उच्चतामापक

समुद्रसपाटीपासून किंवा भूपृष्ठाच्या कोठल्याही भागापासून वातावरणातील कोणत्याही ठिकाणची उंची मोजण्याचे साधन.

समुद्रसपाटीपासून जसजसे वर जावे तसतसा वातावरणीय दाब कमी होत जातो. परंतु वातावरणातील ठिकठिकाणचा दाब व त्या त्या ठिकाणांच्या उंची या दोहोंत रैखिक असा गणितीय संबंध नसतो (म्हणजे त्यांचा आलेख सरळ रेषेच्या स्वरूपाचा नसतो). जरी दाब कळला तरी वातावरणीय तपमान, आर्द्रता वगैरे घटकांमुळे या संबंधावर होणाऱ्या परिणामांची शुद्धी केल्यावरच उंची काढणे शक्य होते. विमान वाहतुकीत व अनेक वातावरणीय घटकांच्या मापन यंत्रणेत उच्चतामापकाची फार जरूरी असते. उच्चतामापक दोन प्रकारचे असतात : (१) निर्द्रव उच्चतामापक व (२) रेडिओ उच्चतामापक.

निर्द्रव उच्चतामापक : धातूच्या दोन पातळ पत्र्यांना पन्हळीचा आकार देऊन त्यांच्यापासून अल्प जाडीची डबी तयार करून ती निर्वात करतात. अशा डब्या दाब बदलास संवेदनशील असल्यामुळे, एक किंवा अनेक डब्या एकमेकीस जोडून व निर्द्रव उच्चतामापक तयार करतात. डब्यांची पन्हळ असलेली एक बाजू दोन भिन्न धातूंच्या एका पट्टीत बसविलेली असते. दुसऱ्या बाजूच्या मध्यास एक दांडा बसविलेला असतो. बदलत्या दाबानुसार होणारी हालचाल या दांड्यामार्फत अनेक तरफांकरवी विवर्धित होऊन (प्रमाण वाढून) ती एका मोठ्या वर्तुळाकार मोजपट्टीवर फिरणाऱ्या एका किंवा अनेक काट्यांना गती देते. घड्याळ्यात फिरणाऱ्या काट्यांप्रमाणेच त्यांची योजना केलेली असते. मोठा काटा ०–१०० मिलिबार (१ मिलिबार = ७५·००७ × १०-३ सेंमी. पाऱ्याच्या स्तंभाचा दाब) दाखवितो, तर लहान काटा दशक मिलिबार दाखवितो. घड्याळ्याप्रमाणे काटे फिरत असल्यास वाढता दाब दाखविला जातो.

ही सर्व यंत्रणा एका पेटीत बंदिस्त करून तिच्या पुढच्या दर्शनी बाजूस वर्तुळाकार मोजपट्टी व फिरणारे काटे असतात. पेटीच्या मागच्या बाजूस असलेल्या निर्वात डबीचा मध्य बाहेर काढलेला असतो. विमानातील ‘पिटॉट-नळी’च्या (वायुवेगांमुळे निर्माण होणारा एकूण दाब दर्शविणाऱ्या नळीच्या) यंत्रणेतील स्थिर भागात असलेल्या वातावरण दाबाशी निर्वात डबीच्या मध्याचा एका नळीने संबंध जोडलेला असतो व त्यामुळे विमान ज्या स्तरातून संचार करीत असेल तेथील वातावरणीय दाब व उंची उच्चतामापकाच्या साहाय्याने वाचता येते.

उच्चतामापकातील डब्यांची स्थितिस्थापकता (विकृती निर्माण करणाऱ्या प्रेरणा काढून घेतल्यानंतर मूळ स्थितीला परत येण्याचा पदार्थाचा गुण) तपमानानुसार बदलत असते. म्हणून दोन भिन्न धातूंच्या पट्टीत हा मापक असा बसविलेला असतो की, तपमान व दाब बऱ्याच मोठ्या टप्प्यातून बदलत गेले तरी मापकातील नोंद बरोबर येत राहील.

जमिनीवर वापरात असलेले व विमानात वापरात असलेले निर्द्रव उच्चतामापक यांत फरक असतो; विमानातील उच्चतामापकात दाबपट्ट्यातील मोठा फरक दाखवावा लागतो म्हणून विमानातील कंपनावस्थेचा त्यावर परिणाम होणार नाही व तो सतत हवाबंद राहील अशी दक्षता घ्यावी लागते.

विमानात नेहमी वापरात असलेले उच्चतामापक निर्द्रव प्रकारचे असतात. म्हणून जेव्हा पृथ्वीवरील वातावरण प्रमाणभूत (आंतरराष्ट्रीय व्याख्येनुसार, समुद्रसपाटीवरील तपमान १५० से. व वातावरणीय दाब १०१३·२ मिलीबार आणि समुद्रसपाटीपासून ११ किमी. उंचीपर्यंत दर किमी.ला ६·५० से. एवढे तपमान कमी होण्याची त्वरा असलेले वातावरण) स्थितीत असेल तेव्हा उच्चतामापकातील मोजपट्टीवरील काटे समुद्रसपाटीपासून असलेली उंचीच दाखवतील असे उच्चतामापकाचे अंशन (मोजपट्टीची अंशांमध्ये केलेली विभागणी) केलेले असते.

विमान उड्डाणाच्या वेळी व नंतर संचार करीत असताना वैमानिकास दोन प्रकारच्या जुळण्या उच्चतामापकात कराव्या लागतात. (१) एखाद्या उंचीवर, उच्चतापमापकाने दाखविलेला वायुदाब हा, काही प्रमाणित कोष्टकांवरून त्या भागातील समुद्रसपाटीच्या मानक तपमानास अनुरूप असा न्यूनीकृत करून (जुळवून) घेतात. त्या उंचीवर असलेला मानक वायुदाब हा भिन्न असल्यास त्याच्या शुद्धीसाठी ही जुळणी करावी लागते. म्हणजे उड्डाणस्थानाचा वायुदाब समुद्रसपाटीस व मानक तपमानास न्यूनीकृत करून विमान उड्डाणाच्या वेळी वैमानिकास तोच उच्चतामापकात दिसेल अशी जुळणी करावी लागते. (२) उच्चतामापक फिरवून उड्डाण स्थानकाच्या उंचीची जुळणी करावी लागते. उड्डाणानंतर उच्चतामापकात दाखविलेले आकडे तपमानाच्या होत असलेल्या फरकानुसार, शुद्धीकृत करून घेण्यासाठी काही आकडेमोड कोष्टकांच्या साहाय्याने करावी लागते.

जमिनीवरील प्रदेशावरून विमानाचा संचार होत असताना उच्चतामापकाने दर्शविलेली कोणत्याही एका ठिकाणाची उंची काही शुद्धी केल्याशिवाय बरोबर असत नाही. त्या ठिकाणचा वायुदाब हा समुद्रसपाटीस व मानक तपमानास न्यूनीकृत केल्यानंतर तो वायुदाब ज्या स्थानकावर वैमानिकाने उच्चतामापकाची पहिली जुळणी केली होती, त्या दाबाबरोबर असेल तरच फक्त, त्या ठिकाणाची मापकात दाखविलेली उंची बरोबर असते.

समुद्रसपाटीस व मानक तपमानास न्यूनीकृत केलेल्या अनेक ठिकाणांच्या दाबांचे माहितीपत्रक वातावरणविज्ञानीय कार्यालये व इतर अनेक संस्था वेळोवेळी प्रसिद्ध करीत असतात. त्याप्रमाणे वैमानिकास उच्चतामापकातील नोंदीत दुरुस्ती करावी लागते. विमानातील अशा उच्चतामापकांचे अंशन दर तीन महिन्यांनी करणे जरूर असते.

रेडिओ उच्चतापमाक : निरनिराळ्या ठिकाणांची उंची थेट वाचता येईल असे, रेडिओ तरंगांच्या प्रेषणावर आधारलेले, उच्चतामापक विमानात बसविलेले असतात. या प्रेषणाचे दोन प्रकार आहेत. एकामध्ये विमानातील प्रेषकाकडून वाहक तरंगावर संस्कारित असे ४००–४५० हर्ट्‌झ (दर सेकंदास होणाऱ्या कंपन संख्येच्या म्हणजे कंप्रतेच्या एककास हर्ट्‌झ असे नाव आहे) तरंग खाली  एखाद्या ठिकाणाकडे प्रेषित करतात व त्या खालच्या ठिकाणाहून ते तरंग परावर्तित होऊन विमानात असलेल्या ग्राहीत (ग्रहण करणाऱ्या उपकरणात) येतात. तरंगांना जाण्या-येण्याला लागणाऱ्या कालावरून त्या ठिकाणाची उंची मापकात दाखविले जाते. दुसऱ्या प्रकारात रेडिओ स्पंद (अल्पकालीन अल्पसंख्य रेडिओ तरंग) प्रेषित करून परावर्तित झालेल्या स्पंदांनी विमानातील ऋण किरण दोलनदर्शकाच्या [दोलन गती दृश्य स्वरूपात दाखविणाऱ्या उपकरणाच्या,  इलेक्ट्रॉनीय मापन] साहाय्याने मापकात उंची दाखविली जाते. या दुसऱ्या प्रकाराने १० ते १२ किमी. पर्यंत उंची मोजता येते.

विमानात काही ठराविक अंतरावर बसविलेल्या दोन विद्युत् प्रस्थांच्या (अग्रांच्या) धारणेवर (विद्युत् भार साठविण्याच्या क्षमतेवर) पृथ्वीच्या सान्निध्याचा परिणाम होतो. त्यावर आधारित अशीही उंचीचे मापन करण्याची एक निराळी पद्धत आहे.

लेखक : मा.ग.टोळे

स्त्रोत : मराठी विश्वकोश