ऑटो रोटेशन

ऑटोरोटेशन उड़ान की एक स्थिति है जिसमें एक हेलीकॉप्टर या अन्य रोटरी-विंग विमान का हेलीकाप्टर रोटर रोटर के माध्यम से ऊपर की ओर बढ़ने वाली हवा की क्रिया से मुड़ता है, जैसा कि रोटर को चलाने वाले इंजन की शक्ति के बजाय एक चारों ओर के साथ होता है।  ऑटोरोटेशन शब्द 1915 और 1920 के बीच शुरुआती हेलीकॉप्टर विकास की अवधि के लिए है, और इंजन के बिना घूमने वाले रोटर्स को संदर्भित करता है। यह फिक्स्ड-विंग एयरक्राफ्ट की ग्लाइडिंग उड़ान के समान है। कुछ पेड़ों द्वारा अपने बीजों को आगे फैलाने के साधन के रूप में उपयोग करने के लिए ऑटोरोटेशन भी विकसित हुआ है।

हेलीकाप्टरों में ऑटोरोटेशन का सबसे आम उपयोग इंजन की विफलता या टेल-रोटर की विफलता की स्थिति में विमान को सुरक्षित रूप से लैंड करना है। यह एक सामान्य आपातकालीन प्रक्रिया है जो हेलीकॉप्टर पायलटों को उनके प्रशिक्षण के भाग के रूप में सिखाई जाती है।

सामान्य संचालित हेलीकॉप्टर उड़ान में, हवा ऊपर से मुख्य रोटर प्रणाली में खींची जाती है और नीचे की ओर समाप्त हो जाती है, लेकिन ऑटोरोटेशन के दौरान, हेलीकॉप्टर के उतरते ही हवा नीचे से रोटर सिस्टम में चली जाती है। स्प्रैग क्लच दोनों के कारण यांत्रिक रूप से ऑटोरोटेशन की अनुमति है, जो इंजन के न चलने पर भी मुख्य रोटर को चालू रखने की अनुमति देता है, साथ ही रोटर की गति को बनाए रखने वाले सापेक्ष हवा के वायुगतिकीय बल। यह वह साधन है जिसके द्वारा एक हेलीकॉप्टर इंजन के पूर्ण रूप से विफल होने की स्थिति में सुरक्षित रूप से उतर सकता है। नतीजतन, सभी एकल इंजन वाले हेलीकाप्टरों को एक प्रकार का प्रमाण पत्र प्राप्त करने के लिए इस क्षमता का प्रदर्शन करना चाहिए। इतिहास में सबसे लंबा ऑटोरोटेशन 1972 में जॉन बोलेट द्वारा किया गया था, जब वह एक Aérospatiale SA 315B लामा में 12,440 मीटर (40,814 फीट) की रिकॉर्ड ऊंचाई पर पहुंचा था। उस ऊंचाई पर -63 °C (-81.4 °F) तापमान के कारण, जैसे ही उसने बिजली कम की, इंजन बंद हो गया और फिर से चालू नहीं हो सका। ऑटोरोटेशन का उपयोग करके वह विमान को सुरक्षित रूप से लैंड करने में सक्षम थे।

उतरना और उतरना
हेलीकॉप्टर के लिए, ऑटोरोटेशन अवरोही पैंतरेबाज़ी को संदर्भित करता है जिसमें इंजन को मुख्य रोटर सिस्टम से अलग किया जाता है और रोटर ब्लेड केवल रोटर के माध्यम से हवा के ऊपर की ओर प्रवाह द्वारा संचालित होते हैं। फ्रीव्हीलिंग यूनिट एक विशेष क्लच मैकेनिज्म है जो किसी भी समय इंजन की घूर्णी गति रोटर की घूर्णी गति से कम होने पर बंद हो जाती है। यदि इंजन विफल हो जाता है, तो फ़्रीव्हीलिंग इकाई मुख्य रोटर से इंजन को स्वचालित रूप से अलग कर देती है, जिससे मुख्य रोटर स्वतंत्र रूप से घूम सकता है।

ऑटोरोटेशन का सबसे आम कारण इंजन की खराबी या विफलता है, लेकिन पूर्ण टेल रोटर की विफलता या टेल-रोटर प्रभावशीलता के नुकसान के बाद ऑटोरोटेशन भी किया जा सकता है। चूंकि ऑटोरोटेशन में वस्तुतः कोई टॉर्कः  उत्पन्न नहीं होता है। यदि ऊंचाई अनुमति देती है, तो ऑटोरोटेशन का उपयोग भंवर रिंग स्थिति से पुनर्प्राप्त करने के लिए भी किया जा सकता है, जिसे शक्ति के साथ बसने के रूप में भी जाना जाता है। सभी मामलों में, एक सफल लैंडिंग हेलीकॉप्टर की ऊंचाई और ऑटोरोटेशन के प्रारंभ में वेग पर निर्भर करती है (ऊंचाई-वेग आरेख देखें)।

इंजन की विफलता के तुरंत बाद, मुख्य रोटर ब्लेड लिफ्ट (बल) का उत्पादन कर रहे हैं और उनके हमले और वेग के कोण से जोर देते हैं। हेलीकाप्टर उड़ान नियंत्रण#सामूहिक को तुरंत कम करके, जो इंजन की विफलता के मामले में किया जाना चाहिए, पायलट लिफ्ट और ड्रैग (भौतिकी) को कम करता है और हेलीकॉप्टर तत्काल नीचे उतरना शुरू करता है, रोटर प्रणाली के माध्यम से हवा का ऊपर की ओर प्रवाह पैदा करता है। रोटर के माध्यम से हवा का यह ऊपर की ओर प्रवाह पूरे वंश में रोटर घूर्णी गति को बनाए रखने के लिए पर्याप्त जोर प्रदान करता है। चूंकि ऑटोरोटेशन के दौरान टेल रोटर मुख्य रोटर ट्रांसमिशन द्वारा संचालित होता है, हेडिंग नियंत्रण सामान्य उड़ान की तरह बनाए रखा जाता है।

कई कारक ऑटोरोटेशन में वंश की दर को प्रभावित करते हैं: घनत्व ऊंचाई, सकल वजन, रोटर घूर्णी गति और आगे की वायुगति। वंश की दर का पायलट का प्राथमिक नियंत्रण airspeed  है। सामान्य उड़ान की तरह ही हेलीकाप्टर उड़ान नियंत्रण # चक्रीय के साथ उच्च या निम्न वायुगति प्राप्त की जाती है। वंश की दर शून्य एयरस्पीड पर उच्च है और लगभग 50 से 9 0 समुद्री मील तक कम हो जाती है, जो विशेष हेलीकॉप्टर और पहले बताए गए कारकों पर निर्भर करता है। जैसे-जैसे एयरस्पीड उस गति से आगे बढ़ती है जो वंश की न्यूनतम दर देती है, वंश की दर फिर से बढ़ जाती है। शून्य एयरस्पीड पर भी, रोटर काफी प्रभावी होता है, क्योंकि इसमें लगभग एक पैराशूट के ड्रैग का गुणांक होता है  ब्लेड से मिलकर होने के बावजूद।

ऑटोरोटेशन से उतरते समय, घूमने वाले ब्लेड में संग्रहीत गतिज ऊर्जा और विमान के आगे की गति का उपयोग वंश की दर को कम करने और नरम लैंडिंग करने के लिए किया जाता है। एक हेलीकॉप्टर को रोकने के लिए अधिक मात्रा में रोटर ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जो एक हेलीकॉप्टर को रोकने के लिए आवश्यक होती है, जो अधिक धीरे-धीरे नीचे उतर रहा है। इसलिए, बहुत कम या बहुत अधिक एयरस्पीड पर ऑटोरोटेटिव अवरोही कम एयरस्पीड की न्यूनतम दर पर प्रदर्शन करने वालों की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण हैं। एक इष्टतम लैंडिंग पैंतरेबाज़ी शिल्प के भीतर सभी लंबवत गति, क्षैतिज गति और घूर्णी गति को एक पूर्ण ठहराव तक रोक देती है। व्यवहार में एक आदर्श लैंडिंग शायद ही कभी प्राप्त हो पाती है।

प्रत्येक प्रकार के हेलीकॉप्टर में एक विशिष्ट एयरस्पीड होता है, जिस पर पावर-ऑफ ग्लाइड सबसे अधिक कुशल होता है। सबसे अच्छा एयरस्पीड वह है जो सबसे बड़ी ग्लाइड रेंज को अवरोह की सबसे धीमी दर के साथ जोड़ता है। प्रत्येक प्रकार के हेलीकॉप्टर के लिए विशिष्ट एयरस्पेड अलग है, फिर भी कुछ कारक (घनत्व ऊंचाई, हवा) समान तरीके से सभी कॉन्फ़िगरेशन को प्रभावित करते हैं। औसत मौसम और हवा की स्थिति और सामान्य लोडिंग के आधार पर प्रत्येक प्रकार के हेलीकॉप्टर के लिए ऑटोरोटेशन के लिए विशिष्ट एयरस्पेड की स्थापना की जाती है।

उच्च घनत्व ऊंचाई या तेज हवा की स्थिति में भारी भार के साथ संचालित एक हेलीकाप्टर वंश में थोड़ी बढ़ी हुई वायुगति से सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन प्राप्त कर सकता है। कम घनत्व की ऊंचाई और हल्की लोडिंग पर, सामान्य एयरस्पीड में थोड़ी कमी से सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन प्राप्त होता है। मौजूदा परिस्थितियों में एयरस्पीड को फ़िट करने की इस सामान्य प्रक्रिया का पालन करते हुए, पायलट परिस्थितियों के किसी भी सेट में लगभग समान ग्लाइड कोण प्राप्त कर सकता है और टचडाउन बिंदु का अनुमान लगा सकता है। यह इष्टतम ग्लाइड अनुपात आमतौर पर 17-20 डिग्री होता है।

ऑटोरोटेशनल क्षेत्र
ऊर्ध्वाधर ऑटोरोटेशन के दौरान, रोटर डिस्क को तीन क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है- संचालित क्षेत्र, ड्राइविंग क्षेत्र और स्टाल क्षेत्र। इन क्षेत्रों के आकार ब्लेड पिच, वंश की दर और रोटर घूर्णी गति के साथ भिन्न होते हैं। ऑटोरोटेटिव घूर्णी गति, ब्लेड पिच, या वंश की दर बदलते समय, क्षेत्रों के आकार एक दूसरे के संबंध में बदलते हैं।

संचालित क्षेत्र, जिसे प्रोपेलर क्षेत्र भी कहा जाता है, ब्लेड के अंत में स्थित क्षेत्र है। आम तौर पर, इसमें लगभग 30 प्रतिशत त्रिज्या होती है। यह संचालित क्षेत्र है जो सबसे अधिक ड्रैग पैदा करता है। समग्र परिणाम ब्लेड के घूर्णन में मंदी है। ड्राइविंग क्षेत्र, या ऑटोरोटेटिव क्षेत्र, आमतौर पर ब्लेड त्रिज्या के 25 और 70 प्रतिशत के बीच होता है, जो ऑटोरोटेशन के दौरान ब्लेड को चालू करने के लिए आवश्यक बल पैदा करता है। ड्राइविंग क्षेत्र में कुल वायुगतिकीय बल रोटेशन की धुरी के थोड़ा आगे झुका हुआ है, जो निरंतर त्वरण बल उत्पन्न करता है। यह झुकाव थ्रस्ट प्रदान करता है, जो ब्लेड के रोटेशन को तेज करता है। ड्राइविंग क्षेत्र का आकार ब्लेड पिच सेटिंग, वंश की दर और रोटर घूर्णी गति के साथ भिन्न होता है।

रोटर ब्लेड के आंतरिक 25 प्रतिशत को स्टाल क्षेत्र के रूप में संदर्भित किया जाता है और इसके हमले के अधिकतम कोण (स्टाल कोण) से ऊपर संचालित होता है, जिससे ड्रैग होता है, जो ब्लेड के रोटेशन को धीमा कर देता है। सामूहिक पिच को समायोजित करके एक निरंतर रोटर घूर्णी गति प्राप्त की जाती है ताकि ड्राइविंग क्षेत्र से ब्लेड त्वरण बल चालित और स्टाल क्षेत्रों से मंदी बलों के साथ संतुलित हो।

ड्राइविंग क्षेत्र के आकार को नियंत्रित करके, पायलट ऑटोरोटेटिव घूर्णी गति को समायोजित कर सकता है। उदाहरण के लिए, यदि सामूहिक पिच को ऊपर उठाया जाता है, तो पिच कोण सभी क्षेत्रों में बढ़ जाता है। यह संतुलन के बिंदु को ब्लेड की अवधि के साथ भीतर की ओर ले जाने का कारण बनता है, जिससे संचालित क्षेत्र का आकार बढ़ जाता है। स्टाल क्षेत्र भी बड़ा हो जाता है जबकि ड्राइविंग क्षेत्र छोटा हो जाता है। ड्राइविंग क्षेत्र के आकार को कम करने से ड्राइविंग क्षेत्र का त्वरण बल और घूर्णी गति कम हो जाती है।

ब्रोकन विंग अवार्ड
ब्रोकन विंग अवार्ड आपातकालीन परिस्थितियों में ऑटोरोटेशन के सफल निष्पादन के लिए संयुक्त राज्य सेना का पुरस्कार है। पुरस्कार के लिए आवश्यकताएं, जैसा कि सेना विनियम 672-74 में कहा गया है, एक एयरक्रू सदस्य को उत्कृष्ट हवाई कौशल के माध्यम से, आपातकालीन स्थिति के दौरान विमान क्षति या कर्मियों को चोट को कम करना चाहिए या रोकना चाहिए। एयरक्रू सदस्य ने उड़ान के दौरान आपातकालीन स्थिति से विमान को निकालने के दौरान असाधारण कौशल दिखाया होगा।

यह भी देखें

 * हेलीकाप्टर उड़ान नियंत्रण
 * हेलीकॉप्टर की ऊंचाई-वेग आरेख

बाहरी संबंध

 * Popular explanation of autorotation written by Paul Cantrell.
 * Pilot's 'exceptional flying' saves $540,000 helicopter – The New Zealand Herald'', Monday 18 February 2008