സ്കൂൾ പാഠപുസ്തകങ്ങളിൽ നിന്നും പഠിച്ചു വെച്ചിട്ടുണ്ടായിരുന്ന ഒരു ധാരണ ആയിരുന്നു ബെർനൂലിയുടെ തത്വപ്രകാരം ആണ് വിമാനങ്ങൾ പറക്കുന്നത് എന്ന്. എന്നാൽ ഇത് തെറ്റാണെന്ന് എത്ര പേർക്ക് അറിയാം? പ്രധാനമായും ന്യൂട്ടന്റെ മൂന്നാം ചലനനിയമ പ്രകാരം ആണ് വിമാനങ്ങൾക്ക് പറക്കാനുള്ള ലിഫ്റ്റ്‌ കിട്ടുന്നത്. എങ്ങനെ എന്ന് താഴെ കാണാം.
ബെർനൂലിയുടെ തത്വം
ചലനാവസ്ഥയിൽ ഉള്ള ഒരു ദ്രവത്തിനു നിശ്ചലാവസ്ഥയിൽ ഉള്ള ദ്രവത്തെക്കാൾ മർദ്ദം കുറവായിരിയ്ക്കും എന്നാണു ഈ തത്വത്തിന്റെ ചുരുക്കം. സ്കൂൾ പാഠപുസ്തകങ്ങളിൽ നാം കണ്ടിട്ടുള വിമാനത്തിന്റെ ചിറകിന്റെ ചിത്രം മുകളിൽ കാണുന്നത് (ചിത്രം 1) പോലെ ആണ്. ഇത് പ്രകാരം വിമാനം മുന്നോട്ടു ചലിയ്ക്കുമ്പോൾ ചിറകിനു ചുറ്റും ഒരു വായുപ്രവാഹം ഉണ്ടാകുന്നു. ചിറകിന്റെ പ്രത്യേക ആകൃതി കാരണം ചിറകിനു മുകൾവശത്തുകൂടെ ഒഴുകുന്ന വായുവിനു ചിറകിന്റെ താഴെക്കൂടെ ഒഴുകുന്ന വായുവിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ദൂരം സഞ്ചരിയ്ക്കേണ്ടി വരുന്നു. എന്നാൽ ഒരേ സമയത്ത് തന്നെ രണ്ടു പ്രവാഹങ്ങൾക്കും ചിറകിന്റെ പുറകുവശത്ത് എത്തേണ്ടത് കൊണ്ട് മുകളിലത്തെ വായുപ്രവാഹം കൂടുതൽ വേഗതയിൽ നീങ്ങുന്നു. ബെർനൂലി തത്വം പ്രകാരം മുകളിലെ വായുവിനു താഴത്തെ വായുവിനേക്കാൾ മർദം കുറവാകുന്നു. ചിറകിനു മുകളിൽ മർദം കുറവും താഴെ കൂടുതലും ആയതുകൊണ്ട് ചിറകിനു മുകളിലേയ്ക്ക് ഒരു തള്ളൽ (lift) അനുഭവപ്പെടുന്നു. ഇങ്ങനെയാണ് വിമാനം വായുവിൽ പൊങ്ങിക്കിടക്കുന്നത് എന്നാണു നമ്മൾ സ്കൂളിൽ പഠിച്ചിട്ടുള്ളത്
എന്നാൽ ഇത് തെറ്റാണെന്ന് ഈയിടെ മാത്രം ആണ് ഞാൻ കേട്ടത്.
ശരിയ്ക്കും ലിഫ്റ്റ്‌ കിട്ടുന്നതെങ്ങനെ?
ബെർനൂലി തത്വം തെറ്റല്ല, മുകളിൽ പറഞ്ഞ പോലത്തെ ഒരു മർദവ്യത്യാസം ചിറകുകളിൽ അനുഭവപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നുണ്ട്. എന്നാൽ ചിറകുകൾക്ക് മുകളിലെയ്ക്കുള്ള തള്ളൽ കൊടുക്കുന്നത് ഇതല്ല. ചിറകുകളുടെ 'ആംഗിൾ ഓഫ് അറ്റാക്ക്‌' എന്ന വസ്തുതയാണ് ഇതിലെ ഏറ്റവും പ്രധാന സംഭാവന നല്കുന്നത്. മുകളിൽ കൊടുത്തിയിക്കുന്ന ചിത്രം 2 ശ്രദ്ധിയ്ക്കുക. വിമാനം ടേക്ക് ഓഫ് ചെയ്യുന്ന സമയത്ത് ചിറകു തിരശ്ചീന ദിശയിൽ ആയിരിയ്ക്കില്ല. പകരം ഒരു പ്രത്യേക കോണിൽ ആയിരിയ്ക്കും. ഈ കോൺ ഉള്ളതുകൊണ്ട് മുന്നോട്ടു നീങ്ങുന്ന ചിറക് അതിനു താഴെയുള്ള വായുവിനെ താഴോട്ടു തള്ളിക്കൊണ്ടിരിയ്ക്കും. അതുപോലെ ചിറകിന്റെ മുകൾഭാഗം വായുവിനെ വിസ്താപനം ചെയ്യുന്നതുകൊണ്ട് മുകളിലുള്ള വായുവിനെ താഴോട്ടു വലിയ്ക്കുന്നു. ഇങ്ങനെ രണ്ടു തരത്തിൽ താഴേയ്ക്ക് തള്ളപ്പെടുന്ന വായു ചിറകിൽ തുല്യമായ ഒരു ബലം മുകളിലേയ്ക്ക് പ്രയോഗിയ്ക്കുന്നു. ഈ ബലം ആണ് വിമാനത്തിനു മുകളിലെയ്ക്കുള്ള ലിഫ്റ്റ്‌ നല്കുന്നത്. ചിറകിന്റെ ആകൃതി ഈ തള്ളൽ എളുപ്പത്തിലാക്കാൻ സഹായിയ്ക്കുന്നുമുണ്ട്.
കടപ്പാട് : physics stackexchange (http://physics.stackexchange.com/questions/290/what-really-allows-airplanes-to-fly)
ബെർനൂലിയുടെ തത്വം
 |
| ചിത്രം 1 |
ചലനാവസ്ഥയിൽ ഉള്ള ഒരു ദ്രവത്തിനു നിശ്ചലാവസ്ഥയിൽ ഉള്ള ദ്രവത്തെക്കാൾ മർദ്ദം കുറവായിരിയ്ക്കും എന്നാണു ഈ തത്വത്തിന്റെ ചുരുക്കം. സ്കൂൾ പാഠപുസ്തകങ്ങളിൽ നാം കണ്ടിട്ടുള വിമാനത്തിന്റെ ചിറകിന്റെ ചിത്രം മുകളിൽ കാണുന്നത് (ചിത്രം 1) പോലെ ആണ്. ഇത് പ്രകാരം വിമാനം മുന്നോട്ടു ചലിയ്ക്കുമ്പോൾ ചിറകിനു ചുറ്റും ഒരു വായുപ്രവാഹം ഉണ്ടാകുന്നു. ചിറകിന്റെ പ്രത്യേക ആകൃതി കാരണം ചിറകിനു മുകൾവശത്തുകൂടെ ഒഴുകുന്ന വായുവിനു ചിറകിന്റെ താഴെക്കൂടെ ഒഴുകുന്ന വായുവിനേക്കാൾ കൂടുതൽ ദൂരം സഞ്ചരിയ്ക്കേണ്ടി വരുന്നു. എന്നാൽ ഒരേ സമയത്ത് തന്നെ രണ്ടു പ്രവാഹങ്ങൾക്കും ചിറകിന്റെ പുറകുവശത്ത് എത്തേണ്ടത് കൊണ്ട് മുകളിലത്തെ വായുപ്രവാഹം കൂടുതൽ വേഗതയിൽ നീങ്ങുന്നു. ബെർനൂലി തത്വം പ്രകാരം മുകളിലെ വായുവിനു താഴത്തെ വായുവിനേക്കാൾ മർദം കുറവാകുന്നു. ചിറകിനു മുകളിൽ മർദം കുറവും താഴെ കൂടുതലും ആയതുകൊണ്ട് ചിറകിനു മുകളിലേയ്ക്ക് ഒരു തള്ളൽ (lift) അനുഭവപ്പെടുന്നു. ഇങ്ങനെയാണ് വിമാനം വായുവിൽ പൊങ്ങിക്കിടക്കുന്നത് എന്നാണു നമ്മൾ സ്കൂളിൽ പഠിച്ചിട്ടുള്ളത്
എന്നാൽ ഇത് തെറ്റാണെന്ന് ഈയിടെ മാത്രം ആണ് ഞാൻ കേട്ടത്.
ശരിയ്ക്കും ലിഫ്റ്റ്‌ കിട്ടുന്നതെങ്ങനെ?
 |
| ചിത്രം 2 |
ബെർനൂലി തത്വം തെറ്റല്ല, മുകളിൽ പറഞ്ഞ പോലത്തെ ഒരു മർദവ്യത്യാസം ചിറകുകളിൽ അനുഭവപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നുണ്ട്. എന്നാൽ ചിറകുകൾക്ക് മുകളിലെയ്ക്കുള്ള തള്ളൽ കൊടുക്കുന്നത് ഇതല്ല. ചിറകുകളുടെ 'ആംഗിൾ ഓഫ് അറ്റാക്ക്‌' എന്ന വസ്തുതയാണ് ഇതിലെ ഏറ്റവും പ്രധാന സംഭാവന നല്കുന്നത്. മുകളിൽ കൊടുത്തിയിക്കുന്ന ചിത്രം 2 ശ്രദ്ധിയ്ക്കുക. വിമാനം ടേക്ക് ഓഫ് ചെയ്യുന്ന സമയത്ത് ചിറകു തിരശ്ചീന ദിശയിൽ ആയിരിയ്ക്കില്ല. പകരം ഒരു പ്രത്യേക കോണിൽ ആയിരിയ്ക്കും. ഈ കോൺ ഉള്ളതുകൊണ്ട് മുന്നോട്ടു നീങ്ങുന്ന ചിറക് അതിനു താഴെയുള്ള വായുവിനെ താഴോട്ടു തള്ളിക്കൊണ്ടിരിയ്ക്കും. അതുപോലെ ചിറകിന്റെ മുകൾഭാഗം വായുവിനെ വിസ്താപനം ചെയ്യുന്നതുകൊണ്ട് മുകളിലുള്ള വായുവിനെ താഴോട്ടു വലിയ്ക്കുന്നു. ഇങ്ങനെ രണ്ടു തരത്തിൽ താഴേയ്ക്ക് തള്ളപ്പെടുന്ന വായു ചിറകിൽ തുല്യമായ ഒരു ബലം മുകളിലേയ്ക്ക് പ്രയോഗിയ്ക്കുന്നു. ഈ ബലം ആണ് വിമാനത്തിനു മുകളിലെയ്ക്കുള്ള ലിഫ്റ്റ്‌ നല്കുന്നത്. ചിറകിന്റെ ആകൃതി ഈ തള്ളൽ എളുപ്പത്തിലാക്കാൻ സഹായിയ്ക്കുന്നുമുണ്ട്.
കടപ്പാട് : physics stackexchange (http://physics.stackexchange.com/questions/290/what-really-allows-airplanes-to-fly)
