பின்புறத்தில் ஒற்றைத் துடுப்பு இறக்கை போலச் செயல்படுகிறது

கயாக்குகள், கனூக்கள், துடுப்புப் படகுகள் பெரும்பாலும் இழுவை (drag) மூலம் நீரைத் தள்ளுகின்றன: அலகு நீரின் வழியே இழுக்கப்பட்டு, பின்னர் திரும்புவதற்காக வெளியே தூக்கப்படுகிறது. பின்புறத் துடுப்பசைப்பு வேறொன்றைச் செய்கிறது. ஒற்றை நீண்ட துடுப்பு, படகின் பின்பலகையில் உள்ள ஒரு வெட்டுப்பள்ளத்தில் அல்லது துடுப்புப் பிடியில் அமர்ந்திருக்கிறது; அதன் அலகு எப்போதும் நீருக்கடியில். வழக்கமாகப் பின்னோக்கி நிற்கும் அசைப்பவர், கைப்பிடியை ஒரு பக்கத்திலிருந்து மறுபக்கத்துக்கு வீசுகிறார்; அவரது கைகள் முடிவிலிக் குறி “∞”-ஐ வரைகின்றன; அதே நேரத்தில் அலகின் கோணத்தை அமைக்கத் துடுப்பை அதன் சொந்த அச்சைச் சுற்றித் திருகுகிறார். இந்த நுட்பம் உலகின் பல பகுதிகளில் இன்னும் பின்பற்றப்படுகிறது, ஆனால் இதுவரை முக்கியமாக இனவியலாளர்களும் உயிர் இயக்கவியலாளர்களுமே இதை ஆய்வு செய்திருந்தார்கள். G. Roudaut (Tud Yaouank Ar Mor சங்கம், லாம்பூல்-ப்ளூவார்செல்), B. Augier (IFREMER), M. Rabaud (பாரிஸ்-சக்லே பல்கலைக்கழகம், CNRS) ஆகியோர் இதைப் பாய்ம இயக்கவியல் (fluid mechanics) பிரச்சினையாகப் பார்க்கப் புறப்பட்டார்கள்.

உணரிகள் நிறைந்த துடுப்பு

அவர்களின் சோதனைப் படகு 4.74 மீட்டர் நீளம், 1.63 மீட்டர் அகலம், வெறுமையாக இருக்கும்போது சுமார் 100 கிலோகிராம் எடை; நீண்ட, ஆழமற்ற அடிக்கட்டையுடன் (keel) — பின்புறத் துடுப்பசைப்பு ஓரளவு கனமான, அடிக்கட்டை கொண்ட படகில்தான் சிறப்பாக வேலை செய்கிறது, ஏனெனில் துடுப்பு படகின் பின்புறத்தை மாறி மாறி இடமும் வலமும் தள்ளுகிறது. கார்பன் துடுப்பு 3.62 மீட்டர் நீளம்; அதன் ஒரு மீட்டர் மர அலகின் குறுக்குவெட்டு இடமிருந்து வலமாகச் சமச்சீரானது, மிகச் சிறிதளவே வளைந்தது.

அளவிகள் கைப்பிடி மீது கைகளின் விசையையும், துடுப்பு மீது வெட்டுப்பள்ளத்தின் விசையையும் அளந்தன. இரண்டு இயக்க உணரிகள் துடுப்பையும் படகு உடலையும் பின்தொடர்ந்தன; GPS மூலம் அளவுத்திருத்தம் செய்யப்பட்ட ஒரு சக்கர வேகமானி வேகத்தை அளந்தது. துடுப்பு இலேசானது என்பதால் அதன் மீதான விசைகள் ஏறக்குறையச் சமன்படுகின்றன; எனவே அலகின் மீது நீரின் தள்ளுதலை அளக்கப்பட்ட இரண்டு விசைகளிலிருந்து கண்டறிய முடிந்தது. அனுபவம் வாய்ந்த இரண்டு அசைப்பவர்கள் ஒவ்வொருவரும் அமைதியான நீரில் படகை ஓய்விலிருந்து தாங்கள் எட்டக்கூடிய அதிகபட்ச வேகத்துக்குக் கொண்டுசென்றார்கள்.

முதலில் இறக்கை, பிறகு ஒரு தள்ளு

வீச்சுக்கு நான்கு கட்டங்கள்: ஒரு பக்கத்துக்கு வீசுதல், துடுப்பின் விரைவான திருகல், மறுபக்கத்துக்கு வீசுதல், இன்னொரு திருகல்.

• வீச்சுகளின்போது, நீர் சிறிய கோணங்களில் அலகைச் சந்தித்து அதன் மீது சீராகப் பாய்கிறது. அலகு ஒரு இறக்கை போலச் செயல்படுகிறது, உயர்த்து விசை (lift) படகைச் செலுத்துகிறது. ஒரு நிலையான இறக்கை வடிவ நிரலைப் பயன்படுத்தி அலகின் நீளம் வழியே துண்டு துண்டாகச் செய்த கணக்கீடு, ஒரு கணத்தில் 35 நியூட்டன் தள்ளுதலைத் தருகிறது; அளக்கப்பட்டது 31 நியூட்டன்.
• திருகல்களின்போது, அலகு சிறிது நேரம் ஓட்டத்தை நேருக்கு நேர் எதிர்கொள்கிறது. சாதாரண இழுவை 2 முதல் 10 நியூட்டன் மட்டுமே தரும், ஆனால் குழு 20 முதல் 45 வரை அளந்தது. அந்த வேறுபாடு கூடுதல் நிறை (added mass): அலகு கடுமையாக முடுக்கமடைந்து, ஒரு குறிப்பிட்ட கனஅளவு நீரைத் தன்னுடன் நகர வைக்க வேண்டியிருக்கிறது. அவர்களின் மதிப்பீடு, சுமார் 70 நியூட்டன், அளக்கப்பட்ட விசையை விளக்கப் போதுமானது.

ஒவ்வொரு சுழற்சியிலும் உந்துவிசை இருமுறை பூஜ்ஜியத்துக்கு அருகில் இறங்கினாலும், நான்கு கட்டங்களும் படகை முன்னோக்கித் தள்ளுகின்றன. வினாடிக்கு 1.2 மீட்டரில் சராசரித் தள்ளுதல் 19.4 நியூட்டன். அலகின் இட, வல விளிம்புகள் மாறி மாறி முன்விளிம்பாகின்றன; துடுப்புகளும் இறக்கைகளும் பொதுவாக ஒரே முன்விளிம்பைத் தக்கவைக்கும் விலங்கு உலக உந்துதலுடன் ஒப்பிடும்போது இது தனித்துவமானது என்று ஆசிரியர்கள் கூறுகிறார்கள். பின்னோட்டத்தில், ஒவ்வொரு தலைகீழ் திருப்பத்திலும் உதிரும் சுழல்கள், நீரைப் பின்னோக்கிக் கொண்டுசெல்லும் ஒரு மாறிமாறி அமைந்த வரிசையை உருவாக்குகின்றன.

பயண வேகத்தில் 65%

படகுக்கு வழங்கப்படும் திறனை, அசைப்பவர் துடுப்பில் செலுத்தும் திறனால் வகுத்தால் செயல்திறன் கிடைக்கிறது. அது குறைந்த வேகத்தில் உயர்ந்து, வினாடிக்குச் சுமார் 1.2 மீட்டரில் 65 ± 5% என உச்சத்தை அடைந்து, பின்னர் வினாடிக்குச் சுமார் 2 மீட்டரில் ஏறக்குறைய 25%-ஆக விழுகிறது. ஒப்பீட்டுக்கு, ஆசிரியர்கள் தன் வடிவமைப்பு வேகத்தில் இயங்கும் கப்பல் உந்துகாற்றாடிக்கும் (propeller) சிறந்த மரபுவழித் துடுப்பு வலித்தலுக்கும் சுமார் 75% எனக் குறிப்பிடுகிறார்கள்.

வேகத்தில் இரண்டு விஷயங்கள் தவறாகின்றன என்று அவர்கள் விளக்குகிறார்கள். அலகில் நல்ல கோணத்தைத் தக்கவைக்க, கைகள் மனித உடலுக்கு வசதியானதை விட வேகமாகப் பக்கவாட்டில் நகர வேண்டியிருக்கும். திருகல்களின்போது துடுப்பைப் போதுமான வேகத்தில் பின்னிழுப்பதும் கடினமாகிறது — அதன் வெட்டுப்பள்ளத்திலிருந்து அது வெளியேறும் அபாயம்கூட உண்டு. அதே நேரத்தில், படகின் உடல் தன் மாறுநிலை வேகத்தை நெருங்குகிறது; அங்கு அலைகளை உருவாக்குவதே முக்கிய இழுவையாகிறது: சோதிக்கப்பட்ட வரம்பில் தேவைப்பட்ட திறன் பத்து மடங்கு உயர்ந்தது; சுமார் 300 வாட் உற்பத்தி செய்தபோதும் அசைப்பவர்களால் அதற்கு மேல் வேகமாகச் செல்ல முடியவில்லை.

சிறந்த துடுப்புக்கு இடமுண்டு

அளவீடுகளை எளிமையாக வைக்க, குழு வேண்டுமென்றே விறைப்பான துடுப்பைச் சோதித்தது. உண்மையான அசைப்பவர்கள் பெரும்பாலும் சிறிது நெகிழ்வை விரும்புகிறார்கள்; நெகிழ்வான அலகு, நீண்ட துடுப்பு அல்லது கீழ்நோக்கி வளைந்த அலகு வேகத்தில் சிறந்த கோணங்களைத் தக்கவைக்கலாம் என்று ஆசிரியர்கள் பரிந்துரைக்கிறார்கள். துடுப்பசைப்புப் படகுக்கான இலட்சியத் துடுப்பை வடிவமைப்பது “அசைப்பவர் உருவாக்கும் திறன் உட்படப் பல சமரசங்களை உள்ளடக்கியது” என்று அவர்கள் முடிக்கிறார்கள்.