विमान कैसे मुड़ता है

मोड़ना ज्यामिति है

एक विमान कार की तरह नहीं मुड़ता। यह बैंकिंग से मुड़ता है: अपने पंखों को झुकाता है ताकि लिफ्ट वेक्टर का एक घटक इसे एक वक्र के चारों ओर क्षैतिज रूप से खींचे। इस मोड़ की ज्यामिति एक वृत्त है, और इस वृत्त की त्रिज्या केवल दो चीजों पर निर्भर करती है: विमान की गति और बैंकिंग कोण।

मोड़ त्रिज्या सूत्र:

R = V² / (g × tan(बैंकिंग कोण))

जहां R मोड़ त्रिज्या है, V वेग है (सुसंगत इकाइयों में), g गुरुत्वाकर्षण त्वरण है (9.8 m/s² या 32.2 ft/s²), & बैंकिंग कोण पंख-स्तर से मापा जाता है।

यह सूत्र आपको क्या बताता है:

- तेज विमान को चौड़े मोड़ों की जरूरत है (R V² के साथ बढ़ता है)

- तेज बैंकिंग कोण कड़े मोड़ देते हैं (tan बढ़ता है, R घटता है)

- लेकिन तेज बैंक = विमान & यात्रियों पर अधिक G-बल

एक मानक दर मोड़ 3° प्रति सेकंड है: एक पूर्ण 360° मोड़ बिल्कुल 2 मिनट लेता है। हवाई यातायात नियंत्रण इस मानक पर निर्भर करता है। विशिष्ट छोटे विमान की गति (~120 समुद्री मील) पर, एक मानक दर मोड़ के लिए लगभग 15-20° की बैंकिंग की आवश्यकता होती है।

व्यावहारिक रूप से मोड़ त्रिज्या

मोड़ त्रिज्या क्यों महत्वपूर्ण है

मोड़ त्रिज्या केवल सिद्धांत नहीं है: यह निर्धारित करता है कि क्या आप उपलब्ध एयरस्पेस के अंदर आपका मोड़ फिट कर सकते हैं। 60° बैंक में 200 समुद्री मील पर एक लड़ाकू जेट लगभग 600 मीटर की त्रिज्या में मुड़ता है। 25° बैंक में 250 समुद्री मील पर एक एयरलाइनर को लगभग 3.5 किमी की मोड़ त्रिज्या की आवश्यकता होती है।

यही कारण है कि दृष्टिकोण प्रक्रियाओं में विशिष्ट गति सीमाएं हैं: यदि आप बहुत तेजी से उड़ते हैं, तो आप शारीरिक रूप से बैंकिंग कोण सीमा को पार किए बिना प्रकाशित दृष्टिकोण पर मोड़ नहीं बना सकते।

3-डिग्री ग्लाइड पथ

सटीक दृष्टिकोण ज्यामिति

एक विमान को उतारना विमानन में सबसे शुद्ध लागू ज्यामिति समस्याओं में से एक है। एक सटीक दृष्टिकोण: एक उपकरण लैंडिंग प्रणाली (ILS): पायलट को एक विशिष्ट बिंदु पर पायदान पर दो प्रतिच्छेद करने वाले विमानों के साथ मार्गदर्शन करता है।

ग्लाइड ढलान: पायदान थ्रेसहोल्ड से 3° के कोण पर ऊपर की ओर एक रेडियो बीम। यह ऊर्ध्वाधर पथ को परिभाषित करता है। सरल त्रिकोणमिति आपको पायदान से किसी भी दूरी पर आपको जो ऊंचाई पर होना चाहिए वह बताती है:

ऊंचाई = दूरी × tan(3°)

चूंकि tan(3°) ≈ 0.0524, थ्रेसहोल्ड से प्रत्येक समुद्री मील के लिए, आप लगभग 318 फीट अधिक होना चाहिए। यह विमानन में सबसे उपयोगी संख्याओं में से एक है:

- 1 nm दूर: 318 फीट

- 2 nm दूर: 636 फीट

- 3 nm दूर: 954 फीट

- 5 nm दूर: 1,590 फीट

स्थानीयकरणकर्ता: पायदान केंद्र रेखा के साथ संरेखित एक रेडियो बीम। यह पार्श्व मार्गदर्शन प्रदान करता है: केंद्र रेखा के बाईं या दाईं ओर। ग्लाइड ढलान के साथ, यह आकाश से पायदान तक 3D स्पेस में एक लाइन को परिभाषित करता है।

निर्णय ऊंचाई: ऊंचाई (आमतौर पर श्रेणी I ILS के लिए पायदान के ऊपर 200 फीट) जिस पर पायलट को पायदान दिखाई देना चाहिए या एक चूकी हुई दृष्टिकोण को निष्पादित करना चाहिए। निर्णय ऊंचाई के नीचे पायदान दिखाई नहीं दे रहा है, आप चारों ओर जाएं। कोई अपवाद नहीं।

ग्लाइड पथ गणित

अवतरण दर

3° ग्लाइड ढलान बनाए रखना केवल दी गई दूरी पर ऊंचाई के बारे में नहीं है: आपको सही अवतरण दर की भी आवश्यकता है। यदि आप बहुत तेजी से अवतरण कर रहे हैं, तो आप ग्लाइड पथ से नीचे जाएंगे। बहुत धीमा, और आप इसके ऊपर उड़ेंगे।

आवश्यक अवतरण दर आपकी भूमि गति पर निर्भर करता है। एक उपयोगी सामान्य नियम:

अवतरण दर (ft/min) ≈ भूमि गति (समुद्री मील) × 5

तो 120 समुद्री मील भूमि गति पर, आपको लगभग 600 ft/min अवतरण दर की आवश्यकता है। 140 समुद्री मील पर, लगभग 700 ft/min।

रेखाएं, वृत्त, और फिक्स

ज्यामिति के रूप में नेविगेशन

GPS से पहले, पायलटों ने ज्यामिति का उपयोग करके नेविगेट किया। उपकरण सरल थे: जमीन पर रेडियो स्टेशन जो आपको लाइनें & वृत्त देते थे।

VOR (VHF सर्वदिशात्मक श्रेणी): एक जमीन स्टेशन जो 360 रेडियल प्रसारित करता है: चुंबकीय असर जो एक पहिये की तरह बाहर निकलते हैं। आपका VOR रिसीवर आपको बताता है कि आप किस रेडियल पर हैं। एक रेडियल स्टेशन से निकलने वाली एक ज्यामितीय किरण है। यदि आप 090° रेडियल पर हैं, तो आप स्टेशन के सीधे पूर्व में हैं।

DME (दूरी मापने वाली उपकरण): आपको बताता है कि आप स्टेशन से कितनी दूर हैं। एक DME रीडिंग स्टेशन के चारों ओर केंद्रित एक वृत्त को परिभाषित करता है जिसमें आप कहीं इसकी परिधि पर हैं।

एक VOR रेडियल एक लाइन है। एक DME रीडिंग एक वृत्त है। एक रेडियल जानने से आप एक लाइन पर रखते हैं। एक DME जानने से आप एक वृत्त पर रखते हैं। न ही अकेले आपको बिल्कुल बताता है कि आप कहां हैं।

क्रॉस-रेडियल: दो VOR स्टेशन ट्यून करना आपको दो लाइनें (दो रेडियल) देता है। दो लाइनें जो समानांतर नहीं हैं बिल्कुल एक बिंदु पर प्रतिच्छेद करती हैं: यह आपकी स्थिति है। इसे फिक्स कहा जाता है।

GPS: तीन आयामों में समान सिद्धांत पर काम करता है। प्रत्येक उपग्रह अपनी स्थिति और एक समय संकेत प्रसारित करता है। रिसीवर प्रत्येक उपग्रह की दूरी की गणना करता है (एक क्षेत्र, वृत्त नहीं)। तीन क्षेत्र दो बिंदुओं पर प्रतिच्छेद करते हैं: एक अंतरिक्ष में है, एक पृथ्वी पर है। चार उपग्रह एक चौथा क्षेत्र जोड़ते हैं जो समय त्रुटियों को हल करता है। समान ज्यामिति, उच्च आयाम।

अपनी स्थिति खोजना

ज्यामितीय स्थिति फिक्सिंग

व्यावहारिक रूप से, VOR नेविगेशन चौराहों की ज्यामिति को समझने के बारे में है। एक पायलट एक वायुपथ (VORs के बीच एक परिभाषित मार्ग) उड़ते हुए अन्य स्टेशनों से क्रॉस-रेडियल का उपयोग करके स्थिति को सत्यापित करता है & ATC को रिपोर्ट करता है।

भले ही GPS प्राथमिक नेविगेशन के रूप में हो, पायलटों को VOR ज्यामिति को समझना चाहिए: यह बैकअप प्रणाली है, और यह हर उपकरण दृष्टिकोण प्लेट पर दिखाई देता है।