क्लोज्ड विंग

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एक कुंडलाकार सामान्य 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 पंख टिप उपकरणों की तरह, सीमित पंख का उद्देश्य ऐसे पंख टिप 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, परंतु कई सीमित पंख प्रारूप पारंपरिक ब्रैकट मोनोप्लेन के मुक़ाबले ब्रैकट पंख मोनोप्लेनपर संरचनात्मक लाभ प्रदान करते हैं।

विशेषताएं

स्पाइराइड पंख लेट एक सामान्य पंख की सतह है जो एक पारंपरिक पंख की नोक से जुड़ी होती है।


विंगटिप भंवर वेक प्रक्षेपण का मुख्य घटक होते हैं और ये संयोजित कर्षण के साथ जुड़े होते हैं, जो अधिकांश प्रशांतियों में कुल कर्षण के महत्वपूर्ण योगदानकर्ता होते हैं। सीमित पंख पंख टिप की आवश्यकता से बचता है और इसलिए पंख टिप कर्षण के प्रभाव को कम करने की आशा की जा सकती है।

खुले ब्रैकट पंखों के सापेक्ष, 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 एक संकीर्ण प्रणाली के लिए, जो स्वतंत्र धारा दिशा में देखने पर नजर आता है, दी गई कुल ऊर्ध्वाधिकारी उत्पन्न लिफ्ट के लिए एक आयामित आयामीय बॉक्स में सीमित प्रणाली विशिष्ट उत्पन्न कर्षण कम करने के लिए सबसे उत्तम होती है। इसके अतिरिक्त, आदर्श सामान्य बॉक्स पंख की उत्पन्न कर्षण क्षमता खुले आकारों जैसे नीचे चर्चित सी-पंख की तरह बहुत नजदीक से प्राप्त की जा सकती है
  • स्वतंत्र धारा दिशा में देखने पर जब भी किसी उड़ान प्रणाली का एक समाप्तिमान पथ बनता है, तो दिए गए कुल ऊर्ध्वाधिकारी उत्पन्न लिफ्ट के लिए न्यूनतम उत्पन्न कर्षण के लिए अनुकूल उत्पन्न वितरण अद्यतित नहीं होता है, परंतु सामान्य पथ के हिस्से के बीच एक स्थाई मान के रूप में ही परिभाषित होता है। इसका कारण है, चाहे प्रारंभ में परिसंचरण वितरण कुछ भी हो, एक स्थाई परिसंचरण सामान्य पथ के भाग में जोड़ा जा सकता है बिना प्रणाली के कुल उड़ान या उत्पन्न कर्षण में परिवर्तन किए बिना यह वही कारण है जिसके चलते सी-पंख संबंधित पूर्ण सामान्य प्रणाली के समान उत्पन्न कर्षण की कमी को प्रकट करने में सक्षम होता है, जैसा नीचे चर्चित है।

सारांश यह है कि सीमित प्रणालियाँ पारंपरिक समतल पंख के अपेक्षा बड़ी मात्रा में उत्पन्न कर्षण कम कर सकती हैं, परंतु इसका अर्थ यह नहीं है कि यह सीमित पंख होने के कारण उनको कोई महत्वपूर्ण वायुगतिकीय लाभ मिलता है।[1]


संरूपण

विभिन्न प्रकार के सामान्य पंखों का वर्णन किया गया है:

  • बॉक्स पंख
  • चतुष्कोणी पंख
  • समतल कुंडलाकार पंख
  • गाढ़ा पंख और धड़

इतिहास

प्रथम अन्वेषक वर्ष

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

सीमित पंख का एक पहला उदाहरण ब्लेरियोट III विमान पर था, जो 1906 में लुई ब्लेरिओ और गेब्रियल व्ह्वसैन द्वारा बनाया गया था। उड़ान प्राप्त करने वाली सतहों में दो छक्राकार पंख एकत्रित थे जो पीछे के सरणी में स्थापित थे। बाद में ब्लेरियोट IV में पहले छक्राकार पंख को दो-प्लेन के साथ बदल दिया गया और एक कैनार्ड फोरप्लेन जोड़ा गया था जिससे इसे त्रिसतह विमान बनाया गया। मरम्मत से परे क्षतिग्रस्त होने से पहले यह छोटे हॉप्स में जमीन छोड़ने में सक्षम था।

जी.जे.ए. किचन, सेड्रिक ली और जी. टिल्मैन रिचर्ड्स द्वारा की गई काम के आधार पर कई अनुल विंग विमानों का निर्माण और उड़ान भरे गए। इनमें पूर्वी और पश्चिमी सेगमेंट समान स्तर पर थे। पहला एक दोपहिया विमान था। इसके बाद एक शृंगार्ध बनामय विमानों की एक श्रृंगवत् सिरे सीरीज आई, जिसका अंतिम विमान 1914 तक उपयोग में रहा।


द्वितीय विश्व युद्ध

1944 में, नाज़ी जर्मनी के चित्रकार अर्नेस्ट हेंकेल ने हिंकेल लार्क नामक एक कुंडलाकार-पंख वाले वीटीओएल मल्टीरोल सिंगल-सीटर पर काम करना प्रारंभ किया, परंतु परियोजना को जल्द ही छोड़ दिया गया। 1944 में, जर्मन चित्रकार एर्न्स्ट हाइंकल ने एक अनुल-पंख वॉल्ट मल्टीरोल एक-बैठक विमान जिसे 'लेर्श' कहा गया, लेकिन शीघ्र ही यह परियोजना छोड़ दी गई।[2]


युद्ध के बाद

1950 के दशक के दौरान, फ्रांसीसी कंपनी एसएनईसीएम नेकोलियोप्टेयर, एक एकल-व्यक्ति वॉल्ट कुंडलाकार पंख 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-पंख 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।[3] 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।[4][5][6] Spiroid पंख लेट, वर्तमान में एविएशन पार्टनर्स इंक द्वारा विकास के तहत एक डिजाइन, एक पारंपरिक पंख के अंत में घुड़सवार एक सामान्य पंख की सतह है। कंपनी ने घोषणा की कि गल्फस्ट्रीम II में लगाए गए पंख लेट्स ने क्रूज चरण में ईंधन की खपत को 10% से अधिक कम कर दिया है।[7][8] फ़िनिश कंपनी फ़्लायनैनो ने एक सामान्य पंख वाले अल्ट्रालाइट विमान, [[फ्लाईनैनो नैनो]] के एक प्रोटोटाइप को उड़ाया 11 June 2012.[9][10] बेलोरूस में एक सामान्य पंख के साथ एक विमान का डिजाइन और निर्माण भी किया गया था।[11] विविध आधुनिक उदाहरणों में शामिल हैं:

  • स्टैनफोर्ड अध्ययन[12]
  • लॉकहीड रिंग-पंख

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

सामान्य पंख का उपयोग पानी में भी किया जाता है, प्रकार के सर्फ़बोर्ड पंखों के लिए जिसे सुरंग पंख भी कहा जाता है।[13]


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 पंख डिजाइन का प्रस्ताव दिया।[14][15]


प्रैंडल बॉक्स पंख

1924 में, जर्मन वायुगतिकीविद् लुडविग प्रांटल ने सुझाव दिया कि एक बॉक्स पंख , कुछ शर्तों के तहत, किसी दिए गए लिफ्ट और पंख स्पैन के लिए न्यूनतम प्रेरित कर्षण प्रदान कर सकता है।[16] 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।[17][18] 1990 के दशक में एल्डो फ्रेडियानी एट अल द्वारा शोध में प्रांटलप्लेन नाम गढ़ा गया था। पीसा विश्वविद्यालय के।[19] यह वर्तमान में कुछ अल्ट्रालाइट एविएशन में भी प्रयोग किया जाता है।[20]

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

पहचान[20](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।[21]

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 पंख स्पैन को 80 मीटर की सीमा से नीचे रखने के लिए दक्षता समझौता करना चाहिए, परंतु इष्टतम पंख स्पैन के साथ एक सामान्य पंख 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।[22]


सी-पंख

सी-पंख एक सैद्धांतिक विन्यास है जिसमें एक बॉक्स पंख के ऊपरी मध्य भाग को हटा दिया जाता है, जिससे एक पंख का निर्माण होता है जो सुझावों पर ऊपर और ऊपर होता है परंतु केंद्र में फिर से जुड़ता नहीं है। एक सी-पंख लगभग उसी प्रेरित-कर्षण प्रदर्शन को संबंधित बॉक्स पंख के रूप में प्राप्त कर सकता है, जैसा कि नीचे दी गई गणनाओं द्वारा दिखाया गया है।[23] उदाहरण में पहली तीन पंक्तियों में से प्रत्येक एक अलग सी-पंख कॉन्फ़िगरेशन दिखाती है क्योंकि इसे सैद्धांतिक प्रेरित-कर्षण गणनाओं के अनुक्रम के माध्यम से लिया जाता है जिसमें पंख टिप्स 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 सामान्य बॉक्स पंख बन गया है (अर्ध-सामान्य सी-पंख 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[23]और किसी दिए गए गैर-प्लानर पंख की वायुगतिकीय दक्षता और समान पंख स्पैन और कुल लिफ्ट के संदर्भ शास्त्रीय ब्रैकट पंख 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 पंख की तुलना में कम प्रेरित कर्षण का संकेत देता है जिसके लिए ε = 1।[23]

ध्यान दें कि सभी सी-पंख 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 सामान्य कॉन्फ़िगरेशन (प्रत्येक पंक्ति में तीसरी प्रविष्टि)। ऐसा इसलिए है क्योंकि अर्ध-सामान्य मामलों के लिए गणना की गई इष्टतम लिफ्ट लोडिंग ऊपरी केंद्र खंड पर बहुत छोटी है, और पंख के उस हिस्से को लिफ्ट या कर्षण में थोड़े से बदलाव के साथ हटाया जा सकता है।

अर्ध-सामान्य मामलों के लिए यहां दिखाए गए लिफ्ट वितरण शास्त्रीय साहित्य में आमतौर पर बॉक्स पंख ्स के लिए दिखाए गए से अलग दिखते हैं (उदाहरण के लिए डूरंड देखें, आंकड़ा 81)।[24] 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। परंतु 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-सामान्य 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-सामान्य 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 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. ↑ "हिंकेल लेर्चे (लार्क)". Military Factory (in English). 2020-10-27. Archived from the original on 2021-12-28. Retrieved 2022-04-07.
  3. ↑ 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.
  4. ↑ US patent 4365773, Wolkovitch, Julian, "विंग विमान में शामिल हो गए", issued 1982-12-28 
  5. ↑ "भविष्य प्रौद्योगिकी और विमान प्रकार". Stanford University (in English). Archived from the original on 2012-07-12. Retrieved 2012-07-04.
  6. ↑ 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.
  7. ↑ "ब्लेंडेड विंगलेट्स और स्पायरॉइड टेक्नोलॉजी के प्रकार". Aviation Partners (in English). Archived from the original on 2021-05-18. Retrieved 2022-04-07.
  8. ↑ US patent 5102068, Gratzer, Louis B., "स्पाइराइड-टिप्ड विंग", issued 1992-04-07, assigned to Aviation Partners Boeing 
  9. ↑ 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.
  10. ↑ FlyNano (2012-06-12). "एयरबोर्न" (in English). Archived from the original on 2022-03-16. Retrieved 2012-07-07.
  11. ↑ "दीर्घवृत्त पंखों वाला विमान, अतीत की रचनात्मक विषमता". gizmowatch.com (in English). Archived from the original on 2013-01-24. Retrieved 2010-01-06.
  12. ↑ "Nonplanar Wings: Closed Systems". Stanford University (in English). Archived from the original on 2011-08-11. Retrieved 2012-07-04.
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  14. ↑ Barnstorff, Kathy (2012-01-27). "नए विचार ग्रीनर एयरक्राफ्ट के लिए पैना फोकस". NASA (in English). NASA Langley Research Center. Archived from the original on 2022-03-25. Retrieved 2012-12-17.
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  16. ↑ Prandtl, L. (1924). "मल्टीप्लेन का प्रेरित ड्रैग". Technische Berichte. National Advisory Committee for Aeronautics Technical note No. 182. 3 (7): 309–315. OCLC 1121049802.
  17. ↑ "लिगेटी सेना का इतिहास". LGT Aerospace (in English). 2010-09-20. Archived from the original on 2013-09-17. Retrieved 2022-04-07.
  18. ↑ "लिगेटी सेना". Projet Plaisir (in français). Archived from the original on 2022-01-02. Retrieved 2022-04-07.
  19. ↑ Frediani, Aldo (June 2005). द प्रांटल विंग. VKI Lecture Series on Innovative Configurations and Advanced Concepts for Future Civil Aircraft (in English). Archived from the original on 2022-04-07. Retrieved 2022-04-07.
  20. ↑ 20.0 20.1 "पहचान" (in English). Archived from the original on 2021-05-06. Retrieved 2022-04-07.
  21. ↑ 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.
  22. ↑ 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.
  23. ↑ 23.0 23.1 23.2 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.
  24. ↑ 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.


बाहरी संबंध

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