ایک طیارہ کیسے چلتا ہے اس کے پیچھے کی سائنس

جب میں پہلی بار گلائڈنگ سے پیار کرتا تھا تو میں کافی چھوٹا تھا۔ ہوسکتا ہے کہ اس سے پہلے ہی مجھے سیسیلیا ریویلا سے پیار ہو ، جو چوتھی جماعت میں میرے سامنے بیٹھی تھی۔ جب میں گلائڈنگ کہتا ہوں تو ، میرا مطلب یہ نہیں ہے کہ وہ جہاز چلائے۔ میں اس کے لئے بہت چھوٹا تھا۔ میرا مطلب ہے کہ کچھ گلائڈنگ کی حقیقت — ایک تتلی ، ایک ماڈل ہوائی جہاز ، کاغذ کی ایک جوڑ شیٹ۔ میرے والد نے جو بیلسا اور ٹشو ماڈل تیار کیا تھا وہ چل پڑے گا ، ہوا کے لہروں پر دبے ہوئے ، چکر لگاتا ، جھپٹتا یا محض پہاڑی کے دباو سے لمبی ، سیدھی ، آہستہ سے نیچے اترتی لکیر کا سراغ لگاتا تھا جیسے یہ لوٹ رہا ہے۔ پوشیدہ پہی پروں پر ایک پوشیدہ سڑک کے نیچے - وہ میٹھا ، جادوئی تھا ، اور جیسے ہی یہ زندگی کا رخ کرتا ہے۔

پرواز کے علمبرداروں کے لئے یہ خوش قسمتی کی بات تھی کہ پرندے موجود تھے۔ ان کے بغیر ، یہ واضح نہیں ہوتا تھا کہ کوئی سخت اڑان چل سکتی ہے۔ پرندوں نے اتارنے اور اترنے کے لے وہاں اپنے پروں کو لہرایا ، لہذا لہرانے کی ان پراسرار طاقتوں کے لئے کسی حد تک لہرانا ضروری تھا۔ پھر بھی وہ کھڑے رہ سکتے ہیں ، اور یہاں تک کہ اوپر چڑھ سکتے ہیں ، جبکہ اپنے پروں کو بالکل بے حرکت رکھتے ہیں۔ انہوں نے یہ کیسے کیا؟ پانچ صدیوں پہلے ، لیونارڈو ڈ ونچی نے ایک ہینگ گلائڈر خاکہ بنایا۔ یہ ایک عجیب سی نظر والی چیز تھی ، بنیادی طور پر انڈاکار پتنگ ، جس کی چوڑائی اس سے تھوڑی لمبی تھی ، اور اس کی نشاندہی کرنے کے لے پرندے پرندوں کی طرح پنکھ یا ناجائز کی کمی تھی۔ عجیب بات یہ ہے کہ قدرت کے ایسے شدید مشاہدے کے لے  ، لیونارڈو کو پرواز کے لئے درکار کوشش کو کم کرنے کے لئے ونگسپین کی اہمیت کو بظاہر محسوس نہیں ہوا تھا۔ لیکن اس کا گلائڈر محاورے کے گودام کے دروازے پر اب بھی قابل احترام اصلاح تھا۔

ڈا ونچی نے پہچان لیا کہ اڑنے کے لئے پھڑپھڑانا ضروری نہیں ہے: ایک فلیٹ سطح جس کے وزن سے اس کی جگہ صحیح معنوں میں معطل کردی جاتی ہے وہ عمودی طور پر گرنے کے بجائے ہوا کے ساتھ آگے بڑھ جاتی ہے۔ یہ ایک بنیادی بصیرت تھی ، لیکن اوٹو للیینتھل نے پہلا عملی ہینگ گلائڈرس کی تعمیر سے قبل مزید 400 سال گزریں گے۔ یہ خاص طور پر ڈا ونچی کے بلے والے آرکنیٹروں سے مشابہت رکھتے تھے ، جس نے قدرتی پروں کی شکل اور اناٹومی کی نقل کرنے کے لئے اس کی ہینگ گلائڈر سے زیادہ کوشش کی۔ لیلینتھل نے غیر معمولی طوفان سے پریشان ہوکر اس سے پہلے اسے 2 ہزار بار کامیابی سے اڑا۔

آج ، گلائڈنگ بہت عام ہے ، ہم خود سے یہ نہیں پوچھتے کہ جب ہوائی جہاز چلتا ہے تو یا اس معاملے میں ، جب ہیلی کاپٹر چلتا ہے تو کیا ہو رہا ہے۔ چار افواج — لفٹ ، وزن ، زور اور ڈریگ of کے بنیادی گراؤنڈ اسکول آریگرام پر واپس جائیں جو توازن میں ہوں۔ لفٹ اوپر کی طرف اشارہ کرنے والا ایک تیر ہے ، اور ڈریگ ایک طرف پیچھے کی طرف اشارہ کرتا ہے۔ کشش ثقل - کوئی تعجب نہیں - نیچے کی طرف اشارہ کرتا ہے۔ لیکن گلائڈر کے پاس کوئی زور نہیں ہے۔ تو یہ آگے کیوں جاتا ہے؟ اس کو دیکھنے کا ایک طریقہ یہ یاد رکھنا ہے کہ "لفٹ" اور "ڈریگ" کی وضاحت ہوائی اسٹریم کے حوالے سے کی گئی ہے۔ ڈریگ پرواز کی سمت کے متوازی ہے؛ لفٹ اس کے دائیں زاویہ پر ہے۔ لہذا ، جب گلائڈر نیچے کی طرف جارہا ہے تو ، اس کا لفٹ تیر تھوڑا سا آگے جھکا ہوا ہے اور اس کے ڈریگ کا مقابلہ کرتا ہے۔

کم از کم ، اس کی سرکاری وضاحت ہے۔ ایک شکوک فرد اعتراض کرے گا کہ ایئر اسٹریم کے دائیں کونے پر کام کرنے والی قوت کے طور پر لفٹ کی تعریف صوابدیدی ہے۔ یہ محض زبانی سہولت ہے۔ لفٹ کو عمودی قوت ، کشش ثقل جیسے ، یا راگ لائن پر دائیں کونے پر کام کرنے والے کی طرح کیوں تعریف نہیں کی جانی چاہئے؟ اس معاملے میں ، ہم اسے بالکل ایک ہی تیر کے طور پر کیوں سوچیں؟ جسمانی حقیقت کوئی لفٹ تیر نہیں رکھتی ہے۔ ونگ کی سطح پر صرف دباؤ اور رگڑ ہے — باقی ہوائی جہاز پر بھی ، لیکن گلائڈنگ کے بارے میں سوچنے کے مقاصد کے لے  ، صرف ونگ پر غور کرنے کے لئے یہ کافی ہے۔ ان افواج کی نمائندگی ایک تیر یا دو تیر کے طور پر کی جاسکتی ہے ، یا ہوائی جہاز سے آنے والے تیروں کی ایک پوری شکل ، سیرپائن فیشن کی طرح۔

اگر ہم تیروں کو بھول جاتے ہیں اور صرف دباؤ پر غور کرتے ہیں تو ، ہم دریافت کرتے ہیں کہ تیز رفتار ہوا کی بازو کے ابتدائی کنارے کے گرد بہہ رہی ہے ، وہاں کم دباؤ پیدا کرتا ہے ، اور اسے آگے بڑھاتا ہے۔ کسی بھی حد تک نیچے کی طرف مائل پرواز راستہ کے زاویہ پر ، حملہ کا کچھ زاویہ ہوتا ہے جس پر ونگ پر کام کرنے والے فارورڈ دباؤ اور باقی ایر فریم پر پسماندہ افراد توازن میں رہتے ہیں ، اور ہوائی جہاز تیز یا تیز نہیں ہوتا ہے۔ . مزید برآں ، کسی بھی رفتار سے اس کی نزول کی شرح اس قدر ہے کہ اونچائی کو کھونے کے ذریعہ جو ممکنہ توانائی ترک کردیتا ہے وہ اس کھینچنے پر قابو پانے کے لئے درکار توانائی کے عین برابر ہے۔ رکو ، کیا یہ دائمی تحریک نہیں ہے اور غیر قانونی؟ نہیں ، اس کے ہونے کے لئے ونگ کو اترنا ہوگا ، اور یہ غیر معینہ مدت تک نہیں اتر سکتا۔ آخر کار ، یہ زمین تک پہنچ جائے گی۔

گلائڈنگ ہیلی کاپٹر کا معاملہ کچھ اور ہی پریشان کن ہے۔ ایک پرستار کے بارے میں سوچو جب مداح موٹر سے چلتا ہے تو ، ہوا پیچھے میں داخل ہوتی ہے اور سامنے کو تیز کرتی ہے۔ لیکن اگر آپ سامنے سے پنکھے پر ہوا اڑاتے ہیں تو ، یہ مخالف سمت میں گھوم جاتا ہے۔ ہیلی کاپٹر کا روٹر مداحوں کے لئے یکساں ہوتا ہے ، لیکن ظاہر ہے ، اگر یہ انجن چھوڑ دیتا ہے اور ہیلی کاپٹر نیچے آنے لگتا ہے تو ، یہ رکتا ہے اور مخالف سمت کا رخ کرنا شروع نہیں کرتا ہے۔ یہ پہلے کی طرح اسی سمت اور اسی رفتار سے مڑتا رہتا ہے۔ روٹر بلیڈ بالکل اسی طرح گلڈ ہوتے ہیں جیسے ہوائی جہاز کرتا ہے۔ تاہم ، یہ کہنا زیادہ واضح ہوگا کہ ہر بلیڈ کا صرف ایک حصہ گلائڈ ہوتا ہے کیونکہ ہر بلیڈ کے صرف ایک حصے میں تیز رفتار اور حملے کے زاویہ کا صحیح امتزاج ہوتا ہے تاکہ زور اور ڈریگ کے مابین مناسب توازن حاصل کیا جاسکے۔ روٹر بلیڈ کا بیرونی حصہ بہت تیزی سے آگے بڑھ رہا ہے ، اور اس کا حملہ کا زاویہ ، اس کے حالات کی رفتار کا نتیجہ اور ہیلی کاپٹر کی نزول کی شرح بہت کم ہے۔ اس کی افواج کا مجموعہ گھسیٹنا ہے۔ اندرونی حصہ  بہت آہستہ چل رہا ہے۔ اس کا حملہ کرنے کا زاویہ بہت بڑا ہے ، اور یہ تعطل کا شکار ہے۔ ایک بار پھر ، یہ گھسیٹنے کے لئے کام کرتا ہے.

بلیڈ کا درمیانی حصہ میٹھی جگہ ہے ، جس سے روٹر کو ٹپ اور جڑ کی کھجلیوں کے خلاف گھومتے رہنے کے لئے کافی حد تک زور ملتا ہے۔ ہوائی جہاز کے برعکس ، ایک ہیلی کاپٹر عمودی طور پر بھی سرک سکتا ہے کیونکہ بلیڈ عمودی نزول کو واقعی عمودی طور پر نہیں دیکھتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، ایک ایسے فرضی ہیلی کاپٹر پر غور کریں جس میں 30 فٹ کا روٹر 400 آر پی ایم پر موڑتا ہے۔ مڈ اسپین پوائنٹ پر بلیڈ کی فالج کی رفتار 315 فٹ فی سیکنڈ ہے۔ اگر ہیلی کاپٹر 1،800 ایف پی ایم پر عمودی طور پر نیچے آرہا ہے تو ، مڈسپین پر حملے کا زاویہ تقریبا 6 ڈگری ہے ، جو ایک گلائڈنگ ہوائی جہاز کے حملے کا ایک عام زاویہ ہے۔ اس کا اضافہ ، کہتے ہیں کہ 50 گرہیں آگے کی رفتار میں سائیکلکل ایڈجسٹمنٹ کی ضرورت ہوتی ہے — یعنی ، روٹر ڈسک کے مقابلہ میں ، آگے بڑھنے والے بلیڈ کا پچ زاویہ کم کرنے کی ضرورت ہے اور پیچھے ہٹنے والے بلیڈ میں اضافہ ہوتا ہے — لیکن حملے کا اوسط زاویہ چاروں طرف باقی رہتا ہے وہی 6 ڈگری گلائڈنگ پوشیدہ قوتوں کا ظاہر انکشاف ہے ، اس پہیلی کا حل جس میں رفتار ، نزول کی شرح اور حملے کا زاویہ سراگ ہے۔ اس پہیلی کو پاگل کرنا ہوگا ، لیکن فطرت مہربان ہے: وہ ہمیں پرندے دیتا ہے۔ یہاں تک کہ ایک جوڑا ہوا کاغذی ہوائی جہاز ، جو تیسری منزل کی کھڑکی سے پھینک دیا گیا تھا ، فوری طور پر فلائٹ کے مساوات کو حل کرتا ہے اور بغیر کسی ہدایت کے کہ کیسے گلائڈنگ کرتا ہے جانتا ہے۔