NASA சிறகுத் தேர்வு மிக அதிக எரிபொருள்-திறன் கொண்ட விமானங்களுக்கான ஒரு தடையைத் தாண்டியது

உண்மை உலகின் எல்லைகளுக்குத் புதிய சிறகுக் கருத்தை NASA முன்னெடுக்கிறது

எதிர்காலத்தில் மிக அதிக எரிபொருள்-திறன் கொண்ட விமானங்களை ஆய்வு செய்ய உருவாக்கப்பட்ட ஒரு இலகுரக சோதனைச் சிறகு, ஒரு முக்கிய கட்டமைப்பு சோதனைத் தொடரை வெற்றிகரமாக கடந்து விட்டதாக NASA கூறுகிறது. இதனால், மரபுக்கு மாறான பயணிகள் விமான வடிவமைப்புகள் தோற்றத்தில் தெரிகிறதைவிட நடைமுறையில் சாத்தியமானவை என்பதற்கான புதிய ஆதாரம் கிடைத்துள்ளது. சமீபத்தில், Structural Wing Experiment Evaluating Truss-bracing என்பதன் சுருக்கமான SWEET-15 எனப்படும் 15 அடி நீள ஆராய்ச்சி மாதிரியில் பல சுமைச் சோதனைகளை நிறுவனம் முடித்ததாகவும், அந்த அமைப்பு எதிர்பார்க்கப்பட்ட பறக்கும் போது ஏற்படும் விசைகளை எந்த பிரச்சினையும் இல்லாமல் தாங்கியதாகவும் தெரிவித்துள்ளது.

இந்த வேலை விரைவில் சேவையில் நுழையும் புதிய விமானத்தை குறிக்கவில்லை. ஆனால் நீளமான, மெல்லிய, மிகத் திறனாக்கப்பட்ட சிறகுகளைச் சுற்றியுள்ள ஒரு முக்கிய பொறியியல் கவலை, நவீன பொருட்கள் மற்றும் உற்பத்தி முறைகளால் சமாளிக்க முடியும் என்பதைக் காட்டுகிறது. அந்த முடிவு தொடர்ந்து நிலைத்தால், குறைந்த எரிபொருள் செலவில் இயங்கும், இலகுரக அமைப்புகளையும் அதிக காற்றியக்கத் திறன் கொண்ட சிறகமைப்புகளையும் பயன்படுத்தும், எதிர்கால வர்த்தக விமானங்களின் புதிய தலைமுறைக்கு அது ஆதரவாக அமையலாம்.

அதனால், இந்த முடிவு ஒரு ஆய்வகச் சோதனையைத் தாண்டி முக்கியத்துவம் பெறுகிறது. வர்த்தக விமானப் போக்குவரத்து எரிபொருள் பயன்பாட்டை குறைப்பது, வெளியீடுகளை தாழ்த்துவது, மற்றும் செயல்பாட்டு பொருளாதாரத்தை மேம்படுத்துவது என்ற ஒரே நேர அழுத்தங்களை எதிர்கொள்கிறது. சிறகின் வடிவமைப்பு இந்த சவாலின் மையத்தில் உள்ளது. சிறந்த காற்றியக்கம் கணிசமான திறன் மேம்பாடுகளை வழங்க முடியும்; ஆனால் அந்த அமைப்பு பறப்பில் ஏற்படும் சுமைகளை தாங்கக்கூடியதாகவும், கூடுதல் எடையால் அந்த நன்மைகளை அழிக்காததாகவும் இருக்க வேண்டும்.

SWEET-15 என்ன சோதிக்கிறது

NASA சோதனை மாதிரி, ஏஜென்சியின் முந்தைய Transonic Truss-Braced Wing கருத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இது, நீண்ட சிறகை ஒரு காற்றியக்கத் தூணால் ஆதரிக்கும் ஒரு வடிவமைப்பு. எளிமையாகச் சொன்னால், அந்த அமைப்பு, வழக்கமான வடிவமைப்புகளை விட சிறகை மேலும் நீளமாகவும் மெல்லியதாகவும் வைத்துக்கொள்ள அனுமதிக்கிறது; அதே நேரத்தில், கட்டமைப்பு சுமைகளைத் தாங்க அந்த தூண் உதவுவதால் காற்றியக்க திறனும் மேம்படுகிறது.

SWEET-15 பறக்கக்கூடிய விமானமாக அல்ல, அந்த வகை சிறகு நடைமுறையில் சாத்தியமா என்பதைப் பார்க்கும் கட்டமைப்பு சோதனையாக உருவாக்கப்பட்டது. NASA-வின்படி, புதிய இலகுரக கட்டுமான முறைகளை இணைத்ததன் மூலம் இந்த புதுமையான வடிவமைப்பை சாத்தியமாக்கும் ஐந்து மேம்பட்ட காம்போசிட் உற்பத்தி மற்றும் அசெம்ப்ளி தொழில்நுட்பங்களை ஒன்றிணைத்து இந்த திட்டம் உருவானது. இந்த மாதிரி விர்ஜீனியாவில் உள்ள NASA Langley Research Center-இல் வடிவமைக்கப்பட்டு, தயாரிக்கப்பட்டது; பின்னர் சோதனைக்காக கலிஃபோர்னியாவில் உள்ள Armstrong Flight Research Center-க்கு அனுப்பப்பட்டது.

முக்கியக் கேள்வி, சிறகு ஒப்பிடும் கணினி மாதிரிகளில் நன்றாகத் தோன்றுகிறதா என்பதல்ல. உண்மையான சுமைகள் செலுத்தப்படும் போது அது முன்கணித்தபடி செயல்படுமா என்பதே. நீளமான, மெல்லிய சிறகுகள் காற்றியக்க நன்மைகளை வழங்கலாம்; ஆனால் அவை வளைவு, சுமை பரிமாற்றம், இணைப்புகளின் உறுதித்தன்மை, மற்றும் இலகுரக காம்போசிட் தொகுதிகளின் மொத்த எதிர்வினை குறித்து கவலையை எழுப்புகின்றன.

மாதக்கணக்கான கட்டமைப்பு சுமைச் சோதனைகள்

NASA Armstrong-இன் Flight Loads Laboratory-யில், பறப்பில் சிறகுகள் அனுபவிக்கும் விசைகளை ஒப்பிடவும், அதைவிட அதிகப்படுத்தவும், பொறியாளர்கள் பல மாதங்களாக சோதனைச் சிறகை திட்டமிட்டு வளைத்தனர். அமைப்பின் முழுவதும் பல்வேறு strain மற்றும் load sensor-கள் பொருத்தப்பட்டிருந்தன; அதில் fiber-optic strain sensor-களும் இருந்தன, அவை விசை அதிகரிக்கும்போது சிறகு எப்படி பதிலளிக்கிறது என்பதை அணியினர் அளவிட அனுமதித்தன.

இத்தகைய சோதனை, வடிவமைப்பு கோட்பாடு மற்றும் நடைமுறை பொறியியல் ஆகியவற்றுக்கிடையேயான முக்கிய இணைப்பு. கணினி மாதிரிகள் சுமைகள் எங்கு திரண்டிருக்கும், சிறகு எவ்வளவு வளைவும், எந்த இணைப்புகள் பலவீனமாக இருக்கக்கூடும் என்பதைக் கணிக்க முடியும். ஆனால் விண்வெளி தொழில்நுட்ப மேம்பாடு உடல் ரீதியான உறுதிப்படுத்தலையே சார்ந்துள்ளது. வன்பொருள் மாதிரியில் இருந்து குறிப்பிடத்தக்க வகையில் விலகினால், வடிவமைப்பாளர்கள் அமைப்பை மறுபரிசீலனை செய்யவும், உற்பத்தி முறைகளை மாற்றவும், அல்லது காகிதத்தில் வலுவாகத் தோன்றிய கருதுகோள்களை கைவிடவும் வேண்டி வரும்.

இந்த நிலையில், சென்சார் தரவு தன் கணினி மாதிரிகள் செய்த முன்கணிப்புகளை உறுதிப்படுத்தியதாக NASA கூறியது. அந்த ஒத்துபோக்கு, நேரடி கட்டமைப்பு முடிவைப் போலவே முக்கியமானது. கடினமான உடல் சோதனைச் சூழலில் அளவிடப்பட்ட நடத்தை மாதிரி கருவிகளுடன் பொருந்துகின்றன என்பதை காட்டும்போது, ஒரு வடிவமைப்பு திட்டம் மிகுந்த நம்பகத்தன்மையைப் பெறுகிறது.

முக்கிய முடிவு

NASA-வின் ஆரம்ப கண்டுபிடிப்புகளின்படி, சிறகு எதிர்பார்க்கப்பட்ட பறப்பு விசைகளை எந்த சிக்கலும் இல்லாமல் தாங்கியது. மேலும், சிறகு அதன் நோக்கமிட்ட வரம்புகளை மீறி அழுத்தப்பட்டபோதும் முடிவு ஆராய்ச்சியாளர்களை ஊக்கப்படுத்தியது என்று ஏஜென்சி தெரிவித்தது. இது அடிப்படைத் தகுதியை மட்டுமல்ல, முழு வடிவமைப்பு அணுகுமுறையில் ஒரு அளவிலான கட்டமைப்பு பாதுகாப்பு எல்லையும் மீட்கும் திறனையும் காட்டுகிறது.

ஒரு சோதனை இலகுரக அமைப்புக்காக இது ஒரு அர்த்தமுள்ள மைல்கல். மிக அதிக திறன் கொண்ட கருத்துகள் பெரும்பாலும் சிறந்த காற்றியக்க நன்மைகளை வாக்குறுதி அளிக்கின்றன; ஆனால் ஒரு அமைப்பு மிகவும் கனமாகவோ, மிகவும் நெகிழ்வாகவோ, ஒன்றிணைக்க மிகக் கடினமாகவோ, அல்லது சுமையின்கீழ் மிகுந்த நிச்சயமற்றதாகவோ இருப்பின் நடைமுறைப் பயன்பாடு தடைபடலாம். SWEET-15, கடுமையான சோதனைத் தொடரில் தேவையானபடி செயல்படக்கூடிய மிகத் திறனாக்கப்பட்ட சிறகை காட்டி, அந்தத் தடைகளில் குறைந்தது ஒன்றையாவது கடந்து வந்ததாகத் தெரிகிறது.

மேலும், இந்த முடிவுகள் புதிய உற்பத்தி அணுகுமுறைகளிலும், சிறகு பகுதிகளை இணைக்கும் முறைகளிலும் அணிக்கு நம்பிக்கையை அளித்ததாக NASA கூறியது. இந்த அம்சம் எளிதில் கவனத்திற்குப் படாமல் போகலாம்; ஆனால் மிக முக்கியமானது. புதிய விமானங்கள் என்பது வடிவங்களைப் பற்றியது மட்டும் அல்ல; அவை பகுதிகள் எவ்வாறு உருவாக்கப்படுகின்றன, இணைக்கப்படுகின்றன, மற்றும் அளவாக்கப்படுகின்றன என்பதையும் குறிக்கின்றன. ஒரு கருத்து, நம்பிக்கைக்குரிய உற்பத்தி அல்லது அசெம்ப்ளி முறைகளில் சார்ந்திருந்தால், காற்றியக்கக் கருத்து மட்டும் போதாது.

வான்வழிப் போக்குவரத்து துறை ஏன் கவனம் செலுத்த வேண்டும்

SWEET-15-இன் பரந்த முக்கியத்துவம், அதிக திறன் கொண்ட வர்த்தக விமானங்களுக்கான ஒரு பாதையில் இருக்கும் நிச்சயமற்ற தன்மையை குறைக்க அது உதவுகிறது என்பதே. விமானப் போக்குவரத்தில் எரிபொருள் செலவு, இயக்கம், எடை, மற்றும் காற்றியக்கம் ஆகியவை பாதிப்பை ஏற்படுத்துகின்றன. சிறகின் திறன் நேரடியாக lift-to-drag செயல்திறனை பாதிக்கிறது; மேலும் கட்டமைப்பு இழப்புகள் கட்டுப்பாட்டில் இருந்தால் நீளமான, மெல்லிய சிறகு நன்மைகளை வழங்க முடியும்.

மேம்பட்ட காம்போசிட் பொருட்களும் புதிய அசெம்ப்ளி முறைகளும் அந்த இடைவெளியை மூட உதவும் என NASA-வின் வேலை சுட்டுகிறது. எதிர்கால மிக அதிக திறன் கொண்ட விமானங்களைப் பற்றிய ஆராய்ச்சியின் ஒரு பகுதியாக இந்த வடிவமைப்பை நிறுவனம் விவரித்திருப்பது, SWEET-15 என்பது பின்னர் வர்த்தக போக்குவரத்து விமான வடிவமைப்பில் சேரக்கூடிய தொழில்நுட்பங்களை வளர்ச்சியடையச் செய்யும் பெரிய முயற்சியின் ஒரு கூறு என்பதைக் காட்டுகிறது.

ஏர்லைன்களுக்கும் தயாரிப்பாளர்களுக்கும், கூடுதல் ஒவ்வொரு சிறிய திறன் மேம்பாடும் பெரிய அளவில் முக்கியத்துவம் பெறலாம். கட்டுப்படுத்த முடியாத கட்டமைப்பு சிக்கல்கள் இல்லாமல் எரிபொருளைச் சேமிக்கும் சிறகுக் கருத்து, எதிர்கால narrowbody அல்லது midsize aircraft திட்டங்களில் தாக்கம் செலுத்தலாம். இந்த சோதனை முடிவு உடனடி ஏற்றத்தை உறுதிப்படுத்தாது; ஆனால் இந்த திசையில் தொடர்ந்து முதலீடு செய்ய வடிவமைப்பாளர்களுக்கு மேலும் ஆதாரம் வழங்குகிறது.

இந்த சோதனை என்ன நிரூபிக்கிறது, என்ன நிரூபிக்கவில்லை

NASA அறிவிப்பு ஊக்கமளிப்பதாக இருந்தாலும், இது இன்னும் ஆரம்பநிலை ஆராய்ச்சி முடிவாகவே உள்ளது; அடுத்த தலைமுறை பயணிகள் விமானங்கள் குறித்த இறுதி தீர்ப்பாக இல்லை. SWEET-15 என்பது 15 அடி சோதனை மாதிரி; முழு விமானம் அல்ல. மூல உரை சான்றிதழ் பெறத் தயார்நிலை, உற்பத்தித் தகுதி, அல்லது வணிகப் பயன்பாட்டுக்கான காலக்கெடு ஆகியவற்றை கூறவில்லை.

அது நிறுவுவது குறுகலானதுதான், ஆனால் முக்கியமானது: மேம்பட்ட காம்போசிட் முறைகளால் கட்டப்பட்ட ஒரு டிரஸ்-பிரேஸ்டு, இலகுரக சிறகு அமைப்பு, கடுமையான ஆய்வக சுமைகளில் எதிர்பார்த்தபடி நடந்து கொண்டது, மற்றும் எதிர்பார்க்கப்பட்ட பறக்கும் விசை நிலைகளையும் தாங்கியது. இது NASA-க்கும், எதிர்காலத்தில் சேர்ந்திடக்கூடிய துறைப் பங்குதாரர்களுக்கும், மேலதிக பணிக்கான வலுவான தொழில்நுட்ப அடித்தளத்தை வழங்குகிறது.

விண்வெளித் தொழில்நுட்ப மேம்பாட்டில், முன்னேற்றம் பெரும்பாலும் இப்படியான கட்டுக்கோப்பான உறுதிப்படுத்தல்களால் தான் வருகிறது. ஒரு கருத்து தயாரிப்பாக மாறுவதற்கு முன், அது மாதிரி கணக்கீடுகள், பொருட்கள், இணைப்புகள், உற்பத்தி, மற்றும் கட்டமைப்பு எதிர்வினை ஆகிய அனைத்திலும் ஆய்வைத் தாண்ட வேண்டும். SWEET-15, அந்த அனைத்து துறைகளிலும் நம்பிக்கையின் அளவைக் ஒரே நேரத்தில் உயர்த்தியதாகத் தெரிகிறது.

• SWEET-15 என்பது NASA-வின் பரந்த மிக அதிக திறன் கொண்ட விமான ஆராய்ச்சியுடன் தொடர்புடைய ஒரு கட்டமைப்பு சோதனை மாதிரி.
• சிறகு எதிர்பார்க்கப்பட்ட பறப்பு விசைகளை தாங்கியதாகவும், கணினி முன்கணிப்புகளுடன் பொருந்திய தரவை உருவாக்கியதாகவும் NASA கூறியது.
• இந்த முடிவு, டிரஸ்-பிரேஸ்டு கருத்திலும் அதை ஆதரிக்கும் இலகுரக உற்பத்தி முறைகளிலும் நம்பிக்கையை வலுப்படுத்துகிறது.

இந்தக் கட்டுரை NASA-வின் செய்தியறிக்கையை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.