767-200/ER | 48.51 m (159.2 ft) | Sep 26, 1981 | बोइंग 767-300/ER | 54.94 m (180.2 ft) | |
| बोइंग 767-400ER | 61.37 m (201.3 ft) | ||||
| बोइंग 777-200/ER/LR | 63.73 m (209.1 ft) | Jun 12, 1994 | बोइंग 777X-8 | 69.8 m (229 ft) | |
| बोइंग 777-300/ER | 73.86 m (242.3 ft) | Oct 16, 1997 | |||
| बोइंग 777X-9 | 76.7 m (252 ft) | Jan 25, 2020 | |||
| बोइंग 787-8 | 56.72 m (186.08 ft) | Dec 15, 2009 | बोइंग 787-9 | 62.81 m (206.08 ft) | Sep 17, 2013 |
| बोइंग 787-10 | 68.28 m (224 ft) | Mar 31, 2017 | |||
| एयरबस A300 | 53.61–54.08 m (175.9–177.4 ft) | Oct 28, 1972 | एयरबस A310 | 46.66 m (153.1 ft) | Apr 3, 1982 |
| एयरबस A320 (neo) | 37.57 m (123.3 ft) | Feb 22, 1987 | एयरबस A318 | 31.44 m (103.1 ft) | Jan 15, 2002 |
| एयरबस A319 (neo) | 33.84 m (111.0 ft) | Aug 25, 1995 | |||
| एयरबस A321 (neo) | 44.51 m (146.0 ft) | Mar 11, 1993 | |||
| एयरबस A330-300/900 | 63.67 m (208.9 ft) | Nov 2, 1992 | एयरबस A330-200/800 | 58.82 m (193.0 ft) | Aug 13, 1997 |
| एयरबस A340-300 | 63.69 m (209.0 ft) | Oct 25, 1991 | एयरबस A340-200 | 59.40 m (194.9 ft) | Apr 1, 1992 |
| एयरबस A340-500 | 67.93 m (222.9 ft) | Feb 11, 2002 | |||
| एयरबस A340-600 | 75.36 m (247.2 ft) | Apr 23, 2001 | |||
| एयरबस A350-900 | 66.61 m (218.5 ft) | Jun 14, 2013 | A350-1000 | 73.59 m (241.4 ft) | Nov 24, 2016 |
यह भी देखें
संदर्भ
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बाहरी संबंध
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- Dennis F. Shanahan (8 Mar 2005). "Basic principles of Crashworthiness" (PDF). NATO.
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फिर से इंजन
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- Oliver Wyman (December 2010). "री-इंजन या नॉट टू री-इंजन: यही सवाल है". Aviation Week Network.
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