જડત્વીય નિર્દેશક તંત્ર (inertial guidance system)

2012-01-17 00:45:00

જડત્વીય નિર્દેશક તંત્ર (inertial guidance system) : રૉકેટ, વિમાન, પનડૂબી (submarine) જેવાં વાહનોના નૌસંચાલન (navigation) માટેની માર્ગદર્શક પદ્ધતિ. નૌસંચાલનની અન્ય પદ્ધતિઓની જેમ જડત્વીય નિર્દેશક જમીન કે તારાનાં અવલોકનો ઉપર, રેડિયોસંકેતો ઉપર અથવા વાહનની બહારની કોઈ પણ માહિતી ઉપર આધારિત નથી; પરંતુ જડત્વીય માર્ગદર્શક (navigator) નામે ઓળખાતી પ્રયુક્તિ (device) દોરવણી માટેની જરૂરી માહિતી પૂરી પાડે છે. આવી પ્રયુક્તિમાં ભમરડાની જેમ પ્રચક્રણ (spin) કરતો વિઘૂર્ણદર્શી (gyroscope) હોય છે. તે દિશાનું સૂચન કરે છે. આ સાથે પ્રવેગમાપકો(accelerometers) હોય છે જે ઝડપ અને દિશામાં થતા ફેરફારનું માપન કરે છે. આ માહિતીનો ઉપયોગ કરી વાહનના સ્થાન(position)ની ગણતરી કમ્પ્યૂટર કરે છે. આમ વાહનને દોરવણી મળે છે.

વિમાનના ઉડ્ડયન પરથી જડત્વીય નિર્દેશકના ફાયદા સ્પષ્ટ થાય છે. લક્ષ્ય સુધી પહોંચવા માટે વિમાને સાચી દિશામાં ઉડ્ડયન કરવું પડે તથા લક્ષ્ય સુધીનું અંતર તેણે કાપવું પડે. જડત્વીય નિર્દેશકની ગેરહાજરીમાં વિમાનચાલકે ચુંબકીય હોકાયંત્ર(magnetic compass) અથવા જમીન ઉપરથી મળતા સંકેતો ઉપર આધાર રાખવો પડે છે. પણ વિમાનમાં જડત્વીય નિર્દેશક હોય તો વિમાનચાલક તેની અંદર રાખેલી નૌસંચાલન સામગ્રી ઉપર આધાર રાખે છે. ર્દશ્યતા (visibility) બરાબર ન હોય, સંચારવ્યવસ્થા (communication) ક્ષતિયુક્ત હોય કે સીમાચિહન (landmark) ન હોય તોપણ માર્ગ મળી રહે છે. યુદ્ધ દરમિયાન ખોટી કે ગૂંચવાડાભરેલી માહિતી દ્વારા શત્રુ જડત્વીય નિર્દેશ સંચાલનને સ્થગિત કરી શકતો નથી.

કાર્ય : જડત્વીય માર્ગદર્શક વાહનની ગતિના ફેરફારને આપોઆપ માપે છે અને તે સઘળી માહિતી કમ્પ્યૂટરને મોકલે છે. કમ્પ્યૂટર ત્યારબાદ બધા જ ફેરફારોથી થતી અસરની ગણતરી કરે છે અને પ્રારંભબિંદુથી વાહને કઈ દિશામાં કેટલી ગતિ કરી છે વગેરેને લગતો પથ (track) તૈયાર કરે છે.

જડત્વીય માર્ગદર્શકની અંદર ત્રણ વિઘૂર્ણદર્શી જુદી જુદી ધરી ઉપર પ્રચક્રણ કરે છે. ત્રણે ધરી એકબીજીને કાટખૂણે રાખવામાં આવેલી હોય છે. વિઘૂર્ણદર્શી પ્રચક્રણ ચાલુ રાખે ત્યાં સુધી ધરીઓ પોતાની દિશા જાળવી રાખે છે. દરેક વિઘૂર્ણદર્શીને ગતિશીલ ચોકઠા

આકૃતિ 1 : ન્યૂયૉર્કથી લંડન સુધીના ઉડ્ડયન ઉપર જડત્વીય નિર્દેશકની સાદી આકૃતિ. નિર્દેશક પદ્ધતિમાં વિઘૂર્ણદર્શી એક જ દિશામાં રહે છે. તે દિશા ન્યૂયૉર્ક ઉપરની ઊર્ધ્વ રેખા છે. જ્યારે ખૂણો 500 6’ થાય ત્યારે વિમાન લંડન ઉપર હોય છે.

(movable frame) વડે ટેકવવામાં આવે છે જેથી વિમાન વળાંક લે અથવા ઊંચે ચડે ત્યારે વિઘૂર્ણદર્શી પોતાનું સ્થાન જાળવી રાખે છે. વિઘૂર્ણદર્શી પદ્ધતિના સંદર્ભમાં વિમાનની ગતિનો ફેરફાર પ્રવેગમાપક નોંધે છે.

ઊર્ધ્વ રેખાના સ્થાનમાં થતા ફેરફારને નોંધવાથી વાહન કેટલું દૂર ગયું છે તેનું માપન જડત્વીય માર્ગદર્શક કરે છે. આ રેખા પૃથ્વીના કેન્દ્રની દિશાનું સૂચન કરે છે. પૃથ્વીની સપાટી ઉપરથી દોરેલી બે ઊર્ધ્વ રેખાઓ પૃથ્વીના કેન્દ્ર ઉપર મળે છે. રેખાઓની વચ્ચેનો કોણ બે બિંદુઓ વચ્ચેનું અંતર દર્શાવે છે.

કોણની એક મિનિટ (એક અંશનો સાઠમો ભાગ) પૃથ્વીની સપાટી ઉપર એક નૉટિકલ માઈલ જેટલું અંતર દર્શાવે છે. (એક નૉટિકલ માઈલ = 1852 મી.). ન્યૂયૉર્ક અને લંડન વચ્ચેનું અંતર 3,006 નૉટિકલ માઈલ છે, આથી ન્યૂયૉર્કથી લંડન વિમાન લઈ જતો વિમાનચાલક નોંધે છે કે જડત્વીય માર્ગદર્શકની ઊર્ધ્વ રેખા 3,006 મિનિટ (=500 6’) જેટલો કોણ બનાવે છે.

1900ની સાલ પછી વહાણ ઉપર હોકાયંત્ર તરીકે વિઘૂર્ણદર્શી વપરાવા લાગ્યો. વિઘૂર્ણકંપાસ હંમેશાં સાચી ઉત્તર દિશા દર્શાવે છે અને તેના ઉપર લોખંડની કોઈ અસર થતી નથી.

જર્મન ઇજનેર મૅક્સ શુલરે 1923માં એક એવી પદ્ધતિ વિકસાવી જેમાં જ્યારે વાહન ઝડપ કે દિશા બદલે ત્યારે ઊર્ધ્વરેખાનું નમન (tilt) થાય નહિ. રેખાનું નમન થાય તો અંતર માપી શકાય નહિ. સૈદ્ધાંતિક રીતે નમનને ટાળવા માટે શુલરની પદ્ધતિ બરાબર હતી પણ તે નમનને ટાળવા માટે કોઈક યાંત્રિક પદ્ધતિ પ્રાપ્ય ન હતી. શુલરનો સિદ્ધાંત ઇલેક્ટ્રૉનિક પદ્ધતિમાં બરાબર છે.

બીજા વિશ્વયુદ્ધ (1939–1945) દરમિયાન જર્મન વિજ્ઞાનીઓએ ઇંગ્લૅન્ડ સામે વાપરેલા V-2 રૉકેટમાં જડત્વીય નિર્દેશકનો ઉપયોગ કર્યો હતો. ચાર્લ્સ ડ્રેપર અને બીજા વિજ્ઞાનીઓએ યુ.એસ.માં આવેલા મૅસેચૂસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ટૅક્નૉલૉજી ખાતે વધુ ચોક્કસ અને સંવેદનશીલ જડત્વીય નિર્દેશક પદ્ધતિ તૈયાર કરી. 1958માં યુ.એસ.ની નૉટિલસ નામની પનડૂબી અને સ્કેટમાં જડત્વીય માર્ગદર્શકનો ઉપયોગ કરીને ઉત્તર ધ્રુવ સુધી માર્ગદર્શન મેળવ્યું હતું. 1960 બાદ ઘણી પનડૂબીમાં મિસાઇલને જડત્વીય માર્ગદર્શક સાથે સજ્જ કરવામાં આવેલ છે. ચંદ્ર ઉપર અવકાશયાત્રીને લઈ જતા એપૉલો યાનને પણ જડત્વીય માર્ગદર્શક વડે સજ્જ કરવામાં આવેલું હતું. આ રીતે નૌસંચાલનમાં જડત્વીય નિર્દેશકપદ્ધતિ મહત્વનું સ્થાન ધરાવે છે.

પ્રહલાદ છ. પટેલ