थ्रस्ट –
जोर एक प्रतिक्रिया बल है जिसे न्यूटन के तीसरे नियम द्वारा मात्रात्मक रूप से वर्णित किया गया है। जब एक प्रणाली द्रव्यमान को एक दिशा में निष्कासित या तेज करती है, तो त्वरित द्रव्यमान उस प्रणाली पर लागू होने वाली समान परिमाण लेकिन विपरीत दिशा के बल का कारण होगा। किसी सतह पर लंबवत या सतह के सामान्य दिशा में लगाए गए बल को भी थ्रस्ट कहा जाता है।
बल, और इस प्रकार जोर, न्यूटन (प्रतीक: एन) में इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (एसआई) का उपयोग करके मापा जाता है, और प्रति सेकंड 1 मीटर प्रति सेकंड की दर से 1 किलोग्राम द्रव्यमान को गति देने के लिए आवश्यक राशि का प्रतिनिधित्व करता है। मैकेनिकल इंजीनियरिंग में, मुख्य भार के लिए ऑर्थोगोनल बल(जैसे समानांतर पेचदार गियर में ) को स्थिर जोर कहा जाता है।
थ्रस्ट का उदाहरण –
जब हवा को उड़ान के विपरीत दिशा में धकेला जाता है तो फिक्स्ड-विंग एयरक्राफ्ट प्रोपल्शन सिस्टम फॉरवर्ड थ्रस्ट उत्पन्न करता है। यह विभिन्न तरीकों से किया जा सकता है जैसे प्रोपेलर के कताई ब्लेड, जेट इंजन के प्रोपेलिंग जेट, या रॉकेट इंजन से गर्म गैसों को बाहर निकालना। वेरिएबल-पिच प्रोपेलर ब्लेड की पिच को उलट कर या जेट इंजन पर थ्रस्ट रिवर्सर का उपयोग करके लैंडिंग के बाद ब्रेक लगाने में सहायता के लिए रिवर्स थ्रस्ट उत्पन्न किया जा सकता है। रोटरी विंग विमान रोटर्स का उपयोग करते हैं और वी/एसटीओएल विमान विमान के वजन का समर्थन करने और आगे प्रणोदन प्रदान करने के लिए प्रोपेलर या इंजन जोर का उपयोग करते हैं।
एक मोटरबोट प्रोपेलर जब घूमता है और पानी को पीछे की ओर धकेलता है तो जोर उत्पन्न करता है।
रॉकेट इंजन नोजल के माध्यम से दहन कक्ष से त्वरित निकास गैस के संवेग परिवर्तन की समय-दर के अनुसार, एक रॉकेट को परिमाण के बराबर, लेकिन दिशा में विपरीत दिशा में आगे बढ़ाया जाता है। यह रॉकेट के संबंध में निकास वेग है, समय-दर जिस पर द्रव्यमान निष्कासित होता है, या गणितीय शब्दों में:
T = v dm\ dt .
जहां टी उत्पन्न जोर (बल) है, dm\dt समय के संबंध में द्रव्यमान के परिवर्तन की दर (निकास की द्रव्यमान प्रवाह दर) है, और v रॉकेट के सापेक्ष मापी गई निकास गैसों का वेग है। रॉकेट के ऊर्ध्वाधर लॉन्च के लिए लिफ्टऑफ पर शुरुआती जोर वजन से अधिक होना चाहिए।
तीन अंतरिक्ष शटल मुख्य इंजनों में से प्रत्येक 1.8 मेगान्यूटन का जोर उत्पन्न कर सकता है , और प्रत्येक अंतरिक्ष शटल के दो ठोस रॉकेट बूस्टर 14.7 MN (3,300,000 lbf ), साथ में 29.4 MN उत्पन्न कर सकते हैं। इसके विपरीत, ईवा रेस्क्यू के लिए सरलीकृत सहायता (SAFER) में प्रत्येक 3.56 N (0.80 lbf) के 24 थ्रस्टर हैं।
वायु-श्वास श्रेणी में, रेडियो-नियंत्रित विमान के लिए विकसित एएमटी-यूएसए एटी-180 जेट इंजन 90 एन (20 एलबीएफ) जोर का उत्पादन करता है। बोइंग 777 -300ER पर लगा GE90 -115B इंजन, जिसे गिनीज बुक ऑफ वर्ल्ड रिकॉर्ड्स द्वारा “दुनिया के सबसे शक्तिशाली वाणिज्यिक जेट इंजन” के रूप में मान्यता प्राप्त है, में 569 kN (127,900 lbf) का जोर है, जब तक कि इसे पार नहीं किया गया था। GE9X , आगामी बोइंग 777X पर 609 kN (134,300 lbf) पर लगाया गया।
थ्रस्ट कि अवधारणाओं –
सत्ता पर थ्रस्ट –
प्रणोदन शक्ति के लिए थ्रस्ट –
एक बहुत ही सामान्य प्रश्न यह है कि जेट इंजन की थ्रस्ट रेटिंग की तुलना पिस्टन इंजन की पावर रेटिंग से कैसे की जाए। ऐसी तुलना कठिन है, क्योंकि ये मात्राएँ समतुल्य नहीं हैं। एक पिस्टन इंजन विमान को अपने आप स्थानांतरित नहीं करता है (प्रोपेलर ऐसा करता है), इसलिए पिस्टन इंजन आमतौर पर प्रोपेलर को कितनी शक्ति प्रदान करते हैं, इसका मूल्यांकन किया जाता है। तापमान और वायु दाब में परिवर्तन को छोड़कर, यह मात्रा मूल रूप से थ्रॉटल सेटिंग पर निर्भर करती है।
एक जेट इंजन में कोई प्रोपेलर नहीं होता है, इसलिए जेट इंजन की प्रणोदक शक्ति इसके थ्रस्ट से निम्नानुसार निर्धारित की जाती है। शक्ति वह बल है (F) जो किसी चीज़ को कुछ दूरी तक ले जाने में लगता है (d) समय से विभाजित (t) उस दूरी को स्थानांतरित करने में लगता है:
P = F d/t
रॉकेट या जेट विमान के मामले में, बल बिल्कुल इंजन द्वारा उत्पन्न थ्रस्ट (T) है। यदि रॉकेट या वायुयान लगभग स्थिर गति से चल रहा है, तो समय से विभाजित दूरी केवल गति है, इसलिए शक्ति प्रणोद गुणा गति है:
P = Tv
यह सूत्र बहुत आश्चर्यजनक लगता है, लेकिन यह सही है: एक जेट इंजन की प्रणोदन शक्ति (या उपलब्ध शक्ति) इसकी गति के साथ बढ़ती है। यदि गति शून्य है, तो प्रणोदन शक्ति शून्य है। यदि एक जेट विमान पूर्ण गला घोंट रहा है लेकिन एक स्थिर परीक्षण स्टैंड से जुड़ा हुआ है, तो जेट इंजन प्रणोदक शक्ति का उत्पादन नहीं करता है, हालांकि जोर अभी भी उत्पन्न होता है। संयोजन पिस्टन इंजन -प्रोपेलर में भी समान सूत्र के साथ प्रणोदक शक्ति होती है, और यह शून्य गति पर भी शून्य होगी – लेकिन यह इंजन-प्रोपेलर सेट के लिए है। चाहे विमान चल रहा हो या नहीं, अकेले इंजन एक स्थिर दर पर अपनी रेटेड शक्ति का उत्पादन करना जारी रखेगा।
अत्यधिक थ्रस्ट –
यदि एक संचालित विमान जोर टी पैदा कर रहा है और ड्रैग डी का अनुभव कर रहा है, तो दोनों के बीच का अंतर, टी-डी, अतिरिक्त जोर कहा जाता है। विमान का तात्क्षणिक प्रदर्शन अधिकतर जोर पर निर्भर करता है।
अतिरिक्त थ्रस्ट एक वेक्टर है और इसे थ्रस्ट वेक्टर और ड्रैग वेक्टर के बीच वेक्टर अंतर के रूप में निर्धारित किया जाता है।
थ्रस्ट अक्ष –
एक हवाई जहाज के लिए थ्रस्ट एक्सिस किसी भी पल में कुल थ्रस्ट की कार्रवाई की रेखा है। यह जेट इंजन या प्रोपेलर के स्थान, संख्या और विशेषताओं पर निर्भर करता है। यह आमतौर पर ड्रैग एक्सिस से अलग होता है। यदि ऐसा है, तो थ्रस्ट अक्ष और ड्रैग अक्ष के बीच की दूरी एक क्षण का कारण बनेगी जिसे क्षैतिज स्टेबलाइज़र पर वायुगतिकीय बल में परिवर्तन द्वारा विरोध किया जाना चाहिए।
विशेष रूप से, बोइंग 737 मैक्स, पिछले 737 मॉडलों की तुलना में बड़े, लोअर-स्लंग इंजन के साथ, थ्रस्ट एक्सिस और ड्रैग एक्सिस के बीच अधिक दूरी थी, जिससे नाक कुछ उड़ान व्यवस्थाओं में ऊपर उठ जाती है, जिससे पिच की आवश्यकता होती है- नियंत्रण प्रणाली, एमसीएएस. MCAS के शुरुआती संस्करणों में विनाशकारी परिणामों के साथ उड़ान में खराबी आई, जिससे 2018 और 2019 में 300 से अधिक लोगों की मौत हुई।
By Chanchal Sailani | January 17, 2023, | Editor at Gurugrah_Blogs.
