دو ہفتے، 130 ناٹ اور ایک جھکا ہوا بازو۔ ناسا کی ان بورڈ ماڈل ٹیسٹ مہم کے اندر آئسنگ ڈیٹا

فروری 2015 میں، ناسا کے انجینئرز نے دو ہفتے ایک ایسا کام کرتے ہوئے گزارے جو سننے میں آسان لگتا ہے لیکن انتہائی احتیاط کا تقاضا کرتا ہے۔ انہوں نے جان بوجھ کر ایک جھکے ہوئے بازو کو منجمد کیا۔ ان بورڈ ماڈل ٹیسٹ مہم، جو کامن ریسرچ ماڈل پروگرام کے تحت سویپٹ ونگ آئسنگ ریسرچ کوشش کا حصہ ہے، اس بات کو ریکارڈ کرنے کے لیے بنائی گئی تھی کہ جب فلیپ کی حرکت کے دوران جھکے ہوئے بازو کے اندرونی حصے پر برف جمتی ہے تو کیا ہوتا ہے۔ یہ علاقہ خاص طور پر دلچسپ ہے کیونکہ وہاں جسم، ہائی لفٹ ڈیوائسز اور پیچیدہ ہوا کا بہاؤ ایک دوسرے سے ملتے ہیں۔ جب برف اس منظر میں شامل ہوتی ہے تو ایرو ڈائنامکس حیران کن طریقوں سے بدل سکتی ہے۔

کیا آپ نے کبھی سوچا ہے کہ محققین کو کیسے معلوم ہوتا ہے کہ ہوائی جہاز کے اڑنے سے پہلے برف بازو پر کیا اثر ڈالتی ہے؟ جواب ہے ونڈ ٹنل، اسپرے بار اور احتیاط سے منتخب کردہ ٹیسٹ میٹرکس۔ دو ہفتوں کے دوران، 24 فروری سے 6 مارچ 2015 تک، ٹیم نے ایک ان بورڈ ونگ ماڈل کو برفانی حالات کی ایک رینج کا سامنا کرایا جو حقیقی پرواز کے ماحول کی نقل کرتے ہیں۔ کل ہوا کا درجہ حرارت تقریباً -23.8°C سے -1.4°C تک رہا۔ رفتار 130 ناٹ پر مستقل رہی۔ میڈین حجمی قطر، یا MVD، 20 سے 35 مائکرون تک تھا، اور مائع پانی کا مواد، یا LWC، 0.6 سے 1.4 گرام فی مکعب میٹر تک رہا۔ حملے کا زاویہ 2.1 سے 4.4 ڈگری کے درمیان مختلف تھا، اور پیمائشوں کے ایک ذیلی سیٹ میں فلیپ سیٹنگز 0 سے 15 ڈگری تک شامل تھیں۔ یہ وہ حالات ہیں جن کا سامنا ٹربائن سے چلنے والے ٹرانسپورٹ ہوائی جہاز کو ان بادلوں میں انتظار کرتے یا نیچے اترتے ہوئے ہو سکتا ہے جن میں انتہائی ٹھنڈے پانی کے قطرے ہوتے ہیں۔

اس مہم کو انتہائی مفید بنانے والی چیز ٹیسٹ لاگ میں تفصیل کی سطح ہے۔ ہر ڈیٹا قطار میں ٹنل اور اسپرے کے پیرامیٹرز شامل ہیں، جیسے ہوا کا دباؤ، پانی کا دباؤ، اسپرے کا دورانیہ، اور وہ عین وقت جب اسپرے سسٹم آن ہوا تھا۔ پہلا اندراج، رن TG2401، -8.7°C، 130 ناٹ، 25 مائکرون کا MVD، اور 1.0 g/m³ کا LWC تھا، جس میں فلیپ سیٹنگ 13.6 ڈگری تھی۔ بعد کے رنز ٹھنڈی ہوا میں منتقل ہوئے، بڑے اور چھوٹے قطروں کا تجربہ کیا، اور پانی کے مواد کو ایڈجسٹ کیا۔ ایک رن میں کل درجہ حرارت -20°C تھا جس میں 35 مائکرون کے قطرے اور 0.6 g/m³ LWC تھے۔ دوسرے میں 20 مائکرون کے قطرے استعمال ہوئے جن میں پانی کا مواد قدرے زیادہ تھا۔ نتیجہ ایک میٹرکس ہے جو محققین کو برف کی شکل پر درجہ حرارت، قطرے کے سائز اور پانی کے ارتکاز کے اثرات کو الگ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔

ٹنل کے حالات کے علاوہ، اس مہم نے ایک پریشر کوفیشینٹ ڈیٹاسیٹ تیار کیا جسے RDG نمبر کے ذریعے ترتیب دیا گیا ہے۔ یہ ڈیٹا حملے کا زاویہ، فلیپ انحراف اور ٹنل کی رفتار درج کرتا ہے، جو یہ سمجھنے میں مدد دیتا ہے کہ جب برف جمتی ہے اور فلیپ حرکت کرتے ہیں تو ان بورڈ بازو کے ساتھ پریشر فیلڈ کیسے بدلتا ہے۔ برف کی شکلوں کی تصاویر اور برف جمع ہونے کے ماس کا ڈیٹا ٹیسٹ ریکارڈ کے ساتھ ملتا ہے، لہٰذا ماڈل بنانے والوں کو بصری اور مقداری دونوں معیار ملتے ہیں۔

تو جدید ہوابازی کے لیے اس کا کیا مطلب ہے؟ جھکے ہوئے بازوؤں پر برف کا جمنا ایک معروف چیلنج ہے، خاص طور پر ناسیلز، سلیٹس اور فلیپس پر۔ ان بورڈ ونگ سیکشن پر، جہاں ہوا کا بہاؤ جسم اور ہائی لفٹ سسٹم سے متاثر ہوتا ہے، برف بہاؤ علیحدگی کے وقت اور اسٹال کے رویے کو بدل سکتی ہے۔ کامن ریسرچ ماڈل ایک کھلی اور اچھی طرح دستاویزی جیومیٹری پیش کرتا ہے جو صنعت اور تعلیمی اداروں کو جسمانی ٹیسٹ ڈیٹا کے خلاف اپنے کمپیوٹیشنل ٹولز کی توثیق کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ ان بورڈ ماڈل ٹیسٹ مہم اس فریم ورک میں ایک اہم اضافہ ہے، جو سمولیشن ماڈلز کو برف جمع ہونے کا حقیقی دنیا کا ڈیٹا فراہم کرتی ہے تاکہ آئسنگ کی پیش گوئی اور ہوائی جہاز کی سند کے طریقوں میں اعتماد بہتر ہو۔

یہ مہم ناسا کی ایک بڑی تحقیقی زنجیر کا حصہ ہے جس میں ہائی سپیڈ CRM، CRM-NLF اور CRM-HL کنفیگریشنز شامل ہیں۔ تفصیلی ٹنل ڈیٹا کو برف کے ماس اور پریشر کی پیمائشوں کے ساتھ ملا کر، ناسا ڈیزائنرز کو ترقی کے مراحل میں ہی آئسنگ کے اثرات کی پیش گوئی کرنے اور محفوظ اور زیادہ موثر ٹرانسپورٹ ہوائی جہاز بنانے میں مدد کر رہا ہے۔ ان لوگوں کے لیے جو معروف آئسنگ والی پرواز کے لیے ہوائی جہاز کی سند دینے کے عمل میں شامل ہیں، ان بورڈ ماڈل ڈیٹاسیٹ ایک قیمتی حوالہ ہے۔ یہ ایک نقشہ ہے جو انجینئرز کو یہ سمجھنے میں مدد دیتا ہے کہ جب منجمد حالات اگلے کنارے کو تبدیل کرتے ہیں تو جھکے ہوئے بازو کیسے ردعمل دیتے ہیں۔