कुतूहल: हेलिकॉप्टर उंच का जात नाही?

पहिला सिद्धांत म्हणजे न्यूटनचा गतीविषयक तिसरा नियम. हेलिकॉप्टरवर लांब व विशिष्ट आकाराची पाती असलेला पंखा असतो. तसंच मागच्या दिशेला आणखीन एक पंखा असतो. हेलिकॉप्टरचं इंजिन सुरू झाल्यावर वरचा पंखा वेगाने फिरू लागतो. गोल फिरताना हा पंखा हवा खालच्या दिशेला दाबतो. न्यूटनच्या तिसर्‍या नियमाप्रमाणे हीच हवा मग विरुद्ध दिशेने म्हणजे वरच्या दिशेने बल लावते आणि हेलिकॉप्टरला वर उड्डाण करणं शक्य होतं. या पंख्याची पाती विशिष्ट आकाराची असतात. या आकारास भौतिकशास्त्रात ‘एरोफॉईल’ असं म्हणतात. हा आकार वरती फुगीर व खालच्या बाजूस सपाट असतो. त्यामुळे हवेचा प्रवाह विभागला जातो. पात्यांच्या वरती हवेचा वेग जास्त असतो. बर्नोलीच्या सिद्धांताप्रमाणे हवेचा वेग वाढला की दाब कमी होतो. याउलट पात्यांच्या खाली हवेचा वेग कमी, परिणामत: दाब अधिक असतो. हवेच्या प्रवाहाची दिशा कायम जास्त दाबाकडून कमी दाबाकडे असते. म्हणून बल खालून वरच्या दिशेला हेलिकॉप्टरवर काम करतं. या दुहेरी कारणांमुळे ते हवेत उडू शकतं.

जास्त उंचावर म्हणजे साधारण दहा हजार फुटांवर गेल्यावर हवा विरळ होते. ही विरळ हवा कितीही खालच्या दिशेला दाबली गेली तरी वरच्या दिशेने पुरेसं बल निर्माण होत नाही. म्हणून सर्वसाधारणपणे हेलिकॉप्टर जास्तीत जास्त चार किलोमीटर उंची गाठू शकतं.

याशिवाय हेलिकॉप्टर अधिक उंच न जाण्यामागे हवेचा दाब आणि हवेतील ऑक्सिजन ही कारणंही आहेत. हवा उंच गेल्यावर जशी विरळ होते तसाच तिचा दाब कमी होतो आणि हवेतील ऑक्सिजनचं प्रमाणसुद्धा कमी होतं. मोठ्या विमानांमध्ये केबिन प्रेशर (दाब) व आतील हवेतील ऑक्सिजनचं प्रमाण हे संतुलित ठेवलं जातं. अशी सोय हेलिकॉप्टरमध्ये नसते. या कारणामुळे हेलिकॉप्टर जास्त उंच जाऊ शकत नाही.

हेलिकॉप्टरच्या मागच्या बाजूला जो पंखा असतो त्याला ‘टेल रोटर’ म्हणतात. हेलिकॉप्टरवरील पंखा फिरल्याने हेलिकॉप्टर त्याच्या उलट्या दिशेने फिरू नये म्हणून हा टेल रोटर असतो. हा पंखा हेलिकॉप्टरचं संतुलन राखतो तसंच दिशा बदलण्यासाठीदेखील याचा उपयोग होतो.

– सुधा सोमणी , मराठी विज्ञान परिषद