பொதுவாக விமானங்கள் இருவகை:
ஒன்று நாம் அதிகம் பயன்படுத்தும் fixed-wing விமானங்கள்.
மற்றது ஹெலிகாப்ட்டர் போன்ற rotary-wing
விமானங்கள் (rotor-craft).
இங்கு நாம் fixed-wing விமானங்களை மட்டும் கவனிப்போம்.
Fixed-wing விமானங்களின் பறத்தல் செயல்பாட்டில் பங்கு வகிக்கும் பாகங்களில்
இறக்கை (wing), இயந்திரம் (engine), வால் இறக்கைகள் (tail wings) ஆகிய மூன்றும் மிக முக்கியம்.
முதலில் விமான இயந்திரங்களை எடுத்துக்கொள்வோம்.
இவை ஒரேயொரு செயல்ப்பாட்டைத்தான் செய்கின்றன. அச்செயல்பாடு விமானத்தை முன்நோக்கி
அதி விரைவாக தள்ளுவது.
இந்த இயந்திரங்கள் தமக்கு முன் உள்ள வளியை உள்ளிழுத்து அதிவிரைவாக (பொறியியல் முறை மூலம்
அல்லது இரசயான தாக்குதலின் மூலம்) பின்
தள்ளும்.
அதனால் அந்த இயந்திரமும் அதனுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள விமானமும் மிக வேகமாக முன் தள்ளப்படும்.
இரண்டாவதாக இறக்கைகளை எடுத்துக்
கொள்வோம். இறக்கைகள் விமானத்தை புவியீர்ப்புக்கு எதிராக மேல் எழுப்புவதற்கு மட்டுமே
பயன்படுகின்றன.
இயற்கையின் இரகசியங்களில் ஒன்றை அறிந்த
போதே மனிதன் விமானங்களில் பறக்க
ஆரம்பித்தான்.
அந்த இரகசியம் இந்த இறக்கைகளுள் பதிந்துள்ளது. அந்த இரகசியம் என்ன?
நெதர்லாந்தில் பிறந்த சுவிஸ் விஞ்ஞானியான Daniel Bernoulli என்பவரே (1700:02:08 – 1782:03:17) இந்த இரகசியத்துக்கு முதலில் வெளிச்சம் தந்தவர்.
இயற்கையின் நியதிப்படி ஒரு மேற்பரப்பை தழுவி செல்லும் ஒரு பதார்த்தம் (உதாரணம் வளி) அந்த மேற்பரப்பில் ஏற்படுத்தும் அமுக்கமானது
அந்த பதார்த்தத்தின் வேகத்திற்கு எதிர்மறை
ஆகும்.
சுருங்க கூறின் ஒரு பதார்த்தத்தின் வேகம் கூட அது ஏற்படுத்தும் அமுக்கம் குறையும்.
உதாரணமாக விமான இறக்கைகளின் கீழால் ஓடும் வளியை விட மேலால் ஓடும் வளியின் வேகத்தை அதிகரித்தபோது,
வேகம் கூடிய வளி குறைந்த அமுக்கத்தை ஏற்படுத்தியது.
இறக்கையின் மேலே குறைந்த அமுக்கமும், கீழே கூடிய அமுக்கமும் உருவான போது விமானம் மேலே தள்ளப்பட்டது.
அது சரி எப்படி ஒரே வளியை இறக்கைக்கு மேலே வேகமாகவும், கீழே வேகம் குறைவாகவும் செலுத்துவது?
அங்குதான் விமான இறக்கை வடிவமைப்பு முக்கியமாகிறது.
இந்த இறக்கைகளின் அமைப்பும் பறவைகளின் இறக்கை அமைப்பை ஒத்தன.
விமான இறக்கைகளின் மேல் பரப்பு மேலே வளைந்து காணப்படும். அதனால் அந்த இறக்கையின் முன் நுனியில் இருந்து
பின் நுனி வரையான நீளத்தை அளந்து பார்த்தால் மேல்பகுதி நீளம் கூடியதாக இருக்கும்.
ஒரே வளியின் மேல்கற்றை நீளம் கூடிய பாதையினூடு ஒரே அளவு நேரத்தில் செல்லவதாயின்
அது கீழே சென்ற வளியைவிட வேகமாக சென்றிருக்கவேண்டும்.
அது இறக்கையின் மேல் பக்கத்தில் உள்ள அமுக்கத்தை குறைக்கும்.
அதாவது இயந்திரங்கள் இறக்கையை வேகமாக முன் இழுக்க,
அது மிக வேகமான வளி ஓட்டத்தை இறக்கைகளின் மேலேயும் கீழேயும் உருவாக்க,
இறக்கையின் அமைப்பு காரணமாக மேல்பரப்பை
தழுவி செல்லும் வளியின் வேகம் கீழ் பரப்பை தழுவி செல்லும் வளியைவிட அதிகமாக்க,
இறக்கையின் மேல் பகுதி அமுக்கம் குறைய, இறக்கையும் அத்துடன் பொருத்தப்பட விமானமும் மேலே செல்லும். இயந்திர வேகம் குறைய அவை கீழே வரும்.
மூன்றாவதாக வால் இறக்கைகள்
எடுத்துக்கொள்வோம்.
இவை விமானத்தை மேல்/கீழ் நோக்கி திருப்பவும் (nose up/nose down, இது pitch என அழைக்கப்படும்),
இடம்/வலம் திருப்பவும் (left/right, இது yaw என அழைக்கப்படும்) விமானியால் பயன்படுத்தப்படும். இவ்வாறே விமானி விமானத்தை கட்டுப்படுத்துவார்.
கிடையாவுள்ள வால் இறக்கைகள் மேல்/கீழ் நோக்கி விரைவாக விமானத்தை திருப்பவும்,
நிலைக்குத்து வாலில் உள்ள பாகங்கள் இடம்/வலம் திரும்பவும் பயன்படும்.
அவைதான் விமானம்கள் பறப்பதற்கான இரகசியம். இவ்வாறே 90 அல்லது 95% விமானங்கள் செயல்படும்.
ஆனால் மிக சிறு எண்ணிக்கையிலான விமானங்கள் குறிப்பாக சில யுத்த விமானக்கள் மேல் கூறியவற்றுக்கு முரணாகவும் செயல்படும்.
அமெரிக்காவின் Osprey விமானம் மேல் எழும்போது தனது இயந்திரத்தை மேல்நோக்கி திருப்பி செங்குத்தாக மேல் எழும்.
பிரித்தானியாவின் Harrier யுத்த விமானம் இயந்திரத்தி பின்னே வெளியேறும் எரிக்கப்பட்ட வளியை கீழே திருப்பிவிட்டு மேல் எழும்.
மேலும் சில உண்மைகள்:
1. பொதுவாக விமானக்கள் தாமாக பின் நோக்கி செல்ல மாட்டா.
அதனால் தான் விமான நிலையங்களில் இவை tug களினால் பின்தள்ளி விடப்படும்.
2. உராய்வை குறைக்க, பறக்கும் போது சக்கரங்கள் உள்ளே இழுக்கப்படும்.
3. அதிபெரிய விமானமான Airbus 380 அதிகூடிய அளவில் 320,000 litres எரிபொருளை கொண்டிருக்கும்.
அறிவியல் இன்று வரை அறிவியலில் பல விந்தைகள் இருந்தாலும்,
பலரும் பரவசப்படுவது விமானம் எப்படி பறக்கிறது என்பதுதான்.
பலமுறை விமானத்தில் பயணம் செய்பவர்களுக்கு கூட எப்படி விமானம் காற்றில் எழும்பி பறக்கிறது என்ற ஆச்சிரியம் ஒவ்வொரு முறை பறக்கும்போதும் வரும்.
சரி… எப்படித்தான் அந்த மிகப்பெரிய ஊர்த்தி காற்றில் பறக்கிறது…
இந்த விஷயத்திற்கு போவதுற்கு முன் சில அடிப்படை விஷயங்களை நாம் புரிந்துகொள்ள வேண்டி இருக்கிறது.
how-airplane-landing
ஒரு பறக்கும் பொருளில் நாலு விதமான விசைகள் உண்டு
A ஒரு பறக்கும் பொருளை, மேல்நோக்கி இழுக்கும் லிப்ட் (Lift)
B முன்னோக்கி இழுக்கும் த்ரஸ்ட் – Thrust
C கீழ்நோக்கி இழுக்கும் எடை – Weight
D பின்னோக்கி இழுக்கும் டிராக் – Drag
ஒரு விமானம் ஒரே உயரத்தில், நேராக பறக்க இந்த கணிதக்கூற்று சமனாக இருக்க வேண்டும்
Weight=Lift
Drag=Thrust
த்ரஸ்ட், டிரேகைவிட அதிகமாக இருக்கும்போது விமானத்தின் வேகம் கூடும்.
டிராக் த்ரஸ்டை விட அதிகமாக இருக்கும்போது விமானத்தின் வேகம் குறையும்
விமானத்தின் எடை ‘லிப்ட்’ விசையை விட கூடுதலாக இருக்கும்போது விமானம் கீழிறங்கும்
விமானத்தின் ‘லிப்ட்’ விசை விமானத்தின் எடையைவிட அதிகமாக இருக்கும் போது விமானம் மேல் எழும்பும் சரி…
பலருக்கு இப்போ ஒன்று நன்றாக புரியும், விமானம் முன்னே செல்வதற்கான விசையை கொடுப்பது விமானத்தின் இஞ்சின் என்று,
அதாவது த்ரஸ்ட் விசையை கொடுப்பது இஞ்சின்,
அதே போல விமானத்தில் ‘டிராக் விசையை கொடுப்பது’ காற்றினால் விமானத்தில் ஏற்படும் உராய்வுகள்,
இஞ்சின் ஆப் செய்யப்பட்டால் சிறிது நேரத்தில் விமானம் மெதுவாகிவிட காற்றினால் ஏற்படும் உராய்வே கார்ணம் (அதாவது வானத்தில்).
ஒருவேளை பூமியில் காற்று இல்லையென்றால், இஞ்சினை ஆப் செய்தாலும் விமானம் மெதுவாக முடியாது.
(பலருக்கு ஒரு விஷயம் ஆச்சரியமாக இருக்கும், ஏன் விமானம் மேலே எழும்பியவுடன் சக்கரத்தை உள்ளே இழுத்துக்கொள்கிறது,
வெளியிலேயே இருந்தால் என்ன கெட்டுவிட்டது என்று. இதை செய்வதற்கு காரணம்,
காற்றினால் சக்கரத்தில் ஏற்படும் உராய்வை தடுப்பதுதான்.
அந்த உராய்வுடன் பறந்தால் விமான எரிபொருள் செலவு இருமடங்காக இருக்கும், மேலும் அதிக வேகத்தை விரைவில் எட்ட முடியாது)
விமானத்தில் கீழ் நோக்கு விசையை கொடுப்பது இமானத்தின் சொந்த எடை மற்றும் புவி ஈர்ப்பு விசை இது எல்லோருக்குமே தெரிந்திருக்கும்
பலருக்கும் புரியாத புதிராக இருப்பது விமானத்தின் மேலிழுக்கும் விசை எங்கு உற்பத்தி ஆகிறது என்பதுதான்.
இது சற்று சுவாரஸ்யமானது
ஹெலிகாப்டரின் மேலெழும்பு விசை அதன் மேலிருக்கும் விசிறியால் வருகிறது என பலர் சொல்லிவிடுவார்கள்,
விமானத்திற்கு முன்னே செல்லும் விசைதானே உள்ளது, மேலே எப்படி எழும்புகிறது என்ற கேள்வி பலர் மனதில் இருக்கும்.
உண்மையில் விமானத்தின் மேலுழும்பு விசையை தருவதும் அதே எஞ்சின்தான் , சற்று மறைமுகமாக
விமானத்தின் மேல் நோக்கு தூக்கு சக்தி உற்பத்தி செய்யப்படுவது அதன் இறக்கை, விமானத்தின் வேகம், மற்றும் காற்றின் கூட்டணியில்தான் .
இந்த மூன்றில் ஒன்று இல்லாவிட்டாலும் தூக்கு சக்தி உருவாகாது , விமானம் பறக்காது.
அதாவது இறக்கைஇல்லாவிட்டாலும் பறக்க
முடியாது, விமானத்தில் வேகம் இல்லாவிட்டாலும் பறக்க முடியாது,
காற்று இல்லாமல் மீதி இரண்டும் இருந்தாலும் பறக்க முடியாது
விமானத்தின் இறக்கையை கூர்ந்து கவனித்தால்
ஒன்று புரியும், (மிகவும் கூர்ந்து கவனிக்க வேண்டும்).
விமானத்தின் இறக்கையின் மேல்பாகம் சற்று, மிகவும் சற்று மேல் நோக்கி வளைந்திருக்கும்.
கீழ்பாகம் தட்டையாக இருக்கும். இதை
சாதாரணமாக இறக்கையை பார்த்தால்கூட
கண்ணுக்கு எளிதாக தெரியாது,
அதை தொட்டுப்பார்த்தால் தான் தெரியும் இந்த மேல்நோக்கிய வளைவு எதற்காக? இங்கு தான் விஷயம் உள்ளது
காற்று அசுரவேகத்தில் விமானத்தின் இறக்கையோடு உராயும்போது,
விமானத்தின் இறக்கையின் மேற்புறம் ஒரு குறைந்த காற்றுழத்த மண்டலம் உருவாகுகிறது,
கீழ்புறம் காற்றழுத்தத்தில் எந்த மாற்றமும் இல்லை. ஒரு புறம் அதிக காற்றழுத்தம் ஒரு புறம் குறைந்த காற்றழுத்தம் இருக்கும்போது,
குறைந்த காற்றுழத்த பகுதியை நோக்கி பொருள் ஈர்க்கப்படுவது அறிவியல் நியதி
(Vacuum Cleaner பொருளை உள்ளே இழுப்பது குறைந்த காற்றழுத்தத்தை உள்ளே உருவாக்குவதினால்தான்).
விமானத்தை மேல்நோக்கி இழுக்கும் விசை, விமானத்துக்கும் காற்றுக்குமான ரிலேடிவ் வேகத்தையும்,
இறக்கையின் பரப்பளவையும் பொருத்தே அமையும்
அதனால்தான் எடை அதிகமான விமானத்தின் இறக்கை பெரியதாக அதிக பரப்பளவுள்லதாக இருக்கும்.
இப்போது காற்றுக்கும் விமானத்திற்குமான ரிலேடிவ் வேகத்தை எது தீர்மாணிக்கிறது?
சந்தேகமில்லாமல் விமானத்தின் வேகம், அதை தீர்மாணிப்பது எது?
விமானத்தின் இஞ்சின் , எனவே விமானத்தின் மேலெழும்பு சக்தியையும் கொடுப்பது,
அதே இஞ்சின் தான் என்பது தெளிவாகிறது அல்லவா?
அதனால்தான் விமானம் மெதுவாக ஓடும்போது அதற்கு பறக்கும் சக்தி இருக்காது.
(எலிகாப்டரின் மேலெழும்பு விசைக்கும் வேகத்திற்கும் சம்மந்தம் இல்லை என்பதால்
அது ஓடாமலே மேலே எழும்புகிறது, ஆனால் விமானத்தின் முன் செல்லும் வேகம் எலிகாப்டருக்கு வராது).
இது எல்லாம் சேர்ந்துதான் விமானம் இப்படி டேக் ஆப் ஆகிறது.
ஓடுதளம்..
விமானம் ஓடினால் மட்டும் அல்ல, அதே வேகத்தில் காற்று புயல்போல அடித்தாலும்
(அந்த வேகத்திற்கு காற்று அடிப்பது கடினம்தான்) விமானம் நின்றுகொண்டிருந்தால் கூட விமானம் தூக்கப்பட்டுவிடும்.
கடும் புயல் அடிகும் போது, சில ஓட்டு வீட்டு கூறைகள் பீய்த்துக்கொண்டு மேலெழும்பி காற்றில் பரப்பதற்கான காரணம் இப்போது புரிகிறதா?
அதனால்தான் குறைந்தபட்சம் ஒரு குறிப்பிட்ட வேகத்தில் விமானம் சென்றே ஆகவேண்டிய கட்டாயத்தில் எப்போதும் உள்ளது,
அப்போதுதான் அதன் இறக்கையில் மேலிழுக்கும் சக்தி தொடர்ச்சியாக அதன் எடையை சமன் செய்யும்.
அந்த வேகத்திலிருந்து குறைந்தால் விமானம் கீழே இறங்க துவங்கிவிடும்.
மெதுவாக போவது, சாவகாசமாக போவது எல்லாம் விமானத்திற்கு வேலைக்கே ஆகாது
ஒரு டெயில் பீஸ், இந்த இறக்கை மேட்டர் எல்லாம் காற்று உள்ள இடங்களில் மட்டும்தான்.
பூமியை தாண்டி வின்வெளிக்கு சென்றுவிட்டால் பறப்பதற்கு இறக்கை தேவைப்படாது
ஒன்று நாம் அதிகம் பயன்படுத்தும் fixed-wing விமானங்கள்.
மற்றது ஹெலிகாப்ட்டர் போன்ற rotary-wing
விமானங்கள் (rotor-craft).
இங்கு நாம் fixed-wing விமானங்களை மட்டும் கவனிப்போம்.
Fixed-wing விமானங்களின் பறத்தல் செயல்பாட்டில் பங்கு வகிக்கும் பாகங்களில்
இறக்கை (wing), இயந்திரம் (engine), வால் இறக்கைகள் (tail wings) ஆகிய மூன்றும் மிக முக்கியம்.
முதலில் விமான இயந்திரங்களை எடுத்துக்கொள்வோம்.
இவை ஒரேயொரு செயல்ப்பாட்டைத்தான் செய்கின்றன. அச்செயல்பாடு விமானத்தை முன்நோக்கி
அதி விரைவாக தள்ளுவது.
இந்த இயந்திரங்கள் தமக்கு முன் உள்ள வளியை உள்ளிழுத்து அதிவிரைவாக (பொறியியல் முறை மூலம்
அல்லது இரசயான தாக்குதலின் மூலம்) பின்
தள்ளும்.
அதனால் அந்த இயந்திரமும் அதனுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள விமானமும் மிக வேகமாக முன் தள்ளப்படும்.
இரண்டாவதாக இறக்கைகளை எடுத்துக்
கொள்வோம். இறக்கைகள் விமானத்தை புவியீர்ப்புக்கு எதிராக மேல் எழுப்புவதற்கு மட்டுமே
பயன்படுகின்றன.
இயற்கையின் இரகசியங்களில் ஒன்றை அறிந்த
போதே மனிதன் விமானங்களில் பறக்க
ஆரம்பித்தான்.
அந்த இரகசியம் இந்த இறக்கைகளுள் பதிந்துள்ளது. அந்த இரகசியம் என்ன?
நெதர்லாந்தில் பிறந்த சுவிஸ் விஞ்ஞானியான Daniel Bernoulli என்பவரே (1700:02:08 – 1782:03:17) இந்த இரகசியத்துக்கு முதலில் வெளிச்சம் தந்தவர்.
இயற்கையின் நியதிப்படி ஒரு மேற்பரப்பை தழுவி செல்லும் ஒரு பதார்த்தம் (உதாரணம் வளி) அந்த மேற்பரப்பில் ஏற்படுத்தும் அமுக்கமானது
அந்த பதார்த்தத்தின் வேகத்திற்கு எதிர்மறை
ஆகும்.
சுருங்க கூறின் ஒரு பதார்த்தத்தின் வேகம் கூட அது ஏற்படுத்தும் அமுக்கம் குறையும்.
உதாரணமாக விமான இறக்கைகளின் கீழால் ஓடும் வளியை விட மேலால் ஓடும் வளியின் வேகத்தை அதிகரித்தபோது,
வேகம் கூடிய வளி குறைந்த அமுக்கத்தை ஏற்படுத்தியது.
இறக்கையின் மேலே குறைந்த அமுக்கமும், கீழே கூடிய அமுக்கமும் உருவான போது விமானம் மேலே தள்ளப்பட்டது.
அது சரி எப்படி ஒரே வளியை இறக்கைக்கு மேலே வேகமாகவும், கீழே வேகம் குறைவாகவும் செலுத்துவது?
அங்குதான் விமான இறக்கை வடிவமைப்பு முக்கியமாகிறது.
இந்த இறக்கைகளின் அமைப்பும் பறவைகளின் இறக்கை அமைப்பை ஒத்தன.
விமான இறக்கைகளின் மேல் பரப்பு மேலே வளைந்து காணப்படும். அதனால் அந்த இறக்கையின் முன் நுனியில் இருந்து
பின் நுனி வரையான நீளத்தை அளந்து பார்த்தால் மேல்பகுதி நீளம் கூடியதாக இருக்கும்.
ஒரே வளியின் மேல்கற்றை நீளம் கூடிய பாதையினூடு ஒரே அளவு நேரத்தில் செல்லவதாயின்
அது கீழே சென்ற வளியைவிட வேகமாக சென்றிருக்கவேண்டும்.
அது இறக்கையின் மேல் பக்கத்தில் உள்ள அமுக்கத்தை குறைக்கும்.
அதாவது இயந்திரங்கள் இறக்கையை வேகமாக முன் இழுக்க,
அது மிக வேகமான வளி ஓட்டத்தை இறக்கைகளின் மேலேயும் கீழேயும் உருவாக்க,
இறக்கையின் அமைப்பு காரணமாக மேல்பரப்பை
தழுவி செல்லும் வளியின் வேகம் கீழ் பரப்பை தழுவி செல்லும் வளியைவிட அதிகமாக்க,
இறக்கையின் மேல் பகுதி அமுக்கம் குறைய, இறக்கையும் அத்துடன் பொருத்தப்பட விமானமும் மேலே செல்லும். இயந்திர வேகம் குறைய அவை கீழே வரும்.
மூன்றாவதாக வால் இறக்கைகள்
எடுத்துக்கொள்வோம்.
இவை விமானத்தை மேல்/கீழ் நோக்கி திருப்பவும் (nose up/nose down, இது pitch என அழைக்கப்படும்),
இடம்/வலம் திருப்பவும் (left/right, இது yaw என அழைக்கப்படும்) விமானியால் பயன்படுத்தப்படும். இவ்வாறே விமானி விமானத்தை கட்டுப்படுத்துவார்.
கிடையாவுள்ள வால் இறக்கைகள் மேல்/கீழ் நோக்கி விரைவாக விமானத்தை திருப்பவும்,
நிலைக்குத்து வாலில் உள்ள பாகங்கள் இடம்/வலம் திரும்பவும் பயன்படும்.
அவைதான் விமானம்கள் பறப்பதற்கான இரகசியம். இவ்வாறே 90 அல்லது 95% விமானங்கள் செயல்படும்.
ஆனால் மிக சிறு எண்ணிக்கையிலான விமானங்கள் குறிப்பாக சில யுத்த விமானக்கள் மேல் கூறியவற்றுக்கு முரணாகவும் செயல்படும்.
அமெரிக்காவின் Osprey விமானம் மேல் எழும்போது தனது இயந்திரத்தை மேல்நோக்கி திருப்பி செங்குத்தாக மேல் எழும்.
பிரித்தானியாவின் Harrier யுத்த விமானம் இயந்திரத்தி பின்னே வெளியேறும் எரிக்கப்பட்ட வளியை கீழே திருப்பிவிட்டு மேல் எழும்.
மேலும் சில உண்மைகள்:
1. பொதுவாக விமானக்கள் தாமாக பின் நோக்கி செல்ல மாட்டா.
அதனால் தான் விமான நிலையங்களில் இவை tug களினால் பின்தள்ளி விடப்படும்.
2. உராய்வை குறைக்க, பறக்கும் போது சக்கரங்கள் உள்ளே இழுக்கப்படும்.
3. அதிபெரிய விமானமான Airbus 380 அதிகூடிய அளவில் 320,000 litres எரிபொருளை கொண்டிருக்கும்.
அறிவியல் இன்று வரை அறிவியலில் பல விந்தைகள் இருந்தாலும்,
பலரும் பரவசப்படுவது விமானம் எப்படி பறக்கிறது என்பதுதான்.
பலமுறை விமானத்தில் பயணம் செய்பவர்களுக்கு கூட எப்படி விமானம் காற்றில் எழும்பி பறக்கிறது என்ற ஆச்சிரியம் ஒவ்வொரு முறை பறக்கும்போதும் வரும்.
சரி… எப்படித்தான் அந்த மிகப்பெரிய ஊர்த்தி காற்றில் பறக்கிறது…
இந்த விஷயத்திற்கு போவதுற்கு முன் சில அடிப்படை விஷயங்களை நாம் புரிந்துகொள்ள வேண்டி இருக்கிறது.
how-airplane-landing
ஒரு பறக்கும் பொருளில் நாலு விதமான விசைகள் உண்டு
A ஒரு பறக்கும் பொருளை, மேல்நோக்கி இழுக்கும் லிப்ட் (Lift)
B முன்னோக்கி இழுக்கும் த்ரஸ்ட் – Thrust
C கீழ்நோக்கி இழுக்கும் எடை – Weight
D பின்னோக்கி இழுக்கும் டிராக் – Drag
ஒரு விமானம் ஒரே உயரத்தில், நேராக பறக்க இந்த கணிதக்கூற்று சமனாக இருக்க வேண்டும்
Weight=Lift
Drag=Thrust
த்ரஸ்ட், டிரேகைவிட அதிகமாக இருக்கும்போது விமானத்தின் வேகம் கூடும்.
டிராக் த்ரஸ்டை விட அதிகமாக இருக்கும்போது விமானத்தின் வேகம் குறையும்
விமானத்தின் எடை ‘லிப்ட்’ விசையை விட கூடுதலாக இருக்கும்போது விமானம் கீழிறங்கும்
விமானத்தின் ‘லிப்ட்’ விசை விமானத்தின் எடையைவிட அதிகமாக இருக்கும் போது விமானம் மேல் எழும்பும் சரி…
பலருக்கு இப்போ ஒன்று நன்றாக புரியும், விமானம் முன்னே செல்வதற்கான விசையை கொடுப்பது விமானத்தின் இஞ்சின் என்று,
அதாவது த்ரஸ்ட் விசையை கொடுப்பது இஞ்சின்,
அதே போல விமானத்தில் ‘டிராக் விசையை கொடுப்பது’ காற்றினால் விமானத்தில் ஏற்படும் உராய்வுகள்,
இஞ்சின் ஆப் செய்யப்பட்டால் சிறிது நேரத்தில் விமானம் மெதுவாகிவிட காற்றினால் ஏற்படும் உராய்வே கார்ணம் (அதாவது வானத்தில்).
ஒருவேளை பூமியில் காற்று இல்லையென்றால், இஞ்சினை ஆப் செய்தாலும் விமானம் மெதுவாக முடியாது.
(பலருக்கு ஒரு விஷயம் ஆச்சரியமாக இருக்கும், ஏன் விமானம் மேலே எழும்பியவுடன் சக்கரத்தை உள்ளே இழுத்துக்கொள்கிறது,
வெளியிலேயே இருந்தால் என்ன கெட்டுவிட்டது என்று. இதை செய்வதற்கு காரணம்,
காற்றினால் சக்கரத்தில் ஏற்படும் உராய்வை தடுப்பதுதான்.
அந்த உராய்வுடன் பறந்தால் விமான எரிபொருள் செலவு இருமடங்காக இருக்கும், மேலும் அதிக வேகத்தை விரைவில் எட்ட முடியாது)
விமானத்தில் கீழ் நோக்கு விசையை கொடுப்பது இமானத்தின் சொந்த எடை மற்றும் புவி ஈர்ப்பு விசை இது எல்லோருக்குமே தெரிந்திருக்கும்
பலருக்கும் புரியாத புதிராக இருப்பது விமானத்தின் மேலிழுக்கும் விசை எங்கு உற்பத்தி ஆகிறது என்பதுதான்.
இது சற்று சுவாரஸ்யமானது
ஹெலிகாப்டரின் மேலெழும்பு விசை அதன் மேலிருக்கும் விசிறியால் வருகிறது என பலர் சொல்லிவிடுவார்கள்,
விமானத்திற்கு முன்னே செல்லும் விசைதானே உள்ளது, மேலே எப்படி எழும்புகிறது என்ற கேள்வி பலர் மனதில் இருக்கும்.
உண்மையில் விமானத்தின் மேலுழும்பு விசையை தருவதும் அதே எஞ்சின்தான் , சற்று மறைமுகமாக
விமானத்தின் மேல் நோக்கு தூக்கு சக்தி உற்பத்தி செய்யப்படுவது அதன் இறக்கை, விமானத்தின் வேகம், மற்றும் காற்றின் கூட்டணியில்தான் .
இந்த மூன்றில் ஒன்று இல்லாவிட்டாலும் தூக்கு சக்தி உருவாகாது , விமானம் பறக்காது.
அதாவது இறக்கைஇல்லாவிட்டாலும் பறக்க
முடியாது, விமானத்தில் வேகம் இல்லாவிட்டாலும் பறக்க முடியாது,
காற்று இல்லாமல் மீதி இரண்டும் இருந்தாலும் பறக்க முடியாது
விமானத்தின் இறக்கையை கூர்ந்து கவனித்தால்
ஒன்று புரியும், (மிகவும் கூர்ந்து கவனிக்க வேண்டும்).
விமானத்தின் இறக்கையின் மேல்பாகம் சற்று, மிகவும் சற்று மேல் நோக்கி வளைந்திருக்கும்.
கீழ்பாகம் தட்டையாக இருக்கும். இதை
சாதாரணமாக இறக்கையை பார்த்தால்கூட
கண்ணுக்கு எளிதாக தெரியாது,
அதை தொட்டுப்பார்த்தால் தான் தெரியும் இந்த மேல்நோக்கிய வளைவு எதற்காக? இங்கு தான் விஷயம் உள்ளது
காற்று அசுரவேகத்தில் விமானத்தின் இறக்கையோடு உராயும்போது,
விமானத்தின் இறக்கையின் மேற்புறம் ஒரு குறைந்த காற்றுழத்த மண்டலம் உருவாகுகிறது,
கீழ்புறம் காற்றழுத்தத்தில் எந்த மாற்றமும் இல்லை. ஒரு புறம் அதிக காற்றழுத்தம் ஒரு புறம் குறைந்த காற்றழுத்தம் இருக்கும்போது,
குறைந்த காற்றுழத்த பகுதியை நோக்கி பொருள் ஈர்க்கப்படுவது அறிவியல் நியதி
(Vacuum Cleaner பொருளை உள்ளே இழுப்பது குறைந்த காற்றழுத்தத்தை உள்ளே உருவாக்குவதினால்தான்).
விமானத்தை மேல்நோக்கி இழுக்கும் விசை, விமானத்துக்கும் காற்றுக்குமான ரிலேடிவ் வேகத்தையும்,
இறக்கையின் பரப்பளவையும் பொருத்தே அமையும்
அதனால்தான் எடை அதிகமான விமானத்தின் இறக்கை பெரியதாக அதிக பரப்பளவுள்லதாக இருக்கும்.
இப்போது காற்றுக்கும் விமானத்திற்குமான ரிலேடிவ் வேகத்தை எது தீர்மாணிக்கிறது?
சந்தேகமில்லாமல் விமானத்தின் வேகம், அதை தீர்மாணிப்பது எது?
விமானத்தின் இஞ்சின் , எனவே விமானத்தின் மேலெழும்பு சக்தியையும் கொடுப்பது,
அதே இஞ்சின் தான் என்பது தெளிவாகிறது அல்லவா?
அதனால்தான் விமானம் மெதுவாக ஓடும்போது அதற்கு பறக்கும் சக்தி இருக்காது.
(எலிகாப்டரின் மேலெழும்பு விசைக்கும் வேகத்திற்கும் சம்மந்தம் இல்லை என்பதால்
அது ஓடாமலே மேலே எழும்புகிறது, ஆனால் விமானத்தின் முன் செல்லும் வேகம் எலிகாப்டருக்கு வராது).
இது எல்லாம் சேர்ந்துதான் விமானம் இப்படி டேக் ஆப் ஆகிறது.
ஓடுதளம்..
விமானம் ஓடினால் மட்டும் அல்ல, அதே வேகத்தில் காற்று புயல்போல அடித்தாலும்
(அந்த வேகத்திற்கு காற்று அடிப்பது கடினம்தான்) விமானம் நின்றுகொண்டிருந்தால் கூட விமானம் தூக்கப்பட்டுவிடும்.
கடும் புயல் அடிகும் போது, சில ஓட்டு வீட்டு கூறைகள் பீய்த்துக்கொண்டு மேலெழும்பி காற்றில் பரப்பதற்கான காரணம் இப்போது புரிகிறதா?
அதனால்தான் குறைந்தபட்சம் ஒரு குறிப்பிட்ட வேகத்தில் விமானம் சென்றே ஆகவேண்டிய கட்டாயத்தில் எப்போதும் உள்ளது,
அப்போதுதான் அதன் இறக்கையில் மேலிழுக்கும் சக்தி தொடர்ச்சியாக அதன் எடையை சமன் செய்யும்.
அந்த வேகத்திலிருந்து குறைந்தால் விமானம் கீழே இறங்க துவங்கிவிடும்.
மெதுவாக போவது, சாவகாசமாக போவது எல்லாம் விமானத்திற்கு வேலைக்கே ஆகாது
ஒரு டெயில் பீஸ், இந்த இறக்கை மேட்டர் எல்லாம் காற்று உள்ள இடங்களில் மட்டும்தான்.
பூமியை தாண்டி வின்வெளிக்கு சென்றுவிட்டால் பறப்பதற்கு இறக்கை தேவைப்படாது
No comments:
Post a Comment