பறவையும் புல்லட் ரயிலும்

ரயில் தடங்களுக்கு அருகில் குடியிருந்திருக்கிறீர்களா? ரயில்கள், பயணிப்பவர்களுக்குச் சுவாரசியமானவை. ஆனால், அதன் இருப்புப் பாதைகளை ஒட்டி வசிப்பவர்களுக்கு, ஓசையால் அவை கொடுக்கும் இம்சை தாங்க முடியாதது. நம்மூரில் ஒலிமாசைக் கட்டுப்படுத்த சட்டமெல்லாம் இல்லை. மருத்துவமனை வாசலில் தாராளமாக ஒலியெழுப்பலாம். ஆனால், ஜப்பானில் இவற்றுக்குக் கடுமையான சட்டங்கள் உண்டு. குடியிருப்புப் பகுதிகள் எனில், 70 டெசிபலுக்கு மேல் ஓசையெழுப்புதல் கூடாது. எழுபது டெசிபல் என்பது நாம் ஸ்லோமோஷனில் திரும்புகிற வில்லிகள் வரும் சீரியல் சத்தத்தைவிடக் கம்மிதான். இந்த 70 டெசிபலால் அவர்களுக்கு ஒரு சோதனை வந்தது.

1964-ல், ஷின்கான்ஸன் புல்லட் ரயில் திட்டம் மக்கள் பயன்பாட்டுக்கு வந்தது. வேகமென்றால் வேகம் அசுர வேகம். மணிக்கு 250 கி.மீ. வேகம். ஒசாகா (Osaka) - ஃபுகுவோகா (Fukuoka) என்ற இரு நகரங்களை இணைக்கும் 515 கி.மீ. நீளமுடைய ரயில் திட்டம் அது. உலகின் மிகப் பரப்பாக இயங்கும் இந்த ரயில் திட்டத்தில், வேறெங்கையும்விட அதிக மக்கள் பயணித்திருக்கிறார்கள். ஒருநாளைக்குத் தோராயமாக ஆறு கோடிப் பேர் அந்த ரயில் சேவையில் பயணிக்கிறார்கள்.

தொடக்கத்தில், இந்த ரயில்கள் ஏகத்துக்கும் சத்தத்தை உண்டாக்கின. மின்சாரத்தால் இயங்கும் அந்த ரயில்களில், மின்கம்பியைத் தொடும் அமைப்புகள் (அந்த அமைப்புகளுக்கு pantograph என்று பெயர்) காற்றோடு மோதும்போது ஏகத்துக்கும் உஷ் என்ற சத்தத்தை எழுப்பின. மணிக்கு 250 கி.மீ. வேகமெனில், அது சத்தத்தோடு ஆற்றலையும் சேர்த்து வீணடிக்கும். அடுத்த சிக்கல், அந்த ரயில்கள் சுரங்கங்களுக்குள் நுழைந்து வெளிவரும்போது 400 மீட்டர் தள்ளியிருப்பவர்களுக்குக்கூட கேட்கும் அளவுக்கு ஓசை வெளிப்பட்டது. அதற்கான காரணத்தை அறிய நாம் கொஞ்சம் இயற்பியல் பக்கம் போக வேண்டும்.

நம்மைச் சுற்றி இருக்கிற காற்று எல்லா திசைகளிலும் ஒரு குறிப்பிட்ட அழுத்தத்தைக் கொடுத்துக்கொண்டிருக்கிறது.  சுரங்கத்துக்குள் ஒரு ரயில் நுழையும்போது அந்தச் சுரங்கத்துக்குள் இருக்கும் காற்றை அழுத்த ஆரம்பிக்கிறது. சாதாரண வேகமெனில், சுரங்கத்துக்குள் இருக்கும் காற்று சுரங்கத்தின் மறுபுறம் எளிதாக வெளியேறிவிடும். ஆனால், தலைதெறிக்க ஓடிவரும் இந்த ரயில் சுரங்கத்துக்குள் நுழைந்து, காற்று வெளியேறும் வேகத்தைவிட வேகமாக வெளியேறும். அப்போது ஒலி அலைகள் வெளியேற நேரம் கிடைக்காமல் அழுத்தப்படும். அதனால், சுரங்கத்தை விட்டு ரயில் வெளியேறும்போது பெரிய சத்தமாகக் கேட்கும். சுரங்கத்துக்குள் பயணிக்கையில், காற்றை அழுத்தும் பணியில் ரயிலின் ஆற்றல் வீணாகிறது. ஒலியை சட்ட வரம்புக்குள் கொண்டு வரவும், அதனை ரயிலின் வேகம், திறனை அதிகரிக்கவும், ஆற்றலை மிச்சம்பிடிக்கவும் வேண்டிய கட்டாயம், அந்த ரயில்வே துறையின் தொழில்நுட்ப மேம்பாட்டுப் பிரிவில் பொது மேலாளரான எய்ஜி நகாட்ஷுவுக்கு (Eiji Nakatsu) ஏற்படுகிறது. பல ஆண்டுகள் தொழில்நுட்பத் துறையில் பழுத்த அனுபவம் கொண்டவரான நகாட்ஷு, ஒரு பறவை ஆர்வலரும்கூட.

அவர் தன்னுடைய குழுவோடு ஆய்வில் ஈடுபட்டு, இயற்கையில் இருந்து மூன்று பறவைகளின் அமைப்புகளை, ரயில் வடிவமைப்பில் பொருத்துகிறார். முதல் பறவை ஆந்தை.

மரப்பொந்துகளில் அமர்ந்து குறுகுறுவெனப் பார்க்கும் இந்த விநோதப் பறவைகளின் இருளில் பார்க்கும் திறன் பற்றி நமக்குத் தெரியும். மேலும், 270 டிகிரி அளவுக்குத் தலையைத் திருப்பக்கூடிய திறன் கொண்டவை. ஆனால், அவற்றுக்கு இன்னொரு தனிச்சிறப்பும் உண்டு. இருளில் அமைதியான நேரத்தில் வேட்டையாடுவதால், இறக்கைகளை அடித்துப் பறக்கும் சத்தம் இரைக்கு எச்சரிக்கை தந்துவிடும். பிரத்யேக இறக்கை வடிவமைப்பால், ஆந்தை சத்தமே இல்லாமல் பறக்கும். பிற பறவைகள் பறக்கும்போது காற்றில் சுழல்கள் உண்டாவதுபோல் ஆந்தை பறக்கும்போது உண்டாவதில்லை. அதன் இறகு வடிவமைப்பை அவர் ஷின்கான்சென் புல்லட் ரயிலின் மின்சாரக் கம்பிகளைத் தொடும் பகுதிக்கு அளிக்கிறார்.

அடுத்த பறவை அடில் பென்குயின் (adele penguin). வளைந்த உடலமைப்பைக் கொண்ட இவை, அதிக உராய்வு இல்லாமல் பனியில் சறுக்கிக்கொண்டு போகும். அடில் பென்குயின்களைப் போன்று வளைவுகள் கொண்ட அமைப்பை, ரயிலோடு மின்கம்பிகளைத் தொடும் அமைப்பு பொருந்தும் இடத்துக்கு அளிக்கிறார்.

கடைசிப் பறவைதான், சுரங்கத்துக்குள் புகுந்து வரும்போது சத்தம் வரும் சிக்கலைத் தீர்த்தது. அந்தப் பறவை மீன்கொத்திப் பறவை. பிற பறவைகளைப்போல் அல்லாமல், அதன் அலகு அமைப்பு சற்றே வேறுபட்டது. காற்றிலிருந்து தண்ணீருக்குள் பெரிய அதிர்வுகளை ஏற்படுத்தாமல் பாய்ந்து மீனைக் கொத்திக்கொண்டு வெளிவரும். தொபுக்கடீர் என்று உள்ளே குதித்தால் மீனெல்லாம் போய்விடும். அதனால், தண்ணீருக்குள் சத்தமின்றி நுழைய அவை தங்கள் அலகுகளால் நீரைக் கிழித்துப் பாய்கின்றன.

ஒப்பிட்டுப் பார்க்கலாம் என்று பல பறவைகளின் அலகுகளைப்போல் வடிவமைக்கப்பட்ட துப்பாக்கித் தோட்டாக்களை சுட்டும், மேலிருந்து நீருக்குள் போட்டும் நகாட்ஷுவின் குழுவினர் சோதிக்கிறார்கள். நீங்கள் ஊகித்தபடி, மீன்கொத்திப் பறவையின் அலகு போன்ற வடிவமைப்பு கச்சிதமானதற்கான பரிசை கொத்திக்கொண்டு போனது.

ஆந்தை, அடில் பென்குயின், மீன்கொத்தி மூன்றைப் போன்றும் வடிவமைக்கப்பட்ட புதிய ஷின்கான்சென் புல்லட் ரயில், பத்து சதவீதம் அதிக வேகமாகவும், பதினைந்து சதவீதம் குறைவான ஆற்றலை எடுத்துக்கொண்டும் செயல்பட்டது. பொழுதுபோக்குக்காகப் பறவைகளைக் கவனித்தது நகாட்ஷுவுக்குத் தன் வேலையில் வந்த ஒரு பெரிய சிக்கலைத் தீர்க்க உதவியது.

உண்மையில், நாம் வடிவமைக்கும் பொருட்கள் அவ்வளவு துல்லியமாக இருப்பதில்லை. ஆனால், இயற்கை மிகக் கச்சிதமாக யோசித்து யோசித்து வடிவமைக்கிறது. பல நேரங்களில், நாம் நோகாமல் அப்படியே காப்பியடித்தால் போதும். பரீட்சைகளில் நாம் பாஸ் ஆகிவிடலாம். இப்படி இயற்கையிடம் இருந்து வடிவங்களை எடுத்து நாம் பயன்படுத்துவதை பயோமிமிக்ரி (biomimicry) என்கிறார்கள். பிரச்னைகளுக்கான தீர்வு சம்பந்தமே இல்லாத இடத்திலிருந்தும் வரலாம். நாம் கொஞ்சம் மாற்றி யோசிக்க வேண்டும். அவ்வளவுதான்!