क्लोज्ड विंग

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एक कुंडलाकार बंद पंख

सीमित पंख एक पंख है जिसमें सामान्यतः दो मुख्य समतलों का मेल होता है जो अपने अंतों पर मिलते हैं, जिससे कोई पारंपरिक पंख के छोटे भाग न हों। सीमित पंख प्रारूप में अंगूठीय पंख, युग्मित पंख, बॉक्स पंख और स्पाइरॉड टिप यंत्र सम्मिलित हैं।[1]

कई विंगटिप उपकरणों की तरह, सीमित पंख का उद्देश्य ऐसे विंगटिप चक्रवात के संबंध में होने वाले व्यर्थकारी प्रभाव को कम करना है, जो पारंपरिक पंखों के शीर्षों पर होते हैं। यद्यपि, सीमित पंख के पास इस तरह के लाभों पर कोई अद्वितीय दावा नहीं है, लेकिन कई सीमित पंख प्रारूप पारंपरिक ब्रैकट मोनोप्लेन के मुक़ाबले ब्रैकट पंख मोनोप्लेनपर संरचनात्मक लाभ प्रदान करते हैं।

विशेषताएं

Spiroid विंगलेट एक बंद पंख की सतह है जो एक पारंपरिक पंख की नोक से जुड़ी होती है।

विंगटिप चक्रवात वेक संकट के महत्वपूर्ण घटक हैं और इन्हें उत्पन्न किया जाने वाला प्रेरित कर्षण के साथ जुड़ा होता है, जो अधिकांश प्रणालियों में कुल कर्षण के महत्वपूर्ण योगदानकर्ता है। सीमित पंख विंगटिप की आवश्यकता से बचता है और इसलिए विंगटिप कर्षण के प्रभाव को कम करने की उम्मीद की जा सकती है।

खुले ब्रैकट पंखों के मुक़ाबले, सीमित पंख सतहों के पास कुछ अद्वितीय वायुगतिकीय गुण होते हैं।

  • एक संकीर्ण व्यामोह धारा दिशा में देखे जाने पर, निर्धारित आयामों वाले आयताकार बॉक्स में फिट होने के लिए प्रतिष्ठित क्षैतिज (व्यामी) और लंबवत (ऊर्ध्वाधिकारी) आयामों के साथ एक उठने वाली प्रणाली के लिए, दिए गए कुल ऊर्ध्वाधिकारी उठान के लिए न्यूनतम इंड्यूस्ड ड्रैग प्रदान करने वाला आयाम है एक संकीर्ण प्रणाली। arthat
  • अनुमत आयताकार क्षेत्र की सभी चार सीमाओं पर पूरी तरह से कब्जा करने वाली सतहों के साथ एक आयताकार बॉक्स विंग।[2] हालाँकि, आदर्श बंद बॉक्स विंग के प्रेरित-कर्षण प्रदर्शन को नीचे चर्चा की गई #C-विंग|C-विंग जैसे खुले कॉन्फ़िगरेशन द्वारा बहुत बारीकी से देखा जा सकता है।[1]* किसी भी लिफ्टिंग सिस्टम (या लिफ्टिंग सिस्टम का हिस्सा) के लिए जो एक बंद लूप बनाता है जैसा कि फ्रीस्ट्रीम फ्लो डायरेक्शन में देखा जाता है, इष्टतम लिफ्ट (या सर्कुलेशन) वितरण जो किसी दिए गए कुल वर्टिकल लिफ्ट के लिए न्यूनतम प्रेरित कर्षण उत्पन्न करता है, अद्वितीय नहीं है, लेकिन केवल बंद-लूप भाग पर एक स्थिरांक के भीतर परिभाषित किया गया है। ऐसा इसलिए है, क्योंकि परिसंचरण वितरण की शुरुआत चाहे जो भी हो, सिस्टम के कुल लिफ्ट या प्रेरित कर्षण को बदले बिना बंद-लूप हिस्से में एक निरंतर परिसंचरण जोड़ा जा सकता है।[1] यह समझाने की कुंजी है कि कैसे #सी-विंग|सी-विंग लगभग उसी प्रेरित-कर्षण रिडक्शन का उत्पादन करता है, जैसा कि नीचे चर्चा की गई है।

उतावलापन यह है कि हालांकि बंद प्रणालियां पारंपरिक प्लानर विंग के सापेक्ष बड़े प्रेरित-कर्षण रिडक्शन का उत्पादन कर सकती हैं, लेकिन कोई महत्वपूर्ण वायुगतिकीय लाभ नहीं है जो उनके खुले होने के बजाय बंद होने के लिए विशिष्ट रूप से अर्जित होता है।[1]


कॉन्फ़िगरेशन

विभिन्न प्रकार के बंद पंखों का वर्णन किया गया है:

  • बॉक्स विंग
  • रॉमबॉइडल विंग
  • फ्लैट कुंडलाकार पंख
  • गाढ़ा पंख और धड़

इतिहास

पायनियर वर्ष

ब्लेयर IV ने अपने पूर्ववर्ती के कुंडलाकार पंखों में से एक को एक पारंपरिक बीप्लैन विंग के साथ बदल दिया

बंद विंग का एक प्रारंभिक उदाहरण ब्लेयर III विमान पर था, जिसे 1906 में लुई ब्लेयर और गेब्रियल मैं कर सकता था द्वारा बनाया गया था। उठाने वाली सतहों में दो कुंडलाकार पंख शामिल होते हैं जो अग्रानुक्रम में लगे होते हैं। बाद के ब्लेयर IV ने आगे के कुंडलाकार विंग को बाइप्लेन से बदल दिया और इसे तीन-सतह वाला विमान बनाने के लिए एक कैनार्ड (एरोनॉटिक्स) फोरप्लेन जोड़ा। मरम्मत से परे क्षतिग्रस्त होने से पहले यह छोटे हॉप्स में जमीन छोड़ने में सक्षम था।

G.J.A के काम के आधार पर। किचन, सेड्रिक ली और जी. टिलघमैन रिचर्ड्स ने कई ली-रिचर्ड्स कुंडलाकार मोनोप्लेन|वलयाकार-पंख वाले हवाई जहाज बनाए और उड़ाए जिनमें आगे और पीछे के खंड समान स्तर पर थे। पहला बाइप्लेन था। इसके बाद मोनोप्लैन्स की एक श्रृंखला आई, जो 1914 तक उपयोग में रहने वाली अंतिम पंक्ति थी।[3]


द्वितीय विश्व युद्ध

1944 में, नाज़ी जर्मनी के डिजाइनर अर्नेस्ट हेंकेल ने हिंकेल लार्क नामक एक कुंडलाकार-पंख वाले वीटीओएल मल्टीरोल सिंगल-सीटर पर काम करना शुरू किया, लेकिन परियोजना को जल्द ही छोड़ दिया गया।[4]


युद्ध के बाद

1950 के दशक के दौरान, फ्रांसीसी कंपनी SNECMA ने SNECMA Coléoptère|Coléoptère, एक एकल-व्यक्ति VTOL कुंडलाकार विंग विमान विकसित किया। कई प्रोटोटाइप के विकास और परीक्षण के बावजूद विमान खतरनाक रूप से अस्थिर साबित हुआ और डिजाइन को छोड़ दिया गया। बाद में क्लोज-विंग डिजाइनों के प्रस्तावों में कांवर मॉडल 49 एडवांस्ड एरियल फायर सपोर्ट सिस्टम (एएएफएसएस) और 1980 के दशक की लॉकहीड मार्टिन फ्लाइंग बॉग सीट अवधारणा शामिल थी।[5] डॉ. जूलियन वोल्कोविच ने 1980 के दशक में इस विचार को विकसित करना जारी रखा, यह दावा करते हुए कि यह एक कुशल संरचनात्मक व्यवस्था थी जिसमें क्षैतिज पूंछ पंख के लिए संरचनात्मक समर्थन प्रदान करने के साथ-साथ एक स्थिर सतह के रूप में कार्य करती थी।[6][7][8] Spiroid विंगलेट, वर्तमान में एविएशन पार्टनर्स इंक द्वारा विकास के तहत एक डिजाइन, एक पारंपरिक पंख के अंत में घुड़सवार एक बंद पंख की सतह है। कंपनी ने घोषणा की कि गल्फस्ट्रीम II में लगाए गए विंगलेट्स ने क्रूज चरण में ईंधन की खपत को 10% से अधिक कम कर दिया है।[9][10] फ़िनिश कंपनी फ़्लायनैनो ने एक बंद पंख वाले अल्ट्रालाइट विमान, [[फ्लाईनैनो नैनो]] के एक प्रोटोटाइप को उड़ाया 11 June 2012.[11][12] बेलोरूस में एक बंद विंग के साथ एक विमान का डिजाइन और निर्माण भी किया गया था।[13] विविध आधुनिक उदाहरणों में शामिल हैं:

  • स्टैनफोर्ड अध्ययन[14]
  • लॉकहीड रिंग-विंग

बंद विंग ज्यादातर अध्ययन और वैचारिक डिजाइन के दायरे तक ही सीमित रहते हैं, क्योंकि बड़े एयरलाइनरों में उपयोग के लिए एक मजबूत, स्वावलंबी बंद विंग विकसित करने की इंजीनियरिंग चुनौतियों को दूर किया जाना बाकी है जो दक्षता में वृद्धि से सबसे अधिक लाभान्वित होंगे।

बंद पंख का उपयोग पानी में भी किया जाता है, प्रकार के सर्फ़बोर्ड पंखों के लिए जिसे सुरंग पंख भी कहा जाता है।[15]


लॉकहीड मार्टिन पर्यावरणीय रूप से जिम्मेदार विमानन परियोजना

पेरिस एयर शो 2013 में एओके स्पेसजेट

2011 के दौरान, नासा के वैमानिकी अनुसंधान मिशन निदेशालय में पर्यावरणीय रूप से जिम्मेदार विमानन परियोजना ने 1998 की तुलना में भविष्य के विमान ईंधन की खपत को 50% तक कम करने के नासा के लक्ष्य को पूरा करने के लिए अध्ययन प्रस्ताव आमंत्रित किए। लॉकहीड मार्टिन ने अन्य उन्नत तकनीकों के साथ एक बॉक्स विंग डिजाइन का प्रस्ताव दिया।[16][17]


प्रैंडल बॉक्स विंग

1924 में, जर्मन वायुगतिकीविद् लुडविग प्रांटल ने सुझाव दिया कि एक बॉक्स विंग, कुछ शर्तों के तहत, किसी दिए गए लिफ्ट और विंगस्पैन के लिए न्यूनतम प्रेरित कर्षण प्रदान कर सकता है।[18] उनके डिजाइन में, दो ऑफसेट क्षैतिज पंखों में ऊर्ध्वाधर पंख होते हैं जो उनकी युक्तियों को जोड़ते हैं और पार्श्व बलों का एक रैखिक वितरण प्रदान करने के लिए आकार देते हैं। कॉन्फ़िगरेशन को विमान की एक श्रृंखला के लिए बेहतर दक्षता प्रदान करने के लिए कहा जाता है।

1980 के दशक में, लिगेटी सेना ने इस दृष्टिकोण का उपयोग किया।[19][20] 1990 के दशक में एल्डो फ्रेडियानी एट अल द्वारा शोध में प्रांटलप्लेन नाम गढ़ा गया था। पीसा विश्वविद्यालय के।[21] यह वर्तमान में कुछ अल्ट्रालाइट एविएशन में भी प्रयोग किया जाता है।[22]

IDINTOS प्रोजेक्ट के दौरान विकसित और क्रिएटिविटी 2013 (पोंटेडेरा, इटली) में प्रस्तुत किए गए एक अल्ट्रालाइट उभयचर प्रांड्टलप्लेन का पूर्ण-पैमाने पर प्रोटोटाइप।

पहचान[22](IDrovolante INnovativo TOScano) एक शोध परियोजना है, जिसे 2011 में टस्कनी (इटली) की क्षेत्रीय सरकार द्वारा सह-वित्तपोषित किया गया था ताकि एक उभयचर अल्ट्रालाइट प्रांड्टलप्लेन का डिजाइन और निर्माण किया जा सके। पीसा विश्वविद्यालय के नागरिक और औद्योगिक इंजीनियरिंग विभाग के एयरोस्पेस अनुभाग के नेतृत्व में टस्कन सार्वजनिक और निजी भागीदारों के एक संघ द्वारा अनुसंधान परियोजना की गई है, और इसके परिणामस्वरूप 2-सीटर वीएलए प्रोटोटाइप का निर्माण हुआ है।[23]

विस्तृत बॉडी वाले जेट एयरलाइनरों के लिए कॉन्फ़िगरेशन को सैद्धांतिक रूप से कुशल होने का भी दावा किया जाता है। सबसे बड़े वाणिज्यिक एयरलाइनर, एयरबस A380, को अधिकांश हवाई अड्डों पर विंगस्पैन को 80 मीटर की सीमा से नीचे रखने के लिए दक्षता समझौता करना चाहिए, लेकिन इष्टतम विंगस्पैन के साथ एक बंद विंग पारंपरिक डिजाइनों की तुलना में छोटा हो सकता है, संभावित रूप से बड़े विमान को भी अनुमति देता है। मौजूदा बुनियादी ढांचे का उपयोग करने के लिए।[24]


सी-विंग

सी-विंग एक सैद्धांतिक विन्यास है जिसमें एक बॉक्स विंग के ऊपरी मध्य भाग को हटा दिया जाता है, जिससे एक पंख का निर्माण होता है जो सुझावों पर ऊपर और ऊपर होता है लेकिन केंद्र में फिर से जुड़ता नहीं है। एक सी-विंग लगभग उसी प्रेरित-कर्षण प्रदर्शन को संबंधित बॉक्स विंग के रूप में प्राप्त कर सकता है, जैसा कि नीचे दी गई गणनाओं द्वारा दिखाया गया है।[25] उदाहरण में पहली तीन पंक्तियों में से प्रत्येक एक अलग सी-विंग कॉन्फ़िगरेशन दिखाती है क्योंकि इसे सैद्धांतिक प्रेरित-कर्षण गणनाओं के अनुक्रम के माध्यम से लिया जाता है जिसमें विंगटिप्स को एक साथ लाया जाता है, दाईं ओर सीमित मामले में समापन होता है, जहां अंतर शून्य पर ले जाया गया है और कॉन्फ़िगरेशन एक बंद बॉक्स विंग बन गया है (अर्ध-बंद सी-विंग के रूप में संदर्भित किया गया है क्योंकि गणना सीमा में की गई थी क्योंकि अंतर शून्य हो गया था)।

Nonplanar wings: परिणाम
नॉनप्लानर पंख: इष्टतम वायुगतिकीय दक्षता अनुपात के लिए परिणाम ε

पैरामीटर ε इष्टतम वायुगतिकीय दक्षता अनुपात है[25]और किसी दिए गए गैर-प्लानर विंग की वायुगतिकीय दक्षता और समान विंग स्पैन और कुल लिफ्ट के संदर्भ शास्त्रीय ब्रैकट विंग की संबंधित दक्षता के बीच अनुपात का प्रतिनिधित्व करता है। दोनों दक्षताओं का मूल्यांकन उनके संबंधित इष्टतम लिफ्ट वितरण के लिए किया जाता है। ε का मान 1 से अधिक शास्त्रीय ब्रैकट विंग की तुलना में कम प्रेरित कर्षण का संकेत देता है जिसके लिए ε = 1।[25]

ध्यान दें कि सभी सी-विंग कॉन्फ़िगरेशन में ε 1 से अधिक है और पर्याप्त अंतर वाले कॉन्फ़िगरेशन (प्रत्येक पंक्ति में दूसरी प्रविष्टि) के बीच थोड़ा अंतर है (दो मामलों में दिखाए गए दो दशमलव स्थानों में कोई अंतर नहीं है) और संबंधित बंद कॉन्फ़िगरेशन (प्रत्येक पंक्ति में तीसरी प्रविष्टि)। ऐसा इसलिए है क्योंकि अर्ध-बंद मामलों के लिए गणना की गई इष्टतम लिफ्ट लोडिंग ऊपरी केंद्र खंड पर बहुत छोटी है, और विंग के उस हिस्से को लिफ्ट या कर्षण में थोड़े से बदलाव के साथ हटाया जा सकता है।

अर्ध-बंद मामलों के लिए यहां दिखाए गए लिफ्ट वितरण शास्त्रीय साहित्य में आमतौर पर बॉक्स विंग्स के लिए दिखाए गए से अलग दिखते हैं (उदाहरण के लिए डूरंड देखें, आंकड़ा 81)।[2] डुरंड में शास्त्रीय समाधान एक अनुरूप-मानचित्रण विश्लेषण द्वारा प्राप्त किया गया था जो इस तरह से तैयार किया गया था जिससे बॉक्स के क्षैतिज पैनलों पर ऊपर की ओर समान भार हो। लेकिन इष्टतम लिफ्ट वितरण अद्वितीय नहीं है।[1]एक निरंतर आवक लोडिंग (एक विशेष निरंतर संचलन के अनुरूप) को एक क्लासिकल लोडिंग में जोड़ा जा सकता है जैसे कि डुरंड द्वारा नीचे अर्ध-बंद मामलों में लोडिंग प्राप्त करने के लिए दिखाया गया है। विश्लेषण के दो तरीके इष्टतम लोडिंग के अलग-अलग दिखने वाले संस्करण देते हैं जो मौलिक रूप से भिन्न नहीं होते हैं। अर्ध-बंद मामलों के लिए उपयोग की जाने वाली संख्यात्मक पद्धति के कारण छोटे अंतर को छोड़कर, दो प्रकार के लोडिंग सिद्धांत रूप में एक दूसरे के केवल स्थानांतरित संस्करण हैं।

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 Kroo, Ilan (June 2005). विमान दक्षता में वृद्धि के लिए नॉनप्लानर विंग अवधारणाएं (PDF). VKI Lecture Series on Innovative Configurations and Advanced Concepts for Future Civil Aircraft (in English). Archived (PDF) from the original on 2022-03-07. Retrieved 2022-04-07.
  2. ↑ 2.0 2.1 von Kármán, Th.; Burgers, J. M. (1935). Durand, William F. (ed.). Division E: General Aerodynamic Theory-Perfect Fluids. Aerodynamic Theory: a General Review of Progress Under a Grant of the Guggenheim Fund for the Promotion of Aeronautics (in English). Vol. 2. Berlin: Julius Springer. doi:10.1007/978-3-642-91485-0. ISBN 978-3-642-89628-6.
  3. ↑ Lewis, Peter M. H. (1962). British Aircraft 1809–1914 (in English). London: Putnam. pp. 340–343. LCCN 64035723. OCLC 1301968. OL 5924340M.
  4. ↑ "हिंकेल लेर्चे (लार्क)". Military Factory (in English). 2020-10-27. Archived from the original on 2021-12-28. Retrieved 2022-04-07.
  5. ↑ Davis, Jeremy (July 2012). "Cancelled: Vertical Flyer". Air & Space/Smithsonian (in English). ISSN 0886-2257. OCLC 1054386888. Archived from the original on 2022-04-07. Retrieved 2022-04-07.
  6. ↑ US patent 4365773, Wolkovitch, Julian, "विंग विमान में शामिल हो गए", issued 1982-12-28 
  7. ↑ "भविष्य प्रौद्योगिकी और विमान प्रकार". Stanford University (in English). Archived from the original on 2012-07-12. Retrieved 2012-07-04.
  8. ↑ Wolkovitch, Julian (1986-03-01). "जुड़ा हुआ विंग - एक सिंहावलोकन". Journal of Aircraft. 23 (3): 161–178. doi:10.2514/3.45285. ISSN 0021-8669.
  9. ↑ "ब्लेंडेड विंगलेट्स और स्पायरॉइड टेक्नोलॉजी के प्रकार". Aviation Partners (in English). Archived from the original on 2021-05-18. Retrieved 2022-04-07.
  10. ↑ US patent 5102068, Gratzer, Louis B., "स्पाइराइड-टिप्ड विंग", issued 1992-04-07, assigned to Aviation Partners Boeing 
  11. ↑ Grady, Mary (2012-06-12). "फ्लाईनैनो इलेक्ट्रिक हो जाता है, "हवाई परीक्षण उड़ानें" शुरू करता है". AVweb (in English). Archived from the original on 2022-04-07. Retrieved 2012-07-07.
  12. ↑ FlyNano (2012-06-12). "एयरबोर्न" (in English). Archived from the original on 2022-03-16. Retrieved 2012-07-07.
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  23. ↑ Cipolla, Vittorio; Frediani, Aldo; Oliviero, F.; Pinucci, M.; Rizzo, Emanuele; Rossi, R. (2016-07-01). "Ultralight amphibious PrandtlPlane: the final design". Aerotecnica Missili & Spazio (in English). 95 (3): 125–135. Bibcode:2016AeMiS..95..125C. doi:10.1007/BF03404721. hdl:11568/867708. ISSN 0365-7442. S2CID 195242441. Archived from the original on 2022-04-07. Retrieved 2022-04-07.
  24. ↑ Frediani, Aldo; Cipolla, Vittorio; Rizzo, Emanuele (2012). "The PrandtlPlane Configuration: Overview on Possible Applications to Civil Aviation". In Buttazzo, G.; Frediani, Aldo (eds.). Variational Analysis and Aerospace Engineering: Mathematical Challenges for Aerospace Design. Springer Optimization and Its Applications. Vol. 66. Boston: Springer. pp. 179–210. doi:10.1007/978-1-4614-2435-2_8. ISBN 978-1-4614-2434-5.
  25. ↑ 25.0 25.1 25.2 Demasi, Luciano; Dipace, Antonio; Monegato, Giovanni; Cavallaro, Rauno (2014-01-10). "An Invariant Formulation for the Minimum Induced Drag Conditions of Non-planar Wing Systems". 52nd Aerospace Sciences Meeting. AIAA SciTech Forum. American Institute of Aeronautics and Astronautics. doi:10.2514/6.2014-0901. ISBN 978-1-62410-256-1.


बाहरी संबंध

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