टर्बोप्रॉप

टर्बोप्रॉप एक परिवर्त यन्त्र है जो एक विमान प्रेरक (विमान विद्या) को चलाता है। टर्बोप्रॉप में एक ग्राह्यता, लघुकृत गियरबॉक्स, संपीड़क, दहन तंत्र, परिवर्त और एक प्रणोद तुंड होता है। हवा ग्राह्यता में प्रवेश करती है और संपीड़क द्वारा संपीड़ित होती है। फिर ईंधन को दहन तंत्र में संपीड़ित हवा में जोड़ा जाता है, जहां पहले ईंधन-वायु मिश्रण होता है फिर दहन होता है। गर्म दहन वायुरूप द्रव्य परिवर्त चरणों के माध्यम से फैलते हैं और निर्वात के बिंदु पर शक्ति उत्पन्न करते हैं। परिवर्त द्वारा उत्पन्न कुछ शक्ति का उपयोग संपीड़क और विद्युत जनित्र को चलाने के लिए किया जाता है। इसके बाद परिवर्त से वायुरूप द्रव्य निकलता है। टर्बोजेट या टर्बोफैन के विपरीत, यंत्र की निर्वात वायुरूप द्रव्य पर्याप्त जोर देने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्रदान नहीं करती हैं, क्योंकि यंत्र की लगभग सभी शक्ति प्रेरक को चलाने के लिए उपयोग की जाती है।

तकनीकी पहलू
एक टर्बोप्रॉप में निर्वात अभिप्लवन को कूपक बल के पक्ष में बलिदान किया जाता है, जो परिवर्त विस्तार से अतिरिक्त शक्ति (संपीड़क को चलाने के लिए आवश्यक से परे) निकालकर प्राप्त किया जाता है। परिवर्त प्रणाली में अतिरिक्त विस्तार के कारण, निर्वात जेट में अवशिष्ट ऊर्जा कम होती है।  नतीजतन, निर्वात जेट कुल जोर का लगभग 10% उत्पादन करता है। जोर का एक उच्च अनुपात नोदक से कम गति पर और उच्च गति पर कम आता है। टर्बोप्रॉप्स का उपपथ अनुपात 50-100 है, हालांकि प्रणोदन वायुप्रवाह पंखे की तुलना में नोदक के लिए कम स्पष्ट रूप से परिभाषित है।

नोदक को एक लघुकृत गियर के माध्यम से परिवर्त से जोड़ा जाता है जो उच्च क्रांति प्रति मिनट/कम टॉर्कः प्रक्षेपण को कम RPM/उच्च टॉर्क में परिवर्तित करता है। नोदक स्वयं सामान्य रूप से एक स्थिर-गति (परिवर्तनीय पिच) नोदक प्रकार है जो कि बड़े विमान पारस्परिक यंत्रों के साथ प्रयोग किया जाता है, सिवाय इसके कि नोदक-नियंत्रण आवश्यकताएं बहुत अलग हैं।

यंत्र को अधिक सघन बनाने के लिए विपरीत वायुप्रवाह का इस्तेमाल किया जा सकता है। विपरीत-प्रवाह टर्बोप्रॉप यंत्र पर, संपीड़क ग्राह्यता यंत्र के पीछे होता है, और निर्वात आगे की ओर स्थित होता है, जिससे परिवर्त और नोदक के बीच की दूरी कम हो जाती है।

टर्बोफैन यंत्रों में उपयोग किए जाने वाले छोटे-व्यास वाले पंखों के विपरीत, नोदक का व्यास बड़ा होता है जो इसे बड़ी मात्रा में हवा को गति देता है। यह दिए गए अभिप्लवन के लिए कम हवाई प्रवाह वेग की अनुमति देता है। चूंकि यह कम गति पर बड़ी मात्रा में हवा की एक छोटी मात्रा की तुलना में बड़ी मात्रा में तेजी लाने के लिए अधिक कुशल है, एक अवकृष्ट चक्रिका भरण (प्रति इकाई डिस्क क्षेत्र पर जोर) विमान की ऊर्जा दक्षता को बढ़ाता है, और इससे ईंधन का उपयोग कम हो जाता है।

नोदक तब तक अच्छी तरह से काम करते हैं जब तक कि विमान की उड़ान की गति इतनी अधिक न हो जाए कि पटल युक्तियों से हवा का प्रवाह ध्वनि की गति तक पहुंच जाए। उस गति से परे, नोदक को चलाने वाली शक्ति का अनुपात जो नोदक अभिप्लवन में परिवर्तित हो जाता है, नाटकीय रूप से गिर जाता है। इसी वजह से विमान जो 0.6–0.7 मैक संख्या से अधिक तेजी से उड़ते हैं, उनमें टर्बोप्रॉप यंत्र का इस्तेमाल नहीं किया जाता है  । हालांकि, प्रोपफेन यंत्र, जो टर्बोप्रॉप यंत्र के समान हैं, 0.75 मैक तक पहुंचने वाली उड़ान गति पर सैर कर सकते हैं। वायु चाल की एक विस्तृत श्रृंखला में नोदक दक्षता बनाए रखने के लिए, टर्बोप्रॉप स्थिर-गति (चर-पिच) नोदक का उपयोग करते हैं। विमान की गति बढ़ने पर एक स्थिर-गति नोदक के फलक अपनी गतिविधि बढ़ाते हैं। इस प्रकार के नोदक का एक अन्य लाभ यह है कि इसका उपयोग दौड़पथ पर रुकने की दूरी को कम करने के लिए  विपरीत अभिप्लवन उत्पन्न करने के लिए भी किया जा सकता है। इसके अतिरिक्त, यंत्र की विफलता की स्थिति में, नोदक कणित्र हो सकता है, इस प्रकार गैर-कार्यशील नोदक के विकर्ष को कम करता है।

जबकि पावर परिवर्त वायुरूप द्रव्य जनित्र अनुभाग के साथ अभिन्न हो सकता है, आज कई टर्बोप्रॉप एक अलग समाक्षीय कूपक पर एक मुफ्त बिजली परिवर्त की सुविधा देते हैं। यह नोदक को संपीड़क गति से स्वतंत्र रूप से घूमने में सक्षम बनाता है।

इतिहास
एलन अर्नोल्ड ग्रिफ़िथ ने 1926 में कंप्रेसर डिज़ाइन पर एक पेपर प्रकाशित किया था। RAE में टर्बोजेट विकास ने अक्षीय कंप्रेसर-आधारित डिज़ाइनों की जाँच की जो एक प्रोपेलर को चलाती थी। 1929 से, फ्रैंक व्हिटेल ने केन्द्रापसारक कंप्रेसर-आधारित डिज़ाइन पर काम करना शुरू किया जो जेट थ्रस्ट के लिए इंजन द्वारा उत्पादित सभी गैस शक्ति का उपयोग करेगा।

दुनिया का पहला टर्बोप्रॉप हंगरी के यांत्रिक अभियंता ग्योर्गी जेंद्रासिक द्वारा अभिकल्पित किया गया था। जेंद्रासिक ने 1928 में एक टर्बोप्रॉप विचार प्रकाशित किया और 12 मार्च 1929 को उन्होंने अपने आविष्कार का एकस्व अधिकार कराया। 1938 में, उन्होंने एक छोटे पैमाने पर (100 HP; 74.6 KW) प्रायोगिक वायुरूप द्रव्य परिवर्त का निर्माण किया। 1,000 BHP के अनुमानित उत्पादन के साथ बड़े जेंडरसिक CS-1 का उत्पादन और परीक्षण 1937 और 1941 के बीच बुडापेस्ट में संपूर्ण कार्य में किया गया था। यह 15 संपीड़क और 7 परिवर्त चरणों, कुंडलाकार दहन कक्ष के साथ अक्षीय-प्रवाह अभिकल्पना का था। पहली बार 1940 में चलाया गया, दहन की समस्याओं ने इसके उत्पादन को 400 BHP तक सीमित कर दिया। 1941 में, युद्ध के कारण यंत्र को छोड़ दिया गया था, और कारखाने को पारंपरिक यंत्र उत्पादन में बदल दिया गया था।

सामान्य सार्वजनिक प्रेस में टर्बोप्रॉप यंत्र का पहला उल्लेख ब्रिटिश विमानन प्रकाशन फ्लाइट इंटरनेशनल के फरवरी 1944 के अंक में हुआ था, जिसमें एक संभावित भविष्य के टर्बोप्रॉप यंत्र की तरह दिखने वाली एक विस्तृत कटअवे चित्रकारी सम्मिलित थी। यह चित्र भविष्य के रोल्स-रॉयस ट्रेंट के बहुत करीब था। पहला ब्रिटिश टर्बोप्रॉप यंत्र रोल्स-रॉयस RB.50 ट्रेंट था, एक परिवर्तित रोल्स-रॉयस डेरवेंट, जिसमें लघुकृत गियर और एक रोटोल 7 ft पांच फलक वाला नोदक लगा था। ग्लोस्टर उल्का EE227 - एकमात्र ट्रेंट-उल्का - में दो ट्रेंट लगाए गए थे - जो इस प्रकार दुनिया का पहला टर्बोप्रॉप-संचालित विमान बन गया, यद्यपि परीक्षण-बेड उत्पादन के लिए अभिप्रेत नहीं था। इसने पहली बार 20 सितंबर 1945 को उड़ान भरी थी। ट्रेंट के साथ अपने अनुभव से, रोल्स-रॉयस ने रोल्स-रॉयस क्लाइड को विकसित किया, जो सैन्य और नागरिक उपयोग के लिए टाइप प्रमाण पत्र प्राप्त करने वाला पहला टर्बोप्रॉप यंत्र था, और रोल्स-रॉयस शंकु, जो अब तक निर्मित सबसे विश्वसनीय टर्बोप्रॉप यंत्रों में से एक बन गया। शंकु का उत्पादन पचास से अधिक वर्षों तक जारी रहा। शंकु-संचालित विकर्स विस्काउंट उत्पादन में जाने वाला और बड़ी संख्या में बिकने वाला किसी भी प्रकार का पहला टर्बोप्रॉप विमान था। यह पहला चार यंत्र वाला टर्बोप्रॉप भी था। इसकी पहली उड़ान 16 जुलाई 1948 को हुई थी। दुनिया का पहला एकल यंत्र वाला टर्बोप्रॉप विमान आर्मस्ट्रांग सिडले मांबा द्वारा संचालित बौल्टन पॉल बैलिओल था, जिसने पहली बार 24 मार्च 1948 को उड़ान भरी थी।

जबकि सोवियत संघ के पास बोइंग के B-52 स्ट्रैटोफोर्ट्रेस की तुलना में जेट-संचालित रणनीतिक बमवर्षक के लिए वायुयान ढांचा बनाने की तकनीक थी, इसके बजाय उन्होंने चार कुज़नेत्सोव NK-12 टर्बोप्रॉप के साथ संचालित टुपोलेव TU-95 का उत्पादन किया, जो आठ प्रतिघूर्णी- 575 मील प्रति घंटे से अधिक की अधिकतम क्रूज गति प्राप्त करने के लिए पराध्वनिक अग्रभाग गति के साथ घूमने वाले नोदक, पहले जेट विमानों की तुलना में तेज और अधिकांश अभियानों के लिए जेट परिभ्रमण गति के बराबर है। बियर उनके सबसे सफल लंबी दूरी के युद्ध और निगरानी विमान के रूप में काम करेगा और 20वीं शताब्दी के अंत में सोवियत शक्ति प्रक्षेपण का प्रतीक होगा। USA ने 1950 के दशक के दौरान कुछ प्रायोगिक विमानों पर एलीसन T40 जैसे कॉन्ट्रा-रोटेटिंग नोदक के साथ टर्बोप्रॉप यंत्र का इस्तेमाल किया। T40-संचालित कॉन्वेयर R3Y ट्रेडविंड फ्लाइंग-बोट को U.S. नेवी द्वारा थोड़े समय के लिए संचालित किया गया था।

पहला अमेरिकी टर्बोप्रॉप यंत्र GE एविएशन जनरल इलेक्ट्रिक T31 था, जिसे पहले प्रायोगिक समेकित वल्टी XP-81 में इस्तेमाल किया गया था। XP-81 ने पहली बार दिसंबर 1945 में उड़ान भरी, टर्बोप्रॉप और टर्बोजेट शक्ति के संयोजन का उपयोग करने वाला पहला विमान था। एलीसन के पहले के T38 डिजाइन की तकनीक एलिसन T56 में विकसित हुई, जिसका इस्तेमाल लॉकहीड L-188 इलेक्ट्रा एयरलाइनर, इसके सैन्य समुद्री गश्ती व्युत्पादित P-3 ओरियन और C-130 हरक्यूलिस सैन्य परिवहन विमान को शक्ति प्रदान करने के लिए किया गया।

पहला परिवर्त-चालित, कूपक-चालित हेलीकॉप्टर कैमन K -2 था, जो चार्ल्स कामन के K-125 सिंक्रोप्टर का विकास था, जिसने 11 दिसंबर 1951 को इसे शक्ति देने के लिए बोइंग T50 टर्बोकूपक यंत्र का उपयोग किया था।

उपयोग
टर्बोफैन के विपरीत, टर्बोप्रॉप 725 किमी/घंटा (450 मील प्रति घंटे; 390 समुद्री मील) से कम उड़ान गति पर सबसे अधिक कुशल होते हैं क्योंकि नोदक (और निर्वात) का जेट वेग अपेक्षाकृत कम होता है। आधुनिक टर्बोप्रॉप एयरलाइनर छोटे क्षेत्रीय जेट बड़े विमान के समान गति से संचालित होते हैं लेकिन प्रति यात्री दो-तिहाई ईंधन खर्च करते हैं। हालांकि, एक टर्बोजेट (जो बढ़ी हुई गति और ईंधन दक्षता के लिए उच्च ऊंचाई पर उड़ सकता है) की तुलना में एक नोदक विमान की छत कम होती है।

पिस्टन यंत्रों की तुलना में, उनका अधिक शक्ति-से-भार अनुपात (जो कम प्रस्था की अनुमति देता है) और विश्वसनीयता उनकी उच्च प्रारंभिक लागत, रखरखाव और ईंधन की खपत को अनुचित्रण कर सकती है। चूंकि दूर-दराज के इलाकों में एवागास की तुलना में जेट ईंधन प्राप्त करना आसान हो सकता है, सेसना कारवां और क्वेस्ट कोडिएक जैसे टर्बोप्रॉप-संचालित विमान मरुस्थल हवाई जहाज के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

टर्बोप्रॉप यंत्र सामान्यतः छोटे अवध्वानिक विमानों में उपयोग किए जाते हैं, लेकिन टुपोलेव TU-114 470 नॉट (यूनिट) (870 km/h, 541 mph) तक पहुंच सकता है। टुपोलेव Tu-95 जैसे बड़े सैन्य उड्डयन और लॉकहीड L-188 इलेक्ट्रा जैसे नागरिक उड्डयन भी टर्बोप्रॉप संचालित थे। एयरबस A400M चार यूरोप्रॉप TP400 यंत्रों द्वारा संचालित है, जो कि अब तक निर्मित दूसरा सबसे शक्तिशाली टर्बोप्रॉप यंत्र है। 11 MW कुज़नेत्सोव NK -12।

2017 में, सेवा में सबसे व्यापक टर्बोप्रॉप एयरलाइनर ATR 42/ATR 72 (950 विमान), बॉम्बार्डियर Q400 (506), डी हैविलैंड कनाडा डैश 8-100/200/300 (374), बीचक्राफ्ट 1900 (328), de हैविलैंड कनाडा DHC-6 ट्विन ओटर (270), 340 मिल सकता है (225)। कम व्यापक और पुराने एयरलाइनरों में BAe जेटस्ट्रीम 31, एम्ब्राएर EMB 120 ब्रासीलिया, फेयरचाइल्ड स्वियरिंगन मेट्रोलिनर, डोर्नियर 328, साब 2000, जियान MA60, जियान MA600 और जियान MA700,फोकर 27 और फोकर 50 सम्मिलित हैं।

टर्बोप्रॉप उद्योग वायुयान में पाइपर मेरिडियन, TBM झटका, पिलाटस PC-12, पियाजियो P.180 अवंती, बीचक्राफ्ट किंग एयर और सुपर किंग एयर सम्मिलित हैं। अप्रैल 2017 में, दुनिया भर में बेड़े में 14,311 व्यापार टर्बोप्रॉप थे।

विश्वसनीयता
2012 और 2016 के बीच, ऑस्ट्रेलियाई परिवहन सुरक्षा ब्यूरो ने टर्बोप्रॉप विमान के साथ 417 घटनाएं देखीं, 83 प्रति वर्ष, घंटे: 2.2 प्रति 10,000 1.4 मिलियन घंटे से अधिक उड़ान ।

तीन यंत्र की खराबी और एकल यंत्र सेसना 208 कारवां में अनियोजित अवतरण से जुड़े उच्च जोखिम थे, चार मध्यम जोखिम और 96% कम जोखिम थे।

दो घटनाओं के परिणामस्वरूप कृषि विमान में यंत्र की खराबी और भूभाग टक्कर के कारण मामूली चोटें आईं और पांच दुर्घटनाओं में हवाई काम सम्मिलित था: चार कृषि में और एक हवाई एम्बुलेंस में।

यह भी देखें

 * जेट इंजिन
 * जेट बोट
 * शंशेरी प्रेरक
 * अतिभरक
 * टिल्ट रोटर
 * टर्बोचार्जर

ग्रन्थसूची

 * Green, W. and Cross, R.The Jet Aircraft of the World (1955). London: MacDonald
 * James, D.N. Gloster Aircraft since 1917 (1971). London: Putnam & Co. ISBN 0-370-00084-6
 * James, D.N. Gloster Aircraft since 1917 (1971). London: Putnam & Co. ISBN 0-370-00084-6
 * James, D.N. Gloster Aircraft since 1917 (1971). London: Putnam & Co. ISBN 0-370-00084-6

बाहरी कड़ियाँ

 * Jet Turbine Planes by LtCol Silsbee USAAF, Popular Science, December 1945, first article on turboprops printed
 * Wikibooks: Jet propulsion
 * "Development of the Turboprop" a 1950 Flight article on UK and US turboprop engines