This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
എയ്‌റോസ്‌പേസ്‌ എന്‍ജിനീയറിങ്‌
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
Mksol (സംവാദം | സംഭാവനകള്‍)
(പുതിയ താള്‍: == എയ്‌റോസ്‌പേസ്‌ എന്‍ജിനീയറിങ്‌ == ബഹിരാകാശവാഹനങ്ങളുടെയും ഭ...)
അടുത്ത വ്യത്യാസം →
10:34, 18 ഏപ്രില്‍ 2014-നു നിലവിലുണ്ടായിരുന്ന രൂപം
എയ്‌റോസ്‌പേസ്‌ എന്‍ജിനീയറിങ്‌
ബഹിരാകാശവാഹനങ്ങളുടെയും ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിൽ പറക്കുന്ന വാഹനങ്ങളുടെയും ഡിസൈന്‍, നിർമാണം, പ്രവർത്തനം, വികസനം എന്നിവയെ സംബന്ധിച്ച സാങ്കേതികശാസ്‌ത്രശാഖ. ഇതിന്‌ പ്രധാനമായും രണ്ട്‌ ഉപവിഭാഗങ്ങളാണുള്ളത്‌; എയ്‌റോനോട്ടിക്കൽ എന്‍ജിനീയറിങ്ങും അസ്‌ട്രാനോട്ടിക്കൽ എന്‍ജിനീയറിങ്ങും. എയ്‌റോനോട്ടിക്കൽ എന്‍ജിനീയറിങ്‌ ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിൽ പറക്കുന്ന വാഹനങ്ങളെക്കുറിച്ചും അസ്‌ട്രാനോട്ടിക്കൽ എന്‍ജിനീയറിങ്‌ ബാഹ്യാകാശ വാഹനങ്ങളെക്കുറിച്ചുമുള്ള ശാസ്‌ത്രശാഖകളാണ്‌. അസ്‌ട്രാനോട്ടിക്കൽ എന്‍ജിനീയറിങ്ങിനെ "റോക്കറ്റ്‌ സയന്‍സ്‌' എന്ന്‌ വ്യവഹാരഭാഷയിൽ പറയാറുണ്ട്‌.
വിമാനങ്ങള്‍ക്കും ബഹിരാകാശവാഹനങ്ങള്‍ക്കും അന്തരീക്ഷമർദത്തിലും താപനിലയിലുമുള്ള വലിയ വ്യതിയാനങ്ങള്‍ക്ക്‌ വിധേയമാകേണ്ടിവരാറുണ്ട്‌. അതിനാൽ ഇവയുടെ നിർമാണം, ഡിസൈനിങ്‌ തുടങ്ങിയവ സൂക്ഷ്‌മവും വിവിധതരം എന്‍ജിനീയറിങ്‌ സാങ്കേതികതയുടെ സംയോജിതമായ പ്രവർത്തനം ആവശ്യപ്പെടുന്നതുമാണ്‌.
എയ്‌റോഡൈനാമിക്‌സ്‌, പ്രാപ്പൽഷന്‍, എവിയോനിക്‌സ്‌, പദാർഥശാസ്‌ത്രം (material science) ഘടനാ വിശകലനം(structural analysis) നിർമാണശാസ്‌ത്രം തുടങ്ങിയ എന്‍ജിനീയറിങ്‌ ശാഖകള്‍ക്കൊക്കെ എയ്‌റോസ്‌പേസ്‌ എന്‍ജിനീയറിങ്ങിൽ സ്ഥാനമുണ്ട്‌. പ്രവർത്തനമേഖലയുടെ സങ്കീർണതകാരണം എയ്‌റോസ്‌പേസ്‌ എന്‍ജിനീയറിങ്‌ നിർവഹണത്തിന്‌ വിവിധശാഖകളിൽ പരിണതപ്രജ്ഞരായ എന്‍ജിനീയർമാരുടെ ഒരു സംഘംതന്നെ ആവശ്യമായിവരുന്നു.
ചരിത്രവും വികാസവും. 19-ാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനത്തോടെയോ 20-ാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആരംഭത്തോടെയോ ആണ്‌ എയ്‌റോസ്‌പേസ്‌ എന്‍ജിനീയറിങ്‌ എന്ന ശാസ്‌ത്രശാഖ വികസിച്ചത്‌. എന്നാൽ 18-ാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ അവസാനദശകത്തിൽ ആരംഭിച്ച, സർ ജോർജ്‌ കെയ്‌ലിയുടെ പരിശ്രമങ്ങള്‍ എയ്‌റോനോട്ടിക്കൽ എന്‍ജിനീയറിങ്ങിന്റെ തുടക്കമായി കരുതാവുന്നതാണ്‌. 18-ാം നൂറ്റാണ്ടിൽത്തന്നെ എയ്‌റോസ്‌പേസ്‌ എന്‍ജിനീയറിങ്ങിന്റെ അടിസ്ഥാനവിഷയമായ, ഫ്‌ളൂയിഡ്‌ ഡൈനാമിക്‌സിനെ (fluid dynamics)ക്കുറിച്ച്‌ ശാസ്‌ത്രജ്ഞർക്ക്‌ അറിവുണ്ടായിരുന്നു. റൈറ്റ്‌ സഹോദരന്മാർ വിമാനം കണ്ടുപിടിച്ച്‌ നിരവധി വർഷങ്ങള്‍ക്കുശേഷം 1910-ലാണ്‌ എയ്‌റോനോട്ടിക്കൽ എന്‍ജിനീയറിങ്ങിൽ നിർണായകമായ സാങ്കേതികവികാസം ഉണ്ടാകുന്നത്‌. പട്ടാളവിമാനങ്ങളുടെ നിർമാണത്തിൽ ഈ സാങ്കേതികത വലിയ കുതിപ്പുകള്‍ക്ക്‌ കാരണമായി.
കൂടുതൽ ഭാരം വഹിക്കുന്നതിനും, വേഗത വർധിപ്പിക്കുന്നതിനും കൂടുതൽ ഉയരത്തിലേക്ക്‌ പറന്നുയരുന്നതിനും കഴിയത്തക്കവിധത്തിൽ ആകാശവാഹനങ്ങള്‍ പരിഷ്‌കരിക്കുന്നതിനുള്ള ശ്രമങ്ങളാണ്‌ തുടർന്നുണ്ടായത്‌. രണ്ടാംലോകയുദ്ധം വരെ വെൽഡുചെയ്‌ത ഉരുക്കുകൊണ്ടുണ്ടാക്കിയ ഫ്യൂസിലേജും മരം കൊണ്ടു നിർമിച്ച സ്‌പാർ ചിറകും ഉള്ളതും ഫാബ്രിക്‌ കൊണ്ട്‌ മൂടപ്പെട്ടതുമായ ബൈപ്ലെയിനോ, ബാഹ്യമായി ബ്രസ്‌ ചെയ്യപ്പെട്ട മോണോപ്ലെയിനോ ആയിരുന്നു പ്രചാരത്തിലിരുന്നത്‌. രണ്ടാംലോകയുദ്ധകാലത്താണ്‌ എയ്‌റോനോട്ടിക്കൽ എന്‍ജിനീയറിങ്ങിന്റെ വികാസം ത്വരിതമായത്‌. അതുവരെ പ്രചാരത്തിലിരുന്ന ആന്തരദഹനയന്ത്രങ്ങള്‍ (internal combustion engines)ക്കു പകരമായി ടാർബോജറ്റ്‌ എന്‍ജിനുകള്‍ ആവിഷ്‌കരിക്കപ്പെട്ടു. രണ്ടാംലോകയുദ്ധകാലത്തിനു ശേഷമുള്ള കാലഘട്ടത്തിൽ സൂപ്പർസോണിക്‌ ജെറ്റ്‌ വിമാനങ്ങള്‍ രംഗത്തുവന്നു. ഇതിനുവേണ്ടി വായുഗതിതന്ത്രം, സ്ഥിരതയും നിയന്ത്രണവും തുടങ്ങിയവ സംബന്ധിച്ച വിപുലമായ പഠനം അനിവാര്യമായി വന്നു. രണ്ടാംലോകയുദ്ധത്തിനുശേഷമുള്ള കാലയളവിലുണ്ടായ പുരോഗതിയും വളരെ വേഗത്തിലായിരുന്നു. വിമാനങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനക്ഷമത വളരെയധികം മെച്ചപ്പെട്ടു. വെൽഡുചെയ്‌ത ഫ്രയിംഘടന ഉപേക്ഷിക്കപ്പെട്ടു. അലുമിനിയം, മഗ്നീഷ്യം, നല്ല വലിവുറപ്പു(tensile strength)ള്ള ഉരുക്ക്‌ എന്നിവ ചേർന്ന ഭാരക്കുറവുള്ള കൂട്ടുലോഹങ്ങളുടെ ആവിർഭാവം എയ്‌റോനോട്ടിക്കൽ എന്‍ജിനീയറിങ്ങിന്റെ വികാസത്തിന്‌ ആക്കംകൂട്ടി. ദ്രവചാലിത സ്വയംപ്രവർത്തക നിയന്ത്രണ(hydraulic automatic control) മാർഗങ്ങളുടെ ആവിർഭാവത്തോടെ വ്യോമവാഹനങ്ങളെ കൂടുതൽ ഫലപ്രദമായി മനുഷ്യന്‌ നിയന്ത്രിക്കാന്‍ കഴിയുമെന്നായി. ഇത്‌ എയ്‌റോനോട്ടിക്കൽ എന്‍ജിനീയറിങ്ങിൽ ഒരു പുതിയ യുഗപ്പിറവിക്കിടയാക്കി. ആകാശവാഹനങ്ങളുടെ ഡിസൈനിനും വികസനത്തിനുംവേണ്ടി ഭൗതികശാസ്‌ത്രത്തെയും ഗണിതശാസ്‌ത്രത്തെയും കൂടുതൽ കൂടുതൽ ഉപയോഗപ്പെടുത്താനുള്ള പ്രവണത വളർന്നുകൊണ്ടിരുന്നു. വികസിത രാജ്യങ്ങളിൽ മാത്രമല്ല, ഇന്ത്യയെപ്പോലുള്ള വികസ്വരരാജ്യങ്ങളിലും ഒട്ടേറെ എയ്‌റോനോട്ടിക്കൽ സ്ഥാപനങ്ങള്‍ പുതുതായി തുറക്കപ്പെട്ടു.
ഗവേഷണവും വികസനവും. വിവിധഘട്ടങ്ങളായി ദീർഘമായ ഗവേഷണത്തിന്റെയും വികസനത്തിന്റെയും അടിസ്ഥാനത്തിലാണ്‌ പുതിയ വിമാനങ്ങള്‍ ഡിസൈന്‍ ചെയ്‌തു നിർമിക്കപ്പെടുന്നത്‌. പല രാജ്യങ്ങളിലും സർവകലാശാലകളിലാണ്‌ ഗവേഷണത്തിലേറിയപങ്കും നിർവഹിക്കപ്പെടുന്നത്‌. അടിസ്ഥാനപ്രശ്‌നങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള മെച്ചപ്പെട്ട അറിവിലേക്കു നയിക്കുന്ന ഗവേഷണങ്ങളാണ്‌ ഈ രംഗത്തു പ്രവർത്തിക്കുന്ന സർവകലാശാലകളിൽ നടക്കുന്നത്‌. ഇത്തരം ഗവേഷണമേഖലകളെ സാമാന്യമായി താഴെക്കാണുംവിധം തരംതിരിക്കാം: (1) കമ്പന(vibration)ത്തിന്റെ വേഗതാഗണനം (2) സംരചനാസ്ഥിരത്വം(stability of structure), (3) പ്രതിബലസാന്ദ്രണം (stress concentration), (4) ശ്രാന്തി(fatigue), (5) സീമാന്തസ്‌തരത്തിന്റെ അന്യോന്യക്രിയയും നിയന്ത്രണവും (boundary layer interaction and control), (6) ആഘാതതരംഗങ്ങള്‍, (7) ഉയർന്ന വേഗതകളിലുള്ള വായുഗതികതാപനം, (8) കംപ്രസ്സറുകള്‍, ടർബൈനുകള്‍ തുടങ്ങിയവയിലെ സങ്കീർണമായ ത്രിവീയപ്രവാഹത്തെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങള്‍ മുതലായവ.
അടിസ്ഥാന ഗവേഷണത്തെ ഉപയോഗപ്പെടുത്തിക്കൊണ്ട്‌ വിമാനനിർമാതാക്കള്‍ പുതിയ വിമാനം ഡിസൈന്‍ ചെയ്‌തു നിർമിക്കുകയും അതിന്റെ പ്രവർത്തനം പരിശോധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. വിശദമായ ഡിസൈന്‍ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുമുമ്പ്‌ ഒരു സാങ്കല്‌പിക ഡിസൈന്‍ തയ്യാറാക്കുമ്പോള്‍ വായുതുരങ്കത്തിൽ (wind tunnel) പരീക്ഷണങ്ങള്‍ നടത്തി ഡിസൈനിന്റെ വായുഗതികസ്വഭാവങ്ങള്‍ കണ്ടുപിടിക്കുന്നു. വായുതുരങ്കത്തിനനുയോജ്യമായ വിധത്തിൽ വിമാനത്തിന്റെ പരീക്ഷണമാതൃകകള്‍ (test models) ഉണ്ടാക്കുന്നു. വായുഗതിക സമരൂപതാ നിയമം (dynamic similarity rule) ഉപയോഗിച്ച്‌ മാതൃകകൊണ്ടുള്ള പരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഫലത്തിൽ നിന്നു യഥാർഥ വിമാനത്തിനുണ്ടാകാവുന്ന പ്രത്യേകതകള്‍ കണക്കാക്കാവുന്നതാണ്‌. ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ വായുഗതികരൂപം ലഭിക്കുന്നതിനായി പരീക്ഷണങ്ങളുടെ ഒരു ശൃംഖല തന്നെ നടത്താറുണ്ട്‌. വായുഗതികരൂപം നിശ്ചയിക്കപ്പെട്ടു കഴിഞ്ഞാൽ ആവശ്യമായ ബാഹ്യാകൃതി ലഭിക്കത്തക്കവിധത്തിൽ സംരചനയുടെ ഡിസൈന്‍ സമഗ്രമായും വിശദമായും തന്നെ തയ്യാറാക്കപ്പെടുന്നു. ആവശ്യമുള്ള പ്രവർത്തനക്ഷമത വിമാനത്തിന്‌ ലഭിക്കത്തവിധത്തിൽ ഉറപ്പും ഭാരക്കുറവും ഉള്ള രീതിയിലായിരിക്കും ഡിസൈന്‍ തയ്യാറാക്കുന്നത്‌. ഡിസൈന്‍ ചെയ്യപ്പെട്ട വിമാനത്തിനുവേണ്ട നോദനം (propulsion)ഉത്‌പാദിപ്പിക്കാന്‍ കഴിവുള്ള ഒരു എന്‍ജിന്‍ നോദനവിഭാഗം തെരഞ്ഞെടുക്കുന്നു. നിയന്ത്രണഭാഗങ്ങളുടെ ഡിസൈനിന്റെ ചുമതല വഹിക്കുന്നത്‌ നിയന്ത്രണനിർദേശക വകുപ്പായിരിക്കും. സൂപ്പർസോണികവേഗതകളിൽ പറക്കുന്ന ആധുനികവിമാനങ്ങള്‍ക്ക്‌ മൂന്ന്‌ അക്ഷങ്ങളിലും സ്വയം പ്രവർത്തിക്കുന്ന സ്ഥിരത്വ സംവർധന സജ്ജീകരണങ്ങള്‍ (stability augmentation devices) ആവശ്യമായി വരുന്നു. നിയന്ത്രണ പ്രതലങ്ങളെ സ്വയമേവ ചലിപ്പിക്കുന്ന വിദ്യുത്‌-യാന്ത്രിക ഉപകരണങ്ങളാണ്‌ ഇവ. ഈ പ്രവൃത്തി ചെയ്യുന്ന എയ്‌റോനോട്ടിക്കൽ എന്‍ജിനീയർമാർക്ക്‌ വായുഗതികതന്ത്രം, ഫ്‌ളൈറ്റ്‌ ഡൈനാമിക്‌സ്‌, ഇലക്‌ട്രാണിക്‌സ്‌, നിയന്ത്രണ സിദ്ധാന്തം (control theory)എന്നിവയിൽ വേണ്ടത്ര അറിവ്‌ ഉണ്ടായിരിക്കേണ്ടതാണ്‌. അവസാനം എയ്‌റോനോട്ടിക്കൽ എന്‍ജിനീയർമാരും ടെസ്റ്റുപൈലറ്റുമാരും അടങ്ങുന്ന ഒരു പരീക്ഷണവിഭാഗം വിമാനത്തിന്റെ പരീക്ഷണപറപ്പിക്കൽ നടത്തുന്നു. ഇത്‌ വളരെ പ്രധാനമായ ഒരു ഘട്ടമാണ്‌. ഈ ഘട്ടത്തിൽ വിമാനത്തിന്‌ വിശ്വാസയോഗ്യതാ സർട്ടിഫിക്കറ്റ്‌ ലഭിക്കത്തക്ക വിധത്തിൽ അതിന്റെ പൂർണമായ വിനിർദേശങ്ങള്‍ (specifications)ക്കനുസൃതമായി വിമാനം കർശനപരീക്ഷണങ്ങള്‍ക്ക്‌ വിധേയമാക്കപ്പെടുന്നു.
വിമാനത്തിന്റെ ഉപയോഗമേഖലയ്‌ക്കനുസരിച്ച്‌ വിനിർദേശങ്ങള്‍ക്കും വ്യത്യാസമുണ്ടായിരിക്കും. യുദ്ധവിമാനങ്ങള്‍ ചെറിയവയായിരിക്കുമ്പോള്‍ ബോംബർ വിമാനങ്ങള്‍ ഭാരം കൂടിയവയായിരിക്കും. ഹ്രസ്വദൂരമുപയോഗിച്ച്‌ പൊങ്ങിപ്പറക്കൽ (shorttake Off), ലംബമായി പറന്ന്‌ പൊങ്ങലും ഇറങ്ങലും (Vertical Take Off and Landing), ഉന്നത ഉയരത്തിൽ പറക്കൽ, എയ്‌റോബാറ്റിക്‌സിൽ ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത, താഴ്‌ന്ന ഉയരങ്ങളിൽ ആക്രമണം നടത്താനുള്ള കഴിവ്‌ തുടങ്ങിയ ഭിന്നലക്ഷ്യങ്ങള്‍ക്കനുസരിച്ച്‌ വിനിർദേശങ്ങളും വ്യത്യസ്‌തമായിരിക്കും. ഹ്രസ്വയാത്രാദൂരം, മധ്യമയാത്രാദൂരം, കടലിന്‌ കുറുകെയുള്ള സഞ്ചാരം, റണ്‍വേയുടെ ദൈർഘ്യം, യാത്രക്കാരുടെ ഇരിപ്പിടസൗകര്യം തുടങ്ങിയവ യാത്രാവിമാനങ്ങളുടെ ഡിസൈനിൽ പരിഗണിക്കപ്പെടുന്നു.
ബഹിരാകാശ വാഹനങ്ങളെ സംബന്ധിച്ചാവുമ്പോള്‍ നിർവാതാവസ്ഥ കൂടി കണക്കിലെടുക്കേണ്ടതുണ്ട്‌. ഇതൊഴിച്ചാൽ റോക്കറ്റുകള്‍ക്കും ബഹിരാകാശ വാഹനങ്ങള്‍ക്കും അഭിമുഖീകരിക്കേണ്ട പ്രശ്‌നങ്ങള്‍ അന്തരീക്ഷത്തിൽ വിമാനം പറക്കുമ്പോഴുള്ളതിൽ നിന്നു വ്യത്യസ്‌തമല്ല.
