विज्ञान लेखमाला : ७ : उद्वाहनपुराण

उद्वाहनपुराण
गरज ही शोधाची जननी आहे, हे आपणाला माहीत आहेच.

मानवजातीच्या अनेक गरजांमुळे अनेक गोष्टींचा शोध लागला. त्यातीलच उद्वाहन किंवा आपण ज्याला लिफ़्ट म्हणतो, ते वर-खाली परिवहन करणारे उपकरण. यालाच अमेरिकन इंग्लिशमध्ये 'एलिव्हेटर' असेही म्हणतात. मालाची आणि नागरिकांची टेकडीवर आणि खाली ने-आण करण्यासाठी, तसेच खाणकामात शेकडो फूट खाली-वर करण्यासाठी अशा उपकरणाची गरज होतीच. मग काही शक्कल लढवून हा चढ-उतार करण्यासाठी उद्वाहनाचा शोध लावण्यात आला. आज उद्वाहन आपल्या जीवनातील अविभाज्य घटक झाला आहे. वाढती लोकसंख्या, वाढते सरासरी आयुर्मान आणि जमिनीचा वाढता वापर यातून बहुमजली घरे बांधणे याशिवाय पर्याय नसल्यामुळे, अनेक इमारतींवर मजल्यांवर मजले चढत गेले. या मजल्यांवर जिन्यांवरून चढत जाणे एका ठरावीक मर्यादेपर्यंत शक्य होते, पण खूप उंचीवर चढणे ज्येष्ठ नागरिकांना तर सोडाच, सर्वच नागरिकांना दमछाक करणारे होते. तसेच व्हीलचेअरसाठी चढण बनवण्यालाही मर्यादा होत्या. आणि मग हे करण्यासाठी यंत्र हवेच!

आपणास आश्चर्य वाटेल की उद्वाहनाची गरज आणि शोध ख्रिस्तपूर्व तिसर्‍या शतकातच लागला. आर्किमिडीज या शास्त्रज्ञाला प्रथम उद्वाहन बनवण्याचे श्रेय जाते. अवजड साहित्य वर-खाली नेण्याच्या गरजेतून उद्वाहनाचा शोध लागला. एक दोरखंड, जड वस्तू उचलण्याचे तत्त्व आणि अर्थातच त्यासाठी लागणारी ऊर्जा ही प्राथमिक साधने वापरुन पहिला उद्वाहक बनवण्यात आला.

त्या काळी उद्वाहन हे उघड्या स्वरूपात असे. एका उघड्या पेटीत मनुष्य किंवा माल भरलेला असे. एका आधाराच्या साहायाने हे उद्वाहन मनुष्यसंचालित असायचे किंवा प्राण्यांकडून चालवले जायचे. बिचारे बैल, घोडे, गाढव इत्यादी प्राणी इमानेइतबारे हे उद्वाहन चालवायचे. पाणी आणि बांधकामाचे साहित्य इत्यादी खाली-वर वाहून नेण्यासाठी ही चांगली सुरुवात होती.

मात्र प्रवाशांसाठी पहिले उद्वाहन यायला बरीच शतके जावी लागली. इ.स. १७४३मध्ये फ्रान्सचा राजा लुईसाठी पहिले असे उद्वाहन बनवण्यात आले. पहिल्या मजल्यावरून दुसर्‍या मजल्यावर आपल्या पत्नीला भेटण्यासाठी तो या उद्वाहनाचा उपयोग करत असे. अर्थात हेही मानवसंचालित होते व त्याच्या आज्ञेनुसार त्याचे नोकर ते वर-खाली करत असत आणि त्याला 'उडती खुर्ची' असे मजेशीर नाव होते. एका पेटीत प्रवाशी बसत आणि मनुष्यबळाचा किंवा प्राण्यांचा उपयोग करून ती पेटी एका दोरखंडावरून वर-खाली होई, असे त्या काळी बरेच असे उद्वाहक होते. असाच उद्वाहनाचा शोध लागला. काही ऐतिहासिक माहितीप्रमाणे, इजिप्तच्या सिनाई मठामध्ये - जो टेकडीवर होता - भाविकांची ने-आण करण्यासाठी उद्वाहनाचा उपयोग केला जाई.

उद्वाहन कोणत्या तत्त्वावर चालते? कोणतीही वस्तू एका उंचीवरून दुसर्‍या उंचीवर नेण्यासाठी त्या वस्तूचे वजन तितक्याच किंवा जास्त वजनाने धातूच्या दोरखंडाने ओढून नियंत्रित करून ती वस्तू दोरखंडाच्या आणि त्या वजनाच्या साहायाने वर-खाली करणे या तत्त्वावर हे उपकरण चालते. आता हे दोरखंड आणि वजन वर-खाली करणे यासाठी ऊर्जा लागणारच. ही ऊर्जा वेगवेगळ्या माध्यमांतून घेऊन तिचा उपयोग करून हे उद्वाहनाचे कार्य केले जाते. उदा.: वीज, मनुष्यबळ, द्रवचलित ऊर्जा इत्यादी.

यापैकी द्रवचलित ऊर्जेचा वापर मोठ्या प्रमाणात होतो. द्रवावरील दाब कमी-जास्त करून वजन नियंत्रित करणे असा या ऊर्जेचा वापर केला जातो. ऊर्जा म्हणून याच प्रकारे वाफेचाही वापर केला जातो. ऊर्जा खंडित झाल्यास उद्वाहन पडून आघात होण्याचा संभव या प्रकारच्या तंत्रज्ञानात असतो. तसेच, वजन वाहून नेण्याच्या उद्वाहच्या क्षमतेवर या तंत्रज्ञानात मर्यादा असतात. म्हणून उद्वाहनात नंतर विजेचा मोठ्या प्रमाणावर वापर होऊ लागला.

जगातील पहिले सुरक्षित उद्वाहन १८५२ साली एलिशा ओटिस या शास्त्रज्ञाने शोधून काढले. आपणास माहीत आहे की आजही ओटिस हा उद्वाहनाचा अग्रगण्य ब्रँड आहे, तो या शास्त्रज्ञाचे स्मरण म्हणूनच. याशिवाय ओटिसचे सर्व वंशज या व्यवसायात स्थिरस्थावर झाले आणि त्यांनी नवोन्मेष घडवून उद्वाहनाचे अनेक प्रकार विकसित केले. दोरखंड सुटल्यास किंवा तुटल्यास उद्वाहन न पडता एका खाचेत बसवून स्थिर करून अपघात टाळता येणे शक्य झाल्याने हे सुरक्षित उद्वाहन खूपच लोकप्रिय झाले.
हे सुरक्षित प्रवासी उद्वाहन प्रथम न्यूयार्क येथील ब्रॉडवे हॉटेल येथे बसवण्यात आले. याचा वेग १२ मीटर्स प्रती मिनिट आणि क्षमता ४५० किलो इतकी होती.

त्याचप्रमाणे १८७४मध्ये शिंडलर या कंपनीनेदेखील अनेक प्रकारचे उद्वाहक विकसित केले. आजच्या घडीला शिंडलर ही कंपनी १४० देशांत कार्यरत आहे. रॉबर्ट शिंडलर आणि एडवर्ड विलीगर या दोन अभियंत्यांनी शिंडलर कंपनीची स्थापना केली. शिंडलर कंपनीने असे उद्वाहक विकसित केले, जे एका एल.ई.डी. पडद्यावर मजला क्रमांकाची कळ दाबून आज्ञा दिल्यास त्या मजल्यावर जाण्याची सोय करतात. ही उद्वाहने ऊर्जा बचत करतात आणि गर्दीच्या वेळी सर्व उद्वाहक वापरणार्‍या लोकांना कमीत कमी वेळात अचूक सेवा देतात.

याच शिंडलर कंपनीने २०१०मध्यॆ सौर ऊर्जेवर चालणारे पहिले छोटेखानी विमान बनवले. अर्थातच प्रचंड ऊर्जा लागत असल्याने हे सौर विमान केवळ एकाच प्रवाशासाठी बनवण्यात यश आले. 'सोलर इम्पल्स' अशी नावे असलेली ही विमाने प्रथम २०१०मध्ये स्वित्झर्लंड ते स्पेन आणि नंतर २०१४मध्ये अबू धाबी ते यू.ए.ई. अशी यशस्वीपणे चालवण्यात आली. अनुक्रमे सोलर इम्पल्स १ आणि सोलर इम्पल्स २ या नावाने ही विमाने ओळखण्यात येतात. नंतर जपान ते हवाई बेटे हा सर्वात लांबचा प्रवास सौर विमानाकडून घडवण्याचा अयशस्वी प्रयत्न झाला. सौर घटामध्यॆ बिघाड झाल्यामुळे हा प्रयत्न अयशस्वी झाला. या विमानाची दुरुस्ती चालू असून या वर्षीच्या एप्रिल महिन्यात हे अंतर सौर विमानाने पुन्हा कापण्याची योजना आहे. त्याबद्दल शुभेच्छा. यथावकाश आपल्याला त्याबद्दल माहिती कळेलच!

यानंतर उद्वाहनाच्या तंत्रज्ञानात वेळोवेळी बदल होत गेले आणि जास्तीत जास्त सुरक्षित आणि आरामदायी लिफ्ट बनवण्यात आल्या.

नंतरच्या काळात ए.सी. आणि डी.सी. विजेवर चालणार्‍या उद्वाहनाचा शोध आणि वापर सुरू झाला.

आता उद्वाहनाच्या महत्त्वाच्या भागांविषयी थोडेसे :

१. आत उभे राहण्यासाठी जागा. ८ ते १० लोक एका उद्वाहनात उभे राहू शकतात. अर्थात त्यांच्या वजनाची बेरीज मर्यादेपेक्षा जास्त असू नये.
२. उद्वाहन क्षमतेपेक्षा सर्वांचे एकत्रित वजन जास्त भरल्यास एक सेन्सर म्हणजे गजर वाजतो आणि उद्वाहन वर जाऊ शकत नाही. सुरक्षिततेच्या दृष्टीने या सेन्सरला खूप महत्त्व असते.
३. पंखा किंवा वातानुकूलन यंत्र आत बसवलेले असते.
४. मजल्यांची संख्या दाखवणारी बटणे. ही दाबून आपण इच्छित मजल्यावर जाऊ शकतो. दरवाजे उघडण्यासाठी बटणे असतात.
५. दूरध्वनी संच. आपत्कालात (वीज गेल्यावर) तो वापरून उद्वाहन जवळच्या मजल्यावर पाठवण्यासाठी दूरध्वनी करून मदत मागता येते.
६. हल्लीच्या उद्वाहनात दरवाजे स्वयंचलित असतात. उतारू चढल्यावर किंवा उतरल्यावर काही सेकंदात ते आपोआप बंद होतात.
७. मनुष्यनियंत्रित दरवाजे असलेल्या उद्वाहनात सुरक्षितता म्हणून दरवाजे ठरावीक सेकंदापेक्षा उघडे राहिल्यास गजर होतो, जेणेकरून दरवाजा त्वरित बंद केला जावा.

उद्वाहन सूत्र

गगनचुंबी इमारतींमध्ये एकाच वेळी शेकडो लोक उद्वाहनाचा उपयोग करून कार्यालयात जातात, तेव्हा सर्व लोकांची शिस्तबद्ध सेवा करणे हा उद्वाहनाचा उद्देश असतो.
स्वयंचलित उद्वाहनातील संगणक प्रणाली अशा सूत्रांनी सज्ज असते. यालाच 'एलिव्हेटर अल्गोरिथम' असे म्हणतात.

थोडक्यात सांगायचे झाल्यास हे सूत्र खालीलप्रमाणे :

१ जोपर्यंत एका दिशेने (वर किवा खाली) जायची आज्ञा आहे, तोपर्यंत त्या दिशेच्या मजल्यावर जा. त्या दिशेच्या आज्ञा संपल्यास विरुद्ध दिशेची आज्ञा पाहा.
२. वरीलप्रमाणे विरुद्ध दिशेला जा.
३. कोणतीही आज्ञा नसल्यास, सर्वात जवळच्या मजल्यावर थांबा.

उद्वाहनाविषयी रंजक गोष्टी :

१. उद्वाहने स्वयंचलित सरकत्या जिन्यांपेक्षा खूपच सुरक्षित असतात.
२. आजच्या घडीला फक्त अमेरिकेत ७ लाखांपेक्षा जास्त उद्वाहने आहेत.
३ १९२० साली उद्वाहनात प्रथमच संगीताचा वापर करण्यात आला. विशेष म्हणजे प्रथमच उद्वाहनाचा वापर करणार्‍या लोकांची घाबरगुंडी उडाल्यामुळे, त्यांना शांत करण्यासाठी हा प्रयोग करावा लागला.
४. काही गगनचुंबी इमारतींमध्ये दुमजली उद्वाहने असतात. खालचा मजला विषम क्रमांकाच्या मजल्यावर आणि अर्थातच वरचा सम क्रमांकाच्या मजल्यावर थांबतो.
५. उद्वाहन हे उचलण्याचे एक साधे यंत्र आहे.
६. ज्यू समाजात सब्बाथ या तिथीला पूर्ण विश्रांती घेऊन फक्त प्रार्थना करण्याची रीत आहे. ज्यूबहुल भागात अशी उद्वाहने असतात, जी बहुमजली इमारतीच्या प्रत्येक मजल्यांवर सक्तीने थांबतात, जेणेकरून ज्यू नागरिकांना बटण दाबण्याचीही गरज नाही आणि ते उद्वाहनातही आपले प्रार्थनेचे व्रत चालू ठेवतील.
७. जगातील सर्व उद्वाहने मिळून तीन दिवसात पृथ्वीवरील पूर्ण लोकसंख्या वर-खाली वाहून नेतात.
८. बहुमजली स्वतंत्र घरात उद्वाहन असणे ही काळाची गरज झाली आहे.
९. प्राचीन रोममध्ये २४ उद्वाहने २०० माणसे स्वत: बळ लावून वर-खाली करत असत.
१०. प्राचीन काळी उद्वाहनाच्या बाल्यावस्थेत उद्वाहन चालवण्यासाठी घोडा, बैल इत्यादी प्राण्यांचा उपयोग केला जाई.
११. प्रगत उद्वाहनांच्या आजच्या युगातही, खालील मजल्यावरील घरे वरच्या मजल्यावरील घरांपेक्षा किंचित महागच असतात.
१२. आग लागल्यावर वीज जाण्याचा धोका असल्याने, कधीही उद्वाहनाचा वापर करू नये. आपत्कालीन मार्ग जिन्यावरून निर्देशित केलेला असतो.
१३. निकोलस व्हाईट हा इसम मॅनहॅटन अमेरिकेत एका उद्वाहनात तब्बल ४१ तास अडकून नंतर सुखरूप बाहेर आला. त्याने २५ दशलक्ष डॉलर्सची भरपाई मागितली.
१४. ११/९च्या अतिरेकी हल्ल्यात अमेरिकेतील ट्विन टॉवरमधील बळी गेलेल्यांमध्ये २०० लोक उद्वाहानाच्या आत मरण पावले.
१५. थायसेन कृप या कंपनीने वर-खाली, तसेच आडव्या दिशेने सरकणारे उद्वाहन विकसित केले आहे.
१६. डिस्नेलँड, फ्रान्समध्ये एक उद्वाहन असे आहे, ज्याला छप्पर नाही आणि ते शेकडो फूट खाली जाते. यामुळे खोली ताणून मोठी होत असल्याचा आभास होतो.
१७. 'इनक्लाइण्ड एलिव्हेटर' हा उद्वाहनाचा भाऊबंद असून अशा प्रकारचे उद्वाहन वर-खाली जाताना ९० अंशाऐवजी त्यापेक्षा कमी कोनात वर-खाली होते. प्रचंड चढ असलेल्या टेकडीवर जाण्यासाठी अशा उद्वाहनाचा उपयोग होतो.
१८. उद्वाहनात वातानुकूलन यंत्र असल्यास, बाष्पाच्या कणांपासून तयार झालेले पाण्याचे थेंब काढून टाकणे गरजेचे असते. अन्यथा अपघात होतो.
१९. अमेरिकेतील मसुरी राज्यात एक उद्वाहन असे आहे, जे इमारतीचा वरील घुमटाकार भाग पाहण्यासाठी लोकांना इमारतीच्या अगदी तळाला घेऊन जाते.
२०. डम्बवेटर हे फक्त मालाची ने-आण करण्यासाठी वापरले जाते.

आणि एक दु:खद गोष्ट..

ख्यातनाम संगीतकार श्री. वसंत देसाई यांचे निधन उद्वाहन अपघातात झाले. उद्वाहनातील तांत्रिक बिघाडामुळे ही दुर्घटना घडली.
उद्वाहनाचे अपघात अभावानेच होतात. हलगर्जीपणा टाळल्यास हे अपघात आपण सहज टाळू शकतो.

अशा प्रकारे उद्वाहन हे आजच्या काळातील एक अतिशय उपयुक्त उपकरण आहे. विचार करा - तुम्हाला एका अतिशय महत्त्वाच्या कामासाठी नरिमन पॉइंटला एका इमारतील जायचे आहे आणि हे कार्यालय २५व्या मजल्यावर आहे. जर उद्वाहन नसेल, तर चढून जाताना किती चिडचिड होईल? दमछाक वेगळीच. तसेच आजकाल रुग्णालयेही गगनचुंबी इमारतीत असल्यामुळे रुग्णांची ने-आण करण्यासाठी उद्वाहनाशिवाय पर्याय नाही.

धन्य तो महान शास्त्रज्ञ ओटिस, ज्याने अशा परोपकारी उपकरणाचा शोध लावला.. आणि त्यात वेळोवेळी संशोधन करून प्रगत उद्वाहने आणणार्‍या मानवजातीच्या बुद्धीला अगणित प्रणाम!