பறக்கும் சோதனைக்கூடம்

வெள்ளோட்டம்  வெல்லட்டும் – 4

இராணுவ விஞ்ஞானி டாக்டர் வி.டில்லிபாபு

தரையில் பல விதமான சோதனைகளை வெற்றிகரமாகக் கடந்த பிறகு எஞ்சினை விமானத்தில் பொருத்திச் சோதிப்பார்கள். முதல் முறையாக விமானத்தில் பொருத்திப் பறக்கும் போது, எஞ்சினில் கோளாறு ஏற்பட்டால் என்ன செய்வது? அப்போது விமானியையும் விமானத்தையும், பொதுசொத்துகளையும் காப்பாற்றுவது எப்படி? அதற்கு வழியுண்டு. அதற்கு முன்பு போர்விமான எஞ்சினின் வடிவமைப்புச் சவால்களைப் புரிந்து கொள்வோம்.

இந்திய விமான என்ஜின்

விமான எஞ்சின் சவால்கள்

 ‘அது என்ன பெரிய ராக்கெட் தொழில்நுட்பமா?’ என்ற வாக்கியத்தை  நடைமுறை வாழ்வில் பல தருணங்களில் நாம் கேட்டதுண்டு. அந்த ராக்கெட் தொழில்நுட்பத்தை விட நுட்பமானது விமானத் தொழில்நுட்பம். எப்படி? ராக்கெட் ஒரு வழி பயணத்துக்கானது. ராக்கெட்டில் மனிதர்கள் பயணிப்பதில்லை. ஆனால் விமானம் சக்கரங்களை மடித்து மேலெழுந்து எப்படிப் பறக்கிறதோ, அதே போல தன் சக்கரங்களை விரித்து தரையிறங்க வேண்டும். விமானத்தில் விமானி மற்றும் நூற்றுக்கணக்கான பயணிகளின் உயிர்களைப் பத்திரமாகத் தரையிறக்கும் பொய்க்காத தொழில்நுட்ப முதிர்ச்சி மிக மிக அவசியம். ஒலியின் வேகத்தை விட அதிவேகமாகப் பகைவர்களின் வான் பரப்பில் பறந்து, பகைவரின் ரடார்களின் பார்வையில் தப்பி, தேசப் பாதுகாப்பு பணியாற்றும் போர்விமானங்களின் தொழில்நுட்பம், பயணிகள் விமானங்களின் தொழில்நுட்பத்தை விட மிகவும் சவாலானது.

தரைப் போக்குவரத்து வாகன உற்பத்தியைப் போல் இல்லாமல், விமான எஞ்சின் குறைந்த எண்ணிக்கையில் உற்பத்தி செய்யப்படுவதால்,  இந்தியாவில் எஞ்சின் பாகங்களை உற்பத்தி செய்யும் நவீன கட்டமைப்புகள் (Infrastructure) உள்நாட்டில் அரிது. எனவே, எஞ்சின் வடிவமைப்போடு நில்லாமல் உற்பத்தித் தொழில்நுட்பங்களையும் கட்டமைப்புகளையும் உருவாக்கும் கடமையும் விஞ்ஞானிகளுக்கு ஏற்படுகிறது. உற்பத்திச் சவாலைத் தாண்டி, சோதனைகள் செய்வதிலும் பல சிக்கல்கள் உண்டு. உற்பத்தி செய்யப்பட்ட எஞ்சின் பாகங்கள் மற்றும் தொகுதிகளை சோதனை செய்ய சோதனைக்கூடங்களும் அதற்கான கட்டமைப்புகளும் தேவை.

வெளிநாடுகளில் உற்பத்தி மற்றும் சோதனை வசதிகள் உண்டு. வெளிநாட்டு உற்பத்தி அல்லது சோதனைக் கூடங்களில் நமக்கான முன்னுரிமை கிடைக்காமல் காலவிரயமாவது தவிர்க்க முடியாதது. மேலும் பாதுகாப்பு முக்கியத்துவம் வாய்ந்த போர் விமான எஞ்சினை வெளிநாடுகளுக்கு கொண்டு சென்று சோதிக்கும் போது நமது எஞ்சினை பற்றிய விவரங்களின் ரகசியத்தை காப்பதும் அரிது. எனவே கூடுமானவரையில் உற்பத்தி – சோதனை தொழில்நுட்பங்களையும் கட்டமைப்புகளையும் உள்நாட்டிலேயே ஏற்படுத்தி நவீன விமான எஞ்சின் உற்பத்தியில் தேசத்தின் தன்னிறைவுத் திறனை அதிகரிக்கும் பொறுப்பையும் விஞ்ஞானிகள் நிறைவேற்றி வருகிறார்கள்.

சோதனைகள்

விமான எஞ்சின் உருவாக்கத்தில் வடிவமைப்பு, உற்பத்தி, தரைச்சோதனை (Ground Test), பறக்குஞ்சோதனை (Flight Test) எனப் பல கட்டங்கள் உண்டு. இவைகளை வெற்றிகரமாகக் கடந்த பின்பே ஒரு விமான எஞ்சின் விமானத்தில் பொருத்த அனுமதிக்கப்படும்.

எஞ்சினின் பாகங்கள் வடிவமைக்கப்பட்டு, தனியாகவும் தொகுதிகளாகவும் (Assemblies) கணினியில் சோதிக்கப்படும். கணினியில், ஒப்புருவாக்கச் (Simulation) சோதனைகள் பல நிலைகளில் நிகழும். உதாரணமாக, காற்றியக்கவியல் (Aerodynamics), கட்டமைப்பியல் (Structural), வெப்பவியல் (Thermal), அதிர்வுகள் (Vibrations) போன்ற ஒப்புருவாக்கச் சோதனைகள் செய்யப்படும். இச்சோதனைகளின் அடிப்படையில் தேவைக்கேற்ப விமான எஞ்சின் பாகங்களின் வடிவமைப்பு (Design) மாற்றம் செய்யப்படும். அப்படி மாற்றம் செய்யப்பட்ட புதிய வடிவமைப்பிலான பாகங்களும் தொகுதிகளும் மறுபடியும் சோதிக்கப்படும். இந்த ஒப்புருவாக்கச் (Simulation) சோதனைகளைக் கடந்த பிறகு, பாகங்கள் உற்பத்தி செய்யப்பட்டு, பிரத்யேகமாக நிறுவப்பட்ட சோதனைக்கூடங்களில் (Test Rig) பாகங்களும் தொகுதிகளும் சோதிக்கப்படும். சோதனை முடிவுகளின் அடிப்படையில், வடிவமைப்பில் மாறுதல்கள் தேவைப்படலாம். அப்படி தேவைப்படும் பட்சத்தில், மேம்பட்ட வடிவமைப்பிலான பாகங்களை உற்பத்தி செய்து மறுபடியும் சோதனைகளைச் செய்ய வேண்டும்!

உருகு நிலையிலும் உருகாத பாகம்

விமான எஞ்சின் பாகங்களின் வடிவமைப்பும் உருவாக்கமும் மிக சிக்கலானது. விமான எஞ்சினில் எரிபொருள் எரிக்கப்பட்டு அதிலிருந்து பெறப்படும் வெப்ப சக்தி, சுழலியில் (Turbine) எந்திர சக்தியாக மாற்றப்படுகிறது. எஞ்சினின் சில முக்கிய உலோக பாகங்கள் அவைகளின் உருகு நிலைக்கு மிக அருகில் இயங்க வேண்டும். ஏறக்குறைய 1700 கெல்வின் வெப்பநிலையில் தனது உருகு நிலைக்கு வெகு அருகில், உயரழுத்த சுழலி (High Pressure Turbine) நிமிடத்துக்கு ஏறக்குறைய 15,000 முறை சுற்ற வேண்டும். நமது வீட்டு மின்விசிறி நிமிடத்துக்கு ஏறக்குறைய 400 முறை சுற்றுகிறது என்பதை நினைவில் கொள்க! உயர் வெப்பத்தில் பாதிப்படையாத உலோகமான நிக்கல் (Nickel), உயரழுத்த சுழலியின் அலகுகளை (Blades) தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த அலகுகள் உள்ளீடற்றவையாக வடிவமைக்கப்படுகின்றன. அதிக வெப்பத்தில் அலகு உருகிவிடாமல் இருக்க அதன் உள்ளீடற்ற உட்பகுதியில் காற்று செலுத்தப்படும். நுழைந்த காற்று வெளியேற ஏதுவாக அலகில் நுண்ணிய துளைகளும் இடப்படும். இந்த அலகை உருவாக்கும் முதலீட்டு வார்ப்பு (Investment Casting) நுட்பமும் மிகச்சவாலானது. அதிக காலமும் பொருட்செலவும் தேவைப்படும். விஞ்ஞானிகளின் முயற்சியினால் இந்த தொழில்நுட்பம் இந்தியாவில் உருவாக்கப்பட்டிருக்கிறது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.

பாகங்கள் விமான எஞ்சினாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட பின் பல கட்டங்களாக எஞ்சின் சோதிக்கப்படும். தரைச் சோதனைக்கூடத்தில் (Ground Test Bed) எஞ்சின் இயக்கப்பட்டு சோதிக்கப்படும். உந்து சக்தி (Thrust Force), எரிபொருள் செலவு, உட்தொகுதிகளின் ஆரோக்கியம் உள்ளிட்டவை சோதனையில் அளவீடு செய்யப்படும். இதற்காகத் தரைச் சோதனைக்கூடங்களை வடிவமைத்து உருவாக்கியிருக்கிறார்கள் நமது விஞ்ஞானிகள். பல விமான எஞ்சின் வகைகளைச் சோதிக்கும் தரைச் சோதனைக்கூடங்கள் அமைந்திருப்பது இந்தியாவின் உயர் தொழில்நுட்பக் கட்டமைப்பின் புதிய பரிமாணம்.

பறக்கும் சோதனைக்கூடம்

விமான எஞ்சின் பறப்பதற்காக வடிவமைக்கப்பட்டது, எனவே வானில் சோதனை செய்யப்பட வேண்டுமல்லவா?  இதற்கான சோதனைகளும் உண்டு. வளிமண்டலத்தில், உயரம் அதிகரிக்க, அதிகரிக்க வெப்பநிலை குறையும், காற்றழுத்தமும் குறையும். இப்படி காற்றின் வெப்பநிலையையும் அழுத்தத்தையும் குறைத்தால் அதி உயரத்தில் நிலவும் சூழலை நிலத்திலேயே ஏற்படுத்தலாம். இப்படிப்பட்ட வசதி கொண்ட சோதனைக்கூடங்களில் விமான எஞ்சின் சோதிக்கப்படும்.  இந்த சோதனைகளுக்கு அதிஉயர சோதனைகள் (High Altitude Tests) என்று பெயர்.

அடுத்த படியாக, பறக்கும் சோதனை (Flight Test) செய்யப்பட வேண்டும். நேரடியாக போர் விமானத்தில் எஞ்சின் பொருத்தப்பட்டு சோதிக்கப்படுவதில்லை. பறக்கும் சோதனைக்கென்று பிரத்யேமாக வடிவமைக்கப்பட்ட விமானங்கள் உண்டு. ஒவ்வொரு இறக்கையிலும் இரண்டு எஞ்சின் பொருத்தப்பட்ட பயணிகள் விமானத்தைப் பார்த்திருப்பீர்கள். நான்கு எஞ்சின் கொண்ட ஒரு விமானத்தில் மாற்றங்கள் செய்து ஒரு பக்க இறக்கையில் வழக்கமான எஞ்சினுக்கு பதிலாக ஆராய்ச்சி எஞ்சினைப் பொருத்தும் வசதி ஏற்படுத்தப்பட்டிருக்கும்.  இவ்வகை விமானங்களுக்கு பறக்கும் சோதனைப் படுக்கை (Flying Test Bed) என்று பெயர். விமானத்தின் உள்பகுதியில் சோதனை உபகரணங்கள் பொருத்தப்பட்ட ஆய்வக அறையும் இருக்கும். சோதனையில் ஆராய்ச்சி எஞ்சின் செயலிழந்தாலும் மற்ற மூன்று எஞ்சின் உதவியுடன் விமானத்தை இயக்கி பாதுகாப்பாக தரையிறக்கலாம். அதிஉயர சோதனைக்கூடமும் பறக்கும் சோதனைப் படுக்கையும் விரைவில் நம் நாட்டில் சாத்தியமாகும் வாய்ப்புகள் உள்ளன.

இப்படி பல கட்ட சோதனைகளை வெற்றிகரமாகக் கடந்த பிறகே ஒரு விமான எஞ்சின் பறக்குந்தகுதி  (Airworthiness) பெறுகிறது. அதன் பின்னரே போர் விமானத்தில் பொருத்த முடியும். உதிரி பாகங்கள் (Components), பாக தொகுதிகள் (Assemblies), முழு எஞ்சின் என பலநிலைகளில் பலவகைப்பட்ட சோதனைகளில் பிரந்திய ராணுவ பறக்குந்தகுதி மையம் (Regional Centre for Military Airworthiness-RCMA), விமான தர உத்தரவாத பொது இயக்குனரகம் (Directorate General of Aeronautical Quality Assurance-DGAQA) உள்ளிட்ட நிறுவனங்களின் பிரதிநிதிகள் பங்கேற்று  உறுதி செய்தபின்பே, விமான எஞ்சின் பறக்கத் தகுதியானது எனச் சான்றிதழ் (Airworthiness Certificate) வழங்கப்படும்.

விமான எஞ்சினைப் போலவே போர் விமான உருவாக்கத்திலும் பல வித சோதனைகள் உண்டு. அவை என்னென்ன?

(சோதனை தொடரும்)