இராக்கெட்டுகள்/இராக்கெட்டின் இயக்கம்
4. இராக்கெட்டின் இயக்கம்
'இராக்கெட்டு’ என்றால் என்ன? இது சிறு வாணத்தின் தத்துவத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டு செய்யப்பெற்ற ஒரு கருவி. இது தானியங்கி (Automobile) அல்லது வானஊர்தியின் பொறிபோன்ற ஒருவகை உள்ளெரி பொறி (Internal combustion engine) ஆகும். ஆனால், இது ஒரு வகையில் இவற்றினின்றும் வேறுபடுகின்றது. இது தனக்குத் தேவையான ஆக்ஸிஜனைத் தானே சுமந்து செல்லுகின்றது; மற்றவை தமக்கு வேண்டிய ஆக்ஸிஜனைக் காற்றினின்றும் பெறுகின்றன.
இனி, இராக்கெட்டு எவ்வாறு இயங்குகின்றது என்பதைக் காண்போம். சிறுவாணம்போல் சரேலெனப் பாய்ந்து அது உயரச் செல்லுவதனால்தான் ‘இராக்கெட்டு' எனப் பெயர் பெற்றது. இராக்கெட்டில் உண்டாகும் உந்து விசை (Thrust) அதனை முன்னுக்குத் தள்ளுகின்றது. இந்த விசை, ’ஒவ்வோர் இயக்கத்திற்கும் அதற்குச் சமமான எதிரியக்கமும் உண்டு’ என்ற நியூட்டன் விதியினால் உண்டாகின்றது. இதனை மேலும் விளக்குவோம்.
படத்தில் காட்டியுள்ளவாறு மூடியுள்ள ஓர் உருளை மிகவும் அழுத்தி நெருக்கப்பெற்றுள்ள காற்றால் (Compressed air) நிரப்பப்பெற்றுள்ளது. காற்றின் மூலக் கூறுகள் (Molecules) எல்லாப் பக்கங்களையும், இரண்டு கோடிகளையும் தாக்குகின்றன. ஒவ்வொரு கோடியையும் ஒரேவித எண்ணிக்கையுள்ள காற்றின் மூலக்கூறுகள் தாக்குவதனால் உருளையிடம் அசைவதற்கான போக்கே இல்லை.எனினும், திடீரென்று உருளையின் ஒருபக்க மூடியினை அகற்றினால் உருளைக்கு நகரும் போக்கு உண்டாகின்றது. இந்த நகர்ச்சி உருளையின் மூடியுள்ள கோடியை நோக்கி ஏற்படுகின்றது. இதற்குக் காரணம் என்ன? காற்றின்
படம் 7: காற்றின் மூலக்கூறுகள் உருளையின் எல்லாப்
புறங்களிலும் மோதித் தாக்குவதைக் காட்டுவது
நடைமுறையில் உண்டாவது இது தான் : காற்று மிக விரைவாக வெளியேறுவதால் உருளையின் நகர்ச்சி மிகக் குறைவாகவே இருக்கும். ஆனால், உருளையின் உட்புறம் மிக அதிகமான அமுக்கத்தை நிலைபெறச் செய்ய முடியுமாயின், உருளையின் மூடியுள்ள கோடியிலுள்ள காற்றின் மூலக்கூறுகளின் இயக்கத்தால் உருளை தொடர்ந்தாற்போல் தகரும் நிலையில் இருக்கும். இதுதான் இராக்கெட்டுப் பொறி
படம் 8 : உருளை அம்புக்குறி காட்டும் பக்கமாக நகர்கின்றது
யில் நடைபெறுகின்றது. அதிக அமுக்கம் நிலைபெறச் செய்வதற்காக எரிபொருள் எரிக்கப்பெறுகின்றது. அதன் விளைவாக வலிவான தள்ளுதல் அல்லது உந்து விசை உண்டாகின்றது.
சிறுவர்கள் பலூன்களை ஊதி உப்பச்செய்து திடீரென்று மேல்நோக்கி விட்டெறிவதைப் பார்த்திருப்பீர்களல்லவா ? அப்போது அறையில் பலூன் சுற்றிச்சுற்றிப் பறந்து செல்லுகின்றது. பலூனை உப்பச் செய்வதற்குச் செலுத்தப்பெற்ற ஏராளமான காற்று அதனைத் திறந்து
(Upload an image to replace this placeholder.)
படம் 9: சிறுவர்கள் பலூன்களை உப்பச் செய்து விட்டெறிகின்றனர்
விடுங்கால் அது வேகமாகத் தள்ளிக்கொண்டு வெளிவருகின்றது. இங்ஙனம் வேகமாகத் தள்ளிக்கொண்டு வெளிவரும் காற்றின் விசை பலூனை அறையில் சுற்றிச்சுற்றிப் பறக்கச் செய்கின்றது. இந்த முறையில்தான் இராக்கெட்டும் மேலெழும்பிச் செல்லுகின்றது.
படம் 10 : இராக்கெட்டு மேலெழும்பிச் செல்லுதல்
இராக்கெட்டுகள் தாமாகவே வாயுக்களை உண்டாக்கிக் கொள்ளுகின்றன; இந்த வாயுக்கள் இராக்கெட்டின் உட்புறத்தில் உண்டாக்கப்பெறுகின்றன. இராக்கெட்டின் உட்புறத்தில் என்னென்ன பொருள்கள் தேவையோ அவற்றையெல்லாம் இராக்கெட்டுகள் சுமந்து செல்லுகின்றன. அஃதாவது, அதற்கு வேண்டிய எரிபொருள்கள், ஆக்ஸிஜன் முதலியவை யாவும் அவற்றினுள்ளேயே வைக்கப் பெறுகின்றன. இக் காரணத்தாலேயே அவை எங்கு வேண்டுமானாலும் செல்லமுடிகின்றது. காற்றே இல்லாத வான் வெளியிலும் அது பிரயாணம் செய்ய முடிகின்றது.
இராக்கெட்டு இயங்குவதுபற்றி மேலும் தெளிவு பெற வேண்டுமாயின் நீங்களே இச் சோதனையைச் செய்து பார்க்கலாம். படத்தில் காட்டப்பெற்றுள்ளவாறு ஊதி உப்பச் செய்யப்பெற்ற ஒரு பலூனை அமைத்திடுக. நீட்டப்பெற்ற கம்பியில் காகித இடுக்கிகளின் துணையால் உப்பச் செய்யப்பெற்ற பலூன் தொங்கவிடப்பெற்றுள்ளது. பலூனின் குவிந்து செல்லும் கோடிவழியாகக் காற்று வெளியேறச் செய்யப்பெறுகின்றது. இப்பொழுது காற்று வெளியேறும் எதிர்த்திசையில் பலூன் நகர்வதைக் காணலாம்.
இராக்கெட்டின் உந்துவிசை (Thrust) படத்தில் காட்டப்பெற்றுள்ள பொம்மைப் பலூனின் இயக்கத்தைப் போன்றதே. பலூனின் உட்புறத்தில் அழுத்தி நெருக்கப் பெற்றுள்ள காற்று அதன் கழுத்தின் வழியாக வெளியேறுகின்றது. சமனில்லாத உள்ளமுக்கம் வெளியேறும் காற்றிற்கு எதிர்த்திசையில் பலூனைச் செலுத்துகின்றது. இங்ஙனமே, இராக்கெட்டிலும் ஆக்ஸிஜனின் எரியும் எரி பொருள்களினின்றும் உண்டாகும் சூடான வாயுக்கள் எரியும் அறையின் (Combustion chamber) சுவர்களை
அமுக்குகின்றன. தொடக்கத்தில் இந்த அழுத்தங்கள் எல்லாத்திசைகளிலும் சமனிலையில் உள்ளன. எனினும், இந்தச் சூடான வாயுக்கள் இராக்கெட்டின் பின்புறத்திலுள்ள குழல் மூக்குகளின் (Nozzles) வழியாக வெளியேறச் செய்யப்பெறுகின்றன. இங்ஙனம் வெளியேறும் ஒழுக்கு
படம் 11: பலூன் நகரும் திசை படத்தில் காட்டப்பெற்றுள்ளது
உள்ளழுத்தங்களின் சமனிலையை நிலைகுலையச் செய்கின்றது; உள்ளழுத்தங்கள் இராக்கெட்டை முன்னோக்கித் தள்ளுகின்றன. உந்துவிசையும் மேலெழும்பும் திசையும் வெளியேறும் வாயுக்களின் எதிர்த்திசையில் அமைகின்றன. இச்செயல் நியூட்டனின் விதியைப் பின்பற்றியது. வெளியேறும் வாயுக்களின் பின்நோக்கிச் செல்லும் மோதப் பாடு (Momentum) என்பது 'இயக்கம்'; முன்னோக்கித்தள்ளும் உந்துவிசை 'அதற்குச் சமமான, எதிர்த்திசையிலுள்ள எதிரியக்கம்' ஆகும்.
இப்பொழுது இராக்கெட்டின் இயக்கம்பற்றித் தெளிவு ஏற்படுகின்றதா?