नासा द्वारा विकसित प्रायोगिक हवाई जहाज X-57 इस साल पहली बार उड़ान भरने वाला है। इसके पंखों के साथ प्रभावशाली 14 प्रोपेलर हैं और यह पूरी तरह से बिजली द्वारा संचालित है। यह देखते हुए बहुत अच्छा लगता है कि हमें जीवाश्म ईंधन से दूर रहना है फिर भी विमानन के लिए हमारी मांग बढ़ रही है। लेकिन नासा का विमान हमें इस लक्ष्य के कितने करीब पहुंचा पाएगा? अगर हम उड़ान जारी रखना चाहते हैं तो केरोसिन जैसे विमानन ईंधन का विकल्प खोजना महत्वपूर्ण होगा। X-57 अपने प्रणोदकों के लिए इलेक्ट्रिक मोटर्स चलाने के लिए लिथियम बैटरी का उपयोग करता है। लेकिन आपको बैटरी से मिलने वाली ऊर्जा, उनके वजन के सापेक्ष, विमानन ईंधन से प्राप्त होने वाली ऊर्जा से 50 गुना कम है।
X-57 एक संशोधित, चार सीटों वाला, इतालवी निर्मित Tecnam P2006T विमान है। यह बहुत सारे प्रोपेलर, छोटी मोटरों और एक विमान में फैली कई बैटरियों के संयोजन पर निर्भर करता है, जिसे “वितरित प्रणोदन” के रूप में जाना जाता है। यह दृष्टिकोण अनुसंधान और विकास के एक रोमांचक क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है जो कई प्रायोगिक इलेक्ट्रिक विमान डिजाइनों में पाया जा सकता है।
X-57 के बारे में जो अलग है वह यह है कि पंखों को उनके चारों ओर हवा के प्रवाह को अनुकूलित करने के लिए प्रोपेलर के साथ पूरी तरह से नया रूप दिया गया है। जब एक प्रोपेलर की जरूरत नहीं होती है, तो ड्रैग को कम करने के लिए इसके ब्लेड को वापस मोड़ा जा सकता है। प्रोपेलर तकनीक का आम तौर पर पुनर्जन्म होता है। डिजाइन न केवल अधिक कुशल होते जा रहे हैं, बल्कि कम शोर और अधिक किफायती भी होते जा रहे हैं।
टेकऑफ़, लैंडिंग और क्रूज़िंग के लिए आवश्यक विभिन्न विमान गति के अनुकूल उड़ान के दौरान प्रोपेलर स्कैन की गति और पिच कोण को भी बदला जा सकता है। वायु घनत्व ऊंचाई के साथ बदलता है और प्रोपेलर से प्राप्त जोर को प्रभावित करता है। अब जब हम प्रोपेलर बना सकते हैं जो सभी ऊंचाई और गति पर प्रभावी ढंग से काम करते हैं, तो हम वास्तव में बैटरी में संग्रहीत ऊर्जा का अधिकतम लाभ उठा सकते हैं।
नए डिजाइन, जैसे पहले 11-ब्लेड वाले प्रोपेलर (पाइपर चेयेन प्लेन पर), उच्च वायु घनत्व पर भी बहुत अधिक जोर प्राप्त कर सकते हैं। कुछ विमान मोटर और प्रोपेलर को घुमाने की अनुमति देकर “वेक्टर थ्रस्ट” का भी उपयोग करते हैं, जो ऊर्ध्वाधर टेकऑफ़ और लैंडिंग का विकल्प देता है। ये विमान विमानों की तुलना में हेलीकाप्टरों के समान हो सकते हैं, और इसका मतलब यह हो सकता है कि लंबे रनवे और बड़े टर्मिनल वाले पारंपरिक हवाईअड्डे अतीत की बात होगी।
बैटरी तकनीक
X-57 ऑफ-द-शेल्फ लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि परियोजना मुख्य रूप से सही बैटरी विकसित करने के बजाय नए प्रोपेलर और विंग कॉन्फ़िगरेशन की क्षमता को संबोधित कर रही है। लेकिन इलेक्ट्रिक एयरक्राफ्ट डेवलपर्स के लिए इसे दूर करना एक महत्वपूर्ण चुनौती होगी। लिथियम बैटरी अब तक हमारे पास सबसे अच्छी हैं, लेकिन वे अभी भी भारी हैं। लिथियम धातु भी खतरनाक है क्योंकि यह आसानी से आग पकड़ लेती है।
बैटरियों का उपयोग करने के फायदे हैं। उनका वजन पूरी उड़ान के दौरान स्थिर रहता है, जिसका अर्थ है कि उन्हें पंखों में संग्रहित करने की आवश्यकता नहीं है क्योंकि पारंपरिक रूप से विमानन ईंधन रहा है। तरल ईंधन के साथ, विमान का वजन काफी कम हो जाता है क्योंकि ईंधन की खपत होती है और पंखों में ईंधन रखने से यह सुनिश्चित होता है कि विमान का संतुलन नहीं बदला है।
हालाँकि, यह वास्तव में ऊर्जा घनत्व है – एक बैटरी में उसके वजन या आकार की तुलना में ऊर्जा की मात्रा – जो मायने रखती है। नई प्रगति लगातार की जा रही है, जैसे कि क्वांटम प्रौद्योगिकी के आधार पर बनाई गई बैटरी। लेकिन जब ये सामान्य बैटरियों की तुलना में तेजी से चार्ज होते हैं तो वे लिथियम बैटरियों को प्रतिस्थापित नहीं करेंगे और विद्युत चालित उड़ान के लिए संभावनाओं को बदलने की संभावना नहीं है। हम वास्तव में बैटरी प्रौद्योगिकी में एक क्रांति की प्रतीक्षा कर रहे हैं, जो विमानन ईंधन के बराबर ऊर्जा घनत्व प्रदान करती है।
क्या X-57 भविष्य है?
लगभग 160 किमी की सीमा और लगभग एक घंटे की उड़ान के समय के साथ, X-57 से लंबी दूरी की उड़ान के लिए प्रतिस्थापन तकनीक की उम्मीद नहीं है। कम से कम सीधे तो नहीं। इसके बजाय, दस या इतने यात्रियों वाली शॉर्ट-हॉप उड़ानें शुरुआती, बैटरी चालित उड़ानों के लिए एक अच्छा और संभावित संभावित लक्ष्य हैं। हाइड्रोजन से चलने वाले विमान भी बहुत रुचि रखते हैं क्योंकि हाइड्रोजन का ऊर्जा घनत्व पारंपरिक विमानन ईंधन की तुलना में लगभग तीन गुना अधिक है।
लेकिन हाइड्रोजन एक गैस है और इसकी मात्रा कम करने के लिए इसे दबाव वाले ईंधन टैंक में संग्रहित करने की आवश्यकता होती है। इसके लिए विमान के डिजाइन पर पूर्ण पुनर्विचार की आवश्यकता होगी। -253 डिग्री सेल्सियस पर तरल के रूप में संग्रहीत हाइड्रोजन के साथ कुछ काम किया गया है। विमानन के लिए हाइड्रोजन इसलिए रोमांचक है, लेकिन शायद अव्यावहारिक है।
सिंथेटिक ईंधन एक कीमत पर विमानन ईंधन के विकल्प के रूप में जाने के लिए तैयार हैं। शायद जैसे-जैसे प्रौद्योगिकियां विकसित होती हैं, वे सस्ते होते जाएंगे, लेकिन यह अभी भी संभावना है कि जैसे-जैसे हम जीवाश्म ईंधन से दूर होते जाएंगे, उड़ान की लागत बढ़ती जाएगी।
निकट भविष्य में बैटरी लगभग निश्चित रूप से हमारी छोटी दूरी की उड़ानों को शक्ति प्रदान करेगी और यदि बैटरी प्रौद्योगिकी में क्रांति आती है तो विमानन का भविष्य पूरी तरह से बदल जाएगा। आखिरकार, हमें एक अल्टीमेटम का सामना करना पड़ेगा: या तो हम यह पता लगा लें कि ऐसे विमान कैसे बनाए जाएं जिन्हें जीवाश्म ईंधन की आवश्यकता नहीं है, या हम उड़ना बंद कर दें।
