காற்றியக்கவியல்

லியொனார்டோ டா வின்சியின் பறக்கும் இயந்திரத்துக்கான வடிவமைப்பு(c. 1488). இந்த இயந்திரம் ஒரு ஆர்னிதோப்டர், பறவையை போல் அடிக்கும் இறக்கைகள் கொண்டது, 1505இல் இவ்வடிவமைப்பு வெளியிடப்பட்டது.

ஆயிரக்கணக்கான வருடங்களாக மனித இனம் காற்றியக்க விசைகளை பாய்மரப்படகு, காற்றாலை போன்றவற்றை இயக்குவதற்கு பயன்படுத்திவந்துள்ளது.[1] வரலாறு பதிவு செய்ய ஆரம்பிக்கப்பட்ட காலத்திலிருந்தே பறத்தல் தொடர்பான பலவித கதைகள் புழங்கிவருவதை நாம் காண்கிறோம்[2], உதாரணமாக இகாரசு மற்றும் டெடாலசு போன்றோரின் கதைகள்.[3] காற்றெதிர்ப்பு போன்ற (இழுவை போன்ற)காற்றியக்கத்தின் சில விளைவுகள் அரிஸ்டாட்டில், லியொனார்டோ டா வின்சி, கலீலியோ கலிலி போன்றோரால் பதிவு செய்யப்பட்டிருந்த போதிலும், 17-ஆம் நூற்றாண்டுக்கு முந்தைய காலகட்டம் வரை காற்றின் பாய்வு சம்பந்தமான அளவுசார் தேற்றங்கள் ஏதும் வளர்த்தெடுக்கப்படவில்லை.

1505இல், லியொனார்டோ டா வின்சி கோடக்ஸ் ஆன் த பிளைட் ஆஃப் பேர்ட்ஸ் ('Codex on the flight of birds') என்ற புத்தகத்தை எழுதினார், இது காற்றியக்கவியல் பற்றிய மிக பழமையான ஆய்வுக்கட்டுரைகளுள் ஒன்றாகும். ஒரு பறக்கும் பறவையின் புவியீர்ப்பு மையம் அதன் அழுத்த மையத்துடன் ஒன்றாவதில்லை என்றும், ஒரு ஒர்னிதோப்டரின் கட்டமைப்பை, ஒரு பறவையின் இறக்கைகளைப் போல் வடிவமைத்ததும் அவர்தான்.

காற்றின் எதிர்ப்புத்திறனின் கோட்பாட்டை முதன்முதலில் வடிவமைத்தது சர் ஐசக் நியூட்டன் ஆவார்,[4] அதன் மூலம் முதல்தலைமுறை காற்றியக்கவியலாளர்களுள் ஒருவரானார். அக்கோட்பாட்டின்படி, ஒரு அமைப்பு/தொகுதியின் மேல் செயல்படும் இழுவையானது அவ்வமைப்பின் பரிமாணம், அது பயணிக்கும் பாய்மத்தின் அடர்த்தி, இரண்டாம் புயவுக்கு உயர்த்தப்பட்ட அதன் வேகம் ஆகியவற்றைச் சார்ந்தது. மிகக் குறைந்த பாய்வு வேகங்களுக்கு இக்கோட்பாடு சரியாக இருந்தது. பாய்ம ஓட்டத்தில் பாய்ம ஓட்டத்துக்கு குறிப்பிட்ட கோணத்தில் சாய்ந்திருக்கும் ஒரு தட்டையான தகட்டின் மீது செயல்படும் இழுவை விசையை கணக்கிட நியூட்டன் ஒரு விதியை வடிவமைத்தார். இழுவை விசையை F என்றும் அடர்த்தியை ρ என்றும் தகட்டின் பரப்பளவை S என்றும் பாய்வு வேகத்தை V என்றும் மற்றும் அமைவுக்கோணத்தை θ என்றும் குறித்தால் அவரது விதி ${\displaystyle F=\rho SV^{2}\sin ^{2}(\theta )}$ என்ற சமன்பாட்டால் குறிப்பிடப்படுகிறது.

நியூட்டனின் அச்சமன்பாடு சில இடங்களைத் தவிர்த்து மற்றனைத்து இடங்களிலும் தவறான முடிவுகளையே தருகிறது. குறைந்த அமைவுகோணங்களில் ஒரு அமைப்பின் மீது செயல்படும் இழுவை, கோணங்களுக்கு நேர்விகிதத்தில் உள்ளது. ஆனால், நியூட்டன் சமன்பாடு இழுவை அமைவுகோணங்களோடு இருபடி வீதத்தில் அதிகரிப்பதாகக் கூறுகிறது. அச்சமன்பாடு இழுவையை அளவுக்கதிகமாக காட்டியிருப்பதால், இழுவையை ஈடுசெய்யத் தேவையான உந்துவிசை அதிகமாகத் தேவைப்படும் என்ற அச்சம் மனித இனத்தின் வான்பயண ஆரம்பத்தை தாமதப்படுத்தியிருக்கக்கூடும். ஆயினும், அச்சமன்பாடு மிக மெல்லிய தகடுகளுக்கு, அமைவுகோணம் அதிகமாக இருக்கும்போதும் பாய்வுப் பிரிவு ஏற்படும்போதும் (அ) பாய்வு வேகம் மீயொலி வேகத்திலிருக்கும்போதும், பொருந்திப்போகிறது.[5]

சர் ஜார்ஜ் கேலியின் மிதவை வானூர்தி வரைபடம், காற்றியக்கவியல் வடிவங்களில் மிகப் பழமையான முயற்சிகளில் ஒன்று.

1738இல் டச்சு-ஸ்விஸ் கணிதவியலாளரான டேனியல் பெர்னோலி ஹைட்ரோடைனாமிகா என்னும் தனது புத்தகத்தை வெளியிட்டார், அதில் அவர் அழுத்தம், அடர்த்தி மற்றும் திசைவேகம் ஆகியவற்றுக்கிடையேயான அடிப்படைத் தொடர்புகளை விளக்கினார்; முக்கியமாக, இப்புத்தகத்தில்தான் ஒரு வகையில் காற்றியக்க ஏற்றத்தைக் கணக்கிட உதவும் பெர்னௌலி தத்துவம் விளக்கப்பட்டிருந்தது.[6] பாய்மங்களின் பாய்வுக்கான மிகப் பொதுவான சமன்பாடுகளை, ஆய்லர் சமன்பாடுகள், 1757-இல் லியோனார்டு ஆய்லர் தனது புத்தகத்தில் பதிப்பித்தார். 18-ஆம் நூற்றாண்டின் முற்பாதியில் ஆய்லரின் சமன்பாடுகள், பாகுநிலையின் விளைவுகளை விளக்கும்படி விரிவாக்கப்பட்டன. அவையே நேவியர்-ஸ்டோக்சு சமன்பாடுகள் ஆகும்.

சர் ஜார்ஜ் கேலி என்பவரே பறத்தலுக்கான நான்கு காற்றியக்கவியல் விசைகளை இனங்கண்ட முதல் நபராவார் - எடை, ஏற்றம், இழுவை, மற்றும் உந்துவிசை; மேலும் அவற்றுக்கிடையேயான தொடர்புகளையும் அவர் கண்டறிந்து விளக்கினார்.[7] நிலையான பறத்தல் ஏற்படுவதற்கு ஒரு பறக்கும் இயந்திரத்தில் உள்ள இழுவையானது உந்துவிசையால் ஈடுசெய்யப்பட வேண்டும் என்று கேலி நம்பினார். மிகக் குறைந்த இழுவை கொண்ட காற்றியக்கவியல் வடிவங்களை இயற்கையில் தேடினார். மீனின் குறுக்கு வெட்டுத் தோற்றங்களையும் அவர் ஆராய்ந்தார். மீனின் உடல் தண்ணீருக்குள் நீந்தும்போது மிகக் குறைந்த எதிர்ப்புத்திறனை வெளிப்படுத்துவதற்காக வடிவமைக்கப்பட்டிருக்கிறது. அவற்றின் குறுக்கு வெட்டுத் தோற்றங்கள் சிலநேரங்களில் நவீனகால குறை-இழுவையுள்ள காற்றிதழ்கள் போலவே தோற்றமளிக்கின்றன.

18 மற்றும் 19வது நூற்றாண்டுகள் முழுவதும் காற்றெதிர்ப்புச் சோதனைகளை ஆய்வாளர்கள் மேற்கொண்டார்கள். ழான் லி ராண்ட் டெ'ஆலம்பர்ட்,[8] குசுத்தாவ் கிர்க்காஃப்,[9] மற்றும் லார்டு ரெய்லி ஆகியோரால் இழுவை கோட்பாடுகள் வடிவமைக்கப்பட்டன.[10] உராய்வுடன் கூடிய பாய்ம ஓட்டச் சமன்பாடுகள் கிளாட்-லூயி நேவியர்[11] மற்றும் ஜார்ஜ் கேப்ரியல் ஸ்டோக்ஸ் ஆகியோரால் வடிவமைக்கப்பட்டன.[12] பாய்ம ஓட்டத்தை உருவகப்படுத்த, பல சோதனைகளில் ஆய்வுப்பொருட்கள் ஓடும் தண்ணீரில் மூழ்கடிக்கப்பட்டன அல்லது உயரமான கட்டிடத்திலிருந்து கீழே விடப்பட்டன. இந்த கால கட்டத்தின் முடிவில் கஸ்டவ் ஈஃபில் தனது ஈஃபில் கோபுரத்தை, தட்டையான தகடுகள் விழும் சோதனைக்குப் பயன்படுத்தினார்.

துல்லியமாக காற்றெதிர்ப்பை அளவிடுவதற்கு முன்னமே திசைவேகம் அறியப்பட்டிருக்கும் செயற்கையான காற்றோட்டத்தில், ஆய்வு செய்ய வேண்டிய பொருளை வைத்து ஆராயலாம். இந்த அடிப்படையில் காற்றெதிர்ப்பைச் சோதித்த முதல் நபர் பிரான்சிஸ் ஹெர்பர்ட் வென்ஹாம் என்பவர் ஆவார். அவர் அப்படிச் செய்ததன் மூலம் 1871-இல் உலகின் முதல் காற்றுச்சுரங்கத்தைக் கட்டமைத்தார். அவர் ஐக்கிய இராச்சியத்தின் அரச வானூர்தியியல் சங்கத்தில் உறுப்பினராக இருந்தார், அதுவே காற்றியக்கவியலுக்கான உலகின் முதல் நிபுணர்-கூட்டமைப்பு ஆகும். நடைமுறையில் காற்றுச்சுரங்கத்தில் சோதிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் மாதிரிகள் அவற்றின் உண்மையான மாதிரிகளைவிட அளவில் பலமடங்கு சிறியதாக இருக்கும், ஆகவே அச்சிறிய மாதிரிகளை வைத்து சோதித்தறிந்த முடிவுகளை நடைமுறையில் பயன்படுத்தப்படும் பொருட்களுக்கு பொருத்திப்பார்க்க ஒரு வழிமுறை தேவைப்பட்டது. அத்தகைய வழிமுறை, ஓஸ்பர்ன் ரெனால்ட்சின் பரிமாணங்களற்ற ரெனால்ட்ஸ் எண்ணின் கண்டுபிடிப்பின் மூலம் ஒப்புநோக்க வழிசெய்யப்பட்டது.[13] 1883-இல் வரிச்சீர் ஓட்டத்திலிருந்து வரிச்சீரற்ற ஓட்டத்திற்கு பாய்வு நிலைமாற்றத்தை ரெனால்ட்சு பரிசோதித்தார்.

19ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதிகட்டத்தில், காற்றைவிட பாரமான வானூர்தியின் பறத்தலுக்கு முக்கியமான இரண்டு இடர்ப்பாடுகள் கண்டறியப்பட்டன. குறை-இழுவை, அதி-ஏற்றம் கொண்ட காற்றியக்கவியல் இறக்கைகளை உருவாக்குவது முதல் இடர்ப்பாடாகும். நீடித்து பறப்பதற்கு தேவையான சக்தியை எவ்வாறு நிர்ணயிப்பது என்பது இரண்டாவது இடர்ப்பாடாகும். இக்காலகட்டத்தில், நவீன பாய்ம இயக்கவியல் மற்றும் காற்றியக்கவியலுக்குத் தேவையான அடித்தட்டு வேலைகள் செய்யப்பட்டுவிட்டன. மேலும், அறிவியல் ஆர்வலர்கள் பலவித பறக்கும் எந்திரங்களை குறைவான முன்னேற்றங்களோடு சோதித்துக்கொண்டிருந்தனர்.

ரைட் சகோதரர்களின் காற்றுச் சுரங்க மாதிரி, விர்ஜினியா ஏர் மற்றும் ஸ்பேஸ் மையத்தில் காண்பிக்கப்பட்டது.காற்றுச் சுரங்கங்கள் காற்றியக்கவியல் விதிகளின் மேம்பாடு மற்றும் சரிபார்த்தலில் உருவாகின்றன.

1889இல், சார்லசு ரெனார்டு என்னும் ஒரு பிரெஞ்சு காற்றியக்கவியல் பொறியாளர், நீடித்துப் பறப்பதற்குத் தேவையான சக்தியை சரியாக கணித்த முதல் நபரானார்.[14] ரெனார்டு மற்றும் ஜெர்மன் அறிவியலாளர் ஹெர்மன் வான் ஹெல்ம்ஹோல்ட்சு பறவைகளின் இறக்கைபாரத்தை (பறவையின் எடைக்கும் இறக்கைப் பரப்பளவுக்கும் உள்ள விகிதம்) ஆராய்ந்தனர். அதன் மூலம் மனிதர்கள் தங்கள் கைகளுக்குக் கீழ் இறக்கைகளைக் கட்டிக்கொண்டு, தங்கள் சொந்த சக்தியில் பறக்க முடியாது என்பதை முடிவு செய்தனர். சர் ஜார்ஜ் கேலியின் பணியைத் தொடர்ந்து ஓட்டொ லிலியென்தால், மிதவை வானூர்திகளை மிக வெற்றிகரமாக வடிவமைத்த முதல் நபரானார். மிக மெல்லிய, வளைந்த காற்றிதழ்கள் அதிக ஏற்றத்தையும் குறைவான இழுவையையும் ஏற்படுத்தும் என்பதை லிலியென்தால் நம்பினார்.

ஆக்டேவ் சானுட் என்பவர் 1893-வரை உலகளவில் நடந்த வான்செலவியல் ஆராய்ச்சிகள் அனைத்தையும் சேர்த்து ஒரு புத்தகத்தை பதிப்பித்ததன் மூலம் காற்றியக்கவியல் மற்றும் பறக்கும் எந்திரங்கள் பற்றிய ஆர்வம் கொண்டவர்கள் அனைவருக்கும் ஒரு சிறந்த சேவையாற்றினார்.[15]

சனூடின் புத்தகத்தில் உள்ள தகவல்படியும், சானூட்டின் தனிப்பட்ட உதவியாலும், ரைட் சகோதரர்கள் தங்களது சொந்த காற்றுச் சுரங்கத்தில் நடத்திய ஆராய்ச்சியின் பலனால், டிசம்பர் 17, 1903இல் முதன்முதலாக உருவாக்கிய விமானத்தை பறக்க வைப்பதற்குத் தேவையான காற்றியக்கவியல் அறிவைப் பெற்றார்கள். ரைட் சகோதரர்களின் விமானம் காற்றியக்கவியலின் பல கோட்பாடுகளை உறுதியும் செய்தது, நீக்கவும் செய்தது. நியூட்டனின் இழுவைக் கோட்பாடு இறுதியாக தவறு என நிரூபிக்கப்பட்டது. பெருமளவில் விளம்பரப்படுத்தப்பட்ட இந்த முதல் விமானப் பயணம் வலவர்கள் மற்றும் அறிவியலாளர்கள் தங்களது முயற்சிகளைப் பெருக்கவும் நவீனகால காற்றியக்கவியல் வளர்ச்சிக்கும் வித்திட்டது.

முதல் விமானப்பறப்புக்குப் பின்வந்த காலகட்டத்தில், பிரட்ரிக் டயிள்யூ. லேன்சஸ்டர்,[16] மார்ட்டின் வில்ஹம் குட்டா, மற்றும் நிகோலாய் சுகோவ்ஸ்கி ஆகியோர் பாய்மத்தின் சுழற்சியை ஏற்றத்தோடு தொடர்புபடுத்தும் தேற்றங்களை தனித்தனியே உருவாக்கி மேம்படுத்தினர். பின்வந்த காலகட்டத்தில் குட்டாவும் சுகோவ்ஸ்கியும் ஒரு இரு-பரிமாண இறக்கைக் கோட்பாடை உருவாக்கினர். லேன்சஸ்டரின் பணியை விரிவாக்கி, மெல்லிய காற்றிதழ்கள் தேற்றம் மற்றும் ஏற்றும்-வரி கோட்பாடுகள், எல்லைப்படலம் ஆகியவற்றின் பின்னிருக்கும் கணித்தத்தைச் செழுமைபடுத்திய பெருமை லுட்விக் பிராண்டிலையே சேரும்.[17] பிராண்டில், கோட்டிஞ்சென் பல்கலைக்கழகத்தில் பேராசிரியராக இருந்தார். மேக்ஸ் முங்க் மற்றும் தியோடர் வான் கார்மன் போன்ற பல காற்றியக்கவியல் மேம்பாட்டில் முக்கியப் பங்காற்றினர்வர்களுக்கு ஆசிரியராக இருந்தார்.

ஒரு விமானம் வேகமாக பறக்கத்தொடங்கியதும், காற்றானது ஒரு பொருளின் அருகில் வந்ததும் அதன் அடர்த்தி மாறுபாடு அடைகிறது என்பதைக் காற்றியக்கவியலாளர்கள் கண்டறிநதனர். அதனைத் தொடர்ந்து அமுக்கக்கூடிய மற்றும் அமுக்கவியலாப் பாய்வுகளைப் பற்றிய ஆராய்ச்சியை விரிவுபடுத்தினர். அமுக்கக்கூடிய காற்றியக்கவியலில், அழுத்தம் மற்றும் அடர்த்தி இரண்டும் மாறும், அதுவே ஒலியின் வேகத்தைக் கணக்கிட அடிப்படையாகும். ஒலியின் வேகத்தைக் கணக்கிடுவதற்கான கணித மாதிரியை நியூட்டன் வடிவமைத்தார். ஆனால் பியரி-சைமன் லாப்லாசு என்பவர் வாயுக்களின் மூலக்கூறின் பண்புகளையும் வெப்பக் கொள்திறன் விகிதம் என்பதையும் அறிமுகப்படுத்தும் வரையும் அது சரியானதாகக் கருதப்படவில்லை. பாய்வின் வேகத்துக்கும் ஒலியின் வேகத்துக்கும் உள்ள விகிதம் எர்ன்ஸ்ட் மேக்கின் பெயரால் மேக் எண் எனப் பெயரிடப்பட்டது. அவர் மீயொலிவேகப் பாய்வுகளின் பண்புகளை முதன்முதலில் ஆராய்ந்தார். அதில், அடர்த்தியில் ஏற்படும் மாற்றங்களைப் பார்ப்பதற்கான ஷ்லைரென் ஒளிப்படவியல் நுட்பங்களை பயன்படுத்தியிருந்தார். வில்லியம் ஜான் மெக்குவோர்ன் ரான்கைன் மற்றும் பைரி ஹென்ரி ஹுகோநியாட் என்பவர்கள் ஒரு அதிர்வலைக்கு பின் அல்லது முன் இருக்கும் பாய்வுப் பண்புகளுக்கான கோட்பாடுகளை தனித்தனியாக வடிவமைத்தனர். ஜேகப் ஆக்ரட் என்பவர் ஒரு மீயொலிவேகக் காற்றிதழின் ஏற்றம் மற்றும் இழுவையைக் கணக்கிடுவதற்கான துவக்கநிலைப் பணியைத் தொடங்கினார்.[18] தியோடர் வோன் கார்மான் மற்றும் ஹுக் லேடிமர் டிரைடன் ஆகியோர் ஒலியொத்தவேகம் (Transonic) என்னும் சொல்லை, இழுவையானது அதிகளவில் அதிகரிக்கும் மேக் 1-ஐச் சுற்றியிருக்கும் பாய்வு வேகங்களை விவரிக்கக் குறிப்பிட்டனர். மேக் 1-ஐ அணுகும்போது இழுவை அதிகரிப்பதால், மீயொலிவேக விமானங்களை உருவாக்க முடியும் என்பதை காற்றியக்கவியலாளர்கள் மற்றும் விமானிகள் ஏற்க மறுத்தனர்.

நாசா'வின் எக்சு-43ஏ (X-43A) அதிமீயொலி ஆராய்ச்சி வானூர்தி மாக்-7 வேகத்தில் செல்லும்போது உருவாகும் அதிர்வலைகளைக் காண்பிக்கும் படம், இது கணிப்பியப் பாய்ம இயக்கவியல்படி உருவாக்கப்பட்டது.

செப்டம்பர் 30, 1935இல் ரோம் நகரில் பிரத்யேக மாநாடு ஒன்று, மீயொலிவேக விமானம் மற்றும் ஒலித்தடையை உடைக்கும் சாத்தியம் என்ற தலைப்பில் நடத்தப்பட்டது.[19] இம்மாநாட்டில் வோன் கார்மான், பிரான்டில், ஆக்ரட், ஈஸ்ட்மேன் ஜேக்கப்ஸ், அடால்ஃப் பியூஸ்மேன், ஜாக்ப்ரி இங்கிராம் டேய்லர், கேடனோ அர்டுரோ கிரோக்கோ மற்றும் என்ரிகோ பிஸ்டோல்ஸி ஆகியோர் பங்கேற்றனர். ஒரு மீயொலிவேகக் காற்றுச் சுரங்கத்திற்கான வடிவமைப்பை ஆக்ரெட் வழங்கினார். அதி வேக விமானங்களுக்கான வீச்சு இறக்கைகளுடனான விமானத்தின் தேவையைப் பற்றிய மிகச்சிறந்த விளக்கத்தை பியூஸ்மேன் வழங்கினார். நாகாவிற்காக (NACA) பணியாற்றிய ஈஸ்ட்மேன் ஜேக்கப்ஸ், அதி வேக குறையொலிவேகங்களுக்கு மிகச்சரியான காற்றிதழ்களை, தனது ஆராய்ச்சி முடிவுகளில் வழங்கினார். அது இரண்டாம் உலகப் போரின் போது சில அதிகத்திறன் கொண்ட அமெரிக்க விமானங்களை உருவாக்க உதவியாக இருந்தது. மீயொலிவேக உந்துகையும் கலந்தாலோசிக்கப்பட்டது. மேற்கண்டோருள் பலரின் ஆய்வுகளின் பயனாக பெல் எக்சு-1 விமானத்தைப் பயன்படுத்தி பண்ணிரெண்டு வருடங்களுக்குப் பின் ஒலித் தடை உடைக்கப்பட்டது.

ஒலித்தடை உடைக்கப்பட்டபோது, குறையொலிவேக மற்றும் குறைவான மீயொலிவேகக் காற்றியக்கவியல் சார்பான அறிவு முதிர்ச்சியடைந்திருந்தது. மேலும் பனிப்போர் அதிகத் திறன் கொண்ட விமானத்தை உருவாக்குவதற்கான வழியை ஏற்படுத்தியது. சிக்கலான பொருட்களைச் சுற்றியிருக்கும் பாய்வுப் பண்புகளை தீர்ப்பதற்கான ஒரு முயற்சியாக கணிப்பியப் பாய்ம இயக்கவியல் தொடங்கப்பட்டது. அது படிப்படியாக வளர்ந்து கணினி மூலமே ஒரு விமானத்தை வடிவமைத்துவிடலாம் என்கிற நிலையை எட்டியது.

சில விலக்குகளுடன், அதிமீயொலிவேகக் காற்றியக்கவியல் பற்றிய அறிவு 1960-கள் முதல் தற்போது வரை நல்ல முதிர்ந்த நிலையை எட்டியுள்ளது. அதனையடுத்து, ஒரு காற்றியக்கவியலாளரின் இலக்குகள் திரவ ஓட்டத்தின் பண்பை புரிந்துகொள்வது பற்றியதில் இருந்து திரவ ஓட்டத்துடன் சரியான வகையில் அணுகும் ஒரு வாகனத்தை எப்படி வடிவமைப்பது என்பதற்கு மாற்றமானது. உதாரணமாக, அதிமீயொலிவேகப் பாய்வின் பண்புகளைப் புரிந்து கொள்வதில் பெருமளவு வெற்றிபெற்றிருந்தாலும், அதிமீயொலி வேகங்களில் பறக்கும் மீத்திமிசுத்தாரை விமானத்தைக் கட்டமைப்பது மிகவும் குறைந்த வெற்றியையே அடைந்தது. ஒரு வெற்றிகரமான மீத்திணிப்பொறியைக் கட்டமைப்பதுடன், தற்போதைய விமானம் மற்றும் உந்துகை முறைமைகளின் திறனை மேம்படுத்த புதிய காற்றியக்கவியல் ஆராய்ச்சிகளை நடத்த தொடர்ந்து வழிசெய்யும். இருப்பினும், தற்போதுள்ள அடிப்படை காற்றியக்கவியலில் பலவித சிக்கல்கள் உள்ளன; பாய்வானது கொந்தளிப்புப் பாய்வாக மாறுவதை அறிந்துகொள்ளல், நேவியர்-ஸ்டோக்ஸ் சமன்பாடுகளின் தீர்வுகளின் இருத்தல் மற்றும் தனித்தன்மையை நிரூபித்தல் ஆகியவை இன்னும் நிறைவுசெய்யப்படவேண்டிய வேலைகளாகும்.

குறையொலிவேகக் (குறைவான வேகமுடைய) காற்றியக்கவியல் என்பது பாய்வின் அனைத்துப் பகுதிகளிலும் பாய்வு வேகம் ஒலியின் வேகத்தினைவிட மிகக் குறைவாக இருக்கும்போது பாய்வைப்பற்றியப் படிப்பாகும். இதில் பல துணைப் பிரிவுகள் உள்ளன; பாய்வு பாகுநிலையற்ற, அமுக்கவியலா, சுழற்சியற்ற பாய்வாக இருக்கும் போது அப்பாய்வு நிலைப்பாய்வு எனப்படுகிறது. இது பாய்ம இயக்கவியலைக் கட்டுப்படுத்தும் வகையீட்டுச் சமன்பாடுகள் எளிமைப்படுத்தப்பட வழிவகுக்கிறது, அதனால் அவ்வகைப் பாய்வுச் சிக்கல்களின் தீர்வை எளிதாகக் கண்டறியலாம்.[23]. அது அமுக்கவியலாக் காற்றியக்கவியலின் சிறப்பு வகையாகும்.

ஒரு குறையொலிவேகச் சிக்கலைத் தீர்க்கையில், அமுக்குமையின் விளைவுகளைப் பயன்படுத்துவதா வேண்டாமா என்பது காற்றியக்கவியலாளரால் தீர்மானம் செய்ய வேண்டும். அமுக்குமை என்பது பாய்மத்தின் அடர்த்தியின் மாற்ற அளவை விவரிப்பதாகும். அமுக்குமையின் விளைவுகள் சிறியதாக இருக்கையில், அடர்த்தி என்பது நிலையானது (மாறிலி) என எடுத்துக்கொள்ளப்படுகிறது. அவ்வாறு எடுத்துக்கொள்ளப்படும்போது அப்பாய்வுப் புதிர் குறைவேகக் காற்றியக்கவியல் கொண்டு தீர்வுகாணப்படுகிறது. அடர்த்தியானது மாறுவதாகக் கொண்டால் அது அமுக்கக் காற்றியக்கவியல் புதிர் என அழைக்கப்படும். காற்றில், பாய்வின் மேக் எண் 0.3ஐ (கிட்டத்தட்ட நொடிக்கு 335 அடி(102m) அல்லது 60^oF இல் மணிக்கு (366 km 228 மைல்கள்) மிஞ்சாத வரையில், அமுக்குமை விளைவுகள் வழக்கமாக புறக்கணிக்கப்படும். 0.3க்கு மேல், அமுக்கக் காற்றியக்கவியலால் தீர்க்கப்பட வேண்டும்.

ஒலியொத்த வேகம் என்னும் சொல் ஒலியின் விரைவுக்குச் சற்று குறைவாகவோ அல்லது சற்று அதிகமாகவோ (பொதுவாக மேக் 0.8–1.2) இருக்கும் திசைவேகங்களைக் குறிக்கிறது. மாறுநிலை மாக் எண்ணிற்கு அருகிலுள்ள திசைவேகங்களுக்கு அருகேயுள்ள திசைவேகங்களாக இவை அறியப்படும், அதாவது மாறுநிலை மேக் எண் திசைவேகத்தை ஒரு வானூர்தி அடைந்துவிட்டால் பாய்வின் சில பகுதிகளில் பாய்வு மீயொலிவேகப் பாய்வாக மாறிவிடும்; இன்னும் அதிக வேகங்களில், குறிப்பாக மேக் 1.2 வேகத்தில், காற்றோட்டம் முழுவதுமே மீயொலிவேகப் பாய்வாகவிருக்கும். இந்த வேகங்களுக்கு இடையே காற்றோட்டத்தின் ஒரு பகுதி மீயொலிவேகப் பாய்வாகவும், மற்றவை மேக் 1-ஐ விடக் குறைவானதாகவும் இருக்கும்.

மீயொலிவேகக் காற்றியக்கச் சிக்கல்கள் என்பவை ஒலியின் வேகத்தை விட அதிகமான வேகங்கொண்ட பாய்வுகளைப் பற்றியதாகும். கான்கார்டின் ஏற்றத்தை, அது நிலைபறத்தலில் பறக்கும்போது, கணக்கிடுவது மீயொலிவேகக் காற்றியவியலுக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டாகும்.

மீயொலிவேகப் பாய்வு என்பது குறையொலிவேகப் பாய்வில் இருந்து மிகவும் மாறுபட்டதாகும். திரவங்கள் அழுத்த வேறுபாடுகளுக்கு ஏற்ப மாறுபவை; அழுத்த வேறுபாடுகள் என்பது ஒரு திரவம் என்பது அதன் சுற்றுப்புறத்துக்கு ஏற்ப எவ்வாறு செயல்படவேண்டும் என்பதைக் குறிக்கிறது. அதன்படி, ஒலி என்பது ஒரு திரவத்தின் வழியாகப் பயணிக்கும் மிகநுண்ணிய அழுத்த வேறுபாடாக இருப்பதால், அந்த திரவத்தில் ஒலியின் வேகமானது பாய்வில், தகவல் பயணிக்கக்கூடிய அதிகபட்ச வேகம் என்று கருதிக்கொள்ளலாம். இந்த வேறுபாடு ஒரு பொருளை திரவமானது தாக்கும்போது வெளிப்படுகிறது. பொருளுடனான அதன் தாக்கம் நகரும் திரவத்தை ஒரு நகராத நிலைக்குக் கொண்டு வரும்போது அந்த பொருளுக்கு முன், அப்பாய்மம் தேக்க அழுத்தத்தை ஏற்படுத்துகிறது. குறைவேக ஒலியியலில் அவ்வழுத்த வேறுபாடு பாய்வுக்கெதிர்த்திசையில் பயணித்து வரக்கூடிய பாய்மத்துக்கு, தடை இருப்பதை அறிவிக்கக்கூடும்; அதன்மூலம் அப்பாய்வு தடையைத் தவிர்க்கும் விதமாக வளைந்து செல்லும். ஆனால், மீயொலிவேகப் பாய்வில் அவ்வழுத்த வேறுபாட்டுத் தகவல் பாய்வெதிர்த்திசையில் பயணிக்கவியலாது. அதனால் திரவமானது பொருளை இறுதியாகத் தாக்கும்போது, அது அதன் பண்புகளை மாற்றும்படி தள்ளப்படும் -- வெப்பநிலை, அடர்த்தி, அழுத்தம், மற்றும் மேக் எண்—போன்றவை அதிர்வலை என அழைக்கப்படும் மீளாத மற்றும் மிகவும் வன்மையான முறையில் மாறும். அதிர்வலைகள் இருத்தல் மற்றும் அதிக திசைவேகப் பாய்வுகளில் (பார்க்க ரெனால்ட்ஸ் எண்) அமுக்குமையின் விளைவுகள் ஆகியவையே குறையொலிவேகப் பாய்வுகளுக்கும் மீயொலிவேகப் பாய்வுகளுக்குமுள்ள முக்கிய வேறுபாடாகும்.

அதிமீயொலிவேகம் என்பது அதீத அளவிலான மீயொலிவேகத்தைக் குறிக்கும் சொல்லாகும். 1970-களில் இச்சொல், மேக் எண் 5 மற்றும் அதை விட அதிகமான வேகங்களைக் குறிக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது. அதிமீயொலிவேகப் பாய்வுப் பகுதியானது மீயொலிவேகப் பாய்வுப் பகுதியின் துணைப்பகுதியாகும். இப்பாய்வின் பண்புகள்: அதிர்வலைகளின் பின்னால் அதிகளவிலான வெப்பநிலை, பிசுக்குமை இடைபடுவினைகள், மற்றும் வாயுக்களின் வேதியியற்சிதைவு அல்லது முறிவு.

எல்லை அடுக்கு என்பது பல காற்றியக்கவியல் சிக்கல்களில் முக்கியமானது. காற்றின் பிசுக்குமை மற்றும் திரவ உராய்வு என்பது இம்மெல்லிய படலத்தில் மட்டுமே முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாக இருக்கும். இந்தக் கோட்பாடு காற்றியக்கவியலைக் கணிதவகையில் எளிதில் சமாளிக்கவியலுகின்றதாக மாற்றுகிறது.

காற்றியக்கவியலில், கொந்தளிப்பு என்பது குழப்பமிகு, வாய்ப்பியற் பண்பு மாறுபாடுகள் ஆகியவற்றால் பண்பாயப்படுகிறது. குறிப்பாக, குறைவான உந்தப் பரவல், அதிக உந்தச் சலனம், மற்றும் காலவெளியில் துரிதமான திசைவேக மற்றும் அழுத்த மாறுபாடுகள் ஆகியவற்றைக் கொண்டிருக்கும்.