விமான விபத்துகள் ஏற்படுவது ஏன்?

விமான விபத்துகள் ஏற்படுவது ஏன்?

  சிறுவயதில் வானில் தென்ப்படும் அலுமினியப்பறவையை ஆசையுடன் அண்ணார்ந்த்துப்பார்த்து ஆச்சர்யப்படும் சிறுவர்களாகவே நாம் அனைவரும் வளர்ந்த்து வந்திருப்போம். வளைந்து நெளிந்தோடும் தொடர் வண்டியினை பார்க்கும் போது உண்டாகும் பரவசத்திற்கு ஒப்பானதே இதுவும்.  அனைவருக்கும் ஒரு முறையாவது ஆகாய விமானத்தில் வானில் பறக்கவேண்டும் என்ற ஆசையிருக்கும் ஏன் எனில் விமானப்பயணங்கள் புதிய அனுபவத்தினையும்,மகிழ்ச்சியையும் அளிக்கவல்லது.

பரவசத்திற்கு இணையான பயத்தினையும் தரவல்லது விமானப்பயணம், ஏன் எனில் வானில் விபத்து ஏற்பட்டால் இரண்டாவது வாய்ப்பென்பதே இல்லை. எத்தனையோ நவீன தொழில்நுட்பங்கள் வந்துவிட்டப்போதிலும் விபத்தினை தவிர்க்க இயலாததாகவே இருப்பது ஏன்?  விமானங்கள் விபத்துக்குள்ளாது எதனால் என அறியும் ஒரு முயற்சியே இப்பதிவு.
அதற்கு முன்னால் விமானம் பறப்பது எப்படி என்ற அடிப்படையினை  அறிய பறவையைக்கண்டான் விமானம் படைத்தான் என்ற எனது பதிவையும் ஒரு முறைப்படித்து விடுங்கள்.

இங்கே சுருக்கமாக , காற்றின் செயல்ப்பாடு பறக்க எவ்வாறு உதவும் என சொல்கிறேன், ஒரு குறிப்பிட்ட வேகத்தில் காற்று விமானத்தின் இறக்கையின் மீது மோத வேண்டும், இறக்கையின் மேல்,கீழ் என இரண்டாக காற்றுப்பிரியும், இறக்கை வடிவமைப்பின் காரணமாக மேல் செல்லும் காற்று வேகமாக செல்லும் எனவே அழுத்தம் குறையும்,கீழ் செல்லும் காற்று மெதுவாக செல்லும் எனவே அழுத்தம் அதிகம் இருக்கும் இது
  பெர்னோலி விதியின் அடிப்படையில் நடக்கிறது. இதுவே மேல் நோக்கி விமானத்தை கிளப்புகிறது. மிதப்பு விசை (lift)எனப்படும். மேலும் இரண்டாக பிரியும் காற்று இறக்கையின் பின்ப்புறம் மீண்டும் இணைய வேண்டும் அப்போது தான் மேல் நோக்கி மிதக்கும் விசையின் மையம் இறக்கையில் இருக்கும், விமானம் நிலையாக பறக்கும்.

பெரும்பாலும் விமானவிபத்துகள் கீழ்கண்டக்காரணங்களால் ஏற்படுகின்றன.

#விமானத்தில் ஏற்படும் தொழில்நுட்பக்கோளாறுகளால்

#விமான ஓட்டியின் கவனக்குறைவால்

# வானிலை மற்றும் வானியக்கவியல்(aerodynamics) காரணங்களால்.

மேலே சொன்னவற்றில் முதல் இரண்டுக்காரணிகளையும் கவனமான பாதுகாப்பு கொள்கைகளை கடைப்பிடிப்பதன் மூலம் தவிர்க்க முடியும், ஆனால் மூன்றாவது காரணியை தவிர்ப்பது கடினம்.

மூன்றாவது காரணியால் உண்டாகும் விபத்தினையும் குறைந்த பட்சமாக குறைக்கலாம்  ஆனால் விமான நிறுவனங்களின்  செலவைக்குறைக்கும் செயல்ப்பாடே விபத்தின் அளவுக்குறையாமல் வைத்திருக்கிறது அது எப்படி என்பதினைக்காணலாம்.

நமது வளிமண்டலம் அடுக்குகளால் ஆனது முதல் அடுக்கு ஸ்ட்ராட்டோ ஸ்பியர்,அடுத்து ட்ராபோ ஸ்பியர், மீசோ ஸ்பியர், அயனோ ஸ்பியர் என உச்ச அடுக்காக கொண்டது.

மேகங்கள், மழை , இன்ன பிற வானிலை மாற்றங்கள்  துடிப்பாக நிகழும் அடுக்கு ஸ்ட்ராட்டோ ஸ்பியர்.இங்கு தான் காற்றின் அடர்த்தி, வேகம் எல்லாம் அதிகம்.இந்த அடுக்கில் பறப்பது கரடு முரடான சாலையில் பயணிப்பது போன்றது.மேலும் பறப்பதற்கு அதிக எரிப்பொருளும் செலவாகும்.

இதற்கு அடுத்த அடுக்கான டிராபோஸ்பியரில் மேகம், மழை எல்லாம் இருக்காது ஆனால் அவ்வப்போது மின்னல் வெட்டும், பனி பொழிவும் இருக்கும், மேலும் குறைவான அடர்த்தியில் காற்று இருக்கும். இதனால் விமானத்தின் எடைத்தூக்கும் திறன்ப்பாதிக்கப்படும். ஆனால்  அடர்த்தி குறைவானக்காற்றில் பறந்தால் குறைவாக எரிப்பொருள் செலவாகும். காரணம் காற்றினால் உருவாகும் எதிர்ப்பு தடைக்குறைவாக இருக்கும்.உ.ம் எதிர்க்காற்றில் சைக்கிள் ஓட்டுவது கடினமாக இருப்பது.

மேலும் இன்னொரு வானியக்கவியல் சிக்கலும் இருக்கு அதுவே விமான விபத்திற்கு பெரும்பாலும் வழிவகுப்பது. அப்படிப்பறப்பது கரணம் தப்பினால் மரணம் போன்றது ஆனாலும் சிக்கனமாக பறக்க வேண்டும் என்று திட்டமிடும் விமான நிறுவனங்கள் ஆபத்தினை தெரிந்தே டிராபோஸ்பியர் அடுக்கில் விமானங்களை இயக்குகின்றன.

அந்த அபாயம் என்ன என்றுக்காண்போம்,

டிராபோஸ்பியரில் 35000  அடி உயரத்திலேயே வணிக விமானங்கள் (commercial airlines)இயக்கப்ப்டுகின்றன. இங்கு என்ன மாதிரியான சூழல் நிலவும் என்பதினைப்பார்ப்போம்.

சிறியதும் பெரியதுமான ஏர்ப்பாக்கெட்ஸ் எனப்படும் திடீர் அழுத்தம் குறைவான வெற்றிடங்கள்(vacuum) இருக்கும், இதனுடாக பறக்கும் போது ஆட்டோ குலுங்குவது போல விமானங்கள் குலுங்கும். சில பெரிய உயர் வெற்றிட வெளியில் போதுமான காற்று இல்லாமல் எஞ்சின் அணைந்து போகவும் வாய்ப்புண்டு, அப்படி ஆகாமல் இருக்க பைலட் மிக திறமையாக செயல்ப்பட்டு எஞ்சின் வேகத்தினை தக்கவாறுக்கட்டுப்படுத்துவார். அப்படியே அணைந்தாலும் உடனே எஞ்சினை இயக்கிவிடுவார். இதற்காகவே விமான எஞ்சின்கள் பல முறை சோதிக்கப்படும். எவ்வளவு வேகமாக மீண்டும் எஞ்சின் இயக்கத்திற்கு வரும் என்றெல்லாம் தரச்சோதனைகள் செய்து நிருபித்தால் மட்டுமே அந்த மாடல் எஞ்சினுக்கு அனுமதியே கிடைக்கும்.

ஆழ் கடலில் நீரோட்டங்கள் காணப்படுவது போல வானிலும் காற்று  ஒடைகள் (jet streams)காணப்படும் , திசைப்பண்புகள் கொண்டவை, எனவே காற்று ஓடையின் திசையில் பறந்தால் வேகமாகவும், குறைவான எரிப்பொருளிலும் பறக்கலாம். இதற்காகவே டிராபோஸ்பியரில் விமானங்கள் இயக்கப்படுகின்றன.

மேலும் உயரமான மலைத்தொடர்கள் உள்ளப்பகுதியில் ஸ்ட்ராடோஸ்பியர்  காற்று சென்று மோதும் போது அவை அப்படியே மேல் எழுந்து செங்குத்தாக டிராபோஸ் வரைக்கும் சென்று நிற்கும் , அப்படிப்பட்ட காற்று அலையை விமானம் கடக்கும் போது அதன் வானியக்கவியல் பாதிக்கப்படும், எப்படி எனில்,

விமானம் பயணிக்கும் திசைக்கு எதிரில் இருந்து வரும் காற்றானது இறக்கையின் மீது  இரண்டாக பிரியும் அப்படி பிரியும் காற்றானது மீண்டும் இறக்கையின் பின்ப்பகுதியில் இணைய  வேண்டும் ,அப்போது  தான் காற்றில் விமானம் மிதக்கும்.

இப்போதூ விமானத்தின் அடியில் இருந்து வேகமாக வரும் செங்குத்தான காற்றோட்டம் ஒரேயடியாக மேல்ப்புறக்காற்றையும் வழித்துக்கொண்டு மேலே சென்று விடும் இதனால் விமானத்தின் எடையை சம நிலையில் வைத்திருக்கும் இறக்கையின் தூக்கு விசை பாதிப்புக்குள்ளாகி விமானம் கீழே இறங்கும்.

விமானத்தின் எடை அதன் எஞ்சினின் மொத்த திறக்கும் சமமாக இருந்தால் சமாளிப்பது கடினம், எஞ்சின் திறன் அதிகமாக இருந்தால் எஞ்சினை வேகமாக இயக்கி அந்த காற்று அலையினைக்கடக்க வைக்க முடியும்

விமான எடை, எஞ்சின் திறன் என்பது மிகவும் கவனிக்க வேண்டிய ஒன்று. ஒரு 300 டன் விமானம் எனில் அதில் 150 டன் வெற்றுவிமான எடை மற்றும் எரிப்பொருளின் எடை ஆகும், மீதி 150 டன் என்பது பே லோட் (pay load)எனப்படும் , விமானத்தில் ஏற்றப்படும் சரக்கு/ பயணிகளின் எடை ஆகும்.

மேலே சொன்னது பே லோட் என்பதினை விளக்கவே ஆனால் நடைமுறையில் 50% பே லோட் எல்லாம் விமானங்கள் தூக்க முடியாது மொத்த எடைத்திறனில் மூன்றில் ஒரு பங்கு எடைத்திறனே இருக்கும்.அதாவது 300 டன் எஞ்சின் திறன் எனில் 100 டன் மட்டுமே பேலோட் திறன் ஆக இருக்கும்.

எனவே முழு எடைத்தூக்கும் திறனுக்கும் எடை சுமந்து விமானம் பறந்தால் மேற்சொன்னது போன அவசரக்காலங்களில் நிலையாக பறக்க வைக்க முடியாமல் விபத்துக்குள்ளாக வாய்ப்புகள் அதிகம் என்பதை நினைவில் கொள்ளவும்.இதனாலேயே பயணிகள் கொண்டு செல்லும் எடைக்கு கட்டுப்பாடுகள் வைக்கப்பட்டுள்ளது.

மிகப்பெரிய ஆபத்து இருக்கு என்று சொல்லிவிட்டு இன்னும் எதுவும் வரவில்லையே என நினைக்கலாம் , அது இனிமேல் தான் வருகிறது.

இப்போது இரண்டு விஷயங்களை கவனத்தில் வைத்துக்கொள்ளவும்,
வணிக விமானங்கள் எடைக்கு இணையான எஞ்சின் திறனை மட்டுமே கொண்டிருக்கும், மேலும் இறக்கையின் மேல், கீழ் பயணிக்கும் காற்று மீண்டும் பின் பகுதியில் ஒன்றாக இணைய  வேண்டும்.

ஒரு விமானம் 35000 அடி உயரத்தில் பயணிக்கிறது,

விமானம் முன்னோக்கி செல்லும் போது அதன் மையப்பகுதியான உடம்பு அதே பரப்பளவில் காற்றினை முன்னோக்கி தள்ளும் எனவே விமானத்துக்கு சற்று முன்னதாக ஒரு காற்று  முகப்பு (air front)உருவாகும் , அதே வேளையில் பக்க வாட்டில் காற்று தடையின்றி வேகமாக  இறக்கை வரை செல்ல  முடியும் ,அதுவே இறக்கை மீது மோதி மேலும், கீழும் இரண்டாக பிரிந்து சென்று அழுத்த மாறுப்பாட்டினை உருவாக்கி விமானம் பறக்க உதவுகிறது.

வளிமண்டலத்தில் காற்று ஓடைகள் உண்டு என்றுப்பார்த்தோம் ,இதனால் விமானம் இயங்கும் வேகத்தினை விட வேகமாக காற்றில் முன்னோக்கி செல்லும் இதனை உண்மையான  காற்று வேகம் (true air speed)என்பார்கள், விமான எஞ்சினால் கிடைக்கும் வேகத்தினை இயல்பான வேகம் (air speed)என்பார்கள்.

உண்மையான காற்றுவெளி வேகம் விமானியின் கட்டுப்பாட்டுக்கு அப்பாற்ப்பட்டது, காற்றோடையின் தன்மைக்கு ஏற்ப மாறும்.

பயணிகள் விமானம் ஆனது காற்றில் ஒலியின் வேகத்தை விட குறைவான வேகத்தில் பயணிக்கும் வண்ணமே வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது,பயணிகள் விமானத்தின் பாதுகாப்பான மேக் ஸ்பீட் மேக் 0.86 ஆகும். மேலும் எஞ்சின்களும் அப்படியே , இதனால் விமானத்தின் வேகம் எப்பொழுதும் ஒலியின் வேகத்தினை (mach speed)தாண்டாமல் கட்டுப்பாட்டுக்குள் வைத்திருக்க வேண்டும். போர் விமானங்களால் மட்டுமே ஒலியை தாண்டிய வேகத்தில் பறக்க முடியும், அவற்றின் வடிவமைப்பு மற்றும் எஞ்சின் திறன் அத்தகையது.

குறைவான வேகத்தில் ஓட்டினால் போதுமே அப்புறம் என்னப்பயம் என்றுக்கேட்கலாம், ஆனால் காற்றோடை என்ற ஒன்று இருக்கே அது இழுத்து போய்விடும் வேகமாக. மேலும் அவ்வளவு உயரத்தில் காற்றின் அடர்த்தி குறைவாகவே இருக்கும் , அதனை சமாளிக்க கண்டிப்பாக ஒரு குறைந்த பட்ச வேகம் இருக்க வேண்டும்.அப்போது தான் காற்று இறக்கையின் மீது வேகமாக மோதி அழுத்த வித்தியாசம் உருவாக்கி விமானத்தினை காற்றில் மிதக்க வைக்கும்.

போதுமான மிதப்பு விசை கிடைக்க வேகமாக இயக்க வேண்டும், ஆனால் ஒலியின் வேகத்தை தொடக்கூடாது என்பதே வணிக விமானங்களுக்கான வானியக்கவியல் கட்டுப்பாடு.

ஏன் எனில் ஒலியின் வேகத்தினை வணிக விமானங்கல் தொடும் போது  இறக்கையின் மேல் பிரிந்து செல்லும் காற்று மீண்டும் பின்ப்பகுதியில் இணையாமல் பிரிந்தே சென்றுவிடும் இதனால் தூக்கு விசைக்குறையும்.

இது எதனால் ஏற்படுகிறதது எனில், முன்னர் சொன்னது போல விமானத்தின் மைய உடம்பு காற்றினை அதன் பரப்புக்கு முன் தள்ளி ஒரு காற்று முகப்பினை உருவாக்குவதால் பக்கவாட்டில் காற்று வேகமாக இறக்கையில் மோதும் ,இதுவே தேவையான மிதப்பு விசையினை தருகிறது. காரணம் காற்று முகப்புக்கும் , இறக்கைக்கும் இடையே காற்றின் வேகம் மாற்றம் அடைவதே.

இப்போது விமானம் ஒலியின் வேகத்தில் பறக்கிறது எனில் , காற்று முகப்பிற்கும், விமானத்தின் முகப்பு/மூக்கிற்கும் இடையில் இடைவெளி இருக்காது. விமானம் வேகமாக சென்று முகப்பின் மீதே மோதும் இதனால் ஒரு சீர்குலைவு காற்றில்( sonic boom and turbulance )ஏற்படும். இது இறக்கையின் மீது மோதும் காற்றின் வேகத்தினைக்குறைக்கும்.

இப்படிப்பட்ட நிலையில் விமானி என்ன செய்வார் எனில் இறக்கையில் மோதும் காற்றின் வேகத்தை அதிகரிக்க காற்று மோதும் கோணத்தினை (angle of attack)உயர்த்துவார் இதனால் இறக்கையின் மீதாக கடக்கும் காற்றின் வேகம் கூடும், இது தேவையான அழுத்த வேறுப்பாட்டினைத்தரும் பொதுவாக ஆனால் இதற்கும் ஒரு எல்லை இருக்கு, மோதும் கோணம் அதிகம் உயர்த்தப்பட்டால் பிரியும் காற்று மீண்டும் இணையாது இதனால் விமானம் கீழ் நோக்கி இறங்கும்,சிறிது நேரத்தில் சரி செய்யவில்லை எனில் விமானம் செங்குத்தாக தரை நோக்கி டைவ் அடித்து விடும். இதனை ஸ்டால் (stall)என்பார்கள்.

இப்படி திடீர் என உயரம் குறைந்து கீழ் செல்லும் போது விமானத்திற்கு ஏற்படும் பாதிப்பு என்னவெனில்,
தரை மட்டத்தில் விமானத்தின் உள்ளும், புறமும் ஒரே அழுத்தம் இருக்கும், அதுவே 35000 அடி உயரத்தில் வெளீப்புற காற்று அடர்த்திக்குறைவாக  இருப்பதால் உட்புறத்தை விட வெளியிள் அழுத்தம்  குறைவாக இருக்கும்.இந்த அழுத்த மாறுபாட்டால்  விமானம் சற்றே விரிவடையும். டேக் ஆப் ஆக்கும் போது காது அடைப்பதை போன்ற உணர்வு ஏறபடுவதும் இதனால் தான்.

 உயரம் குறைய ,குறைய சுருங்கிக்கொண்டும் வரும். திடீர் என உயரம் குறைந்தால் விரைவாக சுருங்கும் இதனை  அழுத்த அதிர்ச்சி என்பார்கள்.இதனால் விமானக்கட்டுமான இணைப்புகளில் விரிசல், மேலும் கட்டுப்பாட்டுக்கருவிகள் செயலிழப்பு ஏற்படலாம். மிக வேகமாம உயரம் குறையும் போது விமான இறக்கை, அல்லது உடலே உடைந்து விடும்.எனவே விமானம் மேல் எழும்புதல், இறங்குதல் என இரண்டும் சீராக நடைப்பெற வேண்டும்.

எனவே விமானம் ஒலியின் வேகத்தினை தொடும் எல்லையை சவப்பெட்டி முனை (coffin corner or q corner)என்பார்கள், காரணம் விமான வேகவரைப்படத்தில் ஒலி வேக எல்லை ஒரு முனையில் முடிவடையும்.

போதுமான அளவு காற்று வேகமாக மோத தேவையான விமான வேகத்தினை கிரிட்டிக்கல் ஸ்பீட் என்பார்கள். இந்த வேகம் ஒலியின் வேகத்திற்கு மிக அருகில் இருக்க கூடாது. இந்த கிரிட்டிக்கல் ஸ்பீட் ஒவ்வொரு உயர மட்டம், காற்றின் அடர்த்திக்கும் ஏற்ப மாறுபடும். மிதமான உயரத்தில் குறைவான கிரிட்டிக்கல் ஸ்பீட் போதும்.

உயரம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க காற்றின் அடர்த்தி குறையும், எனவே மிதப்ப்பு விசையை நிலையாக வைத்திருக்க காற்றின் வேகத்த்இனை அதிகரிக்க கிரிட்டிக்கல் ஸ்பீட் அதிகரிக்கப்படும். இதன் எல்லை ஒலியின் வேகம் ஆகும். எனவே எப்பொழுதும் ஒலியின் வேகத்திற்கும் ,கிரிட்டிக்கல் ஸ்பீடுக்கும் நல்ல வித்தியாசம் இருக்க வேண்டும்.  அப்போது தான் தேவைக்கு ஏற்ப வேகத்தை கூட்டியோ ,குறைத்தோ சீராக பறக்க முடியும். ஆனால் 35000 அடி உயரத்தில் கிரிட்டிக்கல் ஸ்பீடிற்கும், ஒலியின் வேகத்திற்கும் இடையே சுமார் 35 கி.மீ/மணி என்ற அளவே வேக இடைவெளி இருக்கிறது.

எதிர்ப்பாராதக்காரணங்களால் காற்றின் அடர்த்தி குறைந்தால் அதற்கு ஏற்ப விமானத்தின் வேகத்தினைக்கூட்டியோ, காற்று மோதும் கோணத்தை மாற்றவோ விமானியால் முடியாது அப்படி செய்தால் விமானம் மிதப்பு விசையை இழக்கும்.

மேலும் சில சமயங்களில் காற்று ஓடைகளை வேகமாக இழுத்து செல்லும் அப்போது சரியாக வேகத்தினைக்கட்டுப்படுத்த வேண்டும் இல்லை எனில் ஒலியின் வேகத்தினை தொடுவதால் விமானம் மிதப்புவிசையை இழக்க நேரிடும்.

35000 அடி உயரத்தில் விமானம் பறப்பதில் இத்தகைய அபாயம் இருப்பது தெரிந்தே ,விமான நிறுவனங்கள் விமானத்தை அந்த உயரத்தில் பறக்க வைக்கின்றன.ஒரே காரணம்  எரிப்பொருள் குறைவாக செலவாகும் , எனவே விமான இயக்க செலவு குறைவாகும், நல்ல லாபம் கிடைக்கும் என்பதே.

மேலும்  பெரும்பாலும் பனிப்பொழிவு, இடி மின்னல் போன்றவை  டிராபோஸ்பியரில் இருந்தே கீழ் நோக்கிப்பாயும்  அதிலும் சிக்க வாய்ப்புள்ளது.அது போன்ற சமயங்களில் கட்டுப்பாட்டுக்கருவிகள் செயலிழந்து போக நேரிடும். அதுவும் விபத்துக்கு வழி வகுக்கும். விமானங்களில் 50 கி.மீக்கு முன்னால் உள்ள வானிலையை காட்டும் ரேடார் உண்டு. அவை இடி ,மின்னல், பனிப்பொழிவினை சுட்டிக்காட்டும். சிறிது நேரம் அப்படிப்பட்ட சூழலில் ஊடாக பயணிப்பதில் பிரச்சினை இல்லை என்பதால் சமாளித்து விடலாம் என  விமானிகள் நேராக அதனுள் பயணிப்பது உண்டு.சில சமயங்களில் விபத்தாவதற்கு இதுவும் ஒருக்காரணம் ஆகும்.

இது போன்ற முன்னறிவிப்புகள்,காற்றின்,வேகம் , உயரம் எல்லாம் தானாகவே கருப்புப்பெட்டியில் பதிவாகிவிடும், விமானி எச்சரிக்கைகளை புறக்கணித்து செயல்ப்பட்டால் காட்டிக்கொடுத்து விடும், எனவே தான் விபத்துக்கான காரணம் கண்டறிய கருப்புப்பெட்டியை தேடுகிறார்கள்.

பின்குறிப்பு:

# இது கொஞ்சம் பழைய சரக்கு ,பதிவேறாமல் கிடந்துச்சு தூசு தட்டி  போட்டு இருக்கேன், ஏதேனும் பிழைகள் இருக்கலாம், மேலும் நானும் விமானப்பொறியாளன் அல்ல எல்லாம் கூகிளாண்டவரின் உபயம் :-))

#படங்கள் உதவி ,கூகிள் படம், மற்றும் ஃப்ரீ போட்டோ தளம். ஹி..ஹி அதுல கோடுப்போட்டு கிராபிக்ஸ் செய்தது மட்டும்  அடியேன்!