क्या हैं?

फ्लैप्स एक विमान के पंख के पीछे के किनारे पर उच्च-लिफ्ट उपकरण लगाए जाते हैं। नीचे और पीछे की ओर विस्तार करके, वे दोनों को कम हवाई गति पर पर्याप्त लिफ्ट उत्पन्न करने में सक्षम बनाते हैं। बिना फ्लैप्स के, वाणिज्यिक एयरलाइनर्स को बहुत लंबे रनवे और खतरनाक रूप से उच्च दृष्टिकोण गति की आवश्यकता होगी। फ्लैप्स के पीछे वायुगतिकीय सिद्धांत - लिफ्ट की वृद्धि और खींचें में नियंत्रित वृद्धि - उन्हें सुरक्षित लैंडिंग ऑपरेशन के लिए सुरक्षित रूप से ले जाने के लिए सक्षम बनाता है।

फ्लैप्स भी विंग की स्टाल विशेषताओं को प्रभावित करते हैं। ऊपरी सतह पर एयरफ्लो अलगाव में देरी से, ठीक से तैनात फ्लैप्स विंग को कम गति पर संलग्न प्रवाह बनाए रखने की अनुमति देते हैं। यह प्रभाव अंतिम दृष्टिकोण और लैंडिंग फ्लेयर के दौरान विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जहां सटीक गति नियंत्रण और स्थिरता पैरामाउंट है।

फ्लैप सिस्टम के प्रकार

वाणिज्यिक एयरलाइनर कई फ्लैप विन्यासों को रोजगार देते हैं, प्रत्येक लिफ्ट वृद्धि, ड्रैग जुर्माना, यांत्रिक जटिलता और वजन का एक विशिष्ट संतुलन प्रदान करते हैं। विकल्प विमान के डिजाइन मिशन, परिचालन गति और प्रमाणन आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।

सादा प्रालंब

सादा फ्लैप सरल डिजाइन हैं: ट्रेलर किनारे का एक hinged हिस्सा जो नीचे की ओर घूमता है। जब तैनात किया गया, तो वे विंग कैमर और लिफ्ट को बढ़ाते हैं, लेकिन अधिक उन्नत प्रकारों की तुलना में वृद्धि मामूली है। सादा फ्लैप हल्के और यंत्रवत् सरल हैं, जिससे उन्हें हल्के विमानों और कुछ क्षेत्रीय टर्बोप्रोप्स के लिए उपयुक्त बना दिया गया है। हालांकि, उनके सीमित लिफ्ट वृद्धि और बड़े विक्षेपण कोणों पर उच्च खींचें बड़े वाणिज्यिक जेटों पर उनके उपयोग को प्रतिबंधित करते हैं।

स्प्लिट फ्लैप्स

स्प्लिट फ्लैप्स में विंग की निचली सतह पर एक पैनल शामिल होता है जो नीचे की ओर फैलता है जबकि ऊपरी सतह चिकनी बनी हुई है। इससे नीचे एक उच्च दबाव वाला क्षेत्र बना देता है और ऊपर एक कम दबाव वाला क्षेत्र बन जाता है, जिससे अतिरिक्त लिफ्ट उत्पन्न होती है। फ्लैप के पीछे एयरफ्लो में अचानक बदलाव महत्वपूर्ण ड्रैग पैदा करता है, जो खड़ी दृष्टिकोण के लिए उपयोगी हो सकता है। बोइंग 707 जैसे प्रारंभिक जेट एयरलाइनर्स पर स्प्लिट फ्लैप्स आम थे और अभी भी कुछ व्यावसायिक जेटों पर पाए जाते हैं, लेकिन वे आधुनिक उच्च प्रदर्शन वाले विमानों के लिए स्लॉट डिजाइनों की तुलना में कम कुशल हैं।

Fowler फ्लैप्स

Fowler flaps वाणिज्यिक विमानों पर इस्तेमाल किए जाने वाले सबसे प्रभावी उच्च-लिफ्ट उपकरणों में से एक हैं। वे नीचे घूमने से पहले ट्रैक पर आगे बढ़े, साथ ही विंग क्षेत्र और कैमर को बढ़ाते हैं। रियरवर्ड गति कुल उठाने की सतह को बढ़ाती है, जबकि नीचे की ओर विक्षेपण कैमर को बढ़ा देता है। यह संयोजन अपेक्षाकृत कम ड्रैग पेनल्टी के साथ बड़े लिफ्ट वृद्धि पैदा करता है। Fowler flaps कई संकीर्ण शरीर और चौड़े शरीर के विमानों पर मानक हैं, जिनमें बोइंग 737 और एयरबस A320 परिवारों शामिल हैं। उनके जटिल तंत्र को मजबूत actuators और सटीक रिगिंग की आवश्यकता होती है लेकिन बेहतर टेकऑफ़ और लैंडिंग प्रदर्शन के साथ ऑपरेटरों को पुरस्कृत करता है।

Slotted फ्लैप

Slotted flaps एक अंतर शामिल है-या स्लॉट-फ्लैप और निश्चित विंग के बीच। जब तैनात किया गया, तो निचले सतह से उच्च ऊर्जा वाली हवा को स्लॉट के माध्यम से और फ्लैप की ऊपरी सतह पर निर्देशित किया जाता है। यह सीमा परत को ऊर्जा प्रदान करता है, प्रवाह अलगाव में देरी करता है, और स्टाल से पहले उच्च लिफ्ट गुणांक की अनुमति देता है। एकल-स्लॉट फ्लैप छोटे जेट पर आम हैं; डबल- और ट्रिपल-स्लॉटेड डिज़ाइन का उपयोग बड़े विमानों पर किया जाता है जैसे बोइंग 747 कम गति पर असाधारण लिफ्ट प्राप्त करने के लिए। प्रत्येक स्लॉट जटिलता को जोड़ता है लेकिन एक सादे फ्लैप की तुलना में अधिकतम 40-60% तक बढ़ा सकता है।

Fowler-Slat फ्लैप्स (संयुक्त सिस्टम)

कई आधुनिक एयरलाइनर्स प्रमुख-edge स्लैट्स या क्रूगर फ्लैप्स के साथ ट्रेलिंग एज पर फाउलर फ्लैप्स को जोड़ती हैं। ये एकीकृत सिस्टम उपलब्ध उच्चतम लिफ्ट गुणांक प्रदान करते हैं, जिससे खड़ी दृष्टिकोण कोण और शॉर्ट-फील्ड ऑपरेशन सक्षम होते हैं। उदाहरण के लिए, बोइंग 787 परिवर्तनीय-कैम्बर अग्रणी किनारों के साथ उन्नत ट्रेलिंग-जेज फ्लैप्स का उपयोग करता है। इस तरह के संयोजनों को सावधानीपूर्वक लिफ्ट, ड्रैग और पिचिंग क्षणों को पूरे टेकऑफ़, चढ़ाई, दृष्टिकोण और लैंडिंग चरणों में अनुकूलित करने के लिए निर्धारित किया जाता है। अग्रणी और ट्रेलर-जेज उपकरणों के बीच तालमेल आधुनिक वायुगतिकीय डिजाइन का एक हॉलमार्क है।

कैसे फ्लैप सिस्टम काम

वाणिज्यिक एयरलाइनर्स पर फ्लैप एक्ट्यूशन आम तौर पर हाइड्रोलिक या इलेक्ट्रिक सिस्टम द्वारा संचालित होता है, जिसमें कुछ पुराने डिज़ाइनों में मैनुअल बैकअप होता है। फ्लाई-बाय-वायर विमान विमान विमान विमान विमानों को उड़ान नियंत्रण कंप्यूटर से इलेक्ट्रॉनिक संकेतों का उपयोग फ्लैप पदों को कमांड करने के लिए करते हैं, सटीक शेड्यूलिंग और अतिरेक सुनिश्चित करते हैं। कॉकपिट में फ्लैप नियंत्रण लीवर उड़ान चालक दल को विशिष्ट सेटिंग्स का चयन करने की अनुमति देता है - आम तौर पर 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 25, 30, या 40 डिग्री को विमान के प्रकार के आधार पर लेबल किया जाता है। प्रत्येक सेटिंग एक विशेष फ्लैप कोण से मेल खाती है और यदि लागू हो, तो स्लैट एक्सटेंशन।

फ्लैप सेटिंग और फ्लाइट फेज़

टेकऑफ़ के दौरान, फ्लैप आमतौर पर एक मध्यम सेटिंग (जैसे, 5-15°) तक बढ़ाई जाती है ताकि लिफ्ट को बढ़ाने और टेकऑफ़ दूरी को कम किया जा सके जबकि ड्रैग को त्वरण और चढ़ाई के लिए पर्याप्त कम रखा जा सके। लिफ्टऑफ़ के बाद, चालक दल सकारात्मक चढ़ाई प्रदर्शन को बनाए रखते हुए लिफ्ट और ड्रैग में अचानक बदलाव से बचने के लिए क्रमिक अनुक्रम में फ्लैप्स को वापस ले लेता है। क्रूज चरण में, फ्लैप्स को पूरी तरह से खींचें और ईंधन दक्षता को अधिकतम करने के लिए वापस ले जाया जाता है।

दृष्टिकोण पर, फ्लैप्स को वृद्धिशील रूप से बढ़ाया जाता है क्योंकि विमान धीमा हो जाता है। लैंडिंग सेटिंग (अक्सर 30-40 °) अधिकतम लिफ्ट और खींचें प्रदान करती है, जिससे एक खड़ी वंश पथ और कम टचडाउन गति की अनुमति मिलती है। कुछ विमान, जैसे बोइंग 777, एक "फ्लैप लोड राहत" प्रणाली का उपयोग करते हैं जो स्वचालित रूप से फ्लैप्स को थोड़ा पीछे छोड़ देता है अगर वायु गति एक सुरक्षित सीमा से अधिक हो जाती है, तो संरचना को अत्यधिक भार से बचाता है।

अग्रणी-एज डिवाइस: स्लैट्स और क्रूगर फ्लैप्स

अधिकांश आधुनिक एयरलाइनर्स अग्रणी बढ़त उच्च उठाने वाले उपकरणों के साथ ट्रेलिंग-एज फ्लैप्स का पूरक हैं। स्लैट जंगम सतहें हैं जो विंग के अग्रणी किनारे से आगे बढ़ जाती हैं, जिससे एक स्लॉट बना होता है जो विंग और देरी स्टाल पर हवाई प्रवाह को चैनल करता है। क्रूगर फ्लैप्स उन पैनलों को जगाते हैं जो निचले प्रमुख किनारे से तैनात होते हैं, जिससे कैमबर बढ़ता है। अग्रणी बढ़त और ट्रेलिंग-एज डिवाइस के बीच समन्वय महत्वपूर्ण है; असममित या गलत समयबद्ध तैनाती से निपटने की कठिनाइयों या संरचनात्मक क्षति का कारण बन सकता है। फ्लाई-बाय-वायर विमान पर, फ्लाइट कंट्रोल कंप्यूटर इस समन्वय को स्वचालित रूप से प्रबंधित करते हैं।

Actuation and रिडंडेंसी

फ्लैप सिस्टम कई अतिरंजित शक्ति स्रोतों और नियंत्रण पथ के साथ डिजाइन किए गए हैं। विशिष्ट आर्किटेक्चर में दो स्वतंत्र हाइड्रोलिक सिस्टम शामिल हैं जो फ्लैप एक्ट्यूएटर्स को बिजली की आपूर्ति करते हैं, जिसमें एक विद्युत बैकअप जो फ्लैप्स को कम दर पर संचालित कर सकता है। कुल हाइड्रोलिक विफलता के मामले में, एक अतिरिक्त इलेक्ट्रिक मोटर या मैनुअल क्रैंक (पुराने विमान में) फ्लैप्स को बढ़ा या वापस ले सकता है। एयरबस A350 जैसे आधुनिक विमान सभी इलेक्ट्रिक फ्लैप एक्ट्यूएशन का उपयोग करते हैं, हाइड्रोलिक लाइनों को नष्ट करते हैं और रखरखाव को सरल बनाते हैं। ये अनावश्यकता यह सुनिश्चित करती है कि एकाधिक विफलताओं के साथ भी, चालक अभी भी फ्लैप कॉन्फ़िगरेशन को सुरक्षित रूप से प्रबंधित कर सकता है।

विमानन सुरक्षा में फ्लैप सिस्टम का महत्व

उचित रूप से कार्य करने वाले फ्लैप सुरक्षित संचालन के लिए महत्वपूर्ण हैं। एक फ्लैप एसिमेट्री या जाम गंभीर रोल क्षणों, अप्रत्याशित गति या संरचनात्मक अधिभार पर स्टाल का कारण बन सकता है। इस कारण से, फ्लैप सिस्टम कठोर प्रमाणीकरण परीक्षण और निर्धारित रखरखाव के अधीन हैं।

विफलता मोड और निगरानी

फ्लैप एसिमेट्री सेंसर का पता चलता है कि जब फ्लैप स्थिति एक छोटी सहनशीलता से परे बाएं और दाएं पंखों के बीच भिन्न होती है। यदि एक एसिमेट्री का पता लगाया जाता है, तो सिस्टम स्वचालित रूप से फ्लैप को जगह में लॉक करता है और चालक दल को सतर्क करता है। इसी तरह, फ्लैप पोजीशन सेंसर उड़ान डेटा रिकॉर्डर और रखरखाव प्रणालियों को डेटा खिलाता है। पायलट फ्लैप विफलताओं पर बड़े पैमाने पर ट्रेन करते हैं, जिसमें परिदृश्य शामिल हैं जहां फ्लैप्स एक सेटिंग में अटक जाते हैं, जिसके लिए उच्च गति और लंबे रोलआउट के साथ लैंडिंग के लिए वैकल्पिक प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।

रखरखाव और निरीक्षण

प्रत्येक विमान फ्लैप ट्रैक, रोलर्स, एक्ट्यूएटर्स और कंट्रोल रॉड के आवधिक निरीक्षण से गुजरता है। स्नेहन, पहनने की जाँच, और कार्यात्मक परीक्षण निर्माता के रखरखाव योजना दस्तावेज़ के अनुसार किए जाते हैं। गैर विनाशकारी परीक्षण (जैसे, एडी वर्तमान, अल्ट्रासोनिक) का उपयोग फ्लैप संरचनाओं में दरारों का पता लगाने के लिए किया जाता है। एयरलाइन भी घटक जीवन और कार्यक्रम प्रतिस्थापन की भविष्यवाणी करने के लिए फ्लैप उपयोग डेटा की निगरानी करते हैं। आधुनिक फ्लैप सिस्टम की विश्वसनीयता अधिक है, लेकिन विफलता के परिणाम सावधानीपूर्वक देखभाल की संस्कृति की मांग करते हैं।

निष्कर्ष

फ्लैप सिस्टम वाणिज्यिक विमानन के पीछे परिष्कृत इंजीनियरिंग को अनुकरण करते हैं। मांग पर विंग के आकार को बदलने के द्वारा, वे एयरलाइनों को गति और शर्तों की एक विस्तृत श्रृंखला पर सुरक्षित रूप से काम करने में सक्षम बनाते हैं - उच्च ऊंचाई वाले हवाई अड्डों पर छोटे रनवे से लेकर लंबे समय तक क्रूज़ तक। फ्लैप्स के प्रकारों, तंत्रों और सुरक्षा निहितार्थ को समझना छात्रों और विमानन पेशेवरों को वायुगतिकीय, संरचनाओं और प्रणालियों के डिजाइन के बीच नाजुक संतुलन की सराहना करने में मदद करता है। चूंकि विमान अधिक विद्युत वास्तुकला और उच्च दक्षता की ओर विकसित होता है, फ्लैप सिस्टम को परिष्कृत करना जारी रहेगा, लेकिन सुरक्षित, कम गति वाली उड़ान प्रदान करने में उनकी मौलिक भूमिका दशकों तक अपरिवर्तनित रहेगी।

आगे पढ़ने के लिए, ]]Bueing Aero पत्रिका on high-lift system , ]FAA सलाहकार परिपत्र on flap system Design, and textbooks like Aerospaceweb's स्पष्टीकरण of slotted flaps]].