அட்டகாசமான அறிவியல் 4: விமானத்தில் ஜன்னலை ஏன் திறக்க முடிவதில்லை?

ராணுவ விஞ்ஞானி வி.டில்லிபாபு

விமானத்தின் ஜன்னல்களைத் திறக்க முடிந்தால், நன்றாக இயற்கை காட்சிகளை ரசிக்கலாம். தலையை நீட்டி செல்ஃபி எடுக்கலாம். ஏன் நிரந்தரமாக மூடி வைத்திருக்கிறார்கள்?

குளிரூட்டப்படாத பேருந்துகளில் கட்டணம் குறைவு. அதைப்போல விமானத்தைக் குளிரூட்டாமல் கட்டணத்தைக் குறைத்தால் என்ன? இப்படிப்பட்ட வித்தியாசமான கேள்விகள் உங்களுக்கு இருக்கலாம். பதில் தெரிய மேலும் படியுங்கள்.

நீர்மூழ்கி, ஆழங்களில் நீரின் அதிக அழுத்தத்தை சமாளிக்க வேண்டும் எனப் பார்த்தோம். ஆகாய விமானம் உயரங்களில் சந்திக்
கும் பிரச்சினை என்ன தெரியுமா? குறைந்த காற்றழுத்தம்!

உயரத்தில் குறையும் அழுத்தம்

வானத்தில் உயரே செல்லச் செல்ல காற்றின் அழுத்தம் குறையும். கடல்மட்டத்தில் காற்றழுத்தம் 1 பார் (1 Bar) ஆக இருக்கும். 5 கிலோ மீட்டர் உயரத்தில் காற்றழுத்தம் பாதியாகக் குறைந்து ஏறக்குறை ½ பார் ஆக இருக்கும்.

10 கி.மீ. உயரத்தில் ஏறக்குறைய ¼ பார் ஆக மேலும் குறையும். ஏன் அழுத்தம் குறைகிறது?

பள்ளிக்கூட மைதானத்தின் தரையில் உங்களுடைய காலால் ஒரு வட்டம் வரைந்து அந்த வட்டத்தில் காற்றழுத்தத்தை அளப்பதாக வைத்துக்கொள்வோம். அந்த வட்டத்திற்கு நேர் மேலே பல கிலோமீட்டர்கள் உயரத்திற்கு உருளை வடிவில் காற்று நிற்பது போல் கற்பனை செய்து பாருங்கள். இந்த காற்று உருளையின் முழு எடையும் மைதானத்தில் உள்ள வட்டத்தை அழுத்திக் கொண்டிருக்கிறது. இந்தஅழுத்தம் ஏறக்குறைய 1 பார் (கடல்மட்டத்தில் பள்ளி இருந்தால்). அந்த காற்று உருளையில் 5 கி.மீ. உயரத்
தில் காற்றழுத்தத்தை அளந்தால் அழுத்தம் குறைவாக இருக்கும். ஏன்? மைதானத்தில் உள்ள வட்டத்தை அழுத்திய காற்று உருளை
யில், 5 கி.மீ. உயரம் இப்போது குறைந்திருக்கிறது. அந்த அளவுக்குக் காற்று உருளையின் எடை குறையும். இதனால் காற்றழுத்தம் குறையும்.

உயரத்தில் குறையும் அடர்த்தி

உயரத்தில் காற்றழுத்தம் குறைவு. புவியீர்ப்பு விசையும் குறைவு. இதனால் காற்றின் அடர்த்தியும் குறைவு. அடர்த்தி குறைவதால் காற்றில் ஆக்சிஜனின் அளவும் குறையும். உங்கள் பள்ளி மைதானத்தில் ஒரு முறை நீங்கள் மூச்சை உள்ளிழுத்தால் எவ்வளவு ஆக்சிஜன் உங்கள் நுரையீரலுக்குச் செல்கிறதோ அதை விட குறைவான ஆக்சிஜனே, உயரமான மலையுச்சியில் நின்று கொண்டு நீங்கள் சுவாசித்தால் கிடைக்கும். இதனால் உடலுக்குத் தேவையான ஆக்சிஜன் கிடைப்பதில் சிக்கல் ஏற்படும். தலைச்சுற்றல், மயக்கம் என உடல் உபாதைகள் தொடங்கும். மூளைக்கு ஆக்சிஜன் குறைவதால் முடிவெடுக்கும் திறன்குறையும். இன்னும் அதிக உயரங்களில் உயிரிழப்பும் ஏற்படக்கூடும்.

விமானத்தில் சுவாசம்

பயணிகள் விமானம் ஏறக்குறைய 12 கி.மீ. உயரத்தில் பறக்கும். போர் விமானம் ஏறக்குறைய 15 கி.மீ. உயரத்தில் பறக்கும். பள்ளிக்கூட மைதானத்தில் நீங்கள் உணரும் காற்றழுத்தத்தில் ஏறக்குறைய நான்கில் ஒரு பங்கு காற்றழுத்தத்தில், ஆக்சிஜன் குறைந்த காற்றில் எப்படி விமானப்பணிகளைப் பாதுகாப்பது? விமானப்படை விமானிகள்எப்படி போர்த்தொழில் புரிவது?
அழுத்தமேற்றப்படும் காற்றுபயணிகள் விமானத்திலும் போர் விமானத்திலும் உள்ள விமான அறைகளில் அழுத்தமேற்றப்பட்ட காற்று நிரப்பப்பட்டிருக்கும். விமானம் 12 கி.மீ. உயரத்துக்கு மேல்பறந்தாலும் விமானத்திற்குள் ஏறக்குறைய பள்ளி மைதான காற்றழுத்தம் இருப்பதால் உங்களால் வித்தியாசத்தை உணர முடியாது. இந்த தொழில்நுட்பத்தை அறை அழுத்தமேற்றல் (Cabin Pressurization) என்பார்கள். இதற்காக விமான இன்ஜினில் இருந்து அழுத்தமேற்றப்பட்ட காற்று எடுக்கப்பட்டுப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உள்ளே அதிக அழுத்தம், வெளியே குறைந்த அழுத்தம். காற்றுக்கசிவைத் தடுக்க விமானத்தின் ஜன்னல்கள் நிரந்தரமாக மூடப்பட்டிருக்கும். கதவும் இறுக மூடப்படும்.

உறைநிலையில் விமானம்

தரையிறங்கிய விமானத்தின் வெளிப்பகுதியை தொட்டுப்பார்த்தால் சில்லிடும். ஏன்? உயரங்களில் காற்றின் அழுத்தம், அடர்த்தி போல வெப்பநிலையும் குறைவு. பயணிகள் விமானம் பறக்கும் உயரங்களில் வெளியே வெப்பநிலை -56 டிகிரி செல்சியஸ்! உங்கள் வீட்டு குளிர்பதனப்பெட்டியில் உள்ள ஃப்ரீசரில் - 18 டிகிரி என்பதை நினைவுபடுத்திக் கொள்ளுங்கள். இதனால்தான் அழுத்தமேற்றப்பட்ட காற்று குளிர்பதனம் செய்யப்பட்டு விமானத்தில் வழங்கப்படுகிறது. இல்லையெனில் பயணிகள் உறைந்து விடுவார்கள். விமானத்தின் ஜன்னல் மூடப்பட்டிருப்பதற்கு இதுவும் ஒரு காரணம்.

விமானம் ஒரு அறிவியல் ஆச்சரியம். வேறென்ன அறிவியல் கோட்பாடுகள் அதில் செயல்படுத்தப்பட்டுள்ளன?

(தொடரும்)

கட்டுரையாளர், போர்விமானங்களைப் பற்றி முதல் தமிழ் நூலான ‘போர்ப்பறவைகள்’ உள்ளிட்ட புத்தகங்களை எழுதியவர்.