Disk loading
પ્રવાહી ગતિશીલતામાં, ડિસ્ક લોડિંગ અથવા ડિસ્ક લોડિંગ એ એક્ચ્યુએટર ડિસ્કમાં સરેરાશ દબાણમાં ફેરફાર છે, જેમ કે એરસ્ક્રુ. પ્રમાણમાં ઓછી ડિસ્ક લોડિંગ ધરાવતા એરસ્ક્રૂને સામાન્ય રીતે રોટર કહેવામાં આવે છે, જેમાં હેલિકોપ્ટર મુખ્ય રોટર અને પૂંછડીના રોટરનો સમાવેશ થાય છે; પ્રોપેલર્સમાં સામાન્ય રીતે વધુ ડિસ્ક લોડિંગ હોય છે. વી-22 ઓસ્પ્રે ટિલ્ટરોટર એરક્રાફ્ટમાં હોવર મોડમાં હેલિકોપ્ટરની તુલનામાં ઉચ્ચ ડિસ્ક લોડિંગ હોય છે, પરંતુ ટર્બોપ્રોપ એરક્રાફ્ટની તુલનામાં ફિક્સ્ડ-વિંગ મોડમાં પ્રમાણમાં ઓછી ડિસ્ક લોડિંગ હોય છે. ફરતા હેલિકોપ્ટરનું રોટર ડિસ્ક લોડિંગ એ તેના વજન અને કુલ મુખ્ય રોટર ડિસ્ક વિસ્તારનો ગુણોત્તર છે. તે હેલિકોપ્ટરના કુલ વજનને રોટર ડિસ્ક વિસ્તાર દ્વારા વિભાજીત કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે, જે રોટરના બ્લેડ દ્વારા વહેતો વિસ્તાર છે. વર્તુળની ત્રિજ્યા તરીકે એક રોટર બ્લેડના ગાળાનો ઉપયોગ કરીને અને પછી સંપૂર્ણ પરિભ્રમણ દરમિયાન બ્લેડ આવરી લે છે તે વિસ્તાર નક્કી કરીને ડિસ્ક વિસ્તાર શોધી શકાય છે. જ્યારે હેલિકોપ્ટર ચલાવવામાં આવે છે, ત્યારે તેની ડિસ્ક લોડિંગ બદલાય છે. લોડિંગ જેટલું ઊંચું હોય છે, રોટરની ઝડપ જાળવવા માટે વધુ શક્તિની જરૂર પડે છે. ઓછી ડિસ્ક લોડિંગ એ ઉચ્ચ લિફ્ટ થ્રસ્ટ કાર્યક્ષમતાનું સીધું સૂચક છે. હેલિકોપ્ટરનું વજન વધવાથી ડિસ્ક લોડિંગ વધે છે. આપેલ વજન માટે, ટૂંકા રોટરવાળા હેલિકોપ્ટરમાં વધુ ડિસ્ક લોડિંગ હશે, અને તેને ફરવા માટે વધુ એન્જિન પાવરની જરૂર પડશે. ઓછી ડિસ્ક લોડિંગ રોટરક્રાફ્ટમાં ઓટોટેશન પ્રદર્શનમાં સુધારો કરે છે. લાક્ષણિક રીતે, ઓટોગાયરો (અથવા ગાયરોપ્લેન) માં હેલિકોપ્ટરની તુલનામાં ઓછી રોટર ડિસ્ક લોડિંગ હોય છે, જે ઓટોટેશનમાં ઉતરવાનો ધીમો દર પૂરો પાડે છે. પારસ્પરિક અને પ્રોપેલર એન્જિનમાં, ડિસ્ક લોડિંગને પ્રોપેલર-પ્રેરિત વેગ અને ફ્રીસ્ટ્રીમ વેગ વચ્ચેના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે. ઓછી ડિસ્ક લોડિંગ કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરશે, તેથી કાર્યક્ષમતાના દૃષ્ટિકોણથી મોટા પ્રોપેલર્સ હોય તે સામાન્ય રીતે ઇચ્છનીય છે. ફરતા સ્લિપસ્ટ્રીમને કારણે ડિસ્ક લોડિંગમાં વધારો થતાં મહત્તમ કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થાય છે; કોન્ટ્ર્રા-રોટેટિંગ પ્રોપેલર્સનો ઉપયોગ આ સમસ્યાને દૂર કરી શકે છે જે પ્રમાણમાં ઉચ્ચ ડિસ્ક લોડિંગ પર પણ ઉચ્ચ મહત્તમ કાર્યક્ષમતાને મંજૂરી આપે છે. એરબસ A400M ફિક્સ્ડ-વિંગ એરક્રાફ્ટમાં તેના પ્રોપેલર્સ પર ખૂબ જ ઊંચી ડિસ્ક લોડિંગ હશે. વેગ સિદ્ધાંત અથવા ડિસ્ક એક્ચ્યુએટર સિદ્ધાંત આદર્શ એક્ચ્યુએટર ડિસ્કના ગાણિતિક મોડેલનું વર્ણન કરે છે, જે W. J. M. દ્વારા વિકસાવવામાં આવ્યું છે. રેન્કિન (1865), આલ્ફ્રેડ જ્યોર્જ ગ્રીનહિલ (1888) અને આર. ઇ. ફ્રાઉડ (1889). હેલિકોપ્ટર રોટરને અનંત સંખ્યામાં બ્લેડ સાથે અનંત પાતળા ડિસ્ક તરીકે તૈયાર કરવામાં આવે છે જે ડિસ્ક વિસ્તાર પર અને પરિભ્રમણની અક્ષ સાથે સતત દબાણ કૂદવાનું પ્રેરિત કરે છે. ફરતા હેલિકોપ્ટર માટે, એરોડાયનેમિક બળ ઊભી હોય છે અને હેલિકોપ્ટરના વજનને બરાબર સંતુલિત કરે છે, જેમાં કોઈ બાજુની શક્તિ હોતી નથી. રોટરમાંથી વહેતી હવા પર નીચે તરફનું બળ હેલિકોપ્ટર રોટર ડિસ્ક પર ઉપર તરફના બળ સાથે હોય છે. નીચે તરફનું બળ હવામાં નીચે તરફ પ્રવેગ પેદા કરે છે, જેનાથી તેની ગતિ ઊર્જામાં વધારો થાય છે. રોટરથી હવામાં આ ઊર્જા સ્થાનાંતરણ એ રોટરી વિંગની પ્રેરિત પાવર લોસ છે, જે ફિક્સ્ડ-વિંગ એરક્રાફ્ટના લિફ્ટ-પ્રેરિત ડ્રેગ જેવું જ છે. રેખીય મોમેન્ટમનું સંરક્ષણ દૂરના વેક ક્ષેત્રમાં ડાઉનસ્ટ્રીમ પ્રેરિત વેગને દળ પ્રવાહના એકમ દીઠ રોટર થ્રસ્ટ સાથે સંબંધિત કરે છે. ઊર્જાનું સંરક્ષણ આ પરિમાણો તેમજ રોટર ડિસ્ક પર પ્રેરિત વેગને ધ્યાનમાં લે છે. દળનું સંરક્ષણ દળના પ્રવાહને પ્રેરિત વેગ સાથે સંબંધિત કરે છે. હેલિકોપ્ટર પર લાગુ કરાયેલ વેગ સિદ્ધાંત પ્રેરિત પાવર લોસ અને રોટર થ્રસ્ટ વચ્ચેનો સંબંધ આપે છે, જેનો ઉપયોગ વિમાનની કામગીરીનું વિશ્લેષણ કરવા માટે થઈ શકે છે. હવાની સ્નિગ્ધતા અને સંકોચનક્ષમતા, ઘર્ષણના નુકસાન અને સ્લીપસ્ટ્રીમના પરિભ્રમણને ધ્યાનમાં લેવામાં આવતા નથી. મોમેન્ટમ થિયરી રોટર ડિસ્ક પર એકસમાન પ્રેરિત વેગ સાથે અને હવાની ઘનતા સાથે વિસ્તારની એક્ચ્યુએટર ડિસ્ક માટે, ડિસ્ક વિસ્તારમાંથી દળ પ્રવાહ દર છેઃ દળના સંરક્ષણ દ્વારા, દળ પ્રવાહ દર સ્લિપ સ્ટ્રીમમાં ડિસ્કના ઉપર અને નીચે બંને તરફ સ્થિર રહે છે (વેગને ધ્યાનમાં લીધા વગર). લેવલ હોવરમાં હેલિકોપ્ટરની ઉપરની તરફનો પ્રવાહ સ્થિર હોવાથી, પ્રારંભિક વેગ, વેગ અને ઊર્જા શૂન્ય હોય છે. જો ડિસ્કની નીચેની તરફના સજાતીય સ્લિપ સ્ટ્રીમમાં વેગ હોય, તો વેગના સંરક્ષણ દ્વારા ડિસ્ક પર વિકસિત કુલ દબાણ વેગના પરિવર્તનના દરની બરાબર હોય છે, જે શૂન્ય પ્રારંભિક વેગ ધારીને છેઃ ઊર્જાના સંરક્ષણ દ્વારા, રોટર દ્વારા કરવામાં આવેલું કાર્ય સ્લિપ સ્ટ્રીમમાં ઊર્જાના પરિવર્તનની બરાબર હોવું જોઈએઃ શરતોને બદલીને અને દૂર કરીને, આપણે મેળવીએ છીએઃ તેથી ડિસ્કની નીચેની તરફના સ્લિપ સ્ટ્રીમનો વેગ ડિસ્ક પર વેગ કરતા બમણો છે, જે લિફ્ટિંગ-લાઇન થિયરી દ્વારા આગાહી કરાયેલ લંબગોળ રીતે લોડ થયેલ પાંખ માટે સમાન પરિણામ છે. બર્નૌલીનો સિદ્ધાંત બર્નૌલીના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને ડિસ્ક લોડિંગની ગણતરી કરવા માટે, આપણે ધારીએ છીએ કે ડાઉનસ્ટ્રીમ તરફના સ્લિપસ્ટ્રીમમાં દબાણ પ્રારંભિક દબાણ જેટલું છે, જે વાતાવરણીય દબાણ જેટલું છે. શરૂઆતના બિંદુથી ડિસ્ક સુધી આપણી પાસેઃ ડિસ્ક અને દૂરના વેક વચ્ચે, આપણી પાસે છેઃ સમીકરણોને જોડીને, ડિસ્ક લોડિંગ છેઃ દૂરના વેકમાં કુલ દબાણ છેઃ તેથી ડિસ્કમાં દબાણમાં ફેરફાર ડિસ્ક લોડિંગ બરાબર છે. ડિસ્કની ઉપર દબાણમાં ફેરફાર છેઃ ડિસ્કની નીચે, દબાણમાં ફેરફાર છેઃ સ્લિપસ્ટ્રીમ સાથેનું દબાણ હંમેશા ડાઉનસ્ટ્રીમમાં ઘટી રહ્યું છે, સિવાય કે ડિસ્ક પર સકારાત્મક દબાણનો કૂદકો. મોમેન્ટમ થિયરીમાંથી, થ્રસ્ટ એ છેઃ પ્રેરિત વેગ છેઃ જ્યાં પહેલાની જેમ ડિસ્ક લોડિંગ છે, અને હોવરમાં જરૂરી પાવર (આદર્શ કિસ્સામાં) છેઃ તેથી, પ્રેરિત વેગ આ રીતે વ્યક્ત કરી શકાય છેઃ તેથી, પ્રેરિત વેગ પાવર લોડિંગના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં છે. ઉદાહરણો પણ જુઓ વિંગ લોડિંગ સંદર્ભો એરોસ્પેસ એન્જિનિયરિંગ