उच्च-लिफ्ट उपकरणों का विकास - विशेष रूप से फ्लैप्स - विमानन इंजीनियरिंग में सबसे अधिक परिणामी कहानियों में से एक है। चूंकि द्वितीय विश्व युद्ध में उनके सबसे पुराने सैन्य अनुप्रयोगों के बाद से, फ्लैप्स ने सरल हिंगेड पैनल से परिष्कृत, बहु-पन्नी प्रणालियों में बदल दिया है जो विमान को भारी भार ले जाने के दौरान छोटे रनवे पर सुरक्षित रूप से जमीन लेने और जमीन बनाने में सक्षम बनाता है। यह लेख आज के फ्लाई-बाय-वायर सिस्टम के माध्यम से युद्ध के वर्षों से फ्लैप प्रौद्योगिकियों के ऐतिहासिक विकास का पता लगाता है और आगे बढ़कर पंखों को आकार देने के लिए आगे देखता है जो दक्षता को फिर से परिभाषित करने का वादा करता है।

प्रालंब प्रौद्योगिकी द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान

द्वितीय विश्व युद्ध की तत्काल परिचालन मांग ने विमान डिजाइन में तेजी से नवाचार को मजबूर किया। किसी न किसी तरह से कम टेकऑफ़ और लैंडिंग दूरी की आवश्यकता, मेकशिफ्ट एयरस्ट्रिप्स ने बुनियादी फ्लैप प्रकारों को अपनाने को छोड़ दिया जो विंग कैमबर को बढ़ा सकता है और कुछ मामलों में विंग क्षेत्र।

सादा और विभाजित फ्लैप

सरल उच्च-लिफ्ट डिवाइस, लीन फ्लैप , अनिवार्य रूप से एक hinged हिस्सा है जो नीचे की ओर घूमता है। हालांकि, कैमबर को बढ़ाने में प्रभावी, सादे फ्लैप महत्वपूर्ण ड्रैग बनाते हैं और उच्च विक्षेपण कोणों पर अलग होने के लिए खतरा होता है। ] स्पलिट ] - जहां पंख की कमी की सतह के केवल निचले हिस्से को तब तक नहीं बदल दिया गया जब ऊपरी सतह कम पिचिंग पल परिवर्तन के साथ थोड़ा बेहतर लिफ्ट वृद्धि हुई। दोनों प्रकार का व्यापक रूप से ड्रैगर्स और बम-ऑफ के बीच में इस्तेमाल किया गया।

Fowler flap: एक युद्धकालीन सफलता

युद्ध के अंत के पास, एक अधिक कुशल अवधारणा उभरी: ]Fowler flap]. सादे या विभाजित flaps के विपरीत, एक Fowler flap न केवल नीचे घूमता है, बल्कि ट्रैक पर पीछे की ओर भी अनुवाद करता है, दोनों विंग कैमबर और विंग क्षेत्र में वृद्धि। यह दोहरी कार्रवाई ड्रैग में अपेक्षाकृत मामूली वृद्धि के साथ एक पर्याप्त लिफ्ट बढ़ावा प्रदान करती है। Fowler flap पहले अमेरिकी P-51 मुस्टैंग और जर्मन हेंकेल हे 219 पर कार्यरत था, जिससे इन विमानों को स्पष्ट रूप से बेहतर टेकऑफ़ और लैंडिंग प्रदर्शन प्रदान किया गया। यह नवाचार बहु-संयोजन जेट विमानों के लिए मंच बन गया था।

पोस्ट वार एडवांस: पिस्टन से जेट पावर तक

1945 के बाद जेट विमान में संक्रमण ने उच्च विंग लोडिंग और उच्च दृष्टिकोण गति लायी। सुरक्षित कम गति वाले हैंडलिंग को बनाए रखने के लिए, इंजीनियरों को फ्लैप्स की जरूरत थी जो अचानक स्टाल को ट्रिगर किए बिना लिफ्ट के अधिक गुणांक उत्पन्न कर सकते थे।

Slotted flaps और अग्रणी-edge devices

] की शुरूआत slotted flap एक महत्वपूर्ण कदम था। विंग के ट्रेलिंग एज और फ्लैप के अग्रणी किनारे के बीच एक खाई (स्लॉट) छोड़ने से, विंग के नीचे से उच्च दबाव वाली हवा को सक्रिय किया जाता है और फ्लैप की ऊपरी सतह पर निर्देशित किया जाता है। यह फिर से संचालित सीमा परत देरी से अलग होने की अनुमति देता है, जिससे उच्च अपवर्तन कोणों को कम किया जाता है और लिफ्ट गुणांक को दो से तीन गुना अधिक होता है। समवर्ती, अग्रणी-edge flaps[FLT]]

इन पोस्ट-वार विकासों ने विमान को आधुनिक लंबाई के रनवे से संचालित करने में सक्षम बनाया, घने शहरी वातावरण में हवाई अड्डों को खोलने के लिए। नासा के लैंगले रिसर्च सेंटर जैसी सुविधाओं पर व्यवस्थित पवन सुरंग परीक्षण से प्राप्त वायुगतिकीय समझ महत्वपूर्ण थी। नासा का aerodynamics अनुसंधान आज उच्च-लिफ्ट प्रणाली डिजाइन को सूचित करना जारी रखता है।

बड़े पंखों के लिए बहु-तत्व flaps

जैसा कि 1960 और 1970 के दशक में विमान बड़ा और भारी हो गया, एकल-स्लॉट फ्लैप को डबल-विभाजित और ट्रिपल-स्लॉटेड कॉन्फ़िगरेशन द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था। डबल-स्लॉटेड फ्लैप दो अनुक्रमिक स्लॉट का उपयोग करता है, प्रत्येक फिर से वायु प्रवाह को ऊर्जा प्रदान करता है और बिना किसी स्टॉल के आगे की ओर मुड़ने की अनुमति देता है। ]] ट्रिल-स्लॉटेड फ्लैप , जैसा कि बोइंग 747 पर प्रसिद्ध रूप से इस्तेमाल किया जाता है, जो कि लिफ्ट गुणांक को 3.0 से अधिक प्राप्त कर सकता है। ये बहु-नियोजन प्रणाली केवल 10,000 की विशाल गतिमानती है लेकिन वे दुनिया के लिए उपलब्ध हैं।

आधुनिक प्रालंब सिस्टम: प्रेसिजन और एकीकरण

आज के वाणिज्यिक विमान अत्यधिक एकीकृत फ्लैप सिस्टम को रोजगार देते हैं जो डिजिटल उड़ान कंप्यूटर द्वारा ठीक से नियंत्रित होते हैं। मैनुअल केबलों और चरखी के युग ने फ्लाई-बाय-वायर एक्ट्यूएशन का तरीका दिया है जो पूरे उड़ान लिफाफे में बेहतर तरीके से फ्लैप तैनाती को निर्धारित करता है।

फ्लाई-बाय-वायर और लोड उन्मूलन

आधुनिक फ्लैप नियंत्रण एक व्यापक उड़ान नियंत्रण प्रणाली का हिस्सा हैं। एयरबस ए 380 या बोइंग 787 पर, फ्लैप लीवर इलेक्ट्रॉनिक रूप से सिंक्रनाइज़ किए गए एक्ट्यूएटर को कमांड भेजता है। यदि एक विषमता होती है, तो उड़ान नियंत्रण कंप्यूटर स्वचालित रूप से इसे सही कर सकता है या विस्तार को अस्वीकार कर सकता है। इसके अलावा, फ्लैप्स को सक्रिय रूप से के लिए सक्रिय रूप से इस्तेमाल किया जा सकता है। turbulence के दौरान, विषम या आंशिक फ्लैप तैनाती संरचनात्मक झुकने के क्षणों को कम कर सकती है, जिससे एयरफ्रेम जीवन का विस्तार हो सकता है। एकीकरण का यह स्तर 1940s में असंकेत किया जा सकता है।

बोइंग का 787 ड्रीमलाइनर, उदाहरण के लिए, एक सरल एकल-स्लॉट फ्लैप डिज़ाइन का उपयोग करता है जो प्रदर्शन लक्ष्यों को पूरा करने के लिए उन्नत वायुगतिकी और सटीक नियंत्रण पर निर्भर करता है- पहले मॉडल के ट्रिपल-स्लॉटेड फ्लैप्स से प्रस्थान। यह विकल्प वजन, रखरखाव को कम करता है और क्रूज के दौरान खींचें, यह दर्शाता है कि आधुनिक अनुकूलन कभी-कभी अधिकतम लिफ्ट पर सादगी का पक्ष ले सकता है।

सामग्री और विनिर्माण

मिश्रित सामग्री ने फ्लैप निर्माण भी बदल दिया है। जहां एक बार फ्लैप एल्यूमीनियम या स्टील से बने थे, कार्बन फाइबर कम्पोजिट अब हावी थे। ये सामग्री उच्च शक्ति-से-वजन अनुपात प्रदान करती हैं और इसे कुशल बहु-तत्व डिजाइनों के लिए आवश्यक जटिल घुमावदार आकारों में ढाला जा सकता है। ग्लास-फाइबर प्रबलित प्लास्टिक का उपयोग अग्रणी-edge स्लैट्स में और ट्रेलिंग-ज फ्लैप्स भाग गिनती और जंग जोखिम को कम कर देता है। परिणाम एक हल्का, अधिक टिकाऊ प्रणाली है जो ईंधन अर्थव्यवस्था में योगदान देती है।

भविष्य: अनुकूली और Morphing फ्लैप्स

अगली पीढ़ी के फ्लैप्स में अनुसंधान को असतत, यंत्रवत् सक्रिय पैनलों को आज के पक्ष में ]adptive संरचनाओं के पक्ष में समाप्त करने पर केंद्रित किया गया है जो लगातार अपने आकार को बदल सकता है। लक्ष्य एक निर्बाध विंग के आदर्श के पास जाना है जो कि कैमबर, मोड़ को बदल देता है और उड़ान की स्थिति के जवाब में फैलता है, जो पक्षी के पंख की तरह बहुत अधिक है।

Morphing विंग अवधारणाओं

कई कार्यक्रमों में नासा के अनुकूली कॉम्प्लिएंट ट्रेलिंग एज (ACTE) और यूरोपीय SARISTU परियोजना सहित, ने लचीले ट्रेलिंग-एज फ्लैप्स का प्रदर्शन किया है जो स्मार्ट सामग्रियों का उपयोग करते हैं - जैसे कि आकार-मेमोरी मिश्र धातु या पीज़ोइलेक्ट्रिक एक्ट्यूएटर - चिकनी समोच्च उत्पन्न करने के लिए। ये आकार देने वाले फ्लैप्स क्रूज़ के दौरान ड्रैग को कम कर सकते हैं जबकि अभी भी टेकऑफ़ और लैंडिंग के लिए उच्च लिफ्ट प्रदान कर सकते हैं। उड़ान परीक्षणों में, ACTE फ्लैप ने पारंपरिक hinged फ्लैप्स की तुलना में ईंधन की खपत में 12% की कमी हासिल की।

स्मार्ट सामग्री और कार्य

आकृति-मेमोरी मिश्र धातु जब गरम हो तो आकृति बदल सकते हैं, हाइड्रोलिक या इलेक्ट्रिक मोटर्स के लिए हल्के, ठोस-राज्य विकल्प की पेशकश करते हैं। इसी तरह, विद्युत सक्रिय पॉलिमर फ्लैप्स को सक्षम कर सकते हैं जो किसी भी यांत्रिक लिंकेज के बिना मोड़ सकते हैं - एक "ठोस-राज्य" फ्लैप। जबकि ये तकनीक अभी तक व्यावसायिक सेवा के लिए तैयार नहीं हैं, वे 2030 और उससे आगे के अल्ट्रा-कुशल एयरफ्रेम के लिए वादा रखते हैं। DLR (जर्मन एयरोस्पेस सेंटर) द्वारा अनुसंधान ] सक्रिय रूप से इन संभावनाओं की खोज कर रहा है।

पर्यावरण और आर्थिक प्रभाव

भविष्य की फ्लैप प्रौद्योगिकियों को विमानन उद्योग की प्रतिबद्धता से प्रेरित किया जाएगा ताकि CO2 उत्सर्जन को कम किया जा सके। वैश्विक बेड़े में वायुगतिकीय दक्षता में 1% सुधार प्रति वर्ष लाखों मीट्रिक टन ईंधन में परिवर्तित हो जाता है। अनुकूली फ्लैप्स, जो सीमा-परत ingestion और अन्य उपन्यास अवधारणाओं के साथ मिलकर, 2050 तक कार्बन-न्यूट्रल विकास के उद्योग के लक्ष्य को प्राप्त करने में मदद कर सकते हैं। विनम्र फ्लैप, युद्धकाल व्यावहारिकता में पैदा हुआ, फिर भी टिकाऊ विमानन का एक कोने का पत्थर बन सकता है।

निष्कर्ष

द्वितीय विश्व युद्ध के साधारण विभाजन फ्लैप से जंबो जेट्स की ट्रिपल-स्लॉट सिस्टम और कल के उभरते आकार के पंखों में, फ्लैप प्रौद्योगिकी ने लगातार विमान की सीमाओं को आगे बढ़ाया है। फ्लैप्स की प्रत्येक पीढ़ी ने लिफ्ट, ड्रैग, वेट और कंट्रोल-एम्बलिंग सेफियर, अधिक कुशल उड़ान में सुधार किया है। स्मार्ट सामग्री और अनुकूली संरचनाओं में शोध के रूप में परिपक्व होती है, फ्लैप इतिहास में अगले अध्याय अभी तक सबसे अधिक परिवर्तनकारी होने के लिए तैयार है। इन उपकरणों के पीछे गहरी वायुगतिकीय विज्ञान में रुचि रखने वालों के लिए, NASA की शुरुआत करने वालों के लिए एक उत्कृष्ट गाइड प्रदान करता है।