सहायक विद्युत इकाई

सहायक विद्युत इकाई (एपीयू) वाहन पर उपकरण होता है जो प्रणोदन के अतिरिक्त अन्य कार्यों के लिए ऊर्जा प्रदान करता है। इन्हें सामान्यतः बड़े विमानों और नौसैनिक जहाजों के साथ-साथ कुछ बड़े भूमि वाहनों पर पाए जाते हैं। विमान एपीयू सामान्यतः 400 हेटर्स वाले 115 वाल्ट दिष्ट विद्युत धारा का वोल्टेज (मुख्य आपूर्ति में 50/60 हर्ट्ज़ के अतिरिक्त ) जिसका उपयोग विमान की विद्युतीय प्रणालियों को चलाने के लिए होता है; कुछ अन्य यूनिट 28 V डीसी वोल्टेज प्रस्तुत कर सकते हैं। एपीयू एकल या तीन-चरण प्रणालियों के माध्यम से शक्ति प्रदान कर सकते हैं।

इतिहास
प्रथम विश्व युद्ध के समय, ब्रिटिश नौसेना द्वारा संचालित कई प्रकार के हवाई जहाजों में से प्रकार के, ब्रिटिश तटीय वर्ग ब्लींप ने 1.75 hp एबीसी मोटर्स सहायक इंजन लगा था। ये इंजन विमान के ट्रांसमीटर के लिए जनरेटर को संचालित करते थे और, आपातकालीन स्थिति में, सहायक वायु धौंकनी को शक्ति प्रदान कर सकते थे। ऐसा पहला सैन्य स्थिर-पंख विमान जो एपीयू का उपयोग करता था, प्रथम विश्व युद्ध के समय ब्रिटिश में था, सुपरमरीन नाइटहॉक, एंटी-ज़ेपेलिन रात्रि सेनानी था। द्वितीय विश्व युद्ध के समय, कई बड़े अमेरिकी सैन्य विमानों में एपीयू लगाए गए थे। सामान्यतः इन्हें पट-पट के रूप में जाना जाता था, यह आधिकारिक प्रशिक्षण दस्तावेज़ों में भी ऐसे ही कहा जाता था। बी-29 सुपरफ़ोर्ट्रेस बमवर्षक पर पुट-पुट विमान के पिछले भाग में बिना दबाव वाले खंड में फिट किया गया था। चार-स्ट्रोक, फ्लैट-ट्विन इंजन या वी-ट्विन इंजन के विभिन्न मॉडलों का उपयोग किया गए थे। {{convert|7|hp|kW}kW}} इंजन ने P2, डीसी जनरेटर चलाया, जिसकी वोल्टेज 28.5 वोल्ट और 200 Amps थी (कई ऐसे ही P2 जनरेटर, मुख्य इंजनों द्वारा प्रेरित, उड़ान में बी-29 की डीसी शक्ति स्रोत थी)। पट-पट ने मुख्य इंजनों की प्रारंभिक चालन और उड़ान के बाद 10000 ft की ऊँचाई तक का उर्जा प्रदान किया था। पट-पट को बोइंग बी-29 सुपरफ़ोर्ट्रेस जब लैंडिंग के लिए उतर रहा होता था, तब पुनः चालन किया जाता था

कुछ मॉडल के बी-24 मुक्तिदाता विमान के सामने, नाक-पहिया डिब्बे के अंदर पुट-पुट फिट किया गया था। कुछ डगलस सी-47 स्काईट्रेन परिवहन विमान के कुछ मॉडलों में कॉकपिट फर्श के नीचे पुट-पुट लगा हुआ था।

जेट इंजन के लिए मैकेनिकल स्टार्टअप एपीयू के रूप में
द्वितीय विश्व युद्ध के समय निर्मित पहले जर्मन जेट इंजिन में जर्मन इंजीनियर नॉर्बर्ट रीडेल द्वारा डिजाइन किए गए यांत्रिक एपीयू स्टार्टिंग सिस्टम का उपयोग किया गया था। इसमें सम्मिलित था ए 10 hp दो स्ट्रोक इंजन|टू-स्ट्रोक सपाट इंजन, जो जंकर्स जुमो 004 डिज़ाइन के लिए इनटेक डायवर्टर में छिपा हुआ था, अनिवार्य रूप से जेट इंजन प्रारंभ करने के लिए सहायक पावर यूनिट के अग्रणी उदाहरण के रूप में कार्य कर रहा था। डायवर्टर की चरम नाक में छेद में मैनुअल पुल-हैंडल होता था जो पिस्टन इंजन को चालू करता था, जो बदले में कंप्रेसर को घुमाता था। रखरखाव के प्रयोजनों के लिए रिडेल यूनिट के सिलेंडरों की सेवा के लिए जुमो 004 के इनटेक डायवर्टर में दो स्पार्क प्लग एक्सेस पोर्ट उपस्थित थे। रिडेल के पेट्रोल/दो-स्ट्रोक तेल ईंधन के लिए दो छोटे प्रीमिक्स टैंक कुंडलाकार सेवन में फिट किए गए थे। इंजन को अत्यधिक शॉर्ट स्ट्रोक (बोर/स्ट्रोक: 70 मिमी/35 मिमी = 2:1) डिज़ाइन माना जाता था जिससे यह जुमो 004 जैसे जेट इंजनों के इनटेक डायवर्टर के भीतर फिट हो सके। कमी के लिए इसमें एकीकृत ग्रहीय गियर था। इसका निर्माण नूर्नबर्ग में विक्टोरिया (मोटरसाइकिल) द्वारा किया गया था और सभी तीन जर्मन जेट इंजन डिजाइनों के लिए यांत्रिक एपीयू-शैली स्टार्टर के रूप में काम किया गया था, जिससे इसे मई 1945 से पहले कम से कम प्रोटोटाइप चरण में बनाया जा सके - जंकर्स जुमो 004, बीएमडब्ल्यू 003 (जो रीडेल एपीयू के लिए इलेक्ट्रिक स्टार्टर का उपयोग विशिष्ट रूप से प्रतीत होता है), और अधिक उन्नत हेंकेल एचईएस 011 इंजन के प्रोटोटाइप (19 निर्मित), जो इसे इंजन नैकेल नाक के हेंकेल-निर्मित शीटमेटल में इनटेक मार्ग के ठीक ऊपर स्थापित किया गया था।

1963 में बोइंग 727 गैस टर्बाइन एपीयू वाला पहला जेटलाइनर था, जो इसे जमीनी सुविधाओं से स्वतंत्र, छोटे हवाई अड्डों पर संचालित करने की अनुमति देता था। एपीयू को कई आधुनिक एयरलाइनरों पर विमान के पिछले भाग पर निकास पाइप द्वारा पहचाना जा सकता है।

अनुभाग
वाणिज्यिक परिवहन विमानों के लिए विशिष्ट गैस-टरबाइन एपीयू में तीन मुख्य भाग होते हैं:

पावर अनुभाग
पावर सेक्शन इंजन का गैस-जनरेटर भाग है और एपीयू के लिए सभी शाफ्ट पावर का उत्पादन करता है। इंजन के इस खंड में, गर्म और विस्तारित गैसों को बनाने के लिए हवा और ईंधन को मिश्रित, संपीड़ित और प्रज्वलित किया जाता है। यह गैस अत्यधिक ऊर्जावान है और इसका उपयोग टरबाइन को घुमाने के लिए किया जाता है, जो बदले में इंजन के अन्य वर्गों, जैसे सहायक गियरबॉक्स, पंप, विद्युत जनरेटर, और टर्बो फैन इंजन के स्थितियों में, मुख्य पंखे को शक्ति प्रदान करता है।

लोड कंप्रेसर अनुभाग
लोड कंप्रेसर सामान्यतः शाफ्ट-माउंटेड कंप्रेसर होता है जो विमान के लिए वायवीय शक्ति प्रदान करता है, चूंकि कुछ एपीयू पावर सेक्शन कंप्रेसर से ब्लीड एयर निकालते हैं। हवा के प्रवाह को नियंत्रित करने में मदद करने के लिए दो सक्रिय उपकरण हैं: इनलेट गाइड वेन जो लोड कंप्रेसर में वायु प्रवाह को नियंत्रित करते हैं और सर्ज कंट्रोल वाल्व जो टर्बो मशीन के स्थिर या सर्ज-मुक्त संचालन को बनाए रखता है।

गियरबॉक्स अनुभाग
गियरबॉक्स विद्युत शक्ति के लिए इंजन के मुख्य धुरी (शाफ्ट) से तेल-ठंडा जनरेटर में शक्ति स्थानांतरित करता है। गियरबॉक्स के भीतर, बिजली को ईंधन नियंत्रण इकाई, स्नेहन मॉड्यूल और शीतलन प्रशंसक जैसे इंजन सहायक उपकरण में भी स्थानांतरित किया जाता है। एपीयू का प्रारंभ कार्य करने के लिए गियर ट्रेन के माध्यम से स्टार्टर मोटर भी जुड़ी हुई है। कुछ एपीयू डिज़ाइन जटिलता को कम करने के लिए एपीयू प्रारंभ करने और विद्युत ऊर्जा उत्पादन के लिए संयोजन स्टार्टर/जनरेटर का उपयोग करते हैं।

बोइंग 787 पर, विमान जो अपने विद्युत प्रणालियों पर अधिक निर्भर है, एपीयू विमान को केवल बिजली प्रदान करता है। वायवीय प्रणाली की अनुपस्थिति डिज़ाइन को सरल बनाती है, किन्तु बिजली की उच्च मांग के लिए भारी जनरेटर की आवश्यकता होती है।

ऑनबोर्ड सॉलिड ऑक्साइड फ्यूल सेल (एसओएफसी) एपीयू पर शोध किया जा रहा है।

निर्माता
सहायक बिजली इकाइयों के बाजार में हनीवेल का वर्चस्व है, इसके बाद प्रैट एंड व्हिटनी, इंजन सुरक्षा और पीबीएस वेल्का बिटेस, सफ्रान, एरोसिला और क्लिमोव जैसे अन्य निर्माता हैं। स्थानीय निर्माताओं में बीट शेमेश इंजन लिमिटेड और हनवा एयरोस्पेस सम्मिलित हैं। 2018 की बाज़ार भागीदारी एप्लिकेशन प्लेटफ़ॉर्म के अनुसार अलग-अलग थी:
 * बड़े वाणिज्यिक विमान: हनीवेल 70-80%, प्रैट एंड व्हिटनी 20-30%, अन्य 0-5%
 * क्षेत्रीय विमान: प्रैट एंड व्हिटनी 50-60%, हनीवेल 40-50%, अन्य 0-5%
 * बिजनेस जेट: हनीवेल 90-100%, अन्य 0-5%
 * हेलीकॉप्टर: प्रैट एंड व्हिटनी 40-50%, मोटरसिच 40-50%, हनीवेल 5-10%, सैफ्रान पावर यूनिट्स 5-10%, अन्य 0-5%

4 जून, 2018 को, बोइंग और सफ्रान ने 2018 की दूसरी छमाही में नियामक और अविश्वास मंजूरी के बाद एपीयू के डिजाइन, निर्माण और सेवा के लिए अपनी 50-50 साझेदारी की घोषणा की।

बोइंग ने 1960 के दशक की प्रारंभ में कई सौ बोइंग टी50/बोइंग टी60 छोटे टर्बोशाफ्ट और उनके डेरिवेटिव का उत्पादन किया। सफ्रान हेलीकॉप्टर और बिजनेस जेट एपीयू का उत्पादन करता है किन्तु 1996 में लैबिनल ने सुंडस्ट्रैंड कॉर्पोरेशन के साथ सहायक विद्युत अंतर्राष्ट्रीय निगम के संयुक्त उद्यम से बाहर निकलने के बाद से बड़े एपीयू को बंद कर दिया।

इससे हनीवेल और यूनाइटेड टेक्नोलॉजीज के प्रभुत्व को खतरा हो सकता है। हनीवेल के पास मेनलाइन (वैमानिकी) एपीयू बाजार में 65% हिस्सेदारी है और वह एयरबस ए350, बोइंग 777 और सभी एकल-गलियारों के लिए एकमात्र आपूर्तिकर्ता है: बोइंग 737 मैक्स, एयरबस ए220 (पूर्व में बॉम्बार्डियर सीएसरीज), कॉमैक सी919, इर्कुट MC-21 और एयरबस A320neo के बाद से एयरबस ने P&WC हैमिल्टन सुंदरस्ट्रैंड एयरक्राफ्ट सिस्टम विकल्प को समाप्त कर दिया। प्रैट एंड व्हिटनी कनाडा|पीएंडडब्ल्यूसी एयरबस ए380, बोइंग 787 और बोइंग 747-8 के साथ शेष 35% का प्रमाणित करता है।

बोइंग/सफ्रान जेवी को सेवा राजस्व 100 मिलियन डॉलर तक पहुंचने में कम से कम दशक लगना चाहिए। उत्पादन के लिए 2017 का बाजार $800 मिलियन (88% नागरिक और 12% सैन्य) का था, जबकि रखरखाव, मरम्मत और ओवरहाल बाजार $2.4 बिलियन का था, जो नागरिक और सेना के बीच समान रूप से फैला हुआ था।

अंतरिक्षयान
अंतरिक्ष शटल एपीयू ने हाइड्रोलिक मशीनरी दबाव प्रदान किया। स्पेस शटल में तीन अतिरेक (इंजीनियरिंग) एपीयू थे, जो हाइड्राज़ीन ईंधन द्वारा संचालित थे। उन्हें केवल आरोहण, पुनः प्रवेश और लैंडिंग के लिए ही संचालित किया गया था। चढ़ाई के समय, एपीयू ने शटल के तीन रॉकेट इंजन की ड्रेडलॉक और उनके बड़े वाल्वों के नियंत्रण और उड़ान नियंत्रण सतह की गति के लिए हाइड्रोलिक शक्ति प्रदान की। लैंडिंग के समय , उन्होंने नियंत्रण सतहों को स्थानांतरित किया, पहियों को नीचे किया, और ब्रेक और नोज-व्हील स्टीयरिंग को संचालित किया। केवल एपीयू के काम करते हुए लैंडिंग पूरी की जा सकी। शटल के प्रारंभ वर्षों में एपीयू विश्वसनीयता के साथ समस्याएं थीं, पहले नौ शटल मिशनों में से तीन में खराबी थी।

बख्तरबंद वाहन
उच्च ईंधन खपत और मुख्य इंजन के बड़े अवरक्त हस्ताक्षर के बिना विद्युत शक्ति प्रदान करने के लिए एपीयू को कुछ टैंक में फिट किया जाता है। द्वितीय विश्व युद्ध की प्रारंभ में, अमेरिकी माउंट शेरमन में टैंक की बैटरियों को चार्ज करने के लिए छोटा, पिस्टन-इंजन चालित एपीयू था, ऐसी सुविधा जो सोवियत निर्मित टी-34 टैंक में नहीं थी।

वाणिज्यिक वाहन
प्रशीतित या जमे हुए खाद्य सेमी ट्रेलर या ट्रेन कार को बाहरी परिवहन-आपूर्ति वाले बिजली स्रोत की आवश्यकता के बिना, पारगमन के समय कम तापमान बनाए रखने के लिए स्वतंत्र एपीयू और ईंधन टैंक से सुसज्जित किया जा सकता है।

कुछ पुराने डीजल इंजन वाले उपकरणों पर, मुख्य इंजन को प्रारंभ करने के लिए इलेक्ट्रिक मोटर के अतिरिक्त छोटे गैसोलीन इंजन (जिसे अधिकांशतः पोनी इंजन कहा जाता है) का उपयोग किया जाता था। पोनी इंजन के निकास पथ को सामान्यतः इस प्रकार से व्यवस्थित किया गया था कि डीजल के इनटेक मैनिफोल्ड को गर्म किया जा सके, जिससे ठंड के मौसम में प्रारंभ करना आसान हो सके। इनका उपयोग मुख्य रूप से निर्माण उपकरण के बड़े टुकड़ों पर किया जाता था।

ईंधन सेल
वर्तमान के वर्षों में, ट्रक और ईंधन सेल निर्माताओं ने ईंधन सेल एपीयू बनाने, परीक्षण करने और प्रदर्शित करने के लिए मिलकर काम किया है जो लगभग सभी उत्सर्जन को समाप्त कर देता है। और डीजल ईंधन का अधिक कुशलता से उपयोग करता है। 2008 में, डेल्फ़ी इलेक्ट्रॉनिक्स और पीटरबिल्ट के बीच डीओई प्रायोजित साझेदारी ने प्रदर्शित किया कि ईंधन सेल दस घंटे के लिए सिम्युलेटेड निष्क्रिय परिस्थितियों में पीटरबिल्ट मॉडल 386 के इलेक्ट्रॉनिक्स और एयर कंडीशनिंग को बिजली प्रदान कर सकता है। डेल्फ़ी ने कहा है कि कक्षा 8 ट्रकों के लिए 5 किलोवाट प्रणाली 2012 में जारी की जाएगी। $8000-9000 की कीमत पर जो अन्य मिडरेंज दो-सिलेंडर डीजल एपीयू के साथ प्रतिस्पर्धी होगा, क्या वे उन समय सीमा और लागत अनुमानों को पूरा करने में सक्षम होंगे।

यह भी देखें

 * एयर-स्टार्ट सिस्टम
 * सहायक हाइड्रोलिक प्रणाली
 * कॉफ़मैन इंजन स्टार्टर
 * राम वायु टरबाइन
 * अबाधित विद्युत आपूर्ति

बाहरी संबंध

 * "Space Shuttle Orbiter APU"
 * "Sound of an एपीयू from inside a Boeing 737 cabin"
 * The Riedel Starter Motor In: Messerschmitt Me 262B in Detail; The airframe, engines and canopy
 * YouTube video of restored Junkers Jumo 004 jet engine, being started with "integral" Riedel APU, from September 2019