डक्ट पंखा
विमान विज्ञान में, डक्ट पंखा एक अभिप्लवन-उत्पादक यांत्रिक पंखा या प्रेरक होता है जो एक बेलनाकार डक्ट या परिच्छेद के भीतर लगा होता है। अन्य शब्दों में डक्ट प्रेरक या आच्छादित शवाधान प्रेरक सम्मिलित हैं।[1] जब ऊर्ध्वाधर प्रस्थान और अवतरण में उपयोग किया जाता है इसे परिच्छेद घूर्णक के रूप में भी जाना जाता है। [2]
(VTOL) अनुप्रयोगों को आच्छादित शवाधान घूर्णक के रूप में भी जाना जाता है।[2]
वायुयान, हवाई पोत, हुवरक्रफ़्ट, और संचालित उत्तोलन VTOL विमान सहित कई प्रकार के वाहनों में प्रणोदन या प्रत्यक उत्तोलन के लिए डक्ट किए गए पंखे का उपयोग किया जाता है। कई आधुनिक बड़े विमान उपयोग किए जाने वाले उच्च-उपमार्ग टर्बोफैन यन्त्र, डक्ट पंखे के प्रारुप के एक बहुत ही सफल और लोकप्रिय प्रयोग का एक उदाहरण है।
मुक्त हवा में समान आकार के प्रेरक की तुलना में डक्ट कुछ स्तिथियों में अभिप्लवन (भौतिकी) दक्षता को 90% तक बढ़ा देता है। डक्ट किए गए पंखे शांत होते हैं, और अभिप्लवन दैशिक त्रुटि के लिए अच्छे अवसर प्रदान करते हैं। परिच्छेद आधार कर्मचारी को गलती से कताई फलक से संपर्क करने से अच्छी सुरक्षा प्रदान करता है, साथ ही फलक को बाहरी मलबे या वस्तुओं से बचाता है। डक्ट के अनुप्रस्थ काट को अलग करके, अभिकल्पनार बर्नौली के सिद्धांत के अनुसार वायु प्रवाह के वेग और दबाव को लाभप्रद रूप से प्रभावित कर सकता है।
कमियों में परिच्छेद की अतिरिक्त संरचना के कारण बढ़ा हुआ भार सम्मिलित है, परिच्छेद निकासी के लिए फलक-अग्रभाग की सहनशीलता में सटीकता की आवश्यकता, मुक्त-वायु प्रेरक की तुलना में बेहतर कंपन नियंत्रण की आवश्यकता और जटिल डक्ट प्रारुप आवश्यकताएं सम्मिलित हैं। अंत में, हमले के उच्च कोणों पर, परिच्छेद रोक लगा सकता है और उच्च बाधा उत्पन्न कर सकता है।
प्रारुप
डक्ट पंखे के तीन मुख्य घटक होते हैं; पंखा या प्रेरक जो अभिप्लवन या उत्तोलन प्रदान करता है, डक्ट या परिच्छेद जो पंखे को घेरता है, और यंत्र या प्रेरक जो पंखे को शक्ति प्रदान करता है।
पंखा
किसी भी अन्य पंखे, प्रेरक या घूर्णक की तरह, एक नलिका वाले पंखे को फलक की संख्या के आधार पर अभिलक्षित किया जाता है। राइन फ्लुगज़ेगबाउ (RFB) SG 85 में तीन फलक थे, जबकि डाउटी रोटोल डक्ट प्रणोदक में सात फलक थे।[3][4] फलक स्थायी या परिवर्तनशील उचनिचाव के हो सकते हैं।
डक्ट
डक्ट या परिच्छेद एक वायुगतिकीय छल्ला होता है जो पंखे के चारों ओर होता है और फलक के सिरों पर बारीकी से फिट बैठता है। इसे इतना कठोर बनाया जाना चाहिए कि उड़ान भार के तहत विकृत न हो और न ही मुड़ने पर फलक को स्पर्श करे। डक्ट कई कार्य करती है!
मुख्य रूप से, यह फलक के सिरों के चारों ओर बहने वाली हवा द्वारा बनाए गए भंवरों को कम करता है। यह वायुगतिकीय हानि या बाधा को कम करता है, इस प्रकार पंखे की समग्र दक्षता में वृद्धि करता है। इस वजह से, पंखे का उपयोग या तो बढ़े हुए अभिप्लवन और विमान के प्रदर्शन को प्रदान करने के लिए किया जा सकता है, या समकक्ष मुक्त प्रेरक से छोटा बनाया जा सकता है।
यह ध्वनिक परिरक्षण प्रदान करता है, जो कम ऊर्जा अपशिष्ट के साथ मिलकर प्रेरक से कोलाहल उत्सर्जन में काफी कटौती करता है।[4]
यह एक सुरक्षात्मक उपकरण के रूप में कार्य करता है, दोनों वस्तुओं जैसे आधार कर्मचारी को चक्करदार फलक से टकराने से बचाता है,और इस तरह के प्रभाव के दौरान फलक को हानि से बचाता है।
कम अग्रभाग भंवरों का मतलब यह भी है कि पंखे की जागना कम अशांत है।। सावधान प्रारुप के साथ, अभिप्लवन बढ़ाने के लिए यन्त्र शीतन प्रणाली से गर्म निर्वहन को कम विक्षोभ पंखे वेक में अन्तःक्षेप किया जा सकता है।[4]
विद्युत् संयंत्र
एक डक्ट वाला पंखा पंखे को घुमाने में सक्षम किसी भी प्रकार की चालक से संचालित हो सकता है। उदाहरणों में मुषली, घूर्णकी (वेंकेल), और टर्बोशाफ्ट दहन यन्त्र, साथ ही वैद्युत चालक सम्मिलित हैं।
पंखे को सीधे विद्युत् संयंत्र उत्पादन बाण पर लगाया जा सकता है, या एक विस्तारित से प्रेरित बाण और गियरिंग के माध्यम से दूर से चलाया जा सकता है। दूरस्थ व्यवस्था में, एक विद्युत् संयंत्र द्वारा कई पंखे चलाए जा सकते हैं।
नलिका प्रणोदक
एक एकल एकीकृत इकाई के रूप में अभिकल्पित की गई सदन को पंखा बजिकोष या नलिका नोदक के रूप में संदर्भित किया जाता है।[3][4]
बजिकोष प्रस्ताव का एक लाभ यह है कि प्रत्येक घटक का अभिकल्पना दूसरों से मेल खा सकता है, जिससे प्रदर्शन को अधिकतम करने और भार कम करने में मदद मिलती है। यह वाहन रूपकार के वाहन और उसके प्रणाली के साथ एकीकरण के कार्य को भी आसान बनाता है।
सीमाएं
- अच्छी दक्षता के लिए फलक युक्तियों और नलिका के बीच बहुत कम निकासी की आवश्यकता होती है।
- दक्षता लाभ कम हो जाते हैं, और कम परिक्रमण गति, अभिप्लवन स्तर और वायु चाल पर उलट भी हो सकते हैं।
- मुक्त प्रेरक या घूर्णक की तुलना में कम कंपन स्तर की आवश्यकता होती है।
- उन्नत संयोजन से निर्मित होने पर भी जटिल डक्ट प्रारुप,और भार बढ़ता है।
- आक्रमण के उच्च कोण पर, डक्ट के हिस्से ठप हो जाएंगे और वायुगतिकीय बाधा उत्पन्न करेंगे।[5]
अनुप्रयोग
विमान के अनुप्रयोगों में, एक अछूते प्रेरक की परिचालन गति सीमित होती है क्योंकि अग्रभाग गति समकक्ष डक्ट वाले पंखे की तुलना में कम गति पर ध्वनि अवरोधक तक पहुंचती है। पूर्ण आकार के विमानों में उपयोग की जाने वाली सबसे आम पंखे की व्यवस्था एक टर्बोफैन यन्त्र है, जहां पंखे को घुमाने की शक्ति एक गैस टर्बाइन द्वारा प्रदान की जाती है। उच्च उपमार्ग अनुपात टर्बोफैन यन्त्र लगभग सभी असैनिक बड़े विमान पर उपयोग किए जाते हैं, जबकि सैन्य लड़ाकू विमान सामान्यतः छोटे प्रशंसक व्यास वाले कम उपमार्ग अनुपात टर्बोफैन के बेहतर उच्च गति प्रदर्शन का उपयोग करते हैं। यद्यपि, एक डक्ट वाला पंखा शाफ्ट ऊर्जा के किसी भी स्रोत जैसे कि एक प्रत्यागामी यन्त्र, वान्कल यन्त्र, या विद्युत् प्रेरक द्वारा संचालित हो सकता है। एक प्रकार का नलिका पंखा, जिसे फैनटेल के रूप में जाना जाता है या विशिष्टता नाम फेनेस्ट्रॉन द्वारा जाना जाता है,और इसका उपयोग हेलीकॉप्टरों पर टेल घूर्णक को बदलने के लिए भी किया जाता है!
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डक्ट पंखे VTOL विमान जैसे लॉकहीड मार्टिन F-35 विद्युत् और अन्य कम गति वाले प्रारुप जैसे होवरक्राफ्ट में उनके उच्च अभिप्लवन-से-भार अनुपात के लिए पसंद किए जाते हैं।
कुछ स्तिथियों में, एक ढका हुआ घूर्णक एक खुले घूर्णक की तुलना में 94% अधिक कुशल हो सकता है। बेहतर प्रदर्शन मुख्य रूप से है क्योंकि बाहरी प्रवाह कम अनुबंधित होता है और इस प्रकार अधिक गतिशील ऊर्जा होती है।[6]
प्रतिरूप वायुयान के अभिरुचि रखने वालों के बीच, डक्ट वाला पंखा उच्च-प्रदर्शन वाले आकाशवानी-नियंत्रित विमानों के बिल्डरों के बीच लोकप्रिय है। नलिका-पंखा इकाइयों के साथ संयुक्तआंतरिक-दहन चमक यन्त्र मापक्रम-आकार वाले जेट विमान के प्रतिरूप के पहले प्राप्त करने योग्य साधन थे। प्रतिरूप- मापक्रम टर्बोजेट यन्त्रों की शुरुआत के बावजूद, विद्युत् से चलने वाले डक्ट पंखे छोटे, कम लागत वाले प्रतिरूप विमान पर लोकप्रिय बने हुए हैं। ऊर्जा से चलने वाले कुछ पंखे वाले हवाई जहाज 320km/h (200mph) से अधिक की गति तक पहुँच सकते हैं।
अधिकांश प्रकार के कंप्यूटर में पंखे की सभा में एकीकृत एक डक्ट होता है; डक्ट का उपयोग यांत्रिक रूप से पंखे को अन्य घटकों पर चढ़ाने के लिए भी किया जाता है!
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यह भी देखें
- गियरित टर्बोफैन (जेट यन्त्र का एक रूप)
- नलिका प्रेरक (समुद्री अनुप्रयोगों में)
संदर्भ
- ↑ Anita I. Abrego and Robert W. Bulaga; "Performance Study of a Ducted Fan System", NASA, 2002.
- ↑ Kotwani, Kailash; "Ducted Fan or Shrouded Rotor Aerodynamics and its Application in Miniature VTOL Aerial Vehicles", 2009. (retrieved 22 March 2022).
- ↑ Jump up to: 3.0 3.1 Jane's All the World's Aircraft 1980-81, Jane's, 1980. p.704.
- ↑ Jump up to: 4.0 4.1 4.2 4.3 Jane's All the World's Aircraft 1980-81, Jane's, 1980. p.725.
- ↑ Jon Longbottom - Mechanical aeronautics, thesis in PDF format
- ↑ Pereira, Jason L. Hover and wind-tunnel testing of shrouded rotors for improved micro air vehicle design p147+p11. University of Maryland, 2008. Accessed: 28 August 2015.
