# வானூர்தியியல்

ஒரு வானூர்தி ஏந்தும் ஒடத்தில்]]  

**வானூர்தியியல்** *(Aeronautics)* என்பது வளிமண்டலத்திற்குள் காற்றில் பறக்கும் திறன் வாய்ந்த இயந்திரங்களை வடிவமைத்தல், உற்பத்தி செய்தல் மற்றும் வளிமண்டலத்துக்குள் வானூர்திகள், மற்றும் ஏவூர்திகளை இயக்கும் தொழில்நுட்பங்கள் தொடர்பான ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளுதல் முதலியனவற்றை அறிய உதவும் அறிவியல் துறை அல்லது கலை ஆகும். வானூர்திக் கலை, அறிவியல் மற்றும் பொறியியல் குறித்தும் வானூர்தியியல் தொழில்துறையின் அம்சங்கள் குறித்தும் ஐக்கிய இராச்சியத்தின் அரச வானூர்தியியல் சங்கம் (Royal Aeronautical Society) அடையாளப்படுத்தியுள்ளது.  

காற்றில் பயணம் என்ற செயலை அடிப்படையாக வைத்துதான் வானில் பறந்து செல்லும் இயந்திரம் வானூர்தி என்ற சொல்லாகியுள்ளது. காற்றில் இயந்திரத்தை இயக்குவது என்ற பொருளுடன் தொழில் நுட்பம், வானூர்தி வணிகம் மற்றும் வானூர்தி சார்ந்த அனைத்தையும் வானூர்தியியல் உள்ளடக்கியுள்ளது.. வான் பயணம் என்பது வானூர்தியியல் மட்டுமின்றி காற்றைவிட இலேசான விமானத்தில் பயணம் செய்வது என்ற பொருளிலும் பொருள் கொள்ளப்படுகிறது மேலும், சிறிய வெப்பக் காற்று ஊதுபைகள், அல்லது கூடு விளக்குகள், சுழல்-இறக்கை பொம்மைகளை போன்றவற்றையும் சீனர்கள் அக்காலத்தில் தயாரித்துப் பயன்படுத்தியிருக்கின்றனர்.  

ஐரோப்பாவில் பறத்தல் குறித்து அறிவியல் பூர்வமான விவாதங்களை ஆரம்பித்தவர் "ரோஜர் பேக்கன்" என்பவர் ஆவார். அவர், பிற்காலத்தில் செயல்படுத்தப்படும் என்று அவர் நம்பிய இறக்கைகள்-அடித்துப்-பறக்கும் "ஆர்னிதோப்டர்" வானூர்தி மற்றும் காற்றைவிட-இலேசான ஊதுபை பறத்தல் போன்றவற்றின் செயல்பாடுகளை அறிவியல் முறையில் விளக்க முனைந்தார். அவரது ஊதுபை பறத்தலுக்கு, ஈதர் எனும் பொருள் மூலம் வளிமண்டலத்தில் ஏற்றம் பெறலாம் என்ற கருதுகோளை முன்வைத்தார், ஆனால், ஈதர் என்பதன் கூறுகளை அவர் அறிந்திருக்கவில்லை.  

பதினைந்தாம் நூற்றாண்டின் இறுதிப் பகுதியில் லியானொர்டோ டா வின்சி பறவைகளின் பறத்தல்களை ஆய்வு செய்ததுடன், முன்மாதிரியான பறக்கும் இயந்திரங்களின் வடிவமைப்புகளையும் செய்தார். இறக்கைகள்-அடித்துப்-பறக்கும் "ஆர்னிதோப்டர்" வானூர்தி மற்றும் சுழலும்-இறக்கைகள் கொண்ட உலங்கு வானூர்தி ஆகியவற்றின் வடிவமைப்புகளின் வரைபடங்களை உருவாக்கினார். அவரது வடிவமைப்புகள் பகுத்தறிந்த ஆய்வாளருடையதாக இருந்தாலும், அடிப்படையில் சிறந்த அறிவியலைக் கொண்டிருக்கவில்லை. அவரது வடிவமைப்புகளில் பெருத்த குறைபாடுகள் உண்டெனினும், அவர் பறக்கும் இயந்திரத்துக்கு காற்று எந்த அளவுக்கு தடையை உண்டுபண்ணுகிறதோ அதே அளவுக்கு அவ்வியந்திரமும் காற்றுக்கு எதிர்வினை ஆற்றும் என்பதை உணர்ந்திருந்தார். (நியூட்டன் தனது மூன்றாவது இயக்க விதியை 1687ஆம் ஆண்டுவரை வெளியிடவில்லை என்பது குறிப்பிடத்தகுந்தது.) அவரது ஆராய்ச்சிகள் மூலம் மனித-ஆற்றலால் மட்டுமே தொடர்ச்சியான பறத்தலை செயல்படுத்த இயலாது என்பதை உணர்ந்தார்; அவரது பிற்கால வடிவமைப்புகளில் சுருள்வில் போன்ற பலவித இயந்திரவியல் ஆற்றல் மூலங்களைப் பயன்படுத்தியிருந்தார். பிற்காலத்தில் பறத்தல் துறையில் ஜார்ஜ் கேலியின் ஆராய்ச்சிகள் முன்னேற்றங்களை ஏற்படுத்த ஆரம்பிக்கும் வரை டாவின்சியின் ஆராய்ச்சிகளும் அவரது மறைவுக்குப் பின்னர் மறக்கப்பட்டன.  

### ஊதுபை பறத்தல்

17ஆம் நூற்றாண்டில் காற்றுக்கும் எடை உண்டு என்று நிரூபித்த கலீலியோ கலிலி<nowiki/>யின் ஆய்வுகளிலிருந்து நவீனயுக காற்றை-விட-இலேசான பறத்தல் ஆய்வுகள் ஆரம்பித்தது எனலாம். 1650 ஆண்டுவாக்கில் "சைரனொ தெ பெர்கராச்" தனது புதினங்களில் காற்றைவிட இலேசான ஒரு பொருள் மூலம் வளிமண்டலத்தில் உயர்வது போலவும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட பொருள் வெளியேற்றத்தின் மூலம் கீழிறங்குவதாகவும் விவரித்தார். "பிரான்செஸ்கோ லானா தா தெர்சி" (Francesco Lana de Terzi) கடல்மட்டத்தில் காற்றழுத்தத்தை அளந்ததுடன், 1670-ஆம் ஆண்டில் முதன்முதலில் அறிவியல்பூர்வமாக செயல்படக்கூடும் பறத்தல் தத்துவத்தை முன்வைத்தார். அவர் உள்ளிருக்கும் காற்று முழுவதும் வெளியேற்றப்பட்ட உலோகக் கோளங்களை தனது கருதுகோளில் பயன்படுத்தினார்; அவரது கருத்தின்படி அத்தகைய, காற்றுவெளியேற்றப்பட்ட, உலோகக் கோளங்கள் வான்கப்பல்களை காற்றில் தக்கவைக்கும் என்பதாகும். அவர் முன்வைத்த கருதுகோள்கள் இன்றளவும் பயன்பாட்டில் உள்ளன. அதாவது, மேலும் உயரே செல்ல எடைப்பாரங்களை வெளியேற்றுவது மற்றும் உயரத்தைக் குறைக்க ஏற்றம் தரும் கொள்கலனிலிருந்து காற்றை வெளியேற்றுவது. ஆனால் நடைமுறையில், தெ தெர்சியின் கோளங்கள் புறக்காற்றின் அழுத்தத்தில் குலைந்திருக்கும். நடைமுறையில் பயன்படுத்தப்படக்கூடிய ஏற்றம் தரும் பறத்தலுக்கான இயந்திரங்களை செயல்படுத்த அறிவியல் / பொறியியல் முன்னேற்றங்கள் நிகழவேண்டியிருந்தது.  

18-ஆம் நூற்றாண்டின் மத்தியில் ஃபிரான்சின் "மான்ட்கொல்ஃபியர் சகோதரர்கள்" (Montgolfier brothers) ஊதுபை பறத்தல்களில் ஆய்வுகளை மேற்கொண்டனர். அவர்களது ஊதுபைகள் காகிதத்தால் செய்யப்பட்டவையாயிருந்தன. நீராவியை ஏற்றம்-தரும்-வாயுவாகப் பயன்படுத்திய அவர்களது ஆரம்பகால ஆய்வுகள் பெரும் தோல்வியில் முடிந்தன. புகையை நீராவியின் ஒரு வகை என்று தவறாகக் கருதிய இவர்கள், சூடான புகையை தமது ஊதுபைககளில் நிரப்பி பறத்தலில் சில வெற்றிகள் கண்டனர். 1783-ஆம் ஆண்டில் "பிரெஞ்சு அறிவியல் கழகத்தில்" (French Academie des Sciences) செயல்விளக்கம்தர அழைக்கப்பட்டனர்.  

ஐதரசன் கண்டுபிடிப்பிற்குப் பின்னர், 1780-ஆம் ஆண்டுவாக்கில் "ஜோசப் பிளாக்" (Joseph Black) எனும் அறிவியலாளர் ஐதரசனை ஏற்றம்-தரும்-வாயுவாகப் பயன்படுத்தும் கருத்தினை முன்வைத்தார்; ஆயினும், செயல்பாட்டில் இத்திட்டத்தினைக் கொண்டுவர ஐதரசன் வாயு வெளியாக வண்ணம் அடைத்துவைக்கக்கூடியதாகவும் இலகுவாகவும் இருக்கும் பொருட்கள் மேம்படுத்தப்படும் வரை காத்திருக்க வேண்டியதாயிற்று. பிரெஞ்சு அறிவியல் கழகத்தில் மான்ட்கொல்ஃபியர் சகோதரர்களின் ஊதுபை பறத்தல் செயல்விளக்கத்திற்குப் பின்னர், அக்கழகத்தின் உறுப்பினர்களுள் ஒருவரான ஜாக் சார்லசு (Jacques Charles) என்பவர் ஐதரசன் வாயுவைப் பயன்படுத்திப் பறத்தலை செயல்படுத்திக்காட்டத் தயாரானார். சார்லசும் உதவியாளர்களான இராபர்ட் சகோதரர்களும் ஐதரசன் வாயு வெளியாகாவண்ணம் தாங்கக்கூடிய மீள்ம-பட்டுறையை உருவாக்கினர். வேதிவினைமூலம் ஐதரசனை உருவாக்கி உறையில் வாயுவை நிரப்பும் நேரத்தில் பயன்படுத்தத் திட்டமிட்டனர்.  

மான்ட்கொல்ஃபியர் ஊதுபைகளுக்கு சில குறைபாடுகள் இருந்தன; முக்கியமாக, அவற்றால் வெயில் / காய்ந்த வானிலையில் மட்டுமே பறக்க இயலும், மேலும் எரிதலிலிருந்து வெளிப்படும் சிறு பொறிகளால்கூட காகிதத்தாலான ஊதுபைகள் தீப்பற்றிக்கொள்ளக்கூடும். ஆட்கள் செல்லுமாறு பின்னர் வடிவமைக்கப்பட்ட ஊதுபைகளில், அடிப்பாகத்தில் இருக்கும் கூடைகள் ஆட்களைச் சுமக்குமாறு கூடுதலாக கீழிறக்கி வடிவமைக்கப்பட்டிருந்தன. இதன்மூலம் ஊதுபைகள் தீப்பற்றும் அபாயம் சற்றே குறைந்தாலும், அவற்றில் பறந்த தெ ரொசியெர் மற்றும் தெ அர்லாண்டெசு ஆகியோர் தீப்பற்றுதலைத் தவிர்க்கவும் தீப்பற்றினால் அணைக்கவும் இரு கூடைகளில் நீரும் துடைக்க நுரைப்பஞ்சும் எடுத்துச் சென்றனர். மறுமுனையில், மான்ட்கொல்ஃபியரின் ஊதுபைகளுடன் ஒப்பிடும்போது சார்லசின் ஆள்சுமக்கும் ஊதுபைகள் நவீனமானவை. இத்தகைய செயல்பாடு / வேறுபாடுகளால், சுடுகாற்று-ஊதுபைகள் "மான்ட்கொல்ஃபியர் வகை" (Montgolfière type) எனவும் ஐதரசன்-ஊதுபைகள் "சார்லசு வகை" (Charlière) எனவும் அழைக்கப்பட்டன.  

சார்லசு மற்றும் ராபர்ட் சகோதரர்களின் அடுத்த ஊதுபையும் "சார்லியர் வகை"யினதாகும், அதற்கு "லா கரொலின்" (La Caroline) எனப் பெயரிடப்பட்டது. அது ழான் பாப்டிஸ்ட் மியூஸ்னியரின் (Jean Baptiste Meusnier) செலுத்தப்படக்கூடிய மற்றும் நீட்டக்கூடிய ஊதுபை கருதுகோளை ஒட்டி தயாரிக்கப்பட்டிருந்தது. அதில் வெளிப்புறத்தில் ஒரு பெரிய ஊதுபையும் அதையொட்டியவாறே உள்புறமாக வாயுவைக் கொண்டிருக்கும் மற்றொரு ஊதுபை இருக்குமாறு அமைக்கப்பட்டிருக்கும். செப்டம்பர் 19, 1784 அன்று பாரீசுக்கும் பியூவ்ரி நகருக்கும் இடைப்பட்ட 100 கி.மீ.க்கும் மேலான தூரத்தை இந்த ஊதுபை பறத்தலில் கடந்தனர்.  

### ஜார்ஜ் கேலியும் நவீன வானூர்தியியலின் அடித்தளமும்
சர் ஜார்ஜ் கேலி (1773-1857) என்பவரே பொதுவாக நவீன வானூர்தியியலின் தந்தை என்று அறியப்படுகிறார். 1846-ஆம் ஆண்டுவாக்கில் முதன்முதலில் "வானூர்தியின் தந்தை" என்றழைக்கப்பட்டார். ஹென்சன் என்பவர் கேலியை "வான்வழி பயணத்தின் தந்தை" என்றழைத்தார். முதன்முதலில் பறத்தல் குறித்து அறிவியல் முறையில் ஆராய்ந்து அதற்கு அடிப்படையான தத்துவங்களையும் பறத்தலில் ஏற்படும் விசைகளையும் குறித்து ஆராய்ச்சிக் கட்டுரைகளை எழுதியவர் சர் ஜார்ஜ் கேலி ஆவார்.  

1809-ஆம் ஆண்டில் "வான் பயணம்" (1809-1810) குறித்த தனது மூன்று பகுதி ஆராய்ச்சிக் கட்டுரையின் முதல் கட்டுரையினை வெளியிட்டார். அதில் பறத்தல் குறித்த மிகமுக்கியமான அறிவியல் கருத்தினை தெளிவாக முன்வைத்தார். அதாவது, "திறன் அளித்தலின் மூலம் காற்றின் எதிர்ப்பைத் தாண்டி ஒரு குறிப்பிட்ட எடையினைத் தாங்கும் வண்ணம் ஒரு பரப்பை (இறக்கையை) உருவாக்குவதே, இப்பிரச்சினையின் மூல வடிவம்." பறத்தலின் நான்கு திசையன் விசைகளையும் தெளிவாக வரையறுத்தார்: உந்துவிசை (Thrust), ஏற்றம் (Lift), இழுவை (Drag) மற்றும் எடை (Weight). மேலும் பறத்தலின்போது வானூர்தியின் நிலைப்பாடு மற்றும் கட்டுப்பாட்டினை (Stability and Control) தனது வடிவமைப்புக் கருதுகோட்களில் தெளிவாக எடுத்துரைத்தார்.  

நவீன வானூர்திகளின் வடிவமைப்பான நிலைத்த இறக்கையுடன், நிலைப்படுத்தும் வால்பகுதியோடு (கிடைநிலை மற்றும் செங்குத்து) கூடிய வடிவமைப்பை முதன்முதலில் கொண்டுவந்தார். அவ்வடிவமைப்பில் ஆளற்ற மற்றும் ஆளிருந்த மிதவை வானூர்திகளை பறக்கச் செய்தார்.  

அவர் "சுழலும் கை" (Whirling Arm) அமைப்பினை காற்றியக்கவியலின் விசைகளை அறியவும் அளவிடவும் பயன்படுத்தினார். மேலும் அதனைப் பயன்படுத்தி நேரான காற்றிதழ்களை விட விற்சாய்வுடை காற்றிதழ்களின் (Cambered Aerofoil) சிறப்பான பயன்பாட்டினைக் கண்டறிந்தார். இவற்றைத் தவிர்த்து இழுவை குறைப்பின் அவசியம், இறக்கைகளை சற்றே மேல்நோக்கிய கோணத்தில் வானூர்தியின் உடற்பகுதியுடன் இணைப்பது, ஆர்னித்தோப்டர் மற்றும் வான்குடைகள் குறித்த புரிதல் மற்றும் வடிவமைப்பு ஆகிய நிலைகளில் இத்துறையில் பங்களித்திருக்கிறார்.  

தனது மிதவை வானூர்திகளின் தரையிறக்க சக்கரங்களின் உறுதியை அதிகப்படுத்துவதுடன் எடையையும் குறைக்க, விரைப்பு-ஆர சக்கரங்களைப் (Tension-spoked wheel) பயன்படுத்தியது இவரது மற்றொரு முக்கிய கண்டுபிடிப்பு ஆகும்.  

### 19-ஆம் நூற்றாண்டு
தொடர்ந்த பத்தொன்பதான் நூற்றாண்டில் சர் ஜார்ஜ் கேலியின் கருதுகோட்கள் மேம்படுத்தப்பட்டு, உறுதிபடுத்தப்பட்டு, விரிவாக்கப்பட்டன. இக்காலகட்டத்தின் முக்கிய ஆய்வாளர்கள் செருமனியின் ஓட்டொ லிலியென்தால் (Otto Lilienthal) மற்றும் ஐக்கிய இராச்சியத்தின் "ஒரேசியோ பிரடெரிக் பிலிப்ஸ்" (Horatio Frederick Philips) ஆகியோர் ஆவர்.  

## பிரிவுகள்
பொதுவாக, வானூர்தியியலை பறப்பியல் (Aviation), வானூர்தியியல் (Aeronautical Science) மற்றும் "வானூர்தி பொறியியல்" (Aeronautical Engineering) என மூன்றாகப் பகுக்கலாம்.  

### பறப்பியல்

பறப்பியல் என்பதை வானூர்தியியலைப் பயன்படுத்தும் கலை எனலாம். வழமையாக, பறப்பியல் என்பது காற்றை-விடக்-கனமான வானூர்திகளின் பறத்தலையே குறித்தது. ஆனால், தற்காலத்தில் காற்றை-விட-லேசான ஊதுபை பறத்தல் மற்றும் வான்கப்பல்களில் பறத்தல்களும் இதில் சேர்த்தே குறிக்கப்படுகின்றன.  

### வானூர்தி அறிவியல்
வானூர்தியியல் மற்றும் பறப்பியலின் அடிப்படை அறிவியல் கோட்பாடுகளை விவரிப்பது "வானூர்தி அறிவியல்" ஆகும். இதில் வானூர்திகளின் இயக்கம், செலுத்தும் வழிமுறை, பாதுகாப்பு மற்றும் மனிதர்களின் ஈடுபாடு ஆகியவையும் அடங்கும்.  

ஒரு பயிற்சி விமானிக்கு வானூர்தி அறிவியலின் அடிப்படைகளின் தெளிவான புரிதல்கள் அவசியம், ஆகையால் பயிற்சிக்காலத்தில் இதுகுறித்த பாடங்கள் நடத்தப்பெறும்.  

### வானூர்திப் பொறியியல்
வானூர்திகளின் வடிவமைப்பு மற்றும் கட்டுமானம், அவற்றின் ஆற்றல் மூலம், பாதுகாப்பான பயணத்திற்கு அவற்றை செலுத்தும் முறை மற்றும் கட்டுப்பாடு ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது வானூர்திப் பொறியியல் ஆகும்.  

வானூர்திப் பொறியியலின் மிக முக்கியமான பகுதி காற்றியக்கவியல் ஆகும், இது காற்றில் வானூர்திகளின் போக்கைப் பற்றிய பிரிவாகும்.  

தற்காலத்தில் வளிமண்டலத்தில் வானூர்திகள் மற்றும் விண்ணூர்திகளின் அதிகரித்திருக்கும் செயல்பாடுகளால் அவ்விரண்டையும் ஒன்றிணைத்து "விண்ணூர்திப் பொறியியல்" என்றும் வழங்கப்படுகிறது.  

#### காற்றியக்கவியல்

*காற்றியக்கவியல்* (*Aerodynamics*) என்பது காற்றின் போக்கைப் பற்றியும், இயக்கத்தைப் பற்றியும் விவரிக்கும் அறிவியலாகும். இது இயக்கவியலின் ஒரு பகுதியாகும். குறிப்பாக, ஒரு நகரும் பொருளுடன் காற்று தொடர்பு கொள்வதை மையமாகக் கொண்டதாகும்.  

இதைக் கீழ்க்காணும் மூன்று முக்கிய பிரிவுகளாகப் பிரிக்கலாம்:  
- அமுக்கமிலாக் காற்றியக்கவியல் - இது பொதுவாக பொருட்களைத் தவிர்ப்பதற்கானக் காற்றின் பாய்வைக் குறித்ததாகும். மாக் 1-ஐவிட மிகவும் குறைவான வேகம்.
- அமுக்குமைக் காற்றியக்கவியல் - மாக் 1-ஐவிட வேகத்தில் பயணிக்கும்போது ஒரு சில இடங்களில் காற்று அமுக்கப்பட்டு அதிர்வலைகள் உருவாகும். இத்தகைய வேகத்திலான பொருட்களின் இயக்கத்தை ஆராய்வது இப்பிரிவாகும்.
- ஒலியொத்தவேகக் காற்றியக்கவியல் - மாக் 1-க்கு சற்றே குறைவாகவும், சற்றே அதிகமாகவும் மற்றும் சமமாகவும் இருக்கும் நிலையிலான காற்றியக்கவியல் பிரிவாகும்.

## மேலும் பார்க்க
- காற்றியக்கவியல்
- வானூர்தி
- விண்ணோடம்
- ஏவூர்தி