എങ്ങനെയാണ് ഒരു വിമാനം പറക്കുന്നത്?
ഞാൻ ഈ ചോദ്യം സ്വയം ചോദിക്കാൻ തുടങ്ങിയിട്ടു വർഷങ്ങളായി.
വളരെ ലളിതമായ ഭാഷയിൽ അതിനുള്ള
ഉത്തരം ശാസ്ത്ര ലോകം എന്ന ബ്ലോഗിൽ നിന്നും കിട്ടി...
എങ്ങനെയാണ് ഒരു വിമാനം പറക്കുന്നത്?
അല്ലെങ്കിൽ ഇത്രയും ഭാരമേറിയ ഒരു വാഹനത്തെ വായുവിൽ തങ്ങിനിൽക്കുവാനും തെന്നിനീങ്ങുവാനും സഹായിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്?
വിമാനം ബ്രേക്കിടുന്നതെങ്ങനെ എന്ന് അന്വേഷിക്കുന്നതിനു മുമ്പ് ഈ ചോദ്യത്തിന്റെ ഉത്തരം മനസ്സിലാക്കിയിരിക്കുന്നത് നന്നായിരിക്കും.
ഭൂമി അതിന്റെ പരിസരപ്രദേശങ്ങളിലുള്ള എല്ലാ വസ്തുക്കളിന്മേലും ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലം പ്രയോഗിക്കുന്നുണ്ടെന്നും ഈ ആകര്‍ഷണബലത്തിന്റെ ഫലമായാണ് വസ്തുക്കള്‍ ഭൂമിയിലേക്ക് പതിക്കുന്നതെന്നും എല്ലാവര്‍ക്കും അറിയാവുന്ന കാര്യമാണ്. ഭൂഗുരുത്വാകർഷണബലത്തെ അതിജീവിച്ചുകൊണ്ട് ഒരു വസ്തു അന്തരിക്ഷത്തില്‍ തങ്ങിനില്‍ക്കണമെങ്കില്‍ ഭൂമി അതിന്മേൽ ചെലുത്തുന്ന ഗുരുത്വാകര്‍ഷണം എന്ന വലിവിന്റെ വിപരീതദിശയിൽ, ഈ വലിവിനു തുല്യമായ ഒരു പ്രതിബലം മുകളിലേക്ക് നൽകേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. ഈ പ്രതിബലത്തിനെ എയറോഡൈനാമിക്സിൽ “ലിഫ്റ്റ്” എന്നു വിളിക്കുന്നു. ഭൂമിയുടെ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണവും ലിഫ്റ്റും ഒരേപോലെ ആവുന്ന സന്ദര്‍ഭത്തില്‍ ആ വസ്തു അന്തരീക്ഷത്തില്‍ തങ്ങിനില്‍ക്കുന്നു എന്നുപറയാം. ഒരു വിമാനം പറക്കണമെങ്കിൽ അതിന്റെ ഭാരം - വിമാനത്തിന്റെ ഭാരം, യാത്രക്കാർ, കാർഗോ, ഇന്ധനം ഇവയുടെ ആകെത്തുക - പൂർണ്ണമായും അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് ഉയർത്തി നിർത്തുന്നതിന് ആവശ്യമായ ലിഫ്റ്റ് ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കുവാൻ അതിന്റെ സാങ്കേതികവിദ്യയില്‍ സാധ്യമാവണം. ഒരു വിമാനത്തിന്റെ ലിഫ്റ്റ് അതിനു പ്രദാനം ചെയ്യുന്നത് പ്രധാനമായും ചിറകുകളാണ്. പക്ഷേ ചിറകുകള് ഉണ്ടായതുകൊണ്ട്മാത്രം ലിഫ്റ്റ് സ്വയം ഉണ്ടാവുകയില്ല. വിമാനത്തിന്റെ ചിറകുകളില്‍ കൂടി അതിവേഗത്തില്‍ വായു കടന്നു പോകുമ്പോഴാണ് ലിഫ്റ്റ് ഉണ്ടാകുന്നത്.
വിമാനത്തിന്റെ ചിറകുകളുടെ ആകൃതി ഒരു ഏയ്‌റോ ഫോയില്‍ രീതിയിലാണ്. മാത്രവുമല്ല ചിറകിന്റെ മുൻ‌വശത്തേക്കാൾ ഒരല്പം താഴേക്ക് ചെരിഞ്ഞ് വളഞ്ഞിട്ടാണ് പിന്നറ്റം ഉള്ളത്. വിമാനത്തിന്റെ ഫ്യുസലേജിനോട് (ബോഡി) അടുക്കുംതോറും ഈ ചരിവ് കൂടിയും ചിറകിന്റെ അറ്റത്തേക്ക് പോകുന്തോറും ചരിവു കുറഞ്ഞുമാണ് വിമാനച്ചിറകുകളുടെ നിര്‍മ്മാണം.
എയറോഫോയിലുകൾ ഒരു ഫ്ലൂയിഡിലൂടെ (ഇവിടെ വായുവാണ് ഫ്ലൂയിഡ്) നീങ്ങുമ്പോൾ അവയുടെ ആകൃതിയുടെ പ്രത്യേകതമൂലം ലിഫ്റ്റ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു തള്ളൽ ഉണ്ടാക്കുവാൻ ശേഷിയുള്ളതാണ്. ബെർണോളി തത്വം എന്ന് ഫ്ലൂയിഡ് മെക്കാനിക്സിൽ അറിയപ്പെടുന്ന ഈ തത്വം താഴെയുള്ള യു.ട്യൂബ് വീഡിയോയിൽ ലളിതമായി വിവരിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഒരു എയറോഫോയിൽ വായുവിൽ കൂടി കടന്നുപോകുമ്പോൾ അതിന്റെ മുൻഭാഗം തൊട്ടുമുമ്പിലുള്ള വായുമണ്ഡലത്തെ രണ്ടുഭാഗങ്ങളായി വിഭജിക്കുന്നു. ഒരു ഭാഗം എയറോഫോയിലിന്റെ മുകൾ ഭാഗത്തുകൂടി ഒരു വളഞ്ഞപാതയിലൂടെ എയറോഫോയിലിന്റെ പിന്നറ്റത്തേക്ക് പോകുമ്പോൾ മറ്റൊരു ഭാഗം എയറോഫോയിലിന്റെ അടിവശത്തുകൂടി കടന്നുപോകുന്നു. മുകളിൽകൂടി കടന്നുപോകുന്ന വായുപ്രവാഹം, താഴെയുള്ളതിനേക്കാൾ കൂടിയ വേഗത്തിലാവും കടന്നുപോകുന്നത്. ഈ രീതിയിലുള്ള വായുസഞ്ചാരം എയറോഫോയിലിന്റെ മുകൾ വശത്ത് ഒരു ന്യൂനമർദ്ദമേഖല ഉണ്ടാക്കുന്നു. എയറോഫോയിലിന്റെ അടിയിൽ നിന്നും ഈ ന്യൂനമർദ്ദമേഖലയിലേക്ക് ഉണ്ടാകുന്ന ശക്തമായ തള്ളൽ ബലം എയറോഫോയിലിനെ മുകളിലേക്ക് തള്ളുന്നു. ഇതാണ് ലിഫ്റ്റ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന പ്രതിഭാസം.
വിമാനം ഉയരുന്നു
വിമാനത്തിന്റെ ചിറകുകൾ എയറോഫോയിൽ രീതിയിലാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നതെന്ന് പറഞ്ഞുവല്ലോ. ഒരു വിമാനം ടേക്ക്-ഓഫിനായി റണ്‍‌വേയിലൂടെ ഓടാന്‍ തുടങ്ങുന്നു എന്നുവിചാരിക്കൂ. വിമാനം മുമ്പോട്ട് നീങ്ങുമ്പോള്‍ വായുവിലൂടെ മുമ്പോട്ട് നീങ്ങുന്ന ചിറകുകൾ അവ കടന്നുപോകുന്ന ഭാഗത്തുള്ള വായുവിനെ ചിറകിന്റെ അടിയിലേക്ക് തള്ളിവിടുന്നു. വിമാനത്തിന്റെ വേഗത വർദ്ധിക്കുന്തോറും ഇപ്രകാരം ചിറകുകൾ താഴേക്ക് തള്ളിവിടുന്ന വായുവിന്റെ അളവും ഗതിവേഗവും വർദ്ധിക്കുന്നു. ഒപ്പം മുകളിലെ പാരഗ്രാഫിൽ പറഞ്ഞ രീതിയിൽ ഒരു ഉച്ച-ന്യൂനമർദ്ദ മേഖലയും ചിറകിന്റെ അടിയിലും മുകളിലുമായി യഥാക്രമം രൂപപ്പെടുന്നു. ഇങ്ങനെ വായുവിൽ വിമാനത്തിന്റെ ചിറക് ഉണ്ടാക്കുന്ന ചലന-ബല പ്രവർത്തനങ്ങള്‍ക്ക് തത്തുല്യമായ ഒരു പ്രതിപ്രവര്‍ത്തനം ചിറകുകളില്‍ ഉണ്ടാകും എന്നത് ഭൌതികശാസ്ത്രത്തിന്റെ നിയമമാണ്. ഇപ്രകാരം അതീവ മര്‍ദ്ദത്തില്‍ താഴേക്ക് തള്ളപ്പെടുന്ന വായുവിന്റെ ശക്തിയെ പ്രതിരോധിച്ചുകൊണ്ടുള്ള ഒരു പ്രതിപ്രവർത്തനമാണ് ചിറകിനെ മുകളിലേക്ക് തള്ളുന്ന ലിഫ്റ്റ്. വിമാനത്തിന്റെ വേഗത വര്‍ധിച്ച് ഒരു പരിധിയിലെത്തുമ്പോള്‍ ലിഫ്റ്റിന്റെ പരിമാണം, വിമാനത്തിന്റെ ഭാരത്തിനൊപ്പം (ഭാരം എന്നത് ഭൂഗുരുത്വാകര്‍ഷണം ആണെന്ന് ഓര്‍ക്കുക) എത്തുന്നു. ഇങ്ങനെ ലിഫ്റ്റും ഭൂഗുരുത്വാകര്‍ഷണവും ഒരേ അളവില്‍ വിപരീത ദിശകളില്‍ ആകുന്ന അവസരത്തിൽ വീലുകളുടെ സഹായമില്ലാതെ തന്നെ വിമാനത്തിന് വായുവിൽ സ്വതന്ത്രമായി നില്‍ക്കാനാവും. മറ്റൊരുവിധത്തില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ ഇപ്പോള്‍ വിമാനത്തിന്റെ ചിറകുകളാണ് അതിന്റെ ഭാരം മുഴുവൻ താങ്ങുന്നത്. ഈ സന്ദര്‍ഭത്തില്‍ വിമാനത്തെ മുകളിലേക്ക് ചരിഞ്ഞ ഒരു പാതയിലേക്ക് തിരിച്ചാല്‍ വിമാനം വായുവിലേക്ക് ഉയരും. ചരിഞ്ഞ പാതയിൽ അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക് ഉയരുന്ന വിമാനം ഒരു ഒരു നിശ്ചിത ഉയരത്തിൽ എത്തിക്കഴിയുമ്പോൾ അതിനെ തിരശ്ചീനമായ ഒരു പൊസിഷനിലേക്ക് മാറ്റാം. ഇങ്ങനെയാണ് ഒരു വിമാനം പറക്കുന്നത്.
ത്രസ്റ്റ്:
ഇപ്രകാരം ഒരു ലിഫ്റ്റ് ഉണ്ടാക്കിക്കൊണ്ട് മുമ്പോട്ട് പോകുവാൻ വേണ്ട ശക്തി വിമാനത്തിനു നൽകുന്നത് അതിന്റെ എഞ്ചിനുകള്‍ അതിനു നല്‍കുന്ന ഗതിവേഗമാണ് എന്ന് ഇനി പ്രത്യേകം പറയാതെ അറിയാമല്ലോ? എഞ്ചിനുകൾ വിമാനത്തിനു നൽകുന്ന മുമ്പോട്ടുള്ള ഗതിവേഗത്തെയാണ് “ത്രസ്റ്റ്” എന്നുവിളിക്കുന്നത്. ചുരുക്കത്തിൽ, അന്തരീക്ഷ വായുമണ്ഡലം, വിമാനത്തിന്റെ മുമ്പോട്ടുള്ള ഗതിവേഗം പ്രദാനം ചെയ്യുന്ന എഞ്ചിനുകളള്‍, ഈ ഗതിവേഗം ഉപയോഗിച്ചുകൊണ്ട് അന്തരീക്ഷവായുവിനെ ഒരു പ്രത്യേക ദിശയിലേക്ക് തിരിച്ചുവിട്ടുകൊണ്ട് ചിറകുകൾ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കുന്ന ലിഫ്റ്റ് ഇതു മൂന്നും ചേർന്നാണ് ഒരു വിമാനത്തെ വായുവിൽ പറക്കുവാൻ സഹായിക്കുന്നത്.
വിമാന എന്‍ജിന്‍:
ആധുനിക എയർലൈനറുകളിൽ എല്ലാം തന്നെ ടർബോഫാൻ ജെറ്റ് എഞ്ചിനുകളാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഈ എഞ്ചിനുകൾക്ക് പ്രധാനമായും രണ്ട് ഭാഗങ്ങളുണ്ട്. മുൻഭാഗത്ത് വെവ്വേറെ നിരകളിലായി ഉറപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഫാൻ ബ്ലെയ്ഡുകളാണുള്ളത്. ആദ്യത്തെ ഫാൻ എഞ്ചിന്റെ മുൻ‌ഭാഗത്തുനിന്നും വായുവിനെ അതീവ വേഗത്തിൽ ഉള്ളിലേക്ക് വലിച്ചെടുക്കുന്നു.
പിൻ നിരയിലിലുള്ള ബ്ലെയ്ഡുകൾ ഈ വായുവിനെ compress ചെയ്ത് ഉന്നത മർദ്ദത്തിലാക്കുന്നു. ഇതിന്റെ പിന്നിലാണ് ജെറ്റ് എന്‍ജിന്റെ പ്രധാന ഭാഗങ്ങള്‍ ഉള്ളത്. ഉന്നത മർദ്ദത്തിലായ വായുവിന്റെ ഒരു ഭാഗം ഇന്ധനവുമായി കലർത്തി കത്തിക്കുമ്പോഴുണ്ടാവുന്ന exhaust അതിശക്തമായി എഞ്ചിന്റെ പിന്നിലുള്ള നോസിൽ വഴി പുറത്തേക്ക് പായുന്നു. ഒപ്പം മർദ്ദാവസ്ഥയിലാക്കിയ വായുവിന്റെ മറ്റൊരു ഭാഗവും ഈ exhaust നൊപ്പം നോസിൽ വഴി പുറത്തേക്ക് പോകുന്നു. ഇപ്രകാരം പുറത്തേക്ക് പായുന്ന വാതകങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്ന സമ്മർദ്ദത്തിനു വിപരീത ദിശയിലുള്ള ഒരു പ്രതിപ്രവർത്തനം ഉണ്ടാകുന്നതുകൊണ്ടാണ്‌ (ത്രസ്റ്റ്) എഞ്ചിന്‍ അത് ഉറപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന വിമാനത്തെ മുമ്പോട്ട് തള്ളിവിടുന്നത്. ഒരു വിമാനം റൺ‌വേയിൽ കൂടി ഓടുമ്പോഴും, പറന്നുകൊണ്ടിരിക്കുമ്പോഴും അതിനു മുമ്പോട്ടുള്ള ഗതിവേഗം നൽകുന്നത് അതിന്റെ ജെറ്റ് എഞ്ചിനുകളാണ്; വിമാനത്തിന്റെ വീലുകൾ സ്വയം ഓടുവാൻ ശേഷിയുള്ളവയല്ല.
ഇത്രയും കാര്യങ്ങളില്‍നിന്ന് മനസ്സിലാക്കാവുന്ന മറ്റുചില കാര്യങ്ങളുണ്ട്. ഒന്ന്, വിമാനത്തിന്റെ ഭാരവും വലിപ്പവും കൂടുംതോറും ലിഫ്റ്റും അതിനനുസരിച്ച് കൂടണം. അതായത് ഓരോ തരം വിമാനങ്ങള്‍ക്കും വായുവില്‍ തങ്ങിനില്‍ക്കുവാന്‍ വേണ്ട ലിഫ്റ്റിന്റെ അളവ് വെവ്വേറെയാണ്. അതുകൊണ്ട് തന്നെ അവയുടെ ടേക്കോഫ് / ലാന്റിംഗ് എന്നിവയ്ക്കുള്ള മിനിമം സ്പീഡ്, ചിറകുകളുടെ വലിപ്പം, അവയ്ക്ക് വഹിക്കാവുന്ന പരമാവധി ഭാരം എന്നിവയ്ക്കെല്ലാം ഓരോ പരിധികളുണ്ട്.
ബോയിംഗ് 737-800:
മംഗലാപുരത്ത് അപകടത്തില് പെട്ട ബോയിംഗ് 737-800 വിമാനത്തിന്റെ സ്പെസിഫിക്കേഷനുകള്‍ ഒന്ന് ഓടിച്ചു നോക്കിയാല്‍ താഴെക്കാണുന്ന വിവരങ്ങള്‍ കാണാം.
നീളം 39.5 മീറ്റർ
ചിറകുകളുടെ നീളം (ഒരു ചിറകിന്റെ അഗ്രം മുതല്‍ മറ്റേ ചിറകിന്റെ അഗ്രം വരെ) 37.5 മീറ്റർ
വിമാനത്തിന്റെ മാത്രം ഭാരം - 41413 കിലോ (41.4 ടൺ)
ടേക്ക് ഓഫിൽ അനുവദനീയമായ പരമാവധി ഭാരം - 79010 കിലോഗ്രാം (79 ടൺ)
ലാന്റിംഗിൽ അനുവദനീയമായ പരമാവധി ഭാരം - 66361 കിലോഗ്രാം (66.3 ടൺ)
പരമാവധി സഞ്ചാരവേഗത - മണിക്കൂറിൽ 828 കിലോമീറ്റർ (ഒരു മിനിറ്റില്‍ 13.8 കിലോമീറ്റര്‍)
എഞ്ചിന്‍ പവര്‍ 121.4 കിലോ ന്യൂട്ടൺ (ഇതുപോലെയുള്ള രണ്ട് എഞ്ചിനുകള്‍)
ഒറ്റയടിക്ക് പറക്കാവുന്ന ദൂരം 5665 കിലോമീറ്റർ
ഉദാഹരണത്തിന് ഈ ഇനത്തിൽ പെട്ട ഒരു വിമാനം 70 ടൺ ആകെ ഭാരവുമായി ടേക്ക് ഓഫ് ചെയ്യുന്നു എന്നിരിക്കട്ടെ. സാധാരണയായി ജെറ്റ് വിമാനങ്ങളുടെ ടേക്ക് ഓഫ് സ്പീഡ് ഏകദേശം 250 കിലോമീറ്റർ / മണിക്കുർ ആയിരിക്കും. അതായത് ഇത്രയും സ്പീഡിൽ വായു ചിറകുകളില്‍ കൂടി കടന്നുപോയാല്‍ മാത്രമേ ഈ 70 ടൺ ഭാരം ചിറകിൽ വഹിക്കുവാനുള്ള ലിഫ്റ്റ് ഉണ്ടാക്കപ്പെടുന്നുള്ളൂ (theoretically, വിമാനം തറയില്‍ നിശ്ചലമായി നിര്‍ത്തിക്കൊണ്ട്, അതിനു അഭിമുഖമായി 250 കിലോമീറ്റര്‍ വേഗതിയില്‍ ഒരു കൊടുങ്കാറ്റ് അടിച്ചാലും ഇതേ അളവില്‍ ലിഫ്റ്റ് ഉണ്ടാകും എന്ന് സാരം) . അതിനുശേഷം വിമാനം വീണ്ടും ലാന്റിംഗിൽ നിലം തൊടുന്നതുവരെ അതിനെ വായുവിൽ താങ്ങിനിർത്തുവാൻ വേണ്ട ലിഫ്റ്റ് ഇതുതന്നെ. പക്ഷേ ഇത്രയും ലിഫ്റ്റ് ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കുവാനായി എഞ്ചിനുകൾ ടേക്ക് ഓഫ് സമയത്ത് ചെയ്ത അത്രയും പ്രവൃത്തി പിന്നീട് ആവശ്യമില്ല. കാരണം ലിഫ്റ്റ് വിമാനത്തിന്റെ സ്പീഡിനേയും ആശ്രയിച്ചാണിരിക്കുന്നത്. സാധാരണഗതിയിൽ യാത്രാവിമാനങ്ങള്‍ പറക്കുന്നത് 35000 അടിമുതൽ 42000 വരെ ഉയരത്തിലാണ്. ഇത്രയും ഉയരത്തിലാണ് ഏറ്റവും ഇന്ധനക്ഷമതയോടെ പരമാവധി സ്പീഡില്‍ വിമാനങ്ങള്‍ പറത്താനാവുക എന്നതിനാലാണിത്. അവിടെ വായുവിന്റെ സാന്ദ്രത ഭൂനിരപ്പിനെ അപേക്ഷിച്ച് കുറവായതിനാലാണിത്. വിമാനങ്ങള്‍ വായുവില്‍ പറന്നു കൊണ്ടിരിക്കുമ്പോള്‍ ഏറ്റവും അത്യാവശ്യമായും maintain ചെയ്യേണ്ട ഒന്നാണ് അതിന്റെ altitude അഥവാ ഉയരം. Altimeter ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇതു മനസ്സിലാക്കുന്നത്. പറന്നു കൊണ്ടിരിക്കുന്ന വിമാനത്തിന്റെ lift നഷ്ടമായാല്‍ altitude പെട്ടന്ന് കുറയും. ഈ അടുത്തിടെ എമിരേറ്റ്സ് വിമാനം air pocket ല്‍ പെട്ട് altitude കുറഞ്ഞ വാര്‍ത്ത ഓര്‍ക്കുമല്ലോ (കൂപ്പുകുത്തി എന്ന മാധ്യമപ്രയോഗം അതിശയോക്തിയാണ്)
ഇനി അടുത്തതായി ഇത്രയും ഭാരമേറിയ ഈ വിമാനത്തെ ലാന്റിംഗിനായി തയ്യാറാക്കുമ്പോള്‍ എന്തൊക്കെയാണ് ചെയ്യുന്നതെന്ന് നോക്കാം. യഥാര്‍ത്ഥത്തില്‍ ടേക്ക് ഓഫിനേക്കാള്‍ വളരെയേറെ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ളതും റിസ്ക് ഏറിയതുമായ ഒരു ഓപ്പറേഷനാണ് ലാന്റിംഗ്. വിമാനത്തെ റൺ‌വേയിൽ റെഡിയാക്കി നിർത്തി കൺട്രോൾ ടവറിന്റെ നിർദ്ദേശം അനുസരിച്ച് ടേക്ക് ഓഫ് ചെയ്യിച്ച്, കണ്ട്രോൾ ടവറിന്റെ നിർദ്ദേശങ്ങൾക്കനുസരിച്ചുള്ള ഒരു എയർ റൂട്ടിൽ പ്രതിഷ്ഠിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ ടേക്ക് ഓഫ് പൂർത്തിയായി. എന്നാൽ മണിക്കൂറിൽ എണ്ണൂറിനുമുകളിൽ കിലോമീറ്റർ സ്പീഡിൽ ഭൂനിരപ്പിൽ നിന്ന് നാല്പതിനായിരത്തോളം അടി ഉയരത്തിൽ പറന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ടൺകണക്കിനു ഭാരമുള്ള ഭീമാകരനായ ഈ യന്ത്രത്തെ ആ വേഗതകുറച്ച്, അത്രയും ഉയരത്തിൽ നിന്നും വളരെ താഴെക്കൊണ്ടുവന്ന് സുരക്ഷിതമായി ഒരു വിമാനത്താവളത്തിന്റെ റൺ‌വെയിലേക്ക് ഒരു പക്ഷി വന്നിറങ്ങുന്ന ലാഘവത്തോടെ ഇറക്കുവാൻ പൈലറ്റിന്റെ വൈദഗ്ദ്ധ്യം ഒരു അത്യാവശ്യഘടകം തന്നെയാണ്.
ജമ്പോ ജെറ്റ് ലാന്റ് ചെയ്യുന്നു
എങ്കിലും ആധുനിക വിമാനങ്ങളും എയര്‍പോര്‍ട്ടുകളും പൈലറ്റിന്റെ കഴിവുകളെ മാത്രം ആശ്രയിച്ചല്ല സുരക്ഷിതമായി ഫ്ലൈറ്റ് ലാന്റിംഗുകൾ നടത്തുന്നത്. സുരക്ഷിതമായ ലാന്റിംഗിന് ഒരു പൈലറ്റിന് സഹായമായി വർത്തിക്കുന്ന ഒട്ടനവധി സംവിധാനങ്ങള്‍ ഇന്നത്തെ യാത്രാവിമാനങ്ങളിലും എയര്‍പോര്‍ട്ടുകളിലും ഉണ്ട്. അതില്‍ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ടവയാണ് ഇന്‍സ്ട്രുമെന്റ് ലാന്റിംഗ് സിസ്റ്റം അഥവാ ILS, വിമാനത്തിലെ ഓട്ടോ പൈലറ്റ് എന്നിവ. ഇതേപ്പറ്റി വിവരിക്കുന്നതിനു മുമ്പ് ലാന്റിംഗിന്റെ വിവിധഘട്ടങ്ങള്‍ ഏതൊക്കെ എന്ന് ഒന്നു നോക്കാം.
ലാന്റിംഗ് - വിവിധ ഘട്ടങ്ങള്‍:
ലക്ഷ്യസ്ഥാനമായ എയര്‍പോര്‍ട്ടിൽ എത്തുവാന്‍ ഏകദേശം അരമണിക്കൂറോളം സമയം ബാക്കിനില്‍ക്കുമ്പോഴായിരിക്കും സാധാരണയായി ഒരു കൊമേഴ്സ്യൽ എയർക്രാഫ്റ്റ് അതിന്റെ ലാന്റിംഗിന്റെ ആദ്യഘട്ടം ആരംഭിക്കുന്നത്. ഈ സമയത്ത് പ്ലെയിനുകൾ ലക്ഷ്യസ്ഥാനത്തുനിന്നും ഏകദേശം നൂറ്റമ്പതുമുതല്‍ ഇരുനൂറുവരെ കിലോമീറ്റര്‍ ദുരത്തിലായിരിക്കും. വിമാനം പറന്നുകൊണ്ടിരുന്ന നിരപ്പില്‍ നിന്നും അതിനെ പതിയെ വളരെ താഴ്ന്ന ഒരു നിരപ്പിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്ന ഈ ഘട്ടത്തിന് “ഡിസന്റിംഗ് ” എന്നാണു പറയുന്നത്. descent എന്നാല്‍ താഴേക്ക് ഇറങ്ങുക എന്നാണു അര്‍ത്ഥം എന്നറിയാമല്ലോ?
ലാന്റിങ്ങിന്റെ ആദ്യ ഘട്ടത്തിൽ വിമാനം പറന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഉയരം കുറയ്ക്കുക മാത്രമല്ല, അതിന്റെ വേഗതയും സാവധാനം കുറച്ച്, ലാന്റിംഗ് സ്പീഡിനോട് അടുത്ത ഒരു വേഗതയിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്നു. വിമാനത്തിന്റെ എഞ്ചിനുകളുടെ ത്രസ്റ്റ് എറ്റവും കുറച്ച്, വിമാനത്തിന്റെ മൂക്കറ്റം ഒരല്പം താഴ്ന്ന ആംഗിളിലേക്ക് തിരിച്ചുകൊണ്ടാണ് ഡിസന്റിംഗ് ആരംഭിക്കുക. അപ്പോൾതന്നെ യാത്രക്കാർ സീറ്റ് ബെൽറ്റ് ധരിക്കുവാനുള്ള മുന്നറിയിപ്പും നൽകും. അന്തരീക്ഷത്തിലെ വിവിധ ഉയരങ്ങളിലെ എയർ പ്രഷറിന് അനുസരിച്ച് വിമാനത്തിനുള്ളിലെ പ്രഷറും അതാതുസമയം ക്രമീകരിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ യാത്രക്കാരിൽ പലർക്കും ചെവികൊട്ടിയടയ്ക്കുന്നതായും ചെവി വേദനിക്കുന്നതായും ഒക്കെ ഡിസന്റിന്റെ സമയത്ത് തോന്നുക സ്വാഭാവികം. ഡിസന്റിംഗിന്റെ അവസാനഘട്ടം ആകുമ്പോഴേക്കും വിമാനം എയർപോർട്ടിന്റെ സമീപത്ത് ഏകദേശം ഇരുപതോ മുപ്പതോ കിലോമീറ്റർചുറ്റളവിനുള്ളിൽ എത്തിയിരിക്കും. ഗ്രൌണ്ടിൽ നിന്നുള്ള റേഡിയോ സിഗ്നലുകൾ വഴി ഓരോ എയർപോർട്ടിന്റെയും ഐഡന്റിഫിക്കേഷൻ നൽകുന്ന ബീക്കണുകൾ വിമാനത്തിന്റെ കോക്പിറ്റിൽ കേൾക്കാം. അതുപോലെ ആ എയര്‍പോര്‍ട്ടിലെ control tower മായി ആശയവിനിമയത്തില്‍ കൂടി പൈലറ്റ് വിമാനം ലാന്റ് ചെയ്യിക്കാനുള്ള നിര്‍ദേശങ്ങള്‍ സ്വീകരിക്കുന്നു.ഗിന്റെ അടുത്ത ഘട്ടം അപ്രോച്ചിംഗ്എന്നാണറിയപ്പെടുന്നത്. എയർപോർട്ടിന്റെ റൺ‌വേയിയുടെ നേരെ എയർക്രാഫ്റ്റിനെ നയിക്കുന്നതിനായി തയ്യാറാക്കുന്ന ഘട്ടമാണിത്. അപ്രോച്ചിംഗ് ഘട്ടത്തിൽ വിമാനം നിലത്തുനിന്നും രണ്ടായിരത്തോളം അടി മുകളിലായിരിക്കും. ഈ ഘട്ടത്തിലാണ് വിമാനത്തിന്റെ അവസാന ലാന്റിങ് സ്പീഡ് പൈലറ്റുമാർ നിശ്ചയിക്കുന്നത്. ഇതിനായി വിമാനത്തിന്റെ ആകെഭാരം, റൺ‌വേയുടെ പരിസരങ്ങളിൽ കാറ്റുണ്ടെങ്കിൽ അതിന്റെ വേഗത, ഗതി (ഈ വിവരം കണ്ട്രോൾ ടവര്‍ നൽകും), വിമാനത്തിനു ലാന്റ് ചെയ്യാൻ ആവശ്യമായ മിനിമം ലിഫ്റ്റ് ഇതൊക്കെ കണക്കാക്കുന്നു. സാധാരണഗതിയിൽ എല്ലാ ടേക്ക് ഓഫുകളും ലാന്റിംഗുകളും കാറ്റടിക്കുന്നതിന്റെ എതിർ വശത്തേക്ക് (കാറ്റിനു അഭിമുഖമായി) ആയിരിക്കും നടത്തുന്നത്. ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ലാന്റിംഗ് സ്പീഡും ടേക്ക് ഓഫ് സ്പീഡിനോടടുത്തുവരും. എങ്കിലും ടേക്ക് ഓഫ് സമയത്തേതിനേക്കാൾ വിമാനത്തിന്റെ ഭാരം ലാന്റിംഗ് സമയത്ത് കുറവായിരിക്കുമെന്നതിനാൽ (ടേക്ക് ഓഫിലും യാത്രയിലും അത്രയും ഇന്ധനം കത്തിത്തീർന്നതിനാൽ) ടേക്ക് ഓഫ് സ്പീഡിനേക്കാൾ കുറേക്കൂടി കുറഞ്ഞ ഒരു ലാന്റിഗ് സ്പീഡ് സാധ്യമാണ് എന്നുമാത്രം.
വിമാനത്തിനു അഭിമുഖമായി അടിക്കുന്ന കാറ്റിനെ head wind എന്നും വിമാനം പോകുന്ന ദിശയിലേക്കു അടിക്കുന്ന കാറ്റിനെtail wind എന്നുമാണ് വിളിക്കുന്നത്‌. ഇവയുടെ പ്രത്യേകത മനസ്സിലാക്കുവാന്‍ എളുപ്പമാണ്. മണിക്കൂറില്‍ 30 കിലോമീറ്റര്‍ സ്പീഡില്‍ ഒരു head wind റണ്‍വേയില്‍ ഉണ്ടെന്നിരിക്കട്ടെ. വിമാനത്തിനു ആവശ്യമായത്ര ലിഫ്റ്റ് ഉണ്ടാക്കുവാന്‍ 250 kilometer / hour എന്ന എയര്‍ സ്പീഡും വേണം എന്ന് കരുതുക. ഈ സന്ദര്‍ഭത്തില്‍ വിമാനത്തിനു 220 kilometer / hour (250-30=220) സ്പീഡ് ഉണ്ടായാല്‍ തന്നെ ആവശ്യമായ ലിഫ്റ്റ് ഉണ്ടായിക്കൊള്ളും. ഇതിന്റെ വിപരീത ഫലമാണ് tail wind ഉണ്ടാക്കുക.
വിമാനത്തിന്റെ എയര്‍ സ്പീഡ് കുറയ്ക്കുവാനായി വിവിധമാർഗ്ഗങ്ങളാണ് സ്വീകരിക്കുന്നത്. ഒന്ന്, descending സമയത്ത് എഞ്ചിൻ Cruising speed ല്‍ നിന്ന് വളരെ താഴ്ന്ന സ്പീഡില്‍ മാത്രം പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നതിനാല്‍ പുതിയതായി ത്രസ്റ്റ് രൂപപ്പെടുന്നില്ല. അതിനാൽ വായു വിമാനത്തിൽ ചെലുത്തുന്ന ഘർഷണം (ഡ്രാഗ്) ഉണ്ടാക്കുന്ന സ്പീഡ് കുറയ്ക്കൽ ആണ് ആദ്യത്തെ ഉപാധി. രണ്ട്, വിമാനത്തിന്റെ ചിറകിൽ ഉറപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന എയർ ബ്രേക്കിംഗിനായുള്ള ചെറിയ സ്പോയിലറുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ചെറിയ തോതിൽ ഇടയ്ക്കിടെ സ്പീഡ് കുറയ്ക്കുന്നു. പറന്നു കൊണ്ടിരിക്കുന്ന വിമാനത്തിന്റെ ചിറകില്‍ ഒരു കൊച്ചു തകിട് ഒന്നുയര്‍ത്തിയാല്‍ പോലും അതുണ്ടാക്കുന്ന എഫകറ്റ് വളരെ വലുതാണ്‌. സ്പീഡ് കുറയുമ്പോഴും ലിഫ്റ്റ് കുറയുന്നത് അനുവദിക്കാനാവില്ലല്ലോ. അതിനാൽ വിമാനത്തിനെ കുറഞ്ഞവേഗതയിലും വായുവിൽ തങ്ങിനിൽക്കുവാൻ വേണ്ടത്ര ലിഫ്റ്റ് നൽകുവാനായി ഈ സമയത്ത് ചിറകിൽ ചില സംവിധാനങ്ങൾ പ്രവർത്തിക്കുവാൻ ആരംഭിക്കും. ചിറകുകളുടെ മുന്നറ്റത്ത്സ്ലാറ്റുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന മുമ്പോട്ട് നീക്കാവുന്ന വളഞ്ഞ ഒരു പ്രതലവും, പിൻ‌ഭാഗത്ത് ചിറകിന്റെ വിസ്തൃതി കൂട്ടാവുന്ന രിതിയിൽ ഹൈഡ്രോളിക് സംവിധാനത്തിലൂടെ നീക്കാവുന്ന ഫ്ലാപ്പുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒരു ഭാഗവും ഉണ്ട്. വിമാനം പറന്നുകൊണ്ടിരിക്കുമ്പോള്‍ ഇവ ചിറകിനോട് ചേര്‍ന്നിരിക്കുന്ന രീതിയിലാവും ഉണ്ടാവുക. Landing / take-off അവസരങ്ങളില്‍ സ്ലാറ്റ് പ്രവർത്തിപ്പിക്കുമ്പോൾ വിമാനത്തിന്റെ ചിറക് അതിന്റെ മുൻഭാഗത്ത് വായുവിനെ കീറിമുറിക്കുന്ന ആംഗിൾ കൂടുകയും, ഫ്ലാപ് പിന്നിലേക്ക്‌ നീക്കുമ്പോള്‍ ചിറകു വായുവിനെ താഴേക്ക് തള്ളിവിടുന്ന ആംഗിൾ കൂടുതൽ ലംബമായി തീരുകയും ചെയ്യുന്നു. തത്ഫലമായി ലിഫ്റ്റ് വർദ്ധിക്കുന്നു.
അപ്രോച്ചിന്റെ അവസാനഭാഗത്ത് വിമാനം റൺ‌വേയുമായി ഏകദേശം നേർ രേഖയിൽ എത്തുന്നു. ഈ ഭാഗം മുതൽ അവസാനഘട്ട ലാന്റിം ആരംഭിക്കാനുള്ള ദൂരം ആയിരിക്കുന്നു എന്ന വിവരം പൈലറ്റിനു കൈമാറാനായി ഔട്ടർ മാർക്കർ എന്നൊരു റേഡിയോ സിഗ്നലിങ് സംവിധാനം എല്ലാ എയർപോർട്ടുകളോടും അനുബന്ധിച്ച് ഉണ്ടാവും. വിമാനം ഔട്ടർ മാർക്കറിന്റെ പരിധിയിൽ കടന്നുകഴിഞ്ഞാലുടൻ കോൿപിറ്റിൽ ഔട്ടർ മാർക്കറിന്റെ ബീപ് സൌണ്ട് മുഴങ്ങുകയും, അതിന്റെ ഇന്റിക്കേറ്റർ പ്രകാശിക്കുകയും ചെയ്യും. വിമാനം റൺ‌വേയിൽ നിന്നും ഏകദേശം പത്ത് കിലോമീറ്ററോളം ദൂരെയാവും ഇപ്പോള്‍ ഉണ്ടായിരിക്കുക. ഇൻസ്ട്രുമെന്റ് ലാന്റിംഗ് സിസ്റ്റം ലഭ്യമായ എയർപോർട്ടുകളിൽ, ഈ അവസരത്തിൽ പൈലറ്റ് ILS മായി വിമാനത്തിലെ ഓട്ടോ പൈലറ്റ് കണ്ട്രോളുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. റേഡിയോ സിഗ്നലുകൾ വഴിയാണ് ഗ്രൌണ്ടിലെ ഇൻസ്ട്രുമെന്റ് ലാന്റിംഗ് സിസ്റ്റം വിമാനവുമായി ബന്ധപ്പെടുന്നത്. ഒപ്പം റൺ‌വേയിൽ ഉറപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന വളരെ ഇന്റൻസിറ്റി കൂടിയ, ലൈറ്റുകളും ഈ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഭാഗമാണ്. രാത്രികാലങ്ങളിലും, മൂടല്‍ മഞ്ഞും, കനത്ത മേഘപാളികളും കാഴ്ച തീരെ ഇല്ലാതാക്കുമ്പോഴും വിമാനത്തെ സുരക്ഷിതമായി റണ്‍വേയിലേക്ക് നയിക്കുവാന്‍ ഓട്ടോ-പൈലറ്റ് / ഐ.എല്‍.എസ് സംവിധാനങ്ങള്‍ക്ക് കഴിയും. പ്രധാനമായും രണ്ടുകാര്യങ്ങളാണ് ഇൻസ്ട്രുമെന്റ് ലാന്റിംഗ് സിസ്റ്റം ചെയ്യുന്നത്. ഒന്ന്, റൺ‌വേയുടെ മധ്യഭാഗവും വിമാനത്തിന്റെ മൂക്കറ്റവും ഒരേ നേർ രേഖയിലാക്കുവാൻ സഹായിക്കുന്നു. Instrument Landing System ത്തിലെ localizer എന്ന ആന്റിനയിൽ നിന്ന് വിമാനത്തിന്റെ ചിറകുകളിൽ കൂടി സ്വീകരിക്കപ്പെടുന്ന വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യത്തിലുള്ള റേഡിയോ സിഗ്നലുകൾ ഒരേ ബാലൻസിൽ വരത്തക്കവിധം വിമാനത്തെ നിയന്ത്രിച്ചുകൊണ്ടാണ് ഇത് സാധ്യമാക്കുന്നത്.
രണ്ടാമത്തെ സംവിധാനം Glide Slope Antenna ആണ്.വിമാനത്തിന്റെ നിലവിലുള്ള ആൾടിട്യൂഡിൽ നിന്ന് (ഉയരം) റൺ‌വേയുടെ ടച്ച്ഡൌൺ സോണിൽ കൃത്യമായും എത്തേണ്ട വിധം വിമാനം താഴേക്ക് താഴ്ന്നു താഴ്ന്നെത്തെണ്ട ചരിഞ്ഞ പാത നിർണ്ണയിക്കുവാന്‍ ഈ സംവിധാനം സഹായിക്കുന്നു. സാധാരണഗതിയിൽ റൺ‌വേയുടെ ടച്ച് ഡൌൺ പോയിന്റിലേക്ക് മൂന്നുഡിഗ്രി ചെരിവിൽ ചരിഞ്ഞ ഒരു പാതയാണ് ഗ്ലൈഡ് സ്ലോപ്അല്ലെങ്കിൽ ഗൈഡ് പാത്ത് ആയി തെരഞ്ഞെടുക്കുന്നത്. രാത്രികാലങ്ങളിലെ ലാന്റിങ്ങുകള്‍, മേഘം, മൂടല്‍ മഞ്ഞ് തുടങ്ങിയവയില്‍കൂടിയുള്ള അപ്രോച്ച് തുടങ്ങിയ അവസരങ്ങളില്‍ വിമാനത്തിലെ ഓട്ടോ പൈലറ്റ് സംവിധാനം ആണ് ലാന്റിംഗിന്റെ ആദ്യ ഘട്ടങ്ങളില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ലാന്റിങ്ങിന്റെ അവസാന ഘട്ടത്തില്‍ (റണ്‍വേ വ്യക്തമായും കാണാന്‍ സാധിക്കുന്ന അവസരം മുതല്‍) സാധാരണ എല്ലാ അവസരങ്ങളിലും മാനുവല്‍ ആയിട്ടാവും പൈലറ്റ് വിമാനത്തിനെ നിയന്ത്രിക്കുന്നത്‌.
ഈ സന്ദർഭത്തിൽ പൈലറ്റിന് വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട വിവരം നല്‍കുന്ന ഒരു ഉപകരണമാണ് PAPI Lighting system. Precision Approach Path Indicator എന്നാണ് ഇതിന്റെ പൂർണ്ണ രൂപം. ഇൻസ്ട്രുമെന്റ് ലാന്റിംഗ് സിസ്റ്റം ഇല്ലാത്ത എയർപോർട്ടുകളിൽ പോലും ഈ ലൈറ്റ് സംവിധാനം ഉണ്ട്. റൺ‌വേയുടെ തുടക്കത്തിൽ ഒരു വശത്തായി ഒരു നിരയിൽ ഉറപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന നാലു ലൈറ്റുകളാണ് ഇതിന്റെ പ്രധാന ഭാഗം. ഈ ലൈറ്റുകൾക്ക് ഒരുപ്രത്യേകതയുണ്ട്. വളരെ ഉയരത്തിൽ നിന്നു നോക്കുമ്പോൾ അവ വെളുപ്പു നിറത്തിലും, താഴ്ന്ന നിരപ്പിൽ നിന്നു നോക്കുമ്പോൾ ചുവപ്പുനിറത്തിലുമാണ് ഇവ കാണപ്പെടുന്നത്. ഈ ലൈറ്റുകളുടെ മുൻ‌വശത്തുള്ള പ്രത്യേകതരം ലെൻസ് ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇത് സാധ്യമാക്കുന്നത്. അതായത് വിമാനം അതിന്റെ ഗൈഡ് പാത്തിൽ എത്തിക്കഴിഞ്ഞാൽ ഈ ലൈറ്റുകളെ പൈലറ്റിനു കാണാൻ സാധിക്കും. ഇതിന്റെ പ്രവർത്തന സംവിധാനം ഇനി പറയുന്നു. നാലു ലൈറ്റുകളും വെളുപ്പുനിറത്തിൽ കണ്ടാൽ വിമാനം ആവശ്യത്തിലധികം ഉയരത്തിലാണ് താഴേക്ക് വരുന്നതെന്നും റൺ‌വേയുടെ ടച്ച് ഡൌൺ പോയിന്റിനും ഏറെ അപ്പുറത്തായി മാത്രമേ വിമാനം വന്നിറങ്ങൂ എന്നും അനുമാനിക്കാം. നേരെ മറിച്ച് നാലു ലൈറ്റുകളും ചുവപ്പുനിറത്തിലാണ് കാണുന്നതെങ്കിൽ വിമാനം വളരെ താഴ്ന്നാണ് താഴേക്ക് വരുന്നതെന്നും, റൺ‌വേ തുടങ്ങുന്നതിനും വളരെ മുമ്പിലായി വന്നിറങ്ങി തകർന്നുപോകും എന്നും മനസ്സിലാക്കാം. ആദ്യ രണ്ടു ലൈറ്റുകൾ ചുവന്നും, അടുത്ത രണ്ടു ലൈറ്റുകൾ വെളുപ്പുമായി ആണ് കാണുന്നതെങ്കിൽ വിമാനം കൃത്യമായും മൂന്നു ഡിഗ്രി ചെരിവിൽ റൺ‌വേയിൽ സുരക്ഷിതമായി വന്നിറങ്ങും എന്നുമാണ് അർത്ഥം. ഇനി വായനക്കാർ പറയൂ, ഓപ്റ്റിൽക്കൽ ഇലൂഷൻ എന്ന തിയറിക്ക് എത്രത്തോളം സാംഗത്യമുണ്ട്!! ഇത്രയും കൃത്യമായ ലൈറ്റിംഗ് സംവിധാനങ്ങൾ ഉള്ളപ്പോൾ റൺ‌വേ എത്രദൂരത്തിലാണെന്നും എവിടെ വന്നിറങ്ങും എന്നും മറ്റും പൈലറ്റ് “ഊഹിക്കേണ്ട”കാര്യമുണ്ടോ?
വിമാനത്തിന്റെ താഴേക്കുള്ള പതനത്തിന്റെ തോത് (altitude കുറയുന്ന തോത്) കാണിച്ചു തരുന്ന ഉപകരണമാണ് വേരിമീറ്റർ. ഈ തോത് വളരെ പ്രധാന്യമറിക്കുന്നു.
