छिटो, शान्त, क्लीनर - नयाँ एयरक्राफ्ट इन्जिन
यो बाहिर जान्छ कि उड्डयन मा धेरै परिवर्तन गर्न को लागी, तपाईं नयाँ प्रोपेलर, भविष्य डिजाइन वा अन्तरिक्ष सामग्री खोज्न आवश्यक छैन। यो एक अपेक्षाकृत सरल मेकानिकल प्रसारण प्रयोग गर्न पर्याप्त छ ...
यो हालैका वर्षहरूमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण आविष्कारहरू मध्ये एक हो। गियर टर्बोफ्यान मोटर्स (GTF) ले कम्प्रेसर र फ्यानलाई विभिन्न गतिमा घुमाउन अनुमति दिन्छ। फ्यान ड्राइभ गियर फ्यान शाफ्टसँग घुम्छ तर फ्यान मोटरलाई कम दबाव कम्प्रेसर र टर्बाइनबाट अलग गर्दछ। फ्यान सुस्त गतिमा घुम्छ, जबकि कम्प्रेसर र कम चाप टर्बाइन उच्च गतिमा काम गर्दछ। प्रत्येक इन्जिन मोड्युल इष्टतम दक्षता मा काम गर्न सक्नुहुन्छ। करिब $20 बिलियनको R&D र R&D खर्च गरेको २० वर्ष पछि, Pratt & Whitney PurePower PW1000G टर्बोफ्यान परिवार केही वर्ष पहिले सञ्चालनमा आएको थियो र 2016 देखि व्यावसायिक विमानहरूमा व्यापक रूपमा प्रस्तुत गरिएको छ।
आधुनिक टर्बोफ्यान इन्जिनले दुई तरिकामा थ्रस्ट उत्पन्न गर्छ। पहिलो, कम्प्रेसर र दहन कक्ष यसको कोर मा स्थित छन्। अगाडिको भागमा एउटा फ्यान छ जुन कोरद्वारा सञ्चालित हुन्छ, मोटर कोरको वरिपरि बाइपास चेम्बरहरू मार्फत हावालाई निर्देशित गर्दछ। बाइपास अनुपात कोर मार्फत जाने हावाको मात्रा र यस मार्फत जाने हावाको मात्राको अनुपात हो। सामान्यतया, उच्च बाइपास अनुपात भनेको शान्त, अधिक कुशल र अधिक शक्तिशाली इन्जिन हो। परम्परागत टर्बोफ्यान इन्जिनहरूमा 9 देखि 1 को बाइपास अनुपात हुन्छ। Pratt PurePower GTF इन्जिनहरूमा 12 देखि 1 को बाइपास अनुपात हुन्छ।
बाइपास अनुपात बढाउनको लागि, मोटर निर्माताहरूले फ्यान ब्लेडको लम्बाइ बढाउनु पर्छ। यद्यपि, जब लम्बाइन्छ, ब्लेडको अन्त्यमा प्राप्त हुने घुमाउरो गति यति उच्च हुनेछ कि अनावश्यक कम्पनहरू देखा पर्नेछ। तपाईंलाई सुस्त बनाउन फ्यान ब्लेडहरू चाहिन्छ, र गियरबक्स त्यसको लागि हो। यस्तो इन्जिन 16 प्रतिशत सम्म उच्च हुन सक्छ, Pratt & Whitney को अनुसार। ठूलो इन्धन अर्थव्यवस्था र 50 प्रतिशत। कम निकास उत्सर्जन र 75 प्रतिशत छ। शान्त। हालै, SWISS र Air Baltic ले घोषणा गर्यो कि तिनीहरूको GTF C-श्रृङ्खला जेट इन्जिनहरूले निर्माताले वाचा गरेभन्दा पनि कम इन्धन खपत गर्छन्।
उत्पादन लाइनमा PW1100G-JM इन्जिन
टाइम म्यागजिनले PW1000G इन्जिनलाई 50 को 2011 सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण आविष्कारहरू मध्ये एक र छवटा सबैभन्दा वातावरण मैत्री आविष्कारहरू मध्ये एक नाम दिएको छ, किनकि Pratt & Whitney PurePower हालको जेट इन्जिनहरू भन्दा सफा, शान्त, अधिक शक्तिशाली र कम इन्धन प्रयोग गर्न डिजाइन गरिएको छ। 2016 मा, डेल्टा एयर लाइन्सका तत्कालीन अध्यक्ष रिचर्ड एन्डरसनले बोइङको ड्रीमलाइनरले समग्र निर्माणमा क्रान्ति ल्याएपछि इन्जिनलाई "पहिलो साँचो आविष्कार" भने।
बचत र उत्सर्जनमा कमी
व्यावसायिक उड्डयन क्षेत्रले वार्षिक ७० करोड टन कार्बन डाइअक्साइड उत्सर्जन गर्छ। यद्यपि यो २ प्रतिशत मात्रै हो । विश्वव्यापी कार्बन डाइअक्साइड उत्सर्जन, जेट इन्धनमा हरितगृह ग्यासहरू उच्च उचाइमा निस्कने भएकाले वायुमण्डलमा बढी प्रभाव पार्छ भन्ने प्रमाणहरू छन्।
प्रमुख इन्जिन निर्माताहरूले इन्धन बचत गर्न र उत्सर्जन घटाउन खोजिरहेका छन्। प्रैट प्रतियोगी CFM इन्टरनेशनलले हालै LEAP नामक आफ्नै उन्नत इन्जिन प्रस्तुत गर्यो, जुन कम्पनीका अधिकारीहरूले अन्य समाधानहरूको खर्चमा गियर टर्बोफ्यानमा समान परिणामहरू प्रदान गर्ने बताउँछन्। CFM ले दाबी गर्छ कि पारम्परिक टर्बोफ्यान वास्तुकलामा, पावरट्रेनको थप वजन र ड्र्याग बिना नै समान फाइदाहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ। LEAP ले ऊर्जा दक्षता सुधारहरू प्राप्त गर्न हल्का तौल कम्पोजिट सामग्री र कार्बन फाइबर फ्यान ब्लेडहरू प्रयोग गर्दछ जुन कम्पनीले Pratt & Whitney इन्जिनसँग हासिल गरेको तुलनामा तुलना गर्न सकिन्छ।
आज सम्म, A320neo का लागि एयरबस इन्जिनहरूका लागि अर्डरहरू लगभग समान रूपमा CFM र Pratt & Whitney बीच विभाजित छन्। दुर्भाग्यवश पछिल्लो कम्पनीको लागि, PurePower मोटरहरूले प्रयोगकर्ताहरूको लागि समस्याहरू निम्त्याउँदैछन्। पहिलो पटक यस वर्ष देखा पर्यो, जब कतार एयरवेज एयरबस A320neo मा GTF इन्जिनहरूको असमान कुलिङ रेकर्ड गरिएको थियो। असमान चिसोले भागहरूको विरूपण र घर्षण निम्त्याउन सक्छ, र एकै समयमा उडानहरू बीचको समय बढाउन सक्छ। नतिजाको रूपमा, एयरलाइनले इन्जिनहरूले सञ्चालन आवश्यकताहरू पूरा नगरेको निष्कर्ष निकाल्यो। त्यसको केही समय पछि, भारतीय उड्डयन अधिकारीहरूले PurePower GTF इन्जिनहरूद्वारा संचालित 11 Airbus A320neo विमानहरूको उडानहरू स्थगित गरे। इकोनोमिक टाइम्सका अनुसार एयरबस जीटीएफ संचालित विमानले दुई हप्ताको अवधिमा तीनवटा इन्जिन फेल भएपछि यो निर्णय आएको हो। प्र्याट एन्ड ह्विटनी यी कठिनाइहरूलाई कम गर्छ, उनीहरूलाई सजिलै पार गर्न सकिन्छ।
एयरबस इलेक्ट्रोनिक फ्यान
विमान इन्जिनको क्षेत्रमा अर्को विशाल, रोल्स-रोयसले आफ्नै पावर गियरबक्सको विकास गर्दैछ, जसले 2025 सम्ममा ठूला टर्बोफ्यानहरूमा इन्धन खपत 25% घटाउनेछ। प्रख्यात ट्रेन्ट इन्जिन दायराको पुरानो मोडेलहरूको तुलनामा। निस्सन्देह, यसको अर्थ नयाँ प्राट र ह्विटनी डिजाइन प्रतियोगिता हो।
बेलायतीहरूले पनि अन्य प्रकारका नवाचारहरूको बारेमा सोचिरहेका छन्। भर्खरैको सिंगापुर एयरशोको समयमा, रोल्स-रोयसले IntelligentEngine Initiative सुरु गर्यो, जसको उद्देश्य एकअर्कासँग सञ्चार गर्ने क्षमता र सपोर्ट नेटवर्क मार्फत सुरक्षित र बढी प्रभावकारी हुने बुद्धिमान विमान इन्जिनहरू विकास गर्ने हो। इन्जिन र सेवा इकोसिस्टमका अन्य भागहरूसँग निरन्तर दुई-तर्फी सञ्चार प्रदान गरेर, इन्जिनले समस्याहरू आउनु अघि समाधान गर्न र प्रदर्शन सुधार गर्ने तरिका सिक्न सक्षम हुनेछ। तिनीहरूले आफ्नो काम र अन्य इन्जिनहरूको इतिहासबाट पनि सिक्नेछन्, र ठूलो मात्रामा तिनीहरूले जाने क्रममा आफैलाई मर्मत गर्नुपर्नेछ।
ड्राइभलाई अझ राम्रो ब्याट्री चाहिन्छ
२०५० को लागि युरोपेली आयोगको उड्डयन दृष्टिले कार्बन डाइअक्साइड उत्सर्जनमा कमी ल्याउन आह्वान गर्दछ।2 ७५ प्रतिशतले, नाइट्रोजन अक्साइड ९० प्रतिशतले। र आवाज 75 प्रतिशत। ती विद्यमान प्रविधिहरूबाट हासिल गर्न सकिँदैन। इलेक्ट्रिक र हाइब्रिड-इलेक्ट्रिक प्रोपल्सन प्रणालीहरू हाल यी चुनौतीहरू सामना गर्न सबैभन्दा आशाजनक प्रविधिहरू मध्ये एकको रूपमा हेरिन्छ।
बजारमा दुई सिटको विद्युतीय बत्तीको विमान उपलब्ध छ । चार सिट हाइब्रिड इलेक्ट्रिक गाडीहरू क्षितिजमा छन्। नासाले २० को प्रारम्भमा, यस प्रकारको छोटो दूरीको नौ सिट एयरलाइनरहरूले साना समुदायहरूमा उड्डयन सेवाहरू फिर्ता ल्याउने भविष्यवाणी गरेको छ। युरोप र अमेरिका दुवैमा, वैज्ञानिकहरू विश्वास गर्छन् कि 20 सम्ममा 2030 सिट क्षमताको हाइब्रिड-विद्युतीय विमान निर्माण गर्न सम्भव छ। तर, ऊर्जा भण्डारणको क्षेत्रमा उल्लेखनीय प्रगति आवश्यक हुनेछ।
हाल, ब्याट्रीहरूको ऊर्जा घनत्व मात्र पर्याप्त छैन। यद्यपि, यो सबै परिवर्तन हुन सक्छ। टेस्लाका मालिक एलोन मस्कले भने कि एक पटक ब्याट्रीहरूले प्रति किलोग्राम 400 वाट-घण्टा उत्पादन गर्न सक्षम हुन्छन्, र सेल पावरको कुल वजनको अनुपात 0,7-0,8 हुन्छ, इलेक्ट्रिक ट्रान्सकन्टिनेन्टल एयरलाइनर "कठिन विकल्प" बन्नेछ। लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूले 113 मा 1994 Wh/kg को ऊर्जा घनत्व हासिल गर्न सक्षम थिए, 202 मा 2004 Wh/kg, र अब लगभग 300 Wh/kg पुग्न सक्षम छन्, यो अनुमान गर्न सकिन्छ कि अर्को दशक भित्र तिनीहरू स्तर 400 Wh/kg पुग्नेछ।
किट्टी हक इलेक्ट्रिक दुई-सीटर एयर ट्याक्सी परियोजना
एयरबस, रोल्स-रोयस र सिमेन्सले भर्खरै ई-फ्यान एक्स फ्लाइङ डेमोन्स्ट्रेटरको विकास गर्न साझेदारी गरे, जुन व्यावसायिक विमान हाइब्रिड-इलेक्ट्रिक प्रोपल्सनमा महत्त्वपूर्ण कदम हुनेछ। E-Fan X हाइब्रिड इलेक्ट्रिक टेक्नोलोजी प्रदर्शन हुने अपेक्षा गरिएको छ - फ्यान X एक व्यापक ग्राउन्ड परीक्षण अभियान पछि 2020 मा उडान हुनेछ। पहिलो चरणमा, BAe 146 ले चार इन्जिनमध्ये एउटालाई २ मेगावाटको विद्युतीय मोटरले प्रतिस्थापन गर्नेछ। त्यसपछि, प्रणालीको परिपक्वता देखाएर दोस्रो टर्बाइनलाई विद्युतीय मोटरले प्रतिस्थापन गर्ने योजना छ।
एयरबस समग्र एकीकरणका साथै हाइब्रिड इलेक्ट्रिक प्रोपल्सन र ब्याट्री नियन्त्रण वास्तुकला र उडान नियन्त्रण प्रणालीसँग यसको एकीकरणको लागि जिम्मेवार हुनेछ। रोल्स रोयसले ग्यास टर्बाइन इन्जिन, २ मेगावाट जेनेरेटर र पावर इलेक्ट्रोनिक्सको जिम्मेवारी लिनेछ। Airbus सँगसँगै, Rolls-Royce ले प्रशंसकहरूलाई अवस्थित Siemens nacelle र इलेक्ट्रिक मोटरमा अनुकूलन गर्ने काम पनि गर्नेछ। सिमेन्सले २ मेगावाटको विद्युतीय मोटर र एउटा इलेक्ट्रोनिक पावर कन्ट्रोलर, साथै इन्भर्टर, कन्भर्टर र विद्युत वितरण प्रणाली आपूर्ति गर्नेछ।
विश्वभरका धेरै अनुसन्धान केन्द्रहरूले विद्युतीय विमानमा काम गरिरहेका छन्, जसमा नासाले X-57 म्याक्सवेल निर्माण गरिरहेको छ। किट्टी हक इलेक्ट्रिक दुई सिट एयर ट्याक्सी परियोजना र ठूला केन्द्रहरू, कम्पनीहरू वा साना स्टार्ट-अपहरूको अन्य धेरै संरचनाहरू पनि विकास भइरहेको छ।
यात्रु र कार्गो विमानको औसत आयु क्रमशः २१ र ३३ वर्षको हाराहारीमा छ, भोलि उत्पादन हुने सबै नयाँ विमान सबै विद्युतीय भए पनि जीवाश्म इन्धनबाट चल्ने विमानलाई फेज गर्न दुईदेखि तीन दशक लाग्ने छ ।
त्यसैले यो छिटो काम गर्दैन। यसैबीच, जैविक इन्धनले उड्डयन क्षेत्रमा वातावरणलाई हल्का बनाउन सक्छ। तिनीहरूले कार्बन डाइअक्साइड उत्सर्जन 36-85 प्रतिशत कम गर्न मद्दत गर्छन्। जेट इन्जिनहरूको लागि जैव ईन्धन मिश्रण 2009 मा प्रमाणित भएको तथ्यको बावजुद, उड्डयन उद्योग परिवर्तनहरू लागू गर्न कुनै हतारमा छैन। जैविक इन्धन उत्पादनलाई औद्योगिक स्तरमा ल्याउनका लागि केही प्राविधिक बाधा र चुनौतीहरू छन्, तर मुख्य अवरोध भनेको मूल्य हो - जीवाश्म इन्धनसँग समानता हासिल गर्न अझै दस वर्ष लाग्छ।
भविष्यमा पाउनुहोस्
एकै समयमा, प्रयोगशालाहरूले केही हदसम्म भविष्यको विमान इन्जिन अवधारणाहरूमा काम गरिरहेका छन्। अहिले सम्म, उदाहरण को लागी, एक प्लाज्मा इन्जिन धेरै यथार्थवादी लाग्दैन, तर यो अस्वीकार गर्न सकिदैन कि वैज्ञानिक कार्यहरु केहि रोचक र उपयोगी मा विकास हुनेछ। प्लाज्मा थ्रस्टरहरूले विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रहरू सिर्जना गर्न बिजुली प्रयोग गर्छन्। तिनीहरूले हावा वा आर्गन जस्ता ग्यासलाई प्लाज्मामा संकुचित र उत्तेजित गर्छन् - तातो, बाक्लो, आयनीकृत अवस्था। तिनीहरूको अनुसन्धानले अब बाह्य अन्तरिक्ष (आयन थ्रस्टर्स) मा उपग्रहहरू प्रक्षेपण गर्ने विचारमा पुर्याउँछ। यद्यपि, बर्लिनको प्राविधिक विश्वविद्यालयका बेर्कान्त गोक्सेल र उनको टोलीले प्लाज्मा थ्रस्टरहरू प्लेनमा राख्न चाहन्छन्।
अध्ययनको उद्देश्य एयर-जेट प्लाज्मा इन्जिन विकास गर्नु हो जुन टेकअफ र उच्च-उचाई उडानहरूको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ। प्लाज्मा जेट इन्जिनहरू सामान्यतया भ्याकुम वा कम दबावको वातावरणमा सञ्चालन गर्न डिजाइन गरिन्छ जहाँ ग्यास आपूर्ति आवश्यक हुन्छ। यद्यपि, गोक्सेलको टोलीले एक वायुमण्डलको दबाबमा हावामा काम गर्न सक्षम उपकरणको परीक्षण गर्यो। "हाम्रो प्लाज्मा नोजलले २० किलोमिटर प्रति सेकेन्डको गतिमा पुग्न सक्छ," गोकेलले जर्नल अफ फिजिक्स सम्मेलन श्रृंखलामा भनेका छन्।
भविष्यको हाइपरसोनिक गाडीमा SABER इन्जिन
सुरुमा, टोलीले 80 मिलिमिटर लामो मिनिएचर थ्रस्टरहरूको परीक्षण गर्यो। एउटा सानो विमानको लागि, यो टोलीले सम्भावित मानेको एक हजार सम्म हुनेछ। सबैभन्दा ठूलो सीमा, निस्सन्देह, हल्का ब्याट्रीहरूको कमी हो। वैज्ञानिकहरूले हाइब्रिड विमानमा पनि विचार गरिरहेका छन्, जसमा प्लाज्मा इन्जिनलाई आन्तरिक दहन इन्जिन वा रकेटसँग जोडिनेछ।
जब हामी अभिनव जेट इन्जिन अवधारणाहरूको बारेमा कुरा गर्छौं, प्रतिक्रिया इन्जिन लिमिटेड द्वारा विकसित SABER (Synergistic Air-Breathing Rocket Engine) लाई नबिर्सनुहोस्। यो तरल हाइड्रोजनमा चल्ने, वायुमण्डल र भ्याकुम दुवैमा चल्ने इन्जिन हुने अनुमान गरिएको छ। उडानको प्रारम्भिक चरणमा, अक्सिडाइजर वायुमण्डलबाट हावा हुनेछ (परम्परागत जेट इन्जिनहरूमा जस्तै), र 26 किलोमिटरको उचाइबाट (जहाँ जहाज 5 मिलियन वर्षको गतिमा पुग्छ) - तरल अक्सिजन। रकेट मोडमा स्विच गरेपछि, यो म्याच 25 सम्मको गतिमा पुग्नेछ।
परियोजनामा संलग्न बोइङको लगानी शाखा HorizonX, SABER ले यसलाई कसरी प्रयोग गर्न सक्छ भन्ने निर्णय गर्न बाँकी छ, बाहेक यसले "सुपरसोनिक उडानको खोजीमा बोइङलाई मद्दत गर्न क्रान्तिकारी प्रविधि प्रयोग गर्ने" अपेक्षा राख्छ।
RAMJET र scramjet (एक दहन कक्षको साथ सुपरसोनिक जेट इन्जिन) लामो समयदेखि उच्च-गति उड्डयनका प्रशंसकहरूको ओठमा रहेको छ। हाल, तिनीहरू मुख्य रूपमा सैन्य उद्देश्यका लागि विकसित छन्। तर, उड्डयनको इतिहासले सिकाएअनुसार सेनामा जे परिक्षण हुन्छ त्यो नागरिक उड्डयनमा जानेछ । थोरै धैर्यता चाहिन्छ।
रोल्स रोयस इन्टेलिजेन्ट इन्जिन भिडियो:
रोल्स रोयस | IntelligentEngine मा नवीनता
