विमान की उलटी कहाँ है? विमान उलटना: डिजाइन

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

यहां तक कि एक व्यक्ति जिसने कभी समुद्र नहीं देखा है, शायद बिदाई शब्द जानता है: "कील के नीचे सात फीट।" और यहां कोई प्रश्न नहीं हैं। एक जहाज की कील सबसे महत्वपूर्ण संरचनात्मक हिस्सा है जिस पर उसके पतवार के कई हिस्से जुड़े होते हैं। लेकिन क्या किसी को पता है कि विमान की कील कहाँ स्थित है और यह किस लिए काम करता है?

यह क्या है?

यह स्थिरता का "अंग" है, जो आपको दिए गए पाठ्यक्रम पर विमान को रखने की अनुमति देता है। जहाजों के विपरीत, एक विमान की उलटना ऊर्ध्वाधर पूंछ पंख का एक अभिन्न अंग है। धड़ के नीचे, विमान के लिए कोई उलटना नहीं है! लेकिन एक सूक्ष्मता है। तथ्य यह है कि यह हिस्सा धड़ के शक्ति तत्वों से कसकर जुड़ा हुआ है, और इसलिए समुद्र और हवा के संदर्भ में अभी भी कुछ समान है। तो विमान की उलटना कहाँ है? सीधे शब्दों में कहें, यह पूंछ का लंबवत हिस्सा है।

इसे गतिहीन रखा गया है, तीन बिंदुओं पर स्थिर किया गया है, जो विमान की केंद्र रेखा के सममित है। उपस्थिति में, इस विवरण में एक आदर्श ट्रेपोजॉइड का आकार होता है। एक नियम के रूप में, एक विमान की उलटना में स्पार्स, पसलियां और त्वचा होती है। यह योजना क्लासिक है, थोड़ी बदली हुई हैपहले विमान की उपस्थिति के बाद से। सामने का स्पर तिरछा रखा गया है (एक नियम के रूप में)।

लेआउट

अक्सर, कील सिंगल होता है, लेकिन कुछ मामलों में इसे डबल और यहां तक कि ट्रिपल (प्रोपेलर बॉम्बर्स पर) बनाया जाता है। बाद के मामले में, भारी मशीन की उच्च दिशात्मक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए यह आवश्यक है। वैसे, सभी विमानों को कील के स्थान के अनुसार तीन प्रकारों में बांटा गया है:

• सामान्य पैटर्न में निर्मित। ऐसे, उदाहरण के लिए, A321 विमान की उलटना है।
• "बतख", यानी विमान जिसमें कील की क्षैतिज पूंछ पंखों के सामने स्थित होती है।
• "टेललेस"। कील से केवल ऊर्ध्वाधर पूंछ बची है, क्षैतिज एलेरॉन पूरी तरह से अनुपस्थित हैं।

बेशक, बाद की दो किस्में सैन्य विमानों के "समुदाय" की अधिक विशेषता हैं, क्योंकि विमान को विशेष रूप से उच्च गतिशीलता देने के लिए कील की ऐसी नियुक्ति आवश्यक है।

कुछ मामलों में, और भी जटिल डिजाइनों का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, अंडर-कील क्रेस्ट (वे उदर कील भी हैं)। उनका उपयोग कुछ सुपरसोनिक विमानों पर किया जाता है जहां उड़ान के दौरान सही स्थिरता बनाए रखना महत्वपूर्ण होता है। इस प्रकार, विमान की उलटी के नीचे (यह वह जगह है जहाँ, हम पहले ही पता लगा चुके हैं) एक अतिरिक्त और बड़े पैमाने पर आमद है। एक अधिक सामान्य स्थिति तब होती है जब पूंछ की क्षैतिज परत को आम तौर पर उलटना के शीर्ष पर स्थानांतरित करना पड़ता है। ऐसा तब होता है जब विमान के पिछले हिस्से में इंजन लगाए जाते हैं। ऐसा आरेख देखा जा सकता है, उदाहरण के लिए, मेंघरेलू कार्गो-यात्री विमान "Il"।

यह किस लिए है?

जैसा कि आप जानते हैं, शांत मौसम एक अविश्वसनीय दुर्लभता है जो साल में दो बार से अधिक नहीं होती है। ज्यादातर मामलों में, हवा होती है, और इसकी ताकत और दिशा नाटकीय रूप से भिन्न हो सकती है। जब एक विमान उड़ रहा होता है, तो हवा के झोंके दिशा और पाठ्यक्रम को बहुत प्रभावित कर सकते हैं। विमान को अपने आप स्थिर स्थिति में लौटने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। केवल इस मामले में एक सुरक्षित उड़ान संभव है।

मुख्य उद्देश्य

कील को डिजाइन करने का मुख्य नियम यह है कि इसे इस तरह से रखा जाए कि यह किसी भी परिस्थिति में पंख से जाग न जाए। अन्यथा, दिशात्मक स्थिरता का तेज उल्लंघन संभव है, और सबसे गंभीर स्थितियों में, पूरे पूंछ इकाई का शारीरिक विरूपण और विनाश। तो, उलटना का मुख्य उद्देश्य दिशात्मक स्थिरता बनाए रखना है।

कई विमानों की डिजाइन ऐसी होती है कि यह हिस्सा चल-फिर जाता है। उलटना विक्षेपण को समायोजित करके, चालक दल पाठ्यक्रम की दिशा को नियंत्रित करता है। अपवाद सैन्य विमान है, जिस पर नियंत्रित थ्रस्ट वेक्टर वाले इंजन उड़ान की दिशा बदलने के लिए जिम्मेदार होते हैं। उनके मामले में, विमान की एक जंगम कील बनाना (लेख में इसकी एक तस्वीर है) बेवकूफी है, क्योंकि पैंतरेबाज़ी के दौरान अधिभार ऐसा होता है कि यह बस ढह जाएगा।

कील किस तरह की स्थिरता प्रदान करता है?

स्थिरता तीन प्रकार की होती है, जिसके लिए विमान के डिजाइन में कील को शामिल किया जाता है:

• ट्रैक।
• अनुदैर्ध्य।
• अनुप्रस्थ।

आइए इन सभी किस्मों के बारे में अधिक विस्तार से बात करें। तो, दिशात्मक स्थिरता। यह याद रखना चाहिए कि उड़ान में धड़ की अनुदैर्ध्य स्थिरता के नुकसान के मामले में, विमान अभी भी जड़त्वीय बल के कारण कुछ समय के लिए आगे बढ़ना जारी रखेगा। उसके बाद, वायु प्रवाह विमान के पिछले हिस्से में चलने लगता है, जो गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के पीछे स्थित होता है। इस मामले में उलटना एक घूर्णन बल की घटना को रोकता है जो विमान को अपनी धुरी के चारों ओर घूमने के लिए मजबूर करता है।

अनुदैर्ध्य स्थिरता। मान लें कि विमान सामान्य मोड में उड़ रहा है, गुरुत्वाकर्षण का केंद्र दबाव के केंद्र के साथ उसके धड़ पर लागू होता है। इस समय, बहुआयामी बल भी इसके धड़ पर कार्य करते हैं, जो विमान के शरीर को तैनात करते हैं। लिफ्ट और गुरुत्वाकर्षण एक साथ कार्य करते हैं। विमान की उलटना (आप लेख में इस हिस्से की एक तस्वीर देखेंगे) संतुलन प्रदान करता है, जो इस विशेष मामले में बहुत अस्थिर है। टेल, कील और स्टेबलाइजर्स के बिना सामान्य उड़ान असंभव है।

अन्य स्थिरता

कतरनी स्थिरता। सामान्य तौर पर, यह कारक पिछली संपत्ति का तार्किक निरंतरता है। जब बहुआयामी बल कील के पंख और पार्श्व स्टेबलाइजर्स पर कार्य करते हैं, तो वे विमान को उलटने के लिए "कोशिश" करते हैं। पंखों का आकार इसका प्रतिकार करता है: यदि आप उन्हें दूर से देखते हैं, तो वे "यू" अक्षर से मिलते-जुलते हैं, जो ऊपरी "सींग" से अलग होते हैं। यह प्रपत्र स्थिति का स्व-सुधार प्रदान करता हैअंतरिक्ष में विमान। उलटना पार्श्व स्थिरता बनाए रखने में मदद करता है।

ध्यान दें कि स्वेप्ट-विंग एयरक्राफ्ट को उतनी ज्यादा कील की जरूरत नहीं होती…उच्च गति पर। यदि यह गिरता है, तो प्रतिकार बलों की वृद्धि तेजी से होती है। इसलिए, इन मशीनों के लिए, सबसे टिकाऊ और हल्के कील बहुत महत्वपूर्ण है, जो इस तरह के उच्च भार का विरोध कर सकती है। और आप इसे कैसे प्राप्त कर सकते हैं? आइए इस बारे में बात करते हैं।

आधुनिक विमान बनाने की विशेषताएं

वर्तमान में, Rosaviation विशेषज्ञ और उनके विदेशी सहयोगी नवीनतम मिश्रित सामग्री से बने बड़े भागों से विमान के पुर्जे (कील सहित) के निर्माण पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं।

आधुनिक विमान के डिजाइन में इन यौगिकों का अनुपात लगातार बढ़ रहा है। विशेषज्ञों से मिली जानकारी के अनुसार, उनका आयतन अंश पहले से ही 25% से 50% तक पहुँच जाता है, और छोटे गैर-व्यावसायिक विमानों में भी प्लास्टिक और कंपोजिट 75% तक हो सकते हैं। विमानन में यह दृष्टिकोण इतना व्यापक क्यों है? तथ्य यह है कि बहुलक "मिश्र धातु" से बने बोइंग विमान की एक ही कील में बहुत कम वजन, बहुत अधिक शक्ति और एक संसाधन होता है जो मानक सामग्री का उपयोग करने के लिए अवास्तविक होता है।

मुख्य सामग्री

न केवल पूंछ, बल्कि पंख और धड़ शक्ति तत्वों के डिजाइन में कंपोजिट का सबसे उचित उपयोग, जो न केवल बहुत मजबूत होना चाहिए, बल्कि पर्याप्त रूप से भी होना चाहिएलचीला। अन्यथा, उड़ान भार की कार्रवाई के तहत संरचना के विनाश की संभावना से इंकार नहीं किया जा सकता है।

लेकिन हमेशा से ऐसा नहीं था। तो, सोवियत विमान उद्योग का गौरव, टीयू-160 विमान, जिसे व्हाइट स्वान या लाठी के रूप में भी जाना जाता है, में … टाइटेनियम मिश्र धातुओं से बना एक कील है। इस मशीन के डिजाइन पर भारी दबाव के कारण इस तरह की एक विशिष्ट और बेहद महंगी सामग्री को चुना गया था, जो आज तक सेवा में सबसे भारी बमवर्षक का खिताब बरकरार रखती है। लेकिन फिर भी, कील बनाने के लिए इस तरह का एक कट्टरपंथी दृष्टिकोण दुर्लभ है, और इसलिए आज डिजाइनरों को सरल मिश्रित सामग्री से अधिक बार निपटना पड़ता है।

समग्र कील बनाते समय आपको किन चुनौतियों का सामना करना पड़ता है?

विकास प्रक्रिया के दौरान, घरेलू डिजाइनरों को जटिल कार्यों की एक पूरी श्रृंखला को हल करना था:

• कील और अन्य कार्बन-फाइबर उपकरण के बड़े आकार के हिस्सों को जलसेक विधि का उपयोग करके तैयार किया गया है।
• उत्पादन के मुख्य चरणों पर लगभग पूरी तरह से पुनर्विचार करना और फिर से तैयार करना पड़ा, जो मिश्रित सामग्री के उपयोग के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए थे।

अन्य विशेषताएं

नवीनतम सॉफ्टवेयर (फाइबरसिम) को उत्पादन प्रक्रिया में पेश किया गया है, जो स्वचालन के उच्चतम स्तर को प्राप्त करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, अब विमान की उलटना, जिसका डिज़ाइन लेख में वर्णित है, को उन तकनीकों का उपयोग करके बनाया जा सकता है जहाँ व्यावहारिक रूप से कोई चित्र नहीं हैं। इस दृष्टिकोण के साथ इस भाग का उत्पादन इस प्रकार हैरास्ता:

• तैयार मॉडल को डिजाइन करना या चुनना। आज, "मानव" डेवलपर्स की भागीदारी के बिना, कील (ज्यादातर) पूरी तरह से स्वचालित मोड में डिज़ाइन किया गया है।
• प्रयुक्त सामग्री को काटना, स्वचालित मोड में भी किया जाता है।
• ऑटोमैटिक मोड में, कील और उसके संरचनात्मक भागों को बनाने के लिए उपयोग किए जाने वाले कच्चे माल को बिछाया जाता है।
• परतें बिछाने का कार्य कंप्यूटर प्रोग्राम द्वारा नियंत्रित रोबोटिक तंत्र द्वारा किया जाता है।

इसके अलावा, कील के उत्पादन के लिए आधुनिक दृष्टिकोण निम्नलिखित का सुझाव देता है:

• निरंतर ऐसे प्रोटोटाइप का निर्माण करना जिनका परीक्षण सबसे कठिन परिस्थितियों में किया जाता है।
• गैर-विनाशकारी परीक्षण तकनीक विकसित की जा रही हैं जो एक विमान पर कील की स्थिति की निरंतर निगरानी की अनुमति देती हैं।

MS-21 विमान की टेल यूनिट बनाने के लिए उन्नत तरीके

इतने दूर के अतीत में, घरेलू डेवलपर्स की घोषणा से विमानन उद्योग सचमुच दंग रह गया था कि वे एक पूरी तरह से नया विमान, एमएस -21 विकसित कर रहे हैं। इसकी असामान्यता यह है कि लगभग पिछले तीन दशकों से यह देश के भीतर उड़ानों के लिए पहली घरेलू कार है। इसके निर्माण के दौरान, कई नवीनतम तकनीकों का परीक्षण किया गया, जिसने कील और संपूर्ण टेल असेंबली की नवीन विशेषताओं को काफी हद तक प्रभावित किया।

MS-21 विमान की कील के कैसॉन का विकास और उत्पादन, घरेलू विशेषज्ञ निम्नलिखित हासिल करने में सक्षम थे:

• उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले सभी भागों और कच्चे माल की कटाई का पूर्ण स्वचालन।इसके कारण, पूरे टेल यूनिट और विशेष रूप से कील की कुल लागत में कम से कम 50% की कमी हासिल करना संभव था।
• ProDirector सॉफ़्टवेयर का उपयोग टेल यूनिट के उत्पादन में किया जाता है, जो आपको भागों के प्रसंस्करण में पूर्ण सटीकता प्राप्त करने की अनुमति देता है। इससे न केवल मजबूत, बल्कि बेहद हल्की कील बनाना संभव हो जाता है।
• साथ ही, दोहरी वक्रता तकनीकों का उपयोग करके एक आधुनिक विमान की कील बनाई जाती है। उनके लिए धन्यवाद, उन क्षेत्रों में बहुआयामी मोटाई प्राप्त करना संभव है जहां अतिरिक्त संरचनात्मक सुदृढीकरण की आवश्यकता होती है (विमान की उलटी के नीचे)।
• आजकल कील के बड़े हिस्से को भी विशेष आटोक्लेव में "तला" किया जा सकता है। परिणाम अत्यंत मजबूत और कठोर घटक हैं जो किसी भी डिग्री के भार का सामना कर सकते हैं।
• भागों की ज्यामिति का नियंत्रण भी जटिल कम्प्यूटरीकृत प्रणालियों द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

अन्य विशेषताएं

नई तकनीकों और तकनीकों के उपयोग के कारण, टेल यूनिट और कील बनाने की श्रम तीव्रता 50-70% कम हो गई थी। आज, कील और टेल यूनिट के चार हजार से अधिक भागों ने राज्य परीक्षण पास किए हैं।

मुख्य उपलब्धि 7.6 x 2.5 मीटर मापने वाले कील बॉक्स भागों के उत्पादन के लिए एक विश्वसनीय और सरल तकनीक का विकास है। वर्तमान में, उन्हें इरकुत्स्क एविएशन प्लांट में पहुंचाना शुरू कर दिया गया है। वे आधुनिक मिश्रित सामग्रियों से बने हैं, और इस प्रक्रिया की विशेषताओं ने पहले ही विमानन उपकरणों के अग्रणी विदेशी निर्माताओं की रुचि को आकर्षित किया है।

आधुनिक मुद्दे

हमने कील के डिजाइन और निर्माण के आधुनिक तरीकों पर चर्चा करने में इतना समय क्यों लगाया? तथ्य यह है कि पिछली शताब्दी के 60 के दशक से यह पूरी तरह से स्पष्ट हो गया है कि विमान की गति में और वृद्धि तभी संभव है जब उनकी ताकत बढ़ाई जाए और पूरी तरह से नए प्रकार की बहुलक सामग्री को उत्पादन में पेश किया जाए। नवीनतम पीढ़ियों के विमानों के साथ समस्या यह है कि उनका डिज़ाइन (और विशेष रूप से उलटना) "थकान" के लिए अतिसंवेदनशील है। इस वजह से, पिछली शताब्दी के लगभग 70 के दशक तक, पंख और पूंछ की स्थिति की निगरानी के लिए कई तरीके विकसित किए गए थे।

उत्पादन की आवश्यकताएं भी अधिक हैं। भागों के प्रत्येक बैच को कंपन स्टैंड पर सबसे गंभीर अधिभार के अधीन किया जाता है, तापमान और दबाव द्वारा परीक्षण किया जाता है। और यह आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि थोड़ी सी भी दरार बाद में सैकड़ों यात्रियों की मौत से भर जाती है।

तो आपको पता चला कि विमान की उलटी कहाँ है और किस लिए है!