എങ്ങനെയാണ് ഒരു വിമാനം പറക്കുന്നത് എന്ന് അറിയാമോ?

ഇത് കുഞ്ഞുനളു മുതലേ നാം ഓരോരുത്തരും മനസ്സില്‍ കൊണ്ടു നടക്കുന്ന വലിയൊരു ചോദ്യമാണ്. ഇത്രയും ഭാരമേറിയ ഒരു വാഹനത്തെ വായുവിൽ ഇങ്ങനെ പറത്താന്‍ സഹായിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്?

ഭൂമി തന്റെ സമീപത്തുള്ള എല്ലാ വസ്തുവിന്മേലും ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലം പ്രയോഗിക്കുന്നുണ്ടെന്നും ഈ ആകര്‍ഷണബലത്തിന്റെ ഫലമായാണ് വസ്തുക്കള്‍ ഭൂമിയിലേക്ക് പതിക്കുന്നതെന്നും നമുക്ക് അറിയാവുന്ന കാര്യമാണ്. ഈ ഗുരുത്വാകർഷണബലത്തെ അതിജീവിച്ചുകൊണ്ട് അന്തരിക്ഷത്തില്‍ ഒരു വസ്തു തങ്ങിനില്‍ക്കണമെങ്കില്‍ ഭൂമി അതിന്മേൽ ചെലുത്തുന്ന ഗുരുത്വാകര്‍ഷണ ബലത്തിന്റെ വിപരീതദിശയിൽ, ഈ വലിവിനു തുല്യമായ ഒരു പ്രതിബലം മുകളിലേക്ക് നൽകേണ്ടത് ആവശ്യമാണല്ലോ. ഈ പ്രതിബലത്തിനെയാണ് എയറോ ഡൈനാമിക്സിൽ “ലിഫ്റ്റ്” എന്നു പറയുന്നത്. ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണവും ലിഫ്റ്റും ഒരേ പോലെ ആണെങ്കില്‍ ആ വസ്തു അന്തരീക്ഷത്തില്‍ തങ്ങിനില്‍ക്കും. അങ്ങനെയെങ്കില്‍ ഒരു വിമാനം പറക്കാന്‍ അതിന്റെ ഭാരം, യാത്രക്കാർ, കാർഗോ, ഇന്ധനം എന്നിവ മുഴുവനും പൂർണ്ണമായും അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് ഉയർത്തി നിർത്തുന്നതിന് ആവശ്യമായ ലിഫ്റ്റ് ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കുന്നതിന് അതിന്റെ സാങ്കേതികവിദ്യയില്‍ സാധ്യമായിരിക്കണം. ഒരു വിമാനത്തിന്റെ ലിഫ്റ്റ് അതിനു നല്‍കുന്നത് പ്രധാനമായും ചിറകുകളാണ്. പക്ഷേ ചിറകുകള്‍ ഉണ്ടായതുകൊണ്ട്മാത്രം ലിഫ്റ്റ് സ്വയം ഉണ്ടാവുകയില്ല. വിമാനത്തിന്റെ ചിറകുകളില്‍ കൂടി അതിവേഗത്തില്‍ വായു കടന്നു പോകുമ്പോഴാണ് അതിന്റെ ലിഫ്റ്റ്‌ ഉണ്ടാകുന്നത്.

വിമാനത്തിന്റെ ചിറകുകള്‍ക്കുള്ള ആകൃതി ഒരു ഏയ്‌റോ ഫോയില്‍ രീതിയിലാണ്. അതു മാത്രവുമല്ല ചിറകിന്റെ മുൻ‌വശത്തേക്കാൾ ഒരല്പം താഴേക്ക് ചെരിഞ്ഞ് വളഞ്ഞാണ് പുറകില്‍. വിമാനത്തിന്റെ ഫ്യുസലേജിനോട് (ബോഡി) അടുക്കുംതോറും ഈ ചരിവ് കൂടിയും ചിറകിന്റെ അറ്റത്തേക്ക് പോകുന്തോറും ചരിവു കുറഞ്ഞുമാണ് വിമാനച്ചിറകള്‍ നിര്‍മ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.

എയറോഫോയിലുകൾ ഒരു ഫ്ലൂയിഡിലൂടെ അതായത് വായുവിലൂടെ നീങ്ങുമ്പോൾ അവയുടെ ആകൃതിയുടെ പ്രത്യേകതമൂലം ലിഫ്റ്റ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു തള്ളൽ ഉണ്ടാക്കുവാൻ ശേഷിയുള്ളതുമാണ്. ഒരു എയറോഫോയിൽ വായുവിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോൾ അതിന്റെ മുൻഭാഗം തൊട്ടു മുമ്പിലുള്ള വായുമണ്ഡലത്തെ രണ്ടുഭാഗങ്ങളായി വിഭജിക്കുകയും ഒരു ഭാഗം എയറോഫോയിലിന്റെ മുകൾ ഭാഗത്തുകൂടി ഒരു വളഞ്ഞപാതയിലൂടെ എയറോഫോയിലിന്റെ പിന്നറ്റത്തേക്ക് പോകുമ്പോൾ മറ്റൊരു ഭാഗം എയറോഫോയിലിന്റെ അടിവശത്തുകൂടി കടന്നുപോകുയും ചെയ്യുന്നു. മുകളിലൂടെ പോകുന്ന വായുപ്രവാഹം, താഴെയുള്ളതിനേക്കാൾ കൂടിയ വേഗത്തിലാണ് കടന്നുപോകുന്നത്. ഈ രീതിയിലുള്ള വായുസഞ്ചാരം എയറോഫോയിലിന്റെ മുകൾ വശത്ത് ഒരു ന്യൂനമർദ്ദമേഖലയും ഉണ്ടാക്കും. എയറോഫോയിലിന്റെ അടിയിൽ നിന്നും ഈ ന്യൂനമർദ്ദമേഖലയിലേക്ക് ഉണ്ടാകുന്ന ശക്തമായ തള്ളൽ എയറോഫോയിലിനെ മുകളിലേക്ക് തള്ളുയും ചെയ്യും. ഇതിനെയാണ് ലിഫ്റ്റ് എന്ന് പറയുന്നത്.

ഒരു വിമാനം ടേക്ക്‍-ഓഫിനായി റണ്‍‌വേയിലൂടെ ഓടുന്നു. വിമാനം മുമ്പോട്ട് നീങ്ങുകയാണെങ്കില്‍ വായുവിലൂടെ മുമ്പോട്ട് നീങ്ങുന്ന ചിറകുകൾ അവ കടന്നുപോകുന്ന ഭാഗത്തുള്ള വായുവിനെ ചിറകിന്റെ അടിയിലേക്ക് തള്ളിവിടുന്നു. വിമാനത്തിന്റെ വേഗത വർദ്ധിക്കുന്തോറും ഇപ്രകാരം ചിറകുകൾ താഴേക്ക് തള്ളിവിടുന്ന വായുവിന്റെ അളവും ഗതിവേഗവും കൂടുന്നു. ഒപ്പം ഒരു ഉച്ച-ന്യൂനമർദ്ദ മേഖലയും ചിറകിന്റെ അടിയിലും മുകളിലുമായി യഥാക്രമം രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇങ്ങനെ വായുവിൽ വിമാനത്തിന്റെ ചിറക് ഉണ്ടാക്കുന്ന ചലന-ബല പ്രവർത്തനങ്ങള്‍ക്ക് തുല്ല്യമായ ഒരു പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനം ചിറകുകളില്‍ ഉണ്ടാകും. ഇപ്രകാരം അതീവ മര്‍ദ്ദത്തില്‍ താഴേക്ക് തള്ളപ്പെടുന്ന വായുവിന്റെ ശക്തിയെ പ്രതിരോധിച്ചുകൊണ്ടുള്ള ഒരു പ്രതിപ്രവർത്തനമാണ് ചിറകിനെ മുകളിലേക്ക് തള്ളുന്ന ലിഫ്റ്റ്. വിമാനത്തിന്റെ വേഗത വര്‍ധിച്ച് ഒരു പരിധിയിലെത്തുമ്പോള്‍ ലിഫ്റ്റിന്റെ പരിമാണം, വിമാനത്തിന്റെ ഭാരത്തിനൊപ്പം അതായത് ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലത്തോളം എത്തുന്നു. ഇങ്ങനെ ലിഫ്റ്റും ഭൂഗുരുത്വാകര്‍ഷണവും ഒരേ അളവില്‍ വിപരീത ദിശകളില്‍ ആകുന്ന അവസരത്തലാണ് വീലുകളുടെ സഹായമില്ലാതെ തന്നെ വിമാനത്തിന് വായുവിൽ സ്വതന്ത്രമായി നില്‍ക്കാനാകുന്നത്. എന്നു വെച്ചാല്‍ ഇപ്പോള്‍ വിമാനത്തിന്റെ ചിറകുകളാണ് അതിന്റെ ഭാരം മുഴുവൻ താങ്ങി നിര്‍ത്തുന്നത്. ഇങ്ങനെ വരുമ്പോള്‍ വിമാനത്തെ മുകളിലേക്ക് ചരിഞ്ഞ ഒരു പാതയിയില്‍ തിരിച്ചാല്‍ വിമാനം വായുവിലേക്ക് ഉയരുന്നു. ചരിഞ്ഞ പാതയിൽ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് ഉയരുന്ന വിമാനം ഒരു ഒരു നിശ്ചിത ഉയരത്തിൽ എത്തിക്കഴിയുമ്പോൾ അതിനെ തിരശ്ചീനമായ ഒരു പൊസിഷനിലേക്ക് മാറ്റുന്നു. ഇങ്ങനെയാണ് ഒരു വിമാനം പറക്കുന്നത്.

ഇപ്രകാരം ഒരു ലിഫ്റ്റ് ഉണ്ടാക്കിക്കൊണ്ട് മുമ്പോട്ട് പോകുവാൻ വേണ്ട ശക്തി വിമാനത്തിനു നൽകുന്നത് അതിന്റെ എഞ്ചിനുകള്‍ അതിനു നല്‍കുന്ന ഗതിവേഗമാണ്. എഞ്ചിനുകൾ വിമാനത്തിനു നൽകുന്ന മുമ്പോട്ടുള്ള ഗതിവേത്തെ “ത്രസ്റ്റ്” എന്നു വിളിക്കുന്നു. അന്തരീക്ഷ വായുമണ്ഡലവും വിമാനത്തിന്റെ മുമ്പോട്ടുള്ള ഗതിവേഗം പ്രദാനം ചെയ്യുന്ന എഞ്ചിനുകളും, ഈ ഗതിവേഗം ഉപയോഗിച്ചുകൊണ്ട് അന്തരീക്ഷവായുവിനെ ഒരു പ്രത്യേക ദിശയിലേക്ക് തിരിച്ചുവിട്ടുകൊണ്ട് ചിറകുകൾ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കുന്ന ലിഫ്റ്റും ചേർന്നാണ് ഒരു വിമാനത്തെ വായുവിൽ പറക്കുവാൻ സഹായിക്കുന്നത്.

ദീർഘദൂര യാത്രാവിമാനങ്ങൾ ഏതാണ്ട് 9 മുതൽ 13 കിലോമീറ്റർ ഉയരത്തിൽ ആണ് അധിക സമയവും പറക്കുക. ' Cruising Altitude " എന്നാണു ആ ഉയരത്തെ പറയുക. കടല്നിരപ്പിൽനിന്നും മുകളിലേക്ക് പോകുമ്പോൾ വായു തന്മാത്രകൾ കുറഞ്ഞു വരുന്നു. വായുതന്മാത്രകൾ കുറഞ്ഞാൽ വായു മൂലമുള്ള പ്രതിരോധവും കുറയുന്നു. പ്രതിരോധം കുറഞ്ഞാൽ വിമാനത്തിന് ഇന്ധനം കുറച്ചു ഉപയോഗിച്ചാൽ മതി.  ( ഇന്ധനം ലാഭം ).

വായു കുറവായതിനാൽ മണിക്കൂറിൽ  700 മുതൽ 900 കിലോമീറ്റർ വേഗതയിൽ വിമാനത്തിന് സുഖമായി സഞ്ചരിക്കാം. താഴ്ന്ന ഉയരത്തിൽ ഇത്ര വേഗം പറ്റില്ല. ( സ്പീഡ് കൂടുതൽ )

താഴ്ന്ന ഉയരത്തിൽ കാറ്റും, കോളും ( എയർ പോക്കറ്റുകൾ )
 കൂടുതലായിരിക്കും. അതിലൂടെ വിമാനം പോകുമ്പോൾ  കുലുക്കം അനുഭവപ്പെടും. ഉയരത്തിൽ കുലുക്കം കുറവായിരിക്കും. ( സുഖ യാത്ര )

കൂടിയ ഉയരത്തിൽ പോകുമ്പോൾ വിമാനത്തിന് എന്തെങ്കിലും കുഴപ്പം നേരിട്ടാൽ തീരുമാനം എടുക്കാനും, പ്രവർത്തിക്കാനും കൂടുതൽ സമയം ലഭിക്കും ( സുരക്ഷിതം )

കൂടുതൽ ഉയരത്തിൽ വിമാനം പറപ്പിച്ചാൽ ഇത്രയൊക്കെ ഗുണങ്ങൾ ഉണ്ട്. അപ്പോൾ വിമാനം ഇനിയും ഉയരത്തിൽ പറപ്പിക്കുവാൻ സാധിക്കുമോ ? ഇല്ല. യാത്രാവിമാനങ്ങൾ Cruising Altitude ഇത് പറക്കുവാൻ ഡിസൈൻ ചെയ്തതാണ്. ഉയരത്തിൽ പോയാൽ വിമാനത്തെ താങ്ങി നിർത്തുവാനുള്ള വായുമർദം ഉണ്ടാവില്ല. കൂടാതെ വായുവിലുള്ള ഓക്സിജൻ കൂടെ ഇന്ധനത്തിനൊപ്പ  കത്തിച്ചാണ് വിമാനത്തിന്റെ ജെറ്റ് എൻജിൻ പ്രവർത്തിക്കുന്നത്.   അതുകൊണ്ട് വായു പ്രതിരോധം കുറയ്ക്കുവാൻ ആവശ്യത്തിന് ഉയരത്തിലും, എന്നാൽ വിമാനത്തെ താങ്ങി നിർത്തുവാൻ ആവശ്യത്തിനു വായുമർദവുമുള്ള ഉയരവുമായ 9 മുതൽ 13 കിലോമീറ്റർ ഉയരത്തിൽ ആണ് അധിക സമയവും വിമാനം പറക്കുക.

Follow us on:
   
ഉപയോഗപ്രദമായ മറ്റുചില പേജുകൾ

No comments:

Post a Comment

മൂന്നാറിനെ മുക്കിയ വെള്ളപ്പൊക്കം

ചരിത്രപ്രസിദ്ധമായ 99 ലെ വെള്ളപ്പൊക്കത്തിലാണ് ആറായിരത്തോളം അടി ഉയരത്തിലുള്ള മൂന്നാർ മുങ്ങിയത്. 1924 ജൂലൈ 16നും 25നും ഇടയിൽ കേരളത്തിൽ പെയ്ത പ...