প্রবাহের মধ্যে পেলোড এবং সেন্সর টেস্টিং: লোডের অধীনে ক্যামেরা, লিডার এবং অ্যান্টেনা
৩০ অক্টোবর, ২০২৬
উইন্ড টানেলে কীভাবে eVTOL এবং UAV ক্রসউইন্ড, দমকা বাতাস এবং উইন্ড শিয়ার টেস্টিং করা হয় — কী কী ব্যর্থ হয়, নিয়ন্ত্রকরা কী প্রত্যাশা করেন এবং ফ্যাসিলিটির আকার কীভাবে নির্ধারণ করতে হয়।
উন্মুক্ত আকাশের জন্য ডিজাইন করা এয়ারক্রাফট এবং শহরের জন্য ডিজাইন করা এয়ারক্রাফট সম্পূর্ণ ভিন্ন দুটি মেশিন, এবং এদের পার্থক্য এয়ারফ্রেমে নয় — বরং বাতাসে।
ছাদের উপরে, প্রবাহ (flow) বিচ্ছিন্ন হয় এবং পুনরায় যুক্ত হয়। দুটি টাওয়ারের মাঝে এটি ত্বরান্বিত হয়। প্যারাপেটের পিছনে, এটি এমন একটি ফ্রিকোয়েন্সিতে ঘূর্ণি (vortices) তৈরি করে যা ভবনের উপর নির্ভর করে, এয়ারক্রাফটের উপর নয়। একটি কার্গো ড্রোন বা এয়ার ট্যাক্সি যখন ভার্টিপোর্টে অবতরণ করে, তখন এর সবচেয়ে ঝুঁকিপূর্ণ মুহূর্তগুলো ঠিক সেখানেই কাটে যেখানে বায়ুমণ্ডল সবচেয়ে বেশি প্রতিকূল থাকে।
এ কারণেই eVTOL উইন্ড টানেল টেস্টিং এখন আর কেবল শেষ পর্যায়ের ভ্যালিডেশন ধাপ নয়, বরং এটি ডিজাইনের মূল চালিকাশক্তিতে পরিণত হয়েছে। শহরের বাতাসে একটি যানের আসলে কী ঘটে, কীভাবে একটি টেস্ট ফ্যাসিলিটিতে সেই পরিস্থিতিগুলো পুনরুৎপাদন করা হয় এবং কীভাবে এমন একটি ফ্যাসিলিটির আকার নির্ধারণ করতে হয়, তা নিচে আলোচনা করা হলো।
এখানে তিনটি প্রভাব আধিপত্য বিস্তার করে, যার কোনটিই ক্লাসিক পারফরম্যান্স টেস্টের পরিষ্কার ও স্থিতিশীল প্রবাহে উপস্থিত থাকে না।
শিয়ার (Shear)। ভবনের কাছাকাছি উচ্চতার সাথে বাতাসের গতি দ্রুত পরিবর্তিত হয়। ভার্টিপোর্ট থেকে উড্ডয়নরত একটি এয়ারক্রাফট কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে একটি উল্লেখযোগ্য ভেলোসিটি গ্রেডিয়েন্ট অতিক্রম করতে পারে, এবং এ সময় প্রতিটি রোটর ভিন্ন ভিন্ন ইনক্লুড ফ্লো (inflow) অনুভব করে।
সেপারেশন এবং ওয়েকস (Separation and wakes)। প্রতিটি ভবনের প্রান্ত এক একটি ভরটেক্স জেনারেটর। একটি টাওয়ারের ডাউনস্ট্রিমে, এয়ারক্রাফট এমন একটি ওয়েক (wake)-এর মধ্য দিয়ে উড়ে যায় যার বৈশিষ্ট্যগত এডি (eddies) কাঠামোর আকার দ্বারা নির্ধারিত হয় — এবং ছোট এয়ারক্রাফটগুলো বড়গুলোর তুলনায় অনেক বেশি পরিসরের এডির আকার দ্বারা প্রভাবিত হয়। টার্বুলেন্স (Turbulence)-কে বিভিন্ন স্কেলের এডির সুপারপজিশন হিসেবে সবচেয়ে ভালোভাবে কল্পনা করা যায়; একটি যান তার নিজের সমান বা তার চেয়ে বড় এডি দ্বারা সবচেয়ে বেশি বাধাগ্রস্ত হয়, যে কারণে একই দমকা বাতাসের ক্ষেত্রে একটি এয়ারলাইনারের চেয়ে ৩ মিটারের একটি eVTOL অনেক বেশি সংবেদনশীল।
থার্মাল এবং কৃত্রিম প্লুমস (Thermal and man-made plumes)। সূর্যের তাপে উত্তপ্ত ভবনের সম্মুখভাগ, পার্কিং ডেক এবং HVAC এক্সজস্ট উল্লম্ব ভেলোসিটি উপাদান যুক্ত করে যা সারাদিন ধরে পরিবর্তিত হয় এবং সাধারণ আবহাওয়ার রিপোর্টে এগুলো অদৃশ্য থাকে।
এর ফলাফল হলো এমন একটি ডিস্টার্বেন্স পরিবেশ যা কেবল উন্মুক্ত মাঠের বাতাসের চেয়ে শক্তিশালীই নয়, বরং কাঠামোগত (structured) — এবং কন্ট্রোল সিস্টেমগুলো গড়ের (averages) বিপরীতে নয়, বরং কাঠামোর বিপরীতে ব্যর্থ হয়。
UAV এবং eVTOL টেস্ট প্রোগ্রামের ক্ষেত্রে আমাদের অভিজ্ঞতা অনুযায়ী, চারটি ফেইলিওর মোড বেশিরভাগ অপ্রত্যাশিত ঘটনার জন্য দায়ী:
স্থির বাতাসের হোভার টেস্টে এগুলোর কোনোটিই দৃশ্যমান হয় না, এবং উইন্ড টানেলে এগুলোর সবগুলোই পুনরুৎপাদন করা সম্ভব।
ছোট ক্যাটাগরির VTOL এয়ারক্রাফটের জন্য, ইউরোপীয় ফ্রেমওয়ার্ক হলো EASA-এর স্পেশাল কন্ডিশন SC-VTOL-01 , যা ২ জুলাই ২০১৯-এ প্রকাশিত হয়, এবং মে ২০২০ থেকে এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ (Means of Compliance) নথির একটি চলমান সিরিজ তৈরি করা হয়েছে।
একজন টেস্ট ইঞ্জিনিয়ারের জন্য গুরুত্বপূর্ণ বিষয়টি হলো পরিবেশগত সংজ্ঞার বিস্তৃতি। SC-VTOL যেকোনো দিক থেকে আসা বাতাসকে বিবেচনা করে — যার মধ্যে রয়েছে ক্রসউইন্ড, উইন্ড গ্রেডিয়েন্ট, দমকা বাতাস, উইন্ড শিয়ার এবং টার্বুলেন্স — এর পাশাপাশি আইসিং, বৃষ্টিপাত এবং তাপমাত্রাও অন্তর্ভুক্ত, এবং এগুলোকে হালকা, মাঝারি এবং তীব্র হিসেবে বর্ণিত বিভিন্ন মাত্রায় বিবেচনা করার প্রত্যাশা করে।
এই কাঠামোর দুটি ব্যবহারিক পরিণতি রয়েছে:
১. আপনার টেস্ট ম্যাট্রিক্স সংজ্ঞানুযায়ী মাল্টি-অ্যাক্সিস। হেডউইন্ডে পারফরম্যান্স প্রদর্শন করা খুব সামান্যই প্রমাণ করে; কন্ডিশন সেটটি দিকনির্দেশক এবং এতে অস্থিতিশীল উপাদান অন্তর্ভুক্ত থাকে। ২. সংখ্যাগুলো প্রোগ্রাম-নির্দিষ্ট। ঘোষিত ক্রসউইন্ড এবং টেইলউইন্ড সক্ষমতা একটি নির্দিষ্ট এয়ারক্রাফটের জন্য প্রযোজ্য Means of Compliance-এর মাধ্যমে প্রতিষ্ঠিত হয়, কোনো সর্বজনীন টেবিল থেকে পড়ে নয়। কেউ যদি eVTOL ক্রসউইন্ডের জন্য একটি একক সর্বজনীন সীমার কথা উল্লেখ করে, তবে তাকে সন্দেহের চোখে দেখা উচিত — এবং এর মধ্যে সরবরাহকারীরাও অন্তর্ভুক্ত।
তাই একটি টেস্ট ফ্যাসিলিটিকে অবশ্যই আপনার ঘোষিত এনভেলপের চারপাশে নির্দিষ্ট করতে হবে, সাথে মাঝারি এবং তীব্র পরিস্থিতিগুলো অন্বেষণ করার জন্য অতিরিক্ত মার্জিন রাখতে হবে।
এখানে তিন ধরনের কৌশল রয়েছে এবং গুরুত্বপূর্ণ প্রোগ্রামগুলো একাধিক কৌশল ব্যবহার করে।
প্যাসিভ টার্বুলেন্স জেনারেশন। আপস্ট্রিমে স্থাপিত গ্রিড, স্পায়ার, রাফনেস এলিমেন্ট এবং বাধাগুলো একটি নির্দিষ্ট প্রোফাইল এবং তীব্রতার সাথে একটি টার্বুলেন্ট বাউন্ডারি লেয়ার (boundary layer) তৈরি করে। এটি হলো ক্লাসিক উইন্ড-ইঞ্জিনিয়ারিং পদ্ধতি: সস্তা, স্থিতিশীল এবং অত্যন্ত পুনরাবৃত্তিযোগ্য, তবে একবার হার্ডওয়্যার সেট হয়ে গেলে টার্বুলেন্স স্পেকট্রাম মূলত স্থির হয়ে যায়।
অ্যাক্টিভ গাস্ট জেনারেশন। টেস্ট সেকশনের (test section) আপস্ট্রিমে অসিলেটিং ভেইনস, অথবা পৃথকভাবে নিয়ন্ত্রিত সেলযুক্ত ফ্যান অ্যারে, সময়-পরিবর্তনশীল প্রবাহ তৈরি করে — বিচ্ছিন্ন দমকা বাতাস, সাইনোসয়েডাল এক্সাইটেশন, হঠাৎ দিক পরিবর্তন, প্রোগ্রাম করা শিয়ার। একটি নির্দিষ্ট ঘটনা, যেমন ভবনের ওয়েক (wake) অতিক্রম করা, পুনরুৎপাদন করার এবং দুটি ভিন্ন কন্ট্রোল-ল (control-law) সংস্করণের জন্য হুবহু পুনরাবৃত্তি করার এটিই একমাত্র উপায়।
মডেল-স্কেল আরবান সিমুলেশন। ভার্টিপোর্ট এবং এর চারপাশের স্কেল মডেলগুলো আপস্ট্রিমে স্থাপন করা হয় এবং এয়ারক্রাফটটিকে তাদের তৈরি করা ওয়েকের ভেতরে পরীক্ষা করা হয়। এভাবেই টার্বুলেন্স ইনটেনসিটি নম্বরের মাধ্যমে আনুমানিক হিসাব করার পরিবর্তে নির্মিত পরিবেশ সরাসরি পরীক্ষায় প্রবেশ করে।
যেটিই ব্যবহার করা হোক না কেন, দুটি কনফিগারেশন সিদ্ধান্ত অন্য সবকিছুকে রূপ দেয়: যানটি ব্যালেন্সে মাউন্ট করা আছে কিনা — যা পরিষ্কার ফোর্স, মোমেন্ট এবং পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা প্রদান করে — নাকি একটি বড় ওপেন-জেট সেকশনে নিজস্ব অটোপাইলট লুপ ক্লোজ করে ফ্রি-ফ্লাইং করছে, যা এয়ারফ্রেমের পরিবর্তে সিস্টেমটিকে পরীক্ষা করে। হোভার থেকে ফরোয়ার্ড ফ্লাইটে রূপান্তর, যেখানে ইনক্লুড ফ্লো (inflow) অ্যাঙ্গেল পুরো রেঞ্জ জুড়ে সুইপ করে এবং রোটর ওয়েক ডানা ও কাঠামোর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, এটি পুনরুৎপাদন করার জন্য সবচেয়ে মূল্যবান ম্যানুভার এবং এর জন্য উভয়টিই প্রয়োজন।
একটি আরবান-অপারেশন যানের জন্য, ম্যাট্রিক্সটি সাধারণত যা কভার করে:
| ভেরিয়েবল | সাধারণ রেঞ্জ | এটি কেন গুরুত্বপূর্ণ |
|---|---|---|
| বাতাসের গতি (Wind speed) | ০ থেকে ডিজাইন ক্রসউইন্ড সীমা পর্যন্ত, সাথে মার্জিন | প্রতিটি পয়েন্টে কন্ট্রোল মার্জিন স্থাপন করে |
| অ্যাজিমুথ (Azimuth) | সম্পূর্ণ ৩৬০°, রেজোলিউশন ১৫°–৩০° | ক্রসউইন্ড রেসপন্স খুব কমই প্রতিসম (symmetric) হয় |
| ইনক্লুড ফ্লো অ্যাঙ্গেল (Inflow angle) | হোভার থেকে ফরোয়ার্ড ফ্লাইট পর্যন্ত | রোটর-উইং মিথস্ক্রিয়া, ট্রানজিশন আচরণ |
| দমকা বাতাসের অ্যাম্পলিচিউড এবং রাইজ টাইম | বিচ্ছিন্ন দমকা বাতাস, বিভিন্ন রাইজ টাইম | সর্বোচ্চ মানের চেয়ে পরিবর্তনের হার বেশি গুরুত্বপূর্ণ |
| টার্বুলেন্স ইনটেনসিটি | হালকা, মাঝারি, তীব্র | নিয়ন্ত্রক অ্যাম্পলিচিউড ভাষার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ |
| ডিসেন্ট রেট (Descent rate) | ভরটেক্স রিং বাউন্ডারির মধ্য দিয়ে | অবতরণ (Approach) হলো সর্বোচ্চ ঝুঁকির পর্যায় |
| কনফিগারেশন | পেলোড, CG, একটি রোটর বিকল | যেখানে মার্জিন সবার আগে শেষ হয়ে যায় |
ন্যূনতম পরিমাপ করা হয়: ব্যালেন্সে ফোর্স এবং মোমেন্ট, প্রতি-রোটর RPM এবং কারেন্ট, নির্দেশিত বনাম অর্জিত অ্যাটিটিউড এবং পজিশন, পেলোড বা কেবিন লোকেশনে অ্যাক্সিলারেশন এবং টানেল ইনস্ট্রুমেন্টেশন থেকে ইনক্লুড ফ্লো (inflow) রেফারেন্স।
আপনি যদি কোনো টানেলে সময় ভাড়া নেওয়ার পরিবর্তে একটি উইন্ড টানেল নির্দিষ্ট করে থাকেন, তবে চারটি সংখ্যা প্রাধান্য পায়:
ক্লোজড-লুপ আর্কিটেকচারগুলো এখানে আধিপত্য বিস্তার করে ঠিক সেই কারণেই যে কারণে তারা অন্য কোথাও আধিপত্য বিস্তার করে: পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা, তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ এবং রানিং কস্ট — এর ট্রেড-অফ
গবেষণার জন্য ক্লোজড-সার্কিট বনাম ওপেন-সার্কিট উইন্ড টানেল-এ তুলে ধরা হয়েছে এবং এর পেছনের ওরিয়েন্টেশন সিদ্ধান্ত আমাদের
অনুভূমিক, উল্লম্ব এবং আনত উইন্ড টানেল-এ রয়েছে।
আরবান এয়ার মোবিলিটি এমন একটি পরিবেশের বিপরীতে সার্টিফাইড হচ্ছে যা দিকনির্দেশক, অস্থিতিশীল এবং সাইট-নির্দিষ্ট। সেই মান পূরণের অর্থ হলো একটি এয়ারক্রাফট বাস্তব ভবনগুলোর মধ্যে অবতরণ করার অনেক আগেই, মাটিতে শত শত বার পুনরাবৃত্তিযোগ্যভাবে এটি পুনরুৎপাদন করা।
আমরা ঠিক এই ধরনের কাজের জন্যই কাস্টম টেস্ট ফ্যাসিলিটি ডিজাইন এবং নির্মাণ করি — যানের আকার অনুযায়ী ক্লোজড-লুপ উইন্ড টানেল, যেখানে অ্যারোডাইনামিক কনসেপ্ট থেকে শুরু করে লো-স্পিড স্ট্যাবিলিটি, গাস্ট জেনারেশন এবং ইনস্ট্রুমেন্টেশন ইন্টিগ্রেশন পরিকল্পিত থাকে, এবং প্রোগ্রামটি পরিপক্ব হওয়ার সাথে সাথে এতে ক্লাইমেট ও ডিউরেবিলিটি মডিউল যুক্ত করা যায়। আমাদের শুরুর বিন্দু হলো আপনার টেস্ট ম্যাট্রিক্স, কোনো ক্যাটালগ নয়।
আপনার এনভেলপ এবং যানের ডাইমেনশন আমাদের পাঠান এবং আমরা একটি ফ্যাসিলিটি কনসেপ্ট নিয়ে ফিরে আসব: সেকশন সাইজ, স্পিড রেঞ্জ, ড্রাইভ পাওয়ার এবং বিল্ডিং ফুটপ্রিন্ট।
আপনার eVTOL বা ড্রোন ক্রসউইন্ড টেস্টিংয়ের প্রয়োজনীয়তা সম্পর্কে আমাদের ইঞ্জিনিয়ারিং টিমের সাথে কথা বলুন
৩০ অক্টোবর, ২০২৬
১৩ অক্টোবর, ২০২৬
৯ অক্টোবর, ২০২৬