എയ്‌റോനോട്ടിക്‌സ്‌

വ്യോമയാന വിജ്ഞാനീയം. എയ്‌റോനോട്ടിക്‌സ്‌ എന്ന പദം ഗ്രീക്ക്‌ ഭാഷയിലെ മലൃ(air), nautike (navigation, seamanship)എന്നീ പദങ്ങളുടെ സംയോജകഫലമാണ്‌. ഭൂമിയുടെ അന്തരീക്ഷത്തിൽ പറക്കുന്ന വാഹനങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനം, ഡിസൈന്‍, നിർമാണം, പരീക്ഷണം എന്നിവയെക്കുറിച്ചൊക്കെ എയ്‌റോനോട്ടിക്‌സ്‌ പ്രതിപാദിക്കുന്നു. വിമാനങ്ങള്‍, ഹെലിക്കോപ്‌ടറുകള്‍, ഭൂമിയുടെ വായുമണ്ഡലത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന റോക്കറ്റുകള്‍ എന്നിവ എയ്‌റോനോട്ടിക്‌സിന്റെ പരിധിയിൽപ്പെടുന്നു. വിമാനങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനമെന്ന പ്രാഥമിക സങ്കല്‌പത്തിനപ്പുറം, അവയുടെ വ്യാവസായിക സമ്പ്രദായങ്ങളിലേക്കും ഈ ശാസ്‌ത്രശാഖ ക്രമേണ വികസിതമായി.

ഫിസിക്കൽ സയന്‍സിന്റെ ഒരു ശാഖയായ എയ്‌റോഡൈനാമിക്‌സിന്റെ പ്രയോഗതലമായി എയ്‌റോനോട്ടിക്‌സിനെ പരിഗണിക്കാവുന്നതാണ്‌. വായുവിന്റെ ചലനം, ചലിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന വസ്‌തുക്കളുമായുള്ള വായുവിന്റെ സംവേദനം തുടങ്ങിയവയെ എയ്‌റോഡൈനാമിക്‌സ്‌ പഠനവിധേയമാകുന്നു.

ഏവിയേഷന്‍ എന്ന പദം പലപ്പോഴും എയ്‌റോനോട്ടിക്‌സ്‌ എന്നതിന്‌ പകരമായി ഉപയോഗിച്ചുകാണാറുണ്ട്‌. എന്നാൽ വായുവിനെക്കാള്‍ ഭാരംകുറഞ്ഞ ആകാശക്കപ്പലുകള്‍ (airships), ക്ഷപണസംബന്ധിയായ വാഹനങ്ങള്‍ (ballistic vehicle) തുടങ്ങിയവ ഏവിയേഷന്റെ പരിധിയിൽപ്പെടുന്നവയല്ല.

എയ്‌റോനോട്ടിക്‌സ്‌ (വികാസപരിണാമങ്ങള്‍)

എയ്‌റോനോട്ടിക്‌സിനെക്കുറിച്ചുള്ള ആദ്യപ്രതിപാദനം പുരാതന ഈജിപ്‌തുകാരുടെ പക്ഷിപ്പറക്കലുകളെക്കുറിച്ചുള്ള നിരീക്ഷണങ്ങളിലാണെന്ന്‌ കാണാം. ചീനാക്കാർ പറക്കുന്ന പട്ടങ്ങളെക്കുറിച്ച്‌ ആയിരക്കണക്കിനു വർഷങ്ങള്‍ മുമ്പുതന്നെ പ്രതിപാദിച്ചിരുന്നു. മധ്യകാല ഇസ്‌ലാം ശാസ്‌ത്രജ്ഞർ പക്ഷിപ്പറക്കലിനു പിന്നിലെ സാങ്കേതികതയെക്കുറിച്ച്‌ ബോധവാന്മാരായിരുന്നു.

ശാസ്‌ത്രീയമായി എയ്‌റോനോട്ടിക്‌സ്‌ പഠനം ആരംഭിക്കുന്നതിനുമുമ്പുതന്നെ, മനുഷ്യനിൽ പറക്കാനുള്ള ത്വര ഉണ്ടായിരുന്നതായി കാണാം. ഗ്രീക്ക്‌ ഇതിഹാസപുരുഷനായ ഇക്കാറസ്‌ (Icarus) പിതാവായ ഡേഡാലസുമൊത്ത്‌ (Daedalus) ജയിലിൽനിന്ന്‌ തൂവലും പശയും ചേർത്ത്‌ നിർമിച്ച ചിറകുകളുടെ സഹായത്തോടെ സൂര്യനിലേക്ക്‌ പറന്നുയർന്നതും, സൂര്യന്റെ ചൂടിൽ പശയുരുകി ചിറകറ്റ്‌ സമുദ്രത്തിൽ പതിച്ചതും മനുഷ്യന്റെ പറന്നുയരുവാനുള്ള അഭിലാഷത്തെ സാക്ഷ്യപ്പെടുത്തുന്നു.

എയ്‌റോഡൈനാമിക്‌സ്‌ പഠനത്തോടെ വായുവിന്റെ സ്വഭാവം, ചലനവേഗത തുടങ്ങിയ കാര്യങ്ങളിൽ മനുഷ്യന്‍ കൂടുതൽ അറിവുനേടി. ഇതോടെ പറക്കാനുള്ള ആഗ്രഹം കൂടുതൽ പ്രബലമായി. എട്ടാം നൂറ്റാണ്ടിൽത്തന്നെ കൊർദോബയിലെ (ദക്ഷിണസ്‌പെയിന്‍) ഇബ്‌ന്‍ ഫെർണാഡ്‌ (810-887) എന്ന ശാസ്‌ത്രജ്ഞന്‍ ഈ ദിശയിൽ പരിശ്രമിച്ചതായി കാണാം.

റോജർ ബേക്കണ്‍, ലിയാനാർഡോ ഡാവിഞ്ചി എന്നീ യൂറോപ്യന്‍ ശാസ്‌ത്രജ്ഞർ എയ്‌റോനോട്ടിക്‌സിന്റെ ആദ്യകാലപഠിതാക്കളാണ്‌. ലിയാനാർഡോ ഡാവിഞ്ചി 15-ാം നൂറ്റാണ്ടിൽ, ആദ്യത്തെ പറക്കൽ യന്ത്രം പക്ഷികളുടെ പറക്കലിനെ ആധാരമാക്കി വിഭാവനചെയ്‌തു. ഓണിതോപ്‌ടർ(Ornithopter)എന്ന ഈ വാഹനം പ്രായോഗികമായി വിജയിച്ചില്ല. ഇതിനായി ഉപയോഗിച്ച ചിറകുകള്‍ തീരെ ചെറുതായതുകാരണം വാഹനത്തെ ഉയർത്തുവാനുള്ള ഊർജം സംഭരിക്കാന്‍ അതിനു കഴിഞ്ഞില്ല. മറിച്ച്‌ കൂറ്റന്‍ ചിറകുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചപ്പോള്‍, ചിറകുകളെ ചലിപ്പിക്കുക എന്നത്‌ പ്രയാസകരമായി.

ഏവിയേഷന്‍ കൂടുതൽ ആധുനികമായ ദിശയിലേക്ക്‌ തിരിയുന്നത്‌ 1783-ൽ മോങ്‌ ഗോള്‍ഫിയ (Mont Golfier)സഹോദരന്മാർ നടത്തിയ പരീക്ഷണപ്പറക്കലോടെയാണ്‌. ജോസഫ്‌ മൈക്കൽ, ഷാക്വെ എത്യേന്‍ എന്നീ ഫ്രഞ്ചുകാരായ സഹോദരന്മാർ, ചൂടുവായു നിറച്ച ബലൂണ്‍ രൂപകല്‌പന ചെയ്‌തു. 3000 അടി ഉയർന്നുപൊങ്ങുകയും 10 മിനിട്ടോളം അന്തരീക്ഷത്തിൽ തങ്ങിനില്‌ക്കുകയും ചെയ്‌ത ഒരു ബലൂണുപയോഗിച്ച്‌, 1783-ൽ ഇവർ തങ്ങളുടെ കണ്ടുപിടിത്തം വിശദീകരിച്ചു. അതേവർഷംതന്നെ ഒരു ചെമ്മരിയാട്‌, താറാവ്‌, പൂവന്‍കോഴി എന്നിവയെ അവർ ബലൂണിലെ യാത്രികരാക്കി. തുടർന്ന്‌ പ്രഥമ മനുഷ്യബലൂണ്‍ യാത്ര സംഘടിപ്പിക്കുകയും ചെയ്‌തു. ബലൂണുകളുടെ പരിമിതി അതിന്‌ ലംബമാനമായ(vertical)ദിശയിൽ മാത്രമേ ചരിക്കാനാവൂ എന്നതായിരുന്നു. ഇഷ്‌ടംപോലെ തിരിച്ചുവിടാവുന്ന തരത്തിൽ (dirigible) അതിനെ പരിഷ്‌കരിച്ചത്‌ ഴാന്‍-പീയ്‌ർ-ബ്ലാങ്‌ഷർ എന്ന ഫ്രഞ്ച്‌ ബലൂണ്‍യാത്രികനാണ്‌. മനുഷ്യരെ വഹിക്കുന്ന ബലൂണുകള്‍ 1784-ൽ പ്രായോഗിക തലത്തിലെത്തി. 1785-ൽ ഴാന്‍-പിയ്‌ർ-ബ്ലാങ്‌ഷർ ആദ്യമായി ഇംഗ്ലീഷ്‌ ചാനൽ ആകാശമാർഗം കടന്നു. 1799-ൽ ഗ്ലൈഡർ ആദ്യമായി നിർമിക്കപ്പെട്ടു. ഊർജസഹായമില്ലാത്തതും നിരന്തരമായ പറക്കലിന്‌ കഴിവുള്ളതും, വായുവിനെക്കാള്‍ ഭാരം കൂടിയതുമായ വാഹനമാണിത്‌. 1853-ൽ മനുഷ്യനെ വഹിച്ചുകൊണ്ടുപോകുന്ന ആദ്യത്തെ ഗ്ലൈഡർ നിർമിച്ച സർ. ജോർജ്‌ കേയ്‌ലേയ്‌ക്ക്‌ എയ്‌റോനോട്ടിക്‌ ചരിത്രത്തിൽ നിർണായകമായ സ്ഥാനമാണുള്ളത്‌. ശാസ്‌ത്രീയമായ രീതിയിൽ, പറക്കൽ സംബന്ധിയായ ബലത്തെ(force)ക്കുറിച്ചുള്ള പഠനങ്ങളും പരീക്ഷണങ്ങളും നടത്തിയത്‌ ഇദ്ദേഹമാണ്‌. ഉയർത്തൽ (lift) വലിക്കൽ (drag) തുടങ്ങിയ കാര്യങ്ങള്‍ ഒരു വ്യോമയാനത്തിൽ ചെലുത്തുന്ന സ്വാധീനം കേയ്‌ലേ നിരീക്ഷണവിധേയമാക്കി. 1891-ൽ പ്രായോഗികതലത്തിലുള്ളതും മനുഷ്യനെ വഹിച്ചുകൊണ്ടുപോകുന്നതുമായ ഗ്ലൈഡറിൽ വാൽസ്റ്റബിലൈസറുകള്‍ നിവേശിപ്പിച്ചത്‌ ഓട്ടോലി ലൈന്‍താള്‍ ആണ്‌.

വൈമാനിക നിയന്ത്രണത്തിന്റെ (dirigible) ദിശയിലെ നാഴികക്കല്ലായ മെഷീന്‍ നിയന്ത്രിത പ്രാപ്പൽഷന്‍ ഹെന്‍റി ജിഫാർഡ്‌ 1852-ൽ സാക്ഷാത്‌കരിച്ചു. ഡേവിഡ്‌ ഷവോട്ട്‌സ്‌ 1896-ൽ ഉറപ്പുള്ള ഫ്രയിമുകളോടുകൂടിയ വ്യോമയാനങ്ങള്‍ നിർമിച്ചു.

വിമാനങ്ങള്‍

വിമാനത്തിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തത്തെക്കുറിച്ച്‌ പലതരം അവകാശവാദങ്ങള്‍ ഉന്നയിക്കപ്പെടാറുണ്ട്‌. 1903 ഡി. 17-ന്‌ റൈറ്റ്‌ ബ്രദേഴ്‌സ്‌ പറപ്പിച്ച നിയന്ത്രണവിധേയവും ഊർജശേഷിയുള്ളതുമായ ആകാശവാഹനത്തെ ആദ്യത്തെ വിമാനമായി കണക്കാക്കാം. ഇതിനുമുമ്പുള്ള ഗ്ലൈഡറുകള്‍ ഊർജശേഷിയുള്ളവയായിരുന്നില്ല; അല്ലെങ്കിൽ നിയന്ത്രണവിധേയമായിരുന്നില്ല. ക്രമേണ എയ്‌ലറോണ്‍ (aileron)ഘടിപ്പിച്ച വിമാനങ്ങള്‍ നിലവിൽ വന്നു. ഇത്‌ കൂടുതൽ നിയന്ത്രണക്ഷമമായിരുന്നു. ഒരു ദശകത്തിനുള്ളിൽ, ഒന്നാം ലോകയുദ്ധത്തോടെ. വായുവിനെക്കാള്‍ ഭാരംകൂടിയ വ്യോമയാനങ്ങള്‍ നിർമിക്കപ്പെടുകയും പ്രയോഗിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്‌തു.

വിമാനങ്ങള്‍ ആളുകളുടെയും ചരക്കുകളുടെയും സഞ്ചാരത്തിനും വിനിമയത്തിനും ഉപയോഗിക്കുവാന്‍ തുടങ്ങി. ഉറപ്പുള്ള എയർഷിപ്പുകളായ സ്സെപ്‌ലിനുകള്‍ (Zeppelin)1900 ത്തിൽത്തന്നെ നിർമിക്കപ്പെട്ടു തുടങ്ങിയിരുന്നു. ഒന്നാം ലോകയുദ്ധത്തിൽ സ്സെപ്‌ലിനുകള്‍ യുദ്ധാവശ്യത്തിന്‌ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെട്ടു. 1920-കളിലും 30-കളിലും ഏവിയേഷന്റെ മേഖലയിൽ വലിയ കുതിപ്പുകള്‍ സംഭവിച്ചു. വ്യാവസായികാടിസ്ഥാനത്തിൽ വ്യോമയാനങ്ങള്‍ നിർമിതമായി.

ആധുനിക ഏവിയേഷന്‍

രണ്ടാംലോകയുദ്ധത്തിനുശേഷം വടക്കേ അമേരിക്കയിൽ ഏവിയേഷന്‍ രംഗത്ത്‌ വലിയമാറ്റങ്ങള്‍ സംഭവിച്ചു. സ്വകാര്യാവശ്യങ്ങള്‍ക്കും വ്യാവസായികാവശ്യങ്ങള്‍ക്കും വിമാനങ്ങള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്‌ ആയിരക്കണക്കിന്‌ പരിശീലനം നേടിയെടുത്ത പൈലറ്റുമാർ സജ്ജരായി. സെസ്‌ന (Cessna), പിപെർ (Piper) ബീച്ച്‌ ക്രാഫ്‌റ്റ്‌ (Beech crafts)എന്നീ വിമാന നിർമാണക്കമ്പനികള്‍ ഊർജസ്വലരായി.

1950-കളിൽ ജെറ്റ്‌ വിമാനങ്ങളുടെ നിർമാണവും പ്രയോഗവും സംഭവിച്ചു. ബോയിങ്‌ 707 പോലുള്ള യാത്രാവിമാനങ്ങള്‍ വ്യാപകമായി. അതേസമയം ചെറുവിമാനങ്ങളിൽ ടർബോ പ്രാപ്പൽഷന്‍ സാങ്കേതികത നിലവിൽവന്നു.

1960-കളോടെ കൂടുതൽ പ്രയോഗക്ഷമവും ശബ്‌ദവമനം കുറവുള്ളതുമായ വിമാനങ്ങള്‍ നിലവിൽവന്നു. ഇന്‍സ്‌ട്രമെന്റേഷന്റെയും നിയന്ത്രണത്തിന്റെയും(control)ദിശയിൽ വലിയ മാറ്റങ്ങളുണ്ടായി. ആധുനിക ഇലക്‌ട്രാണിക്‌സ്‌ സാങ്കേതികത, സാറ്റലൈറ്റ്‌ കമ്യൂണിക്കേഷന്‍, കംപ്യൂട്ടറുകള്‍, എൽ.ഇ.ഡി. (LED)സംവിധാനങ്ങള്‍ എന്നിവ കോക്ക്‌പിറ്റിന്റെയും എയർലൈനറുകളുടെയും കാര്യത്തിൽ ഗുണപരമായ വ്യത്യാസങ്ങള്‍ സൃഷ്‌ടിച്ചു. ഇത്തരം മാറ്റങ്ങള്‍, കൂടുതൽ സൂക്ഷ്‌മമായി വിമാനത്തെ നിയന്ത്രിക്കാനും തടസ്സങ്ങളെ അഭിമുഖീകരിക്കുവാനും പൈലറ്റുകളെ പ്രാപ്‌തരാക്കി.

2004 ജൂണ്‍ 21-ന്‌ സ്‌പേസ്‌ഷിപ്പ്‌ A എന്ന വ്യോമയാനം ബഹിരാകാശത്തിലേക്ക്‌ സഞ്ചരിച്ച ആദ്യത്തെ സ്വകാര്യസംരംഭമായി. ഇത്തനോള്‍, വൈദ്യുതി, സൗരോർജം തുടങ്ങിയ നൂതന ഊർജസങ്കേതങ്ങള്‍ വ്യോമയാനത്തിന്‌ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുവാന്‍ തുടങ്ങി.

വ്യോമയാനങ്ങള്‍

ഭൂമിയുടെ വായുമണ്ഡലത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന വിവിധതരം യാനങ്ങളെ വായുവിനെക്കാള്‍ ഭാരം കുറഞ്ഞവ വായുവിനെക്കാള്‍ ഭാരം കൂടിയവ എന്നീതരത്തിൽ സാമാന്യമായി തരംതിരിക്കാം.

വായുവിനെക്കാള്‍ ഭാരംകുറഞ്ഞവ. ഇത്തരം യാനങ്ങള്‍ ആദേശം ചെയ്യുന്ന വായുവിന്റെ ഭാരം യാനത്തിന്റെ ഭാരത്തെക്കാള്‍ കൂടുതലോ യാനത്തിന്റെ ഭാരത്തിനു തുല്യമോ ആയിരിക്കും. പരീക്ഷണപ്പറക്കലുകള്‍ക്കുപയോഗിക്കുന്ന ബലൂണുകളും ആകാശക്കപ്പലുകളും (airships)ഇവയിലുള്‍പ്പെടുന്നു. ഇവ വായുവിനെക്കാള്‍ ഭാരക്കുറവുള്ള ഹൈഡ്രജന്‍, ഹീലിയം എന്നിവയിൽ ഏതെങ്കിലും ഒരു വാതകമൊ ചൂടാക്കിയ വായുവോകൊണ്ട്‌ നിറച്ചിരിക്കും. ബലൂണുകള്‍ വായുപ്രവാഹത്തെ ആശ്രയിച്ചാണ്‌ നീങ്ങുന്നത്‌; വാതകം ആവശ്യാനുസരണം കൂടുതൽ കയറ്റിയോ, പുറത്തുവിട്ടോ, പറക്കുന്ന ഉയരം ക്രമീകരിക്കാന്‍ മാത്രമേ വൈമാനികന്‌ കഴിയുകയുള്ളൂ. എന്നാൽ ആകാശക്കപ്പലിന്റെ ദിശയും നിയന്ത്രിക്കുവാന്‍ കഴിയും. ആകാശക്കപ്പലിന്‌ സാധാരണയായി ദീർഘ വൃത്താകൃതി (elliptical)യാണുള്ളത്‌. മത്സ്യത്തിന്റേതുപോലുള്ള ഫിന്നുകളും(fins)വാലറ്റവും (tail) അതിനുണ്ട്‌. ഒരു ആകാശക്കപ്പലിന്‌ വായുവിൽ തങ്ങിനില്‌ക്കാനാവശ്യമായ ഉത്ഥാപനബലം(lift force) രണ്ടു രീതിയിൽ ലഭ്യമാകുന്നു: (1) വായുവിനെ ആദേശം ചെയ്യുമ്പോള്‍; (2) ശരീരരൂപരേഖയും നിയന്ത്രണപ്രതലങ്ങളും നീങ്ങുമ്പോള്‍.

വായുവിനെക്കാള്‍ ഭാരം കൂടിയവ. ഇത്തരം വിമാനങ്ങള്‍ക്ക്‌ ഉത്ഥാപനം ലഭിക്കുന്നത്‌ വിമാനം നീങ്ങുമ്പോള്‍ അതിനു ചുറ്റുമുണ്ടാകുന്ന വായുപ്രവാഹത്തിന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ നിന്നാണ്‌. ഗ്ലൈഡറുകള്‍, സാധാരണവിമാനങ്ങള്‍, കുത്തനെ മേലോട്ടു കൊണ്ടുപോയി പറപ്പിക്കുകയും കുത്തനെ നിലത്തിറക്കുകയും ചെയ്യാവുന്ന വിമാനങ്ങള്‍ (V.T.O.L. aircrafts), ഹെലികോപ്‌ടറുകള്‍ എന്നിവ ഈ വിഭാഗത്തിൽപ്പെടുന്നു.

എന്‍ജിനില്ലാത്ത ഒരുതരം വിമാനങ്ങളാണ്‌ ഗ്ലൈഡറുകള്‍ എന്നു സാമാന്യമായി പറയാം. ഇവ ഭാരം കുറഞ്ഞവയും വളരെ ക്ഷമത (efficiency)യുള്ള വായുഗതികവിന്യാസം (aerodynamic configuration)ഉള്ളവയും ആയിരിക്കും. ചിറകുകള്‍ക്ക്‌ സാമാന്യം നീളമുണ്ടായിരിക്കും. വായുമണ്ഡലത്തിലെ വായുപ്രവാഹങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ അവയ്‌ക്ക്‌ വളരെനേരം ആകാശത്തിൽ തങ്ങിനിൽക്കുവാനും കഴിയും.

പുറപ്പെടുവാനും(take-off) നിലത്തിറങ്ങാനും (landing) റണ്‍വേയുടെ ആവശ്യമുള്ള സാധാരണ വിമാനങ്ങള്‍ ശബ്‌ദാതിവേഗം (supersonic speed) ഉള്ളവയോ സാധാരണവേഗമുള്ളവയോ ആകാം. ഇത്തരം വിമാനങ്ങള്‍ സിവിലോ സൈനികമോ ആവാം. ഇവയ്‌ക്ക്‌ മുന്നോട്ടുള്ള ചലനം ലഭിക്കുന്നത്‌ പ്രാപ്പല്ലർ, ജെറ്റ്‌ എന്നിവയിലേതെങ്കിലും ഉപയോഗപ്പെടുത്തി എന്‍ജിന്‍ ഉണ്ടാക്കുന്ന ക്ഷേപ(thrust)ബേലത്തിൽ നിന്നാണ്‌. ഡിസൈനിന്റെ സവിശേഷതയനുസരിച്ച്‌ അവയുടെ ബാഹ്യരൂപം വളരെ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കും.

വി.ടി.ഒ.എൽ(V.T.O.L.) വിമാനങ്ങള്‍ സാധാരണവിമാനങ്ങളിൽനിന്ന്‌ നിലത്തു നിന്നുയരുന്നതിലും നിലത്തിറങ്ങുന്നതിലും ആണ്‌ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്‌. പുറപ്പെടുമ്പോള്‍ അവയുടെ എന്‍ജിനോ എന്‍ജിന്‍ ഘടിപ്പിച്ച ചിറകുകളോ അധോഭാഗത്തേക്ക്‌ 90ബ്ബ യിൽ തിരിയുന്നു. ജെറ്റിന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനംമൂലം വിമാനം കുത്തനെ ഉയരുന്നു. വേണ്ട ഉയരത്തിലെത്തിയശേഷം മുന്നോട്ടുള്ള പറക്കലിനുവേണ്ടി വിമാനത്തെ സാധാരണ നിലയിലേക്ക്‌ കൊണ്ടുവരുന്നു. ഹെലികോപ്‌ടർ, വ്യോമയാന കുടുംബത്തിലെ ഒരു പുതിയ അംഗമാണ്‌. ഇതിന്‌ വേണ്ട ഉത്ഥാപനവും മുന്നോട്ടുള്ള ക്ഷേപവും പ്രധാന റോട്ടറുകള്‍ ആണ്‌ നല്‌കുന്നത്‌. മുകളിൽ ഘടിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള റോട്ടറുകള്‍ തിരിയുമ്പോള്‍ ഉത്ഥാപനവും ടോർക്കും (torque) ഉണ്ടാകുന്നു.

കുറഞ്ഞശക്തിയോടുകൂടിയ വലിവിനും (haul) റണ്‍വേ സാധ്യമല്ലാത്ത സ്ഥലങ്ങളിലും ഇത്തരം വിമാനങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു.

പൊതുപരിഗണനകള്‍

എയ്‌റോഡൈനാമിക്‌സ്‌

എയ്‌റോഡൈനാമിക്‌സ്‌. വൈമാനിക ശാസ്‌ത്രത്തിന്റെ ഒരു പ്രധാനവിഭാഗമാണ്‌ എയ്‌റോഡൈനാമിക്‌. എയ്‌റോ ഡൈനാമിക്‌സിന്റെ പഠനത്തിൽനിന്നാണ്‌ പിന്‍വലി (drag), ഉത്ഥാപനം എന്നീ അടിസ്ഥാനപ്രാചലങ്ങള്‍ (basic parameters) ഉരുത്തിരിയുന്നത്‌. നോ. എയ്‌റോഡൈനാമിക്‌സ്‌

ഷ്‌ലീറന്‍ ഫോട്ടോഗ്രാഫി

അതിവേഗത്തിലുള്ള പറക്കലിനെപ്പറ്റി മനസ്സിലാക്കുന്നതിന്‌ ആഘാതതരംഗങ്ങളെക്കുറിച്ച്‌ ധാരണയുണ്ടായിരിക്കേണ്ടത്‌ വളരെ അത്യാവശ്യമാണ്‌. വാതകതുരങ്കങ്ങളിലുള്ള ആഘാതതരംഗങ്ങളുടെ രൂപം ലഭിക്കുവാനായി ഒരു ഫോട്ടോഗ്രാഫി സമ്പ്രദായം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്‌. പ്രകാശരശ്‌മികള്‍ അവയുടെ ഗതിയിലുള്ള വായുവിന്റെ സാന്ദ്രത മാറുമ്പോള്‍ വളയുന്നു എന്ന തത്ത്വമാണ്‌ ഈ ഫോട്ടോഗ്രാഫി സമ്പ്രദായത്തിന്‌ ആധാരം.

സാന്ദ്രവായുവിൽക്കൂടി പ്രകാശം കൂടുതൽ മന്ദഗതിയിൽ സഞ്ചരിക്കുന്നു എന്നതാണ്‌ ഷ്‌ലീറന്‍ ഫോട്ടോഗ്രാഫിയുടെ മൂലതത്ത്വം. പ്രകാശരശ്‌മിയുടെ സഞ്ചാരദിശയ്‌ക്ക്‌ ലംബദിശയിൽ വായുവിന്റെ സാന്ദ്രത മാറുമ്പോള്‍ രശ്‌മികള്‍ സാന്ദ്രതകൂടിയ ഭാഗത്തേക്ക്‌ വളയുകയോ വ്യതിചലിക്കുകയോ ചെയ്യുന്നു. ഈ സജ്ജീകരണത്തിൽ ഒരു പ്രകാശബിന്ദുവിനെ കണ്ണാടികള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ പ്രവാഹദിശയ്‌ക്ക്‌ ലംബമായി ഒരു ഭാഗത്തുള്ള കണ്ണാടിജനലുകളിലൂടെ തിരിച്ചുവിടുന്നു. പുറത്തുവരുന്ന രശ്‌മികളെ കണ്ണാടികളുടെ ഒരു സമൂഹം, കാമറയിലേക്ക്‌ പതിപ്പിക്കുന്നു. ഫോട്ടോഗ്രാഫിക്‌ പ്ലേറ്റിൽ ആഘാതതരംഗങ്ങള്‍ ഒരു തടിച്ച അടയാളമായി പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നു. ആഘാതതരംഗങ്ങളിൽ വായുവിന്റെ സാന്ദ്രത കൂടുതലായതിനാൽ പ്രകാശരശ്‌മികള്‍ ആഘാതരേഖ(shock line)യ്‌ക്കടുത്തേക്ക്‌ വളയുന്നതിനാലാണ്‌ ഇത്‌ സംഭവിക്കുന്നത്‌. ഇത്തരത്തിൽ എടുക്കപ്പെടുന്ന ഒരു ഫോട്ടോഗ്രാഫ്‌ ആഘാതത്തിന്റെ പ്രതിരൂപം (pattern) പൂർണമായും വെളിപ്പെടുത്തുന്നു.

ശബ്‌ദാതിവേഗതുരങ്കങ്ങളുടെ ന്യൂനത, പ്രവർത്തനസമയം വളരെ കുറച്ച്‌ (ഏതാനും സെക്കന്‍ഡുകള്‍) മാത്രമേയുള്ളൂ എന്നതാണ്‌. ആവശ്യത്തിനുള്ള മർദത്തിൽ സമ്മർദിതവായു ലഭിക്കുവാനുള്ള വലിയ ചെലവാണ്‌ ഇതിനുകാരണം. ഇതുമൂലം പരീക്ഷണ പരിച്ഛേദത്തിന്റെ വലുപ്പവും നിയന്ത്രിക്കേണ്ടി വരുന്നു.

പ്രാപ്പൽഷന്‍

മുന്നോട്ടുള്ള ഗതിക്ക്‌ വേണ്ട ക്ഷേപബലം നല്‌കുകയാണ്‌ ഒരു വിമാന എന്‍ജിന്റെ ഉദ്ദേശ്യം. അങ്ങോട്ടുമിങ്ങോട്ടും മാറാതെ ഒരേ നിരപ്പിൽ പറക്കുമ്പോള്‍ വിമാനത്തിന്റെ കർഷണത്തിന്‌ തുല്യമായിരിക്കണം ഈ ബലം. ത്വരണം(acceleration) ലഭിക്കുവാന്‍ ക്ഷേപം കർഷണത്തെക്കാള്‍ കൂടതലായിരിക്കണം. നിലത്തുനിന്ന്‌ ഉയരുമ്പോള്‍ ക്ഷേപം കർഷണത്തിനു പുറമേ വിമാനഭാരത്തിന്റെ ഒരുഭാഗംകൂടി സംതുലനം ചെയ്യുന്നു. വിമാനത്തിന്റെ ഇത്തരത്തിലുളള എല്ലാ ആവശ്യങ്ങളെയും നേരിടാന്‍വേണ്ട ക്ഷേപം എന്‍ജിന്‍ ഉത്‌പാദിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്‌.

ഭൂനിരപ്പിന്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തെ അതിജീവിക്കത്തക്ക പ്രവൃത്തി ചെയ്‌താണ്‌ മോട്ടോർ വാനങ്ങള്‍ക്കും തീവണ്ടികള്‍ക്കും നോദനം ലഭിക്കുന്നത്‌. വായുവിനെ പിന്നിലോട്ട്‌ തള്ളുന്നതുമൂലമുണ്ടാകുന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനം ആണ്‌ വിമാനത്തെ മുന്നോട്ട്‌ നയിക്കുന്നത്‌.

ഏതുതരത്തിലുള്ള എന്‍ജിനായാലും അതിന്‌ ഊർജം നല്‌കേണ്ടതുണ്ട്‌. ഈ ഊർജത്തിന്റെ ഉറവിടം ഇന്ധനം ആകുന്നു. ഇന്ധനം എന്‍ജിനിലേക്ക്‌ നല്‌കുന്നു. അതു ജ്വലിക്കുമ്പോള്‍ രാസോർജം താപോർജമായും പിന്നീട്‌ യാന്ത്രികപ്രവൃത്തിയായും രൂപാന്തരപ്പെടുകയും വിമാനത്തിന്‌ കർഷണത്തെ നേരിടാനാവശ്യമായ നോദനം നല്‌കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ വിവിധ പരിവർത്തനങ്ങളുടെ മാർഗവും ക്ഷമതയും അനുസരിച്ച്‌ ക്ഷേപം നല്‌കാനുള്ള മാർഗങ്ങളും വ്യത്യസ്‌തമായിരിക്കും.

പ്രാപ്പല്ലർ, ജെറ്റ്‌ എന്നിവ ഉപയോഗപ്പെടുത്തിയുള്ള രണ്ടുതരം പ്രാപ്പന്‍ഡരീതികള്‍ ഉണ്ട്‌. ഇതിനും പുറമേ പ്രധാനമായും ബഹിരാകാശവാഹനങ്ങള്‍ക്ക്‌ വേണ്ടിയുള്ള റോക്കറ്റ്‌ പ്രാപ്പന്‍ഡ സമ്പ്രദായവും ഉണ്ട്‌. ജെറ്റ്‌ വിമാനങ്ങള്‍ക്കും വേഗത്തിലുള്ള പൊങ്ങിപ്പറക്കലിനുവേണ്ടിയും പലപ്പോഴും റോക്കറ്റ്‌ പ്രാപ്പന്‍ഡ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്‌.

പ്രത്യാഗാമി(reciprocating)എന്‍ജിനോടും പിസ്റ്റണ്‍ എന്‍ജിനോടും നേരിട്ടു ഘടിപ്പിച്ചിട്ടുള്ള പ്രാപ്പല്ലറിന്‌ ഒരു നീണ്ട ചരിത്രം തന്നെയുണ്ട്‌. കുറഞ്ഞ വേഗമുള്ള വിമാനങ്ങള്‍ക്കും ഭാരം കുറഞ്ഞ വിമാനങ്ങള്‍ക്കും ഇവ ഇന്നും ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്‌. മുമ്പൊക്കെ മൂന്നോ നാലോ സിലിണ്ടറുള്ള എന്‍ജിനുകളിൽ നിശ്ചിത ഇടയുള്ള പ്രാപ്പല്ലർ ആണ്‌ ഘടിപ്പിച്ചിരുന്നത്‌. ഇന്ന്‌ സൂപ്പർ ചാർജ്‌ ചെയ്‌ത 24 സിലിണ്ടർ എന്‍ജിനുകളിൽ, മാറ്റാവുന്ന ഇടയോടുകൂടിയ പ്രാപ്പല്ലറുകളാണ്‌ ഘടിപ്പിക്കുന്നത്‌. കൂടുതൽ വേഗതയുള്ള വിമാനങ്ങളിൽ ജെറ്റ്‌ എന്‍ജിനുകളാണ്‌ ഘടിപ്പിക്കുന്നത്‌. ഇവയെ ടർബോ-ജെറ്റ്‌ എന്‍ജിനുകള്‍ എന്നുവിളിക്കുന്നു.

സ്‌ട്രക്‌ചർ

വിമാനത്തിന്റെ ഡിസൈനിൽ ഭാരത്തിന്റെയും ഉറപ്പിന്റെയും അനുപാതത്തിൽ വലിയ പ്രാധാന്യമുണ്ട്‌. വിമാനത്തിന്‌ ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഭാരം വഹിക്കാനുള്ള കഴിവ്‌ (payload capacity)ഉണ്ടെന്ന്‌ ഉറപ്പുവരുത്തേണ്ടത്‌ എയ്‌റോനോട്ടിക്കൽ എന്‍ജിനീയറുടെ കടമയാണ്‌. ഉത്തമ ഡിസൈന്‍ തത്ത്വം വൈമാനിക ശാസ്‌ത്രത്തിൽ ഏറ്റവുമധികം മതിക്കപ്പെടുന്നു. വിമാനസ്‌ട്രക്‌ചർ ഡിസൈനിന്റെ അടിസ്ഥാനവശങ്ങള്‍ താഴെ വിവരിക്കുന്നു.

സ്‌ട്രക്‌ചറിൽ വരുന്ന ഭാരങ്ങള്‍. വിമാനത്തിന്റെ സ്‌ട്രക്‌ചറിൽ പ്രതിബലത്തിനും (stress) വൈകൃതത്തിനും (strain))കാരണമാകുന്ന ബാഹ്യഭാരങ്ങള്‍ പ്രധാനമായും പ്രതലങ്ങളിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന വായുമർദം, നിരത്തിറങ്ങുമ്പോള്‍ ഉണ്ടാകുന്ന ആഘാതം എന്നിവമൂലമുണ്ടാകുന്നവയാണ്‌. യാത്രക്കാരുടെ ചലനംമൂലമുണ്ടാകുന്ന ഭാരങ്ങള്‍, കാബിനുകളുടെ മർദക്രമീകരണം, ആന്തരതാപനം, വലിയ ഉയരങ്ങള്‍ മൂലമുള്ള ബാഹ്യശീതീകരണം എന്നിവയാണ്‌ സ്‌ട്രക്‌ചറിനെ സ്വാധീനിക്കുന്ന പ്രധാന ആന്തരഭാരങ്ങള്‍.

വിമാനത്തിന്റെ പ്രത്യേക-പറക്കൽ സ്ഥിതികള്‍ അനുസരിച്ച്‌ പ്രയുക്തഭാരം മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കും. വിമാനം ഒരേ നിരപ്പിൽ സാധാരണ വേഗത്തിൽ പറന്നുകൊണ്ടിരിക്കുമ്പോള്‍ അതിന്റെ മൊത്തഭാരം, ഉത്ഥാപനത്തെയും ഉത്‌പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ക്ഷേപം കർഷണത്തെയും സന്തുലനം ചെയ്യുന്നു. ഈ അവസ്ഥയിൽ വിമാനത്തിന്റെ പുച്ഛതലത്തിൽ അനുഭവപ്പെടുന്ന ബലം, മറ്റു പറക്കലുകളിൽ വരാവുന്ന ബലങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോള്‍ കുറവായിരിക്കും. ഒരേ നിരപ്പിൽ പറക്കുമ്പോള്‍ സ്‌ട്രക്‌ചറിൽ ഏറ്റവും ശ്രദ്ധിക്കപ്പെടേണ്ട ഭാഗങ്ങള്‍, ചിറകുകള്‍, റിബ്ബുകള്‍, പുറന്തോട്‌, ചിറകിൽനിന്ന്‌ ഫ്യൂസിലേജിലേക്കുള്ള യോജകം എന്നിവയാണ്‌.

ഒരു വിമാനം കുത്തനെ നിലത്തേക്ക്‌ കുതിക്കുക(dive)യാണെങ്കിൽ അതിന്റെ വേഗം, അന്തിമപ്രവേഗം (terminal velocity)ഏറ്റവും കവിഞ്ഞ ഒരു സ്ഥിരപ്രവേഗത്തിൽ എത്തുന്നതുവരെ വർധിച്ചുവരുന്നു. കുത്തനെ കീഴ്‌പോട്ടുള്ള ഈ കുതിപ്പിൽ വിമാനത്തിന്റെ മൊത്തഭാരവും ക്ഷേപവും ഉത്ഥാപനപ്രതലങ്ങളും ഫ്യൂസിലേജുംമൂലമുണ്ടാകുന്ന കർഷണത്തെ സന്തുലനം ചെയ്യുന്നു. ഈ സമയത്ത്‌ ഒരേ നിരപ്പിലുള്ള പറക്കലിനെക്കാള്‍ കർഷണം വളരെ കൂടുതലായിരിക്കും. ഇതിനുപുറമേ ചിറകുകളിൽ ഉത്ഥാപനഭാരവും പുച്ഛത്തിന്മേൽ താഴോട്ടുള്ള ഭാരവും ഉണ്ടായിരിക്കും. ഇത്‌ ഫ്യൂസിലേജിനെ വളയ്‌ക്കുവാന്‍ ശ്രമിക്കുന്നു. സംരചനയുടെ ഏറ്റവും ശ്രദ്ധിക്കപ്പെടേണ്ട ഭാഗങ്ങളെല്ലാം കർഷണം ഉണ്ടാക്കുന്നവയാണ്‌. ചിറക്‌ പിന്നിലേക്ക്‌ മടങ്ങാതെ സൂക്ഷിക്കുന്ന ഭാഗങ്ങള്‍, റിബ്ബുകളുടെയും പുറന്തോടിന്റെയും മുന്‍ഭാഗം, ചിറകിന്റെ മൂലഘടകങ്ങള്‍, പുച്ഛതലവും ഫ്യൂസിലേജിന്റെ പുറന്തോടും സംരചനയുടെ അംഗങ്ങളുമാണ്‌ പ്രധാനമായും കർഷണമുണ്ടാക്കുന്നവ.

വിമാനം തിരിയുമ്പോള്‍ റഡ്ഡറിലും(rudder) ഉറപ്പിച്ച ചിറകിലും വരുന്ന പാർശ്വഭാരം വളരെ കൂടുതലാണ്‌. ഇത്‌ ഫ്യൂസിലേജിനെ ഒരു ഭാഗത്തേക്ക്‌ വളയ്‌ക്കാന്‍ ശ്രമിക്കുകയും ഒരു പിരിയൽ ആഘൂർണം (twisting moment)ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ നിലയിൽ സംരചനയിൽ ഏറ്റവും ശ്രദ്ധിക്കപ്പെടേണ്ട ഭാഗങ്ങള്‍ ചിറകുകള്‍, റഡ്ഡർ, ഫ്യൂസിലേജിന്റെ പുറന്തോട്‌, ഫ്യൂസിലേജിന്റെ സംരചനയിലെ അംഗങ്ങള്‍ എന്നിവയാണ്‌.

ഒരു വിമാനത്തിന്‌ ശരിക്കും മലർന്നുപറക്കുവാന്‍ കഴിയുമെങ്കിൽ, അങ്ങനെ പറക്കുമ്പോള്‍ വിമാനത്തിന്മേൽ വരാവുന്ന ഭാരങ്ങള്‍ ഒരേതലത്തിൽ സാധാരണപറക്കുമ്പോള്‍ വരുന്ന ഭാരങ്ങള്‍ക്ക്‌ തുല്യമായിരിക്കും; പക്ഷേ എതിർദിശയിലായിരിക്കും എന്നുമാത്രം.

നിലത്തിറങ്ങുമ്പോള്‍ ഭാരങ്ങള്‍ ലാന്‍ഡിങ്‌ ഗിയറിന്മേലാണ്‌ വരുന്നത്‌. ടയറുകളും ചക്രങ്ങളുമാണ്‌ ആദ്യത്തെ ആഘാതം താങ്ങുന്നത്‌. പിന്നീട്‌ അക്ഷ-ദണ്ഡുകളിലേക്കും അണ്ടർ കാരിയേജ്‌ താങ്ങുകളിലേക്കും പകരുന്നു. ഈ അവസ്ഥയിൽ സംരചനയിൽ ഏറ്റവും ശ്രദ്ധിക്കപ്പെടേണ്ട ഭാഗങ്ങള്‍ ആഘാത അവശോഷക ഉപാധി(shock absorbing device)യുടെ ഭാഗങ്ങള്‍, അണ്ടർ കാരിയേജ്‌, മൂലഘടക (root fitting)ങ്ങള്‍, പുച്ഛഭാഗത്തെ ചക്രം, ഫ്യൂസിലേജിന്റെ പിന്‍ഭാഗം(rear portion)അല്ലെങ്കിൽ നോസ്‌ വീൽ (nose wheel) മുന്‍ഭാഗം, വളരെക്കൂടുതൽ ഭാരങ്ങള്‍ താങ്ങുന്ന ഫ്യൂസിലേജിനെയും ചിറകുകളെയും ഉറപ്പിക്കുന്ന ഭാഗങ്ങള്‍ എന്നിവയാണ്‌.

എയ്‌റോ ഇലാസ്‌തികത

വായുഗതികബല (aerodynamic forces)ങ്ങള്‍ക്ക്‌ വിധേയമായ ഒരു ഇലാസ്‌തിക സംരചനയാണ്‌ വിമാനം. ഇതുമൂലം അത്‌ ചില പ്രത്യേക പ്രതിഭാസങ്ങള്‍ക്ക്‌ വിധേയമാകുന്നു. ഇവയുടെ പഠനമാണ്‌ എയ്‌റോ ഇലാസ്‌തികത എന്നറിയപ്പെടുന്നത്‌. എയ്‌റോ ഇലാസ്‌തികതയെ വായുഗതികബലങ്ങള്‍, ജഡത്വബലങ്ങള്‍ (inertial forces) ഇലാസ്‌തികബലങ്ങള്‍ എന്നിവയുടെ പരസ്‌പര പ്രവർത്തനങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനം എന്നു നിർവചിക്കാം. വിമാനത്തിന്റെ സംരചന ദൃഢമാണെങ്കിൽ എയ്‌റോഇലാസ്‌തികതാ പ്രശ്‌നങ്ങള്‍ ഒന്നും ഉയർന്നുവരുമായിരുന്നില്ല. ആധുനിക വിമാനത്തിന്റെ സംരചന വളരെ വഴങ്ങുന്ന തര(flexible)ത്തിലുള്ളതാണ്‌. ഈ വഴങ്ങുന്ന സ്വഭാവമാണ്‌ വിവിധതരം എയ്‌റോ ഇലാസ്‌തികതാപ്രശ്‌നങ്ങള്‍ക്ക്‌ ഉത്തരവാദി. സംരചന വളരെ വഴങ്ങുന്നതായിരുന്നാൽപ്പോലും വലിയ പ്രശ്‌നമാകേണ്ടതില്ല. പക്ഷേ സംരചനയിൽ വരാവുന്ന വിരൂപണം പുതിയ വായുഗതികബലങ്ങള്‍ക്ക്‌ കാരണമാകുന്നു. ഈ പുതിയ വായുഗതികബലങ്ങള്‍ സംരചനയിൽ കൂടുതൽ വിരൂപങ്ങള്‍ ഉണ്ടാക്കുകയും തദ്വാരാ കുറേക്കൂടി അധികം വായുഗതികബലങ്ങള്‍ ഉളവാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ പരസ്‌പര പ്രവർത്തനങ്ങള്‍ രണ്ടുതരത്തിലാകാം. ഇവ കാണെക്കാണെ ചെറുതായി വരികയാണെങ്കിൽ ഒരു സ്ഥിരമായ സന്തുലിതാവസ്ഥയിൽ എത്തുന്നു. അഥവാ അവ കൂടിക്കൂടി വരികയാണെങ്കിൽ സംരചനയുടെ നാശത്തിനുതന്നെ കാരണമായിത്തീരുന്നു. ജഡത്വ-ബലങ്ങള്‍ ഇലാസ്‌തികബലങ്ങള്‍, വായുഗതികബലങ്ങള്‍ ഇവ തമ്മിലുള്ള പരസ്‌പര പ്രവർത്തനങ്ങളെ ഗതിക എയ്‌റോഇലാസ്‌തിക പ്രതിഭാസങ്ങള്‍ എന്നുവിളിക്കുന്നു.

നിർവഹണം

പുറപ്പെടൽ ദൂരവും സമയവും വേഗം, കയറ്റം (climb), ഉയരം(altitude), പരിധി(ceiling), പരാസം(range), ചിരസ്ഥായിത്വം (endurance), നിലത്ത്‌ ഇറങ്ങള്‍ (ഹമിറശിഴ) മുതലായവയുടെ പഠനം നിർവഹണത്തിൽ ഉള്‍പ്പെടുന്നു. ഇവ സംബന്ധിച്ച പഠനം വിമാനങ്ങളുടെ ഡിസൈനിൽ സുപ്രധാനമാണ്‌.

ഡിസൈനിലുള്ള അഭിലക്ഷണ(landing)ങ്ങളോട്‌ നിർമിതമായ വിമാനം പുലർത്തിയിട്ടുള്ള അടുപ്പത്തിന്റെ അന്തിമമാനത്തെ നിർവഹണം എന്ന പദംകൊണ്ട്‌ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

പുറപ്പെടൽ

റണ്‍വേയുടെ ദൈർഘ്യം ഏറ്റവും കുറച്ചുകൊണ്ട്‌ വിമാനഭാരം താങ്ങുവാന്‍ മതിയായ ഉത്ഥാപനം ലഭ്യമാക്കുകയെന്നതാണ്‌ പുറപ്പെടൽസമയത്തെ ലക്ഷ്യം. കാറ്റിനെതിരെയാണ്‌ പുറപ്പെടൽ നടത്തുക പതിവ്‌. നിലത്തുകൂടിയുള്ള ഓട്ടത്തിന്റെ നീളം പരമാവധി കുറയ്‌ക്കുവാനും നിലംവിട്ട്‌ ഉയരുമ്പോള്‍ കൂടുതൽ കോണം ലഭിക്കുന്നതുമൂലം വിമാനത്താവളത്തിന്റെ പരിസരത്തുള്ള തടസ്സങ്ങളെ മറികടക്കുവാനും ഇതുപകരിക്കുന്നു. പുറപ്പെടൽ സയമത്ത്‌ വേണ്ടത്ര ഉത്ഥാപകബലം ലഭിക്കുന്നതിനായി ഫ്‌ളാപ്പുകള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. താഴേക്ക്‌ തൂങ്ങിക്കിടക്കുന്ന ഫ്‌ളാപ്പ്‌ ഒരു ചിറകിന്റെ പിന്‍അറ്റം (trailing end) ആകാം. ഇതുമൂലം കാംബർ (camber) വർധിക്കുന്നു; തദ്വാരാ ഉത്ഥാപകബലവും വർധിക്കുന്നു. കർഷണവും വർധിക്കുമെങ്കിലും പുറപ്പെടൽ സമയത്ത്‌ അതത്ര കാര്യമാക്കാനില്ല. മറ്റു ചിലപ്പോള്‍-യാത്രാവിമാനങ്ങളിൽ പ്രത്യേകിച്ചും-പിന്‍അറ്റം (trailing edge) വിസ്‌തൃതമാക്കി ചിറകിന്റെ പ്ലാന്‍രൂപം കൂടുതലാക്കാറുണ്ട്‌. ഫ്‌ളാപ്പ്‌ താഴേക്ക്‌ ഇടുന്നതിന്റെ കൂടെയാണിത്‌ ചെയ്യുക. സാധാരണ പറക്കലിൽ ഇതിനെ അകത്തേക്ക്‌ ഒതുക്കിവയ്‌ക്കാന്‍ സൗകര്യമുണ്ടായിരിക്കും.

നിലത്തുകൂടിയുള്ള ഓട്ടവും അതിന്റെ നേരവും കുറയ്‌ക്കുവാനായി സൈനികവിമാനങ്ങളിൽ ജെറ്റിന്റെ സഹായത്തോടെയുള്ള പുറപ്പെടൽ(JATO-Jet Assistance Take Off)രീതി ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്‌.

കയറ്റം

നിരപ്പിൽ പറക്കുമ്പോള്‍ (level flight) വിമാന എന്‍ജിന്‌ ഉണ്ടാക്കുന്ന ക്ഷേപബലം കർഷണത്തിന്‌ തുല്യമായിരിക്കും. പക്ഷേ കയറ്റത്തിന്റെ സമയത്ത്‌ ആവശ്യമായ ക്ഷേപം ഇതിൽ അല്‌പം കൂടുതലാണ്‌. കയറ്റത്തിന്റെ ചരിവ്‌ (steepness) കൂടിവരുന്തോറും ആവശ്യമായ ക്ഷേപവും കൂടിവരുന്നു.

ഒരേ നിരപ്പിലുള്ള പറക്കൽ

സ്ഥിരമായ നിരപ്പിലുള്ള പറക്കലിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ബലങ്ങള്‍, താഴേക്കുള്ള ഭാരത്തിന്റെ എതിർദിശയിലുള്ള ഉത്ഥാപനവും കർഷണത്തിന്റെ എതിർദിശയിലുള്ള ക്ഷേപവുമാണ്‌. ഈ നിലയിൽ വിമാനം സ്ഥിരവേഗത്തിലാണ്‌ പറക്കുക. വിമാനത്തിന്റെ തിരിച്ചൽ കൂടി തടയപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, ഇതിനെ സന്തുലിതാവസ്ഥ എന്നു വിളിക്കാം. ഈ നാല്‌ ബലങ്ങളുടെയും അളവിനെ മാത്രമല്ല, അവ പ്രവർത്തിക്കുന്ന സ്ഥാനത്തെയും ഈ നില ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. ഉത്ഥാപനം പ്രവർത്തിക്കുന്ന മർദകേന്ദ്രം, ഗുരുത്വകേന്ദ്രത്തിന്റെ പുറകിലാണെങ്കിൽ, വിമാനത്തിന്റെ നോസ്‌ താഴുകയും പുച്ഛം ഉയരുകയും ചെയ്യുന്നു. മർദകേന്ദ്രം ഗുരുത്വകേന്ദ്രത്തിന്റെ മുന്നിലാണെങ്കിൽ മറിച്ചു സംഭവിക്കുന്നു. കൂടാതെ ക്ഷേപരേഖ ഉയർന്നതും കർഷണരേഖ താഴ്‌ന്നതുമായിരിക്കും. ഈ രണ്ട്‌ ബലങ്ങളും വിമാനത്തിന്റെ നോസ്‌ താഴ്‌ത്തുവാന്‍ ശ്രമിക്കുന്നു. നിയന്ത്രണങ്ങള്‍ കാര്യക്ഷമമായി ഉപയോഗിച്ച്‌ ഈ തിരിച്ചലുകള്‍ തടയപ്പെടുന്നു. ആഘൂർണങ്ങള്‍ കുറഞ്ഞിരിക്കാന്‍ ഡിസൈനർ ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതുണ്ട്‌. എന്നാൽ മാത്രമേ വൈമാനികന്‌ ഏറ്റവും കുറച്ച്‌ നിയന്ത്രണബലങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ ഒരേ നിരപ്പിലുള്ള പറക്കൽ നിലനിർത്താന്‍ കഴിയൂ. നിയന്ത്രണബലങ്ങള്‍ പുച്ഛതലത്തിലാണ്‌ ലഭ്യമായിരിക്കുന്നത്‌.

മേല്‌പറഞ്ഞ നാലുബലങ്ങളുംകൂടി ഉണ്ടാക്കുന്ന ആഘൂർണത്തെ സന്തുലനം ചെയ്യുവാന്‍ താഴേക്കുള്ള ആഘൂർണം ആവശ്യമായി വരുമ്പോള്‍ പുച്ഛതലം ക്രമീകരിക്കുകയോ അതിന്റെ നിയന്ത്രണപ്രതലത്തെ, എലിവേറ്റർ മുകളിലേക്ക്‌ ചരിക്കു(tilted)ക്കയോ ചെയ്യുന്നു. ഇതിനാൽ ഈ പ്രതലത്തിൽ താഴേക്കുള്ള ഉത്ഥാപനം ഉണ്ടാകുന്നു. ഉയർന്ന ഉത്തോലകപ്രവർത്തനം (leverage)ലഭ്യമായതിനാൽ ആഘൂർണത്തെ പ്രതിതുലനം ചെയ്യാന്‍ വളരെ കുറഞ്ഞ ബലംമതി. ഏതു വായുവേഗത്തിലും ഒരേനിരപ്പിലുള്ള പറക്കൽ സാധ്യമാണ്‌.

നിലത്തിറങ്ങൽ

കാറ്റിനെതിരെ ഇറങ്ങുന്നതാണ്‌ അനുയോജ്യം. ഇതുമൂലം നിലത്തിലുള്ള വേഗത ഏറ്റവും കുറച്ചാക്കുവാന്‍ പറ്റുന്നു. വിമാനവേഗം, അതിനെ വായുവിൽ നിർത്തുവാന്‍ അത്യാവശ്യമായ വേഗമാക്കി ചുരുക്കുന്നു. വിമാനത്തിന്റെ നോസ്‌ ഉയർത്തി ഉത്ഥാപകഗുണാങ്കം CL (Coefficient of lift) ഏറ്റവും കൂടുതൽ ലഭിക്കുന്ന തരത്തിൽവച്ചാൽ ഇത്‌ സാധ്യമാണ്‌. നിലത്തിറങ്ങുമ്പോള്‍ പ്രധാന അണ്ടർകാരിയേജിന്റെ ചക്രങ്ങളാണ്‌ ആദ്യം നിലത്തുതൊടുക; തുടർന്ന്‌ നോസ്‌ ചക്രവും. നിലത്തുകൂടിയുള്ള ഓട്ടം കുറയ്‌ക്കുവാന്‍, നിലത്തിറങ്ങിയ ഉടന്‍ സ്‌പോയ്‌ലറുകളെ (spoilers) മുകളിലേക്ക്‌ പ്രലംബിച്ച്‌ (project) നിർത്തുന്നു. സ്‌പോയ്‌ലറുകള്‍ ചിറകിന്റെ പ്രതലത്തിലെ ഒരു ഭാഗമാണ്‌. ഇത്‌ ഉയരുമ്പോള്‍ ഉത്ഥാപനം ഇല്ലാതാവുകയും കർഷണം വർധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ നിലത്തിറങ്ങൽവേഗം ലഭിക്കുവാനായി ഫ്‌ളാപ്പുകളും മറ്റു ഉത്ഥാപനം ഉണ്ടാക്കുന്ന ഉപാധികളുംകൂടി ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്‌.

നിയന്ത്രണങ്ങള്‍

ഒരു വിമാനം സ്ഥിരതയുള്ളതാണെങ്കിലും അസ്ഥിരതയുള്ളതാണെങ്കിലും വൈമാനികന്‌ അതിനെ നിയന്ത്രിക്കാന്‍ കഴിയുക എന്നത്‌ വളരെ പ്രധാനമാണ്‌. അയാള്‍ക്ക്‌ അതിനെ ഏതു സ്ഥിതിയിലേക്ക്‌ വേണമെങ്കിലും കൈകാര്യം ചെയ്യാന്‍ കഴിയണം.

ദൈർഘ്യപരനിയന്ത്രണം(longitudinal control)എലിവേറ്ററുകള്‍ ആണ്‌ നല്‌കുന്നത്‌. പാർശ്വപര നിയന്ത്രണം (lateral control) എയ്‌ലിറോണുകള്‍കൊണ്ടാണ്‌ സാധിക്കുന്നത്‌. ദിശാനിയന്ത്രണം റഡ്ഡർ ആണ്‌ നല്‌കുന്നത്‌. എയ്‌ലിറോണുകളും എലിവേറ്ററുകളും ഒറ്റ സ്‌തംഭത്തിൽ, ഒരു യൂണിവേഴ്‌സൽ സന്ധികൊണ്ടാണ്‌ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്‌; റഡ്ഡർ ഒരു പെഡൽകൊണ്ടും.

(എസ്‌. പളനിസ്വാമി, കെ. ദിലീപ്‌കുമാർ)

എയ്‌റോനോട്ടിക്‌സ്‌

സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്

ഉള്ളടക്കം