વિમાન અને વિમાનવિદ્યા (Aeroplane and Aeronautics)

વિમાન અને વિમાનવિદ્યા (Aeroplane and Aeronautics)

હવામાં પોતાની ગતિ દરમિયાન ઉદ્ભવતા દબાણનો ઉપયોગ કરી માલસામાન અને મુસાફરોના પરિવહન માટે હવા કરતાં ભારે અભિકલ્પિત (designed) વાહન માટેનું સાધન તેમજ તેને લગતું વિજ્ઞાન.

માનવીએ સૌપ્રથમ વિશ્વનું અવલોકન કર્યું અને ઉન્નતિની સંભાવનાનો અનુભવ કર્યો ત્યારે પહેલાંના સમયથી ઊડવાનો વિચાર એને આવ્યો હોવો જોઈએ. ભારતીય દેવી-દેવતાઓના આકાશમાં ઊડવા સંબંધી પૌરાણિક કથાઓ, ડીડેલસ અને આઇકેરસ સંબંધી પ્રાચીન કથાઓ અને ઘોડા અને ગાલીચાના ઊડવા સંબંધમાં પ્રાચીન કથાઓ ઈશુથી કેટલીય શતાબ્દીઓ પહેલાંની છે. આ કથાઓ માનવીને પ્રેરણા આપે અને તે ઊડવાનો સતત પ્રયાસ અને પ્રયોગ કર્યા કરે એ સ્વાભાવિક હતું.

માનવીના પ્રારંભિક ઇતિહાસથી ઊડવા સંબંધી પ્રયાસો અને પ્રયોગોની માહિતી ઉપલબ્ધ છે. હવા વડે હલકા યંત્ર વડે ઊડવાનું સૂચન સૌપ્રથમ દ લેના(De Lana)એ 1670માં રજૂ કર્યું. તેમણે એવું સૂચન કર્યું કે પાત્ર હલકું હોય અને તેમાંની હવા કાઢી નાખવામાં આવે તો તે હવામાં ઊંચે ચઢશે. તે વખતે ગ્લાઇડિંગ દ્વારા સમસ્યા હલ કરવાનો અનુભવ કરવામાં આવ્યો અને તે દિશામાં પ્રયાસ અને ફડફડાટ કરતી પાંખોનો પ્રયોગ ચાલતો રહ્યો. પ્રસિદ્ધ અંગ્રેજ ગણિતજ્ઞ સર જ્યૉર્જ કેલે(1773-1857)એ ઊડવાની સમસ્યા હલ કરવામાં પૂરી તત્પરતાથી ધ્યાન લગાવ્યું. ચલપક્ષ વિમાન અથવા ઑર્નિથૉપ્ટર અથવા માનવીની સ્નાયુશક્તિ વડે ફડફડાટ કરતી પાંખો દ્વારા ઊડવાના વિચારને તેમણે અસ્વીકાર્ય ગણ્યો. વસ્તુત: આ સમસ્યાનો હલ વિસ્ફોટક એન્જિન વડે નીકળશે, એમ તેમણે સૂચવ્યું. 1809માં એવો ઉપાય સૂચવવામાં દિવ્ય પ્રેરણાની અભિવ્યક્તિ હતી.

1776માં હેન્રી કૈવેંડિશે એવી શોધ કરી કે હાઇડ્રોજન હલકો હોય છે. આ અંગે અનેક પ્રયોગો શરૂ થયા. તેમાં ઇટાલીના ભૌતિકશાસ્ત્રી ટાઇબિરિયસ કાવાલોનો પ્રયોગ ઉલ્લેખનીય હતો. તેમણે સાબુના પરપોટામાં હાઇડ્રોજન ભરીને ઉડાડ્યો પછી હાઇડ્રોજન ભરેલા ફુગ્ગા ઉડાડવામાં આવ્યા. તેના આધારે ઇચ્છાનુસાર ઊડનાર એક વાયુપોત કાઉન્ટ ઝૅપેલિને 1900માં તૈયાર કર્યું.

1783માં મૉન્ટગૉલફિયરે બલૂનો ઉડાડ્યાં. તે જ વર્ષે પિલેટ્રી દ રોજિયર પણ બલૂનમાં ઊડ્યા. પછીના વર્ષે એડનબર્ગમાં ટાઇટલર હાઇડ્રોજન ભરીને બલૂનમાં ઊડ્યા. તે બ્રિટિશ ભૂમિ પર હવામાં ઊડનાર પહેલી વ્યક્તિ હતી.

આધુનિક યુગની એ વિશેષતા છે કે 1861માં લિલિએંટાલ બંધુઓએ પક્ષીઓની પાંખો જેવી પાંખો બનાવીને હાંસીથી બચવા માટે ઊડવાનો પ્રયોગ રાત્રિએ કર્યો, પરંતુ તુરત જ ઓટો લિલિએંટાલે અનુભવ કર્યો કે તેને માટે શાંત વૈજ્ઞાનિક સંશોધન જરૂરી છે. ગ્લાઇડરો વડે તેણે પ્રયોગ કર્યો અને એ રીતે વિમાનવિદ્યાના વાસ્તવિક પ્રવર્તકોમાં તેણે સ્થાન પ્રાપ્ત કર્યું. લિયૉનાર્દો દ વિન્ચી જે આધુનિક યાંત્રિક યુગના પિતા છે, તે અનેક યંત્રોને પ્રયોગમાં લાવ્યા. તેમ છતાં તેમણે પહેલાં વાયુપેચ(air-screw)નો ઉપાય સૂચવ્યો. પરંતુ ઊંચે ઊઠવાની સપાટીથી વાયુપેચના સહયોગથી માનવપેશીની શક્તિ માનવીને પૃથ્વીથી ઉપર ક્યારેય ઊંચકી શકશે નહિ તેવો અનુભવ કરવામાં તેઓ નિષ્ફળ ગયા.

ભારતનાં હિન્દુ પુરાણોમાં વિમાન જેવા યંત્રના ઉડ્ડયનના ઉલ્લેખો આવે છે. પ્રમાણોના અભાવે એવા ઉલ્લેખો ગંભીરતાથી લેવાતા નથી. પણ, વર્તમાન કાળમાં પ્રાચીન ગ્રંથના આધારે કરાયેલા એક પ્રયોગની નોંધ ઉલ્લેખનીય છે. પ્રયોગકારનું નામ શિવકર બાપુજી તળપદે. તેમણે ઋગ્વેદના દસમા અધ્યાય કે મંડળના 190 મંત્રોના આધારે સંશોધન કરી વિમાન જેવું ઉડ્ડયન-વાહન નિર્માણ કર્યું. તેનું નામ તેમણે યથાર્થ રૂપે ‘મરુત્સખા’ આપ્યું. ઓગણીસમી સદીના પશ્ર્ચાર્ધમાં મુંબઈમાં ચોપાટીના મેદાનમાં તેમણે પ્રયોગ કર્યો. આ પ્રયોગ જોવા વડોદરાના મહારાજા સયાજીરાવ ગાયકવાડ, શેઠ લાલાજી નારણજી તથા એવા સંભાવિત ગૃહસ્થો ઉપસ્થિત રહ્યા. વિમાન આશરે 450 મીટર ઊંચાઈ મેળવી શક્યું. શિવકરની આ અદ્ભુત સિદ્ધિથી પ્રસન્ન થઈ મહારાજાએ તેમને તે સમયે રૂ. 50,000 જેવું મોટું પારિતોષિક આપ્યું. સંપૂર્ણ વિમાન તૈયાર થાય તે પહેલાં શિવકરનું અવસાન થયું. પાછળ તેમના કાર્યમાં ધ્યાન આપી શકે તેવું કોઈ ના રહ્યું. સંબંધીઓએ સંશોધનને લગતું સાહિત્ય 1895 આસપાસ જર્મનીની યંત્રનિર્માણ પેઢી રાલી બ્રધર્સને વેચાણ આપી દીધું.

સ્વાભાવિક રૂપે વિમાનોમાં અનેક ઉડ્ડયન કર્યાં પછી ઑટો લિલિએંટાલ 1896ની દુર્ઘટનામાં અવસાન પામ્યા. પરંતુ ઇંગ્લૅન્ડમાં પિલ્ચર અને અમેરિકામાં શાનૂટે કાર્ય ચાલુ રાખ્યું. આ ત્રણેયના પ્રયાસોથી સ્પષ્ટ થયું કે નિયંત્રણમાં ગ્લાઇડ કરનાર વિમાન બનાવવાની શક્યતા રહેલી છે. 1868માં ઇંગ્લૅન્ડમાં સ્ટ્રિંગ ફેલોએ ઉપરના ખાના/કોઠાને પંખાયુક્ત બનાવી વરાળસંચાલિત સફળ વિમાન બનાવ્યું, જે હવાઈ પેચયુક્ત વાયુયાન હતું અને ઊંચી ઝડપ પ્રાપ્ત કરી શકતું હતું.

1890થી 1908 દરમિયાન ફ્રાન્સના એડર તથા અમેરિકાના રાઇટ ભાઈઓએ હવામાં ઉડ્ડયનની કલામાં મહત્વપૂર્ણ યોગદાન આપ્યું. વિલ્બર તથા ઑરવિલ રાઇટ ભાઈઓએ બે સ્તરવાળું ગ્લાઇડર બનાવ્યું અને એવાં યંત્રોનું હવામાં કેવી રીતે નિયંત્રણ કરી શકાય તે જાણવા માટે વ્યવસ્થિત રીતે કાર્ય કરવાનો આરંભ કર્યો. 1901-02માં રાઇટ બંધુઓએ વાયુ સુરંગનું નિર્માણ કર્યું, તેમાં હવાનો ધક્કો પંખાની સહાયથી ઉત્પન્ન કરી શકાતો હતો. એ રીતે તે હવાથી ભારે વિમાનોને હવામાં નિયંત્રિત કરનારી તથા સ્થિરતા રાખનાર જરૂરી સ્થિતિને સમજવામાં સફળ થયા. હવે તેમને માટે અંતર્દહન મોટર (internal combustion motor) દ્વારા ચાલતો પંખો (નોદક) (propeller) લગાવવાનું જ બાકી હતું. 17 ડિસેમ્બર, 1903ના રોજ ઉડ્ડયન કરવામાં તેઓ સફળ થયા. લોકોના ધ્યાન પર આવ્યા વિના આમાં નિરંતર પ્રગતિ સધાતી રહી. આ પ્રયોગો માટે એસ. પી. લેંગ્લિ તથા એચ. મેક્સિમે પુષ્કળ ધન ખર્ચીને ભારે પરિશ્રમ કર્યા પછી જણાવ્યું કે લેંગ્લિનું અંતિમ મશીન ખરેખર ઉડ્ડયન કરવા સમર્થ હતું. 1906માં લેંગ્લિનો દેહાંત થયો અને 1904માં તેનું મશીન હવામાં સફળતાપૂર્વક ઉડાડવામાં આવ્યું. 1908થી 1914 સુધી વાયુયાનની ટેક્નિકલ પ્રગતિ થતી રહી.

પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધે વિમાનવિદ્યાને પ્રોત્સાહન આપ્યું અને વાયુયાનનો અભિકલ્પ એટલો તીવ્રતાથી આગળ વધ્યો કે 1919માં સર જૉન એલકોક અને સર એ. ડબ્લ્યૂ. બ્રાઉને બે સ્તરવાળા વાયુયાનમાં 2,992.74 કિમી.નું અંતર 16 કલાકમાં પૂરું કર્યું. ન્યૂફાઉન્ડલૅન્ડથી આટલાંટિક મહાસાગર પાર કરીને તેઓ આયર્લૅન્ડ ગયા. હવાઈ જહાજની ટેક્નીકમાં ક્રમશ: પ્રગતિ સધાવા લાગી, તેથી કાળ અને આકાશનું અંતર ઘટતું ગયું. હવે વ્યાપારિક વિમાનવિદ્યા વ્યાવહારિક રૂપે શક્ય બની અને તેના નિયંત્રણ માટે આંતરરાષ્ટ્રીય કાયદો બનાવવામાં આવ્યો.

1925માં સર એલન કૉબૅમ ઊડીને કેપટાઉન ગયા અને બીજે વર્ષે તે પાછા ફર્યા. 1926માં તેઓ ઊડીને ઑસ્ટ્રેલિયા ગયા અને ત્યાંથી પાછા ફર્યા. 1927માં ચાર્લ્સ લિંડબર્ગે યુગપ્રવર્તક ઉડ્ડયન કર્યું. તે મૉનોપ્લેન વાયુયાનમાં એકલા ઊડીને ન્યૂયૉર્કથી આટલાંટિક મહાસાગર પાર કરીને પૅરિસ પહોંચ્યા. 1928માં ઑસ્ટ્રેલિયાના વિમાનચાલક કૅપ્ટન એચ. જે. હિંકલરે ઇંગ્લૅન્ડથી ઑસ્ટ્રેલિયા સુધીનું 19,308 કિમી.નું અંતર 16 દિવસમાં પૂરું કર્યું. 1930માં વિંગ કમાન્ડર કિંગ્સફર્ડ સ્મિથે ઉપરનું ઉડ્ડયન 10 દિવસમાં પૂરું કર્યું હતું.

1930ના મે મહિનામાં ઇંગ્લૅન્ડથી ભારતના એકલ ઉડ્ડયન(solo flight)નો નવો કીર્તિમાન કુમારી એમી જૉન્સને સ્થાપિત કર્યો. તે 6 દિવસમાં કરાંચી પહોંચી. 1926માં ભારત અને ઇંગ્લૅન્ડ વચ્ચે નિયમિત ટપાલસેવાનો પ્રારંભ થયો અને યુરોપમાં હવાઈ કંપનીઓની જાળ ફેલાઈ ગઈ. તે દરમિયાન સધર્ન ક્રૉસ નામના ત્રણ એન્જિનવાળા મૉનોપ્લેન વડે ચાર કર્મચારીઓ સાથે કિંગ્સફર્ડ સ્મિથે પ્રશાંત મહાસાગર પસાર કર્યો. 1926માં અમેરિકાની નૌસેનાના ઍડમિરલ બર્ડ (Byrd) વિમાનચાલક બેનેટ સાથે ઍમસ્ટર્ડૅમ દ્વીપથી ઊડીને ઉત્તર ધ્રુવ પર ગયા અને ત્યાંથી પાછા ફર્યા. સંશોધક હ્યૂબર્ટ વિલ્કિન્સે અલાસ્કાથી સ્પિટ્સ્બર્ગેનની વચ્ચેનું 3,218 કિમી.નું અંતર પાર કર્યું.

વધુ ઝડપ અને ઉડ્ડયન માટે 1931થી શ્નેઇડર ટ્રૉફી માટે આંતરરાષ્ટ્રીય વિમાન પ્રતિયોગિતા વખતોવખત ચાલી રહી હતી, જે 1932થી બંધ થઈ.

1930થી 1934 સુધી ઑસ્ટ્રેલિયા માટે અનેક મહત્વપૂર્ણ ઉડ્ડયનો કરવામાં આવ્યાં. સર મૈકફર્સન દ્વારા પ્રયુક્ત કરવામાં આવેલી ટ્રૉફી માટે યોજાનાર ઇંગ્લૅન્ડથી મેલબર્ન આંતરરાષ્ટ્રીય હવાઈ દોડ(international air race)માં સી. ડબ્લ્યૂ. એ. સ્કૉટ અને ટી. કૅમ્પબેલે દોડ માટે ખાસ તૈયાર કરેલ કામેટ મશીન દ્વારા વિજય પ્રાપ્ત કર્યો; જેના પરિણામે પછીનાં વર્ષોમાં ઉડ્ડયન-સમય ઘટીને 2 દિવસ 22 કલાક 54 મિનિટ 18 સેકન્ડ થઈ ગયો. પછી કેટલાંક વ્યક્તિગત ઉડ્ડયનો થયાં.

તેમાં મહત્વપૂર્ણ ઉડ્ડયનો આ મુજબ છે : 1930માં સંયુક્ત યુ. એસ.ના પોસ્ટ અને ઑસ્ટ્રેલિયાના ગૈટી દ્વારા 9 દિવસમાં વિશ્વપરિક્રમા; 1933માં ફેરિમ મૉનોપ્લેન દ્વારા 2 દિવસ 6 કલાક 25 મિનિટમાં સતત કૈનવેલથી વાલ્વિસ અખાત સુધી 8,542 કિમી. લાંબું પ્રથમ ઉડ્ડયન; બ્લેરિયોટ મૉનોપ્લેનમાં કોડ્સ અને રોસી દ્વારા 2 દિવસ 6 કલાક, 44 મિનિટમાં ન્યૂયૉર્કથી સીરિયા સુધી 909 કિમી.નું લાંબું ઉડ્ડયન, 1935માં યુ.એસ.ના કૅપ્ટન સ્ટીવૅસ અને ઍડર્સન સમતાપમંડળ (stratosphere) બલૂનમાં 22,555 મીટર (લગભગ 30.61 કિમી.)ની ઊંચાઈ સુધી ગયા જ્યારે રૉયલ ઍર ફોર્સના ફ્લાઇટ લેફ્ટેનન્ટ એમ. જે. એડમે વાયુયાન દ્વારા 16,440 મીટર(લગભગ 16.9 કિમી.)થી વધુ ઊંચાઈને આંબી હતી.

1937માં ક્લાઉસ્ટન અને શ્રીમતી કિર્બી ગ્રીને ઇંગ્લૅન્ડથી કેપટાઉનની દરેક દિશામાં ઉડ્ડયનનો નવો કીર્તિમાન સ્થાપ્યો. ઉત્તરધ્રુવથી મૉસ્કો થઈને કૅલિફૉર્નિયા સુધીના 10,780 કિમી.નું અંતર સોવિયેત સંઘના વિમાનમાં રોકાયા વિના કાપ્યું. કુમારી જીન બૈટેને ઇંગ્લૅન્ડથી ઑસ્ટ્રેલિયા સુધી એકલાંએ ઉડ્ડયન કર્યું. 1938માં ફ્લાઇંગ અધિકારી એ. ઈ. ક્લાઉસ્ટને ઇંગ્લૅન્ડથી ઊડીને ન્યૂઝીલૅન્ડ જવા અને પાછા આવવામાં 11 દિવસ કરતાં ઓછો સમય લીધો હતો. સેવાકીય વિમાન(service machine)ને એડિનબર્ગથી લંડન આવવામાં 48 મિનિટ લાગેલી. એપ્રિલ, 1938માં એચ. એફ. બ્રાડવેંટ નામના ઑસ્ટ્રેલિયન વિમાનીને ડારવિનથી લિંપન સુધીના ઉડ્ડયનમાં 5 દિવસ, 4 કલાક અને 21 મિનિટ લાગેલી. આ અગાઉ ડારવિનથી ફ્રૉઇડન સુધી ઉડ્ડયન કરવામાં ઑસ્ટ્રેલિયન મહિલા જીન બૈટનને 5 દિવસ, 18 કલાક, 15 મિનિટ લાગેલી. 1938 જુલાઈમાં અમેરિકાના હૉવર્ડ હ્યૂજે વિશ્વની પરિક્રમા 4 દિવસમાં પૂરી કરેલી.

બંને જર્મની અને ઇંગ્લૅન્ડના દેશોમાં વર્તમાન શતાબ્દીના 40મા વર્ષમાં ગ્લાઇડ કરવાનું, સરકવાનું વૈમાનિકીમાં મહત્વપૂર્ણ અંગ બની ચૂક્યું હતું. 1936માં ડિટમાન એક યાત્રી સાથે 27,00.53 કિમી.ની ઊંચાઈ સુધી ગયા. 1938માં જે. એફ. ફૉક્સ નામના એક અંગ્રેજે ડનસ્ટેબલથી નૉર્વિચ સુધી 154.47 કિમી. લાંબા અંતરનું ઉડ્ડયન કર્યું. 1938માં ફ્લાઇટ લેફ્ટનન્ટ મરે અને જે. એસ. સ્પ્રાઉલે 28 કલાક સુધી હવામાં રોકાયા હતા.

જે સિદ્ધાંત પર પતંગ ઊડે છે તે સિદ્ધાંત પર હવાઈ જહાજનું ઊડવું આધારિત છે. પતંગની ચપટી પીઠ પર વાયુનો પ્રવાહ પડવાથી જે પતંગને ઉપરની બાજુ થોડી ઊંચી કરવામાં આવે તો વાયુપ્રવાહ પતંગની પીઠને ઊંચે ઉઠાવે છે. હવામાં પાંખ, પંખો અને પાંખોની વાળેલી સપાટી પર હવાના અપેક્ષિત ભાર દ્વારા હવામાં થઈને ખેંચાતી કે ધકેલાતી જાય છે. પાંખની નીચેનું દબાણ ઉત્થાપનનું એક જ કારણ નથી પરંતુ પાંખોની ઉપરની સપાટી પર વધુ પડતું અને વિપરીત ચૂસણ રહે છે. પાંખ એક ઍરફૉઇલ છે. ઘણું કરીને તે લાકડાનું બનાવેલું હોય છે. તેના પર કપડાનું આવરણ હોય છે. પછી ધાતુ અથવા પ્લાસ્ટિકની પાંખ ઉપયોગમાં લેવાઈ રહી છે.

વાયુયાનનાં મુખ્ય અંગો છે : પાંખ તથા ફલક (plane), એક અથવા વધુ એન્જિન, વાયુપેચ (air screw) અથવા પંખો (propellar), ધડ (fuselage)  (કાંઠલા આકારની સાટી) અને સુકાન (rudder). વિમાન મોટેભાગે હલકી મિશ્રધાતુ (alloy), જેવી કે ડૂરેલ્યૂમિનનું બનેલું હોય છે. પાંખોની સપાટી થોડી વક્રાકાર હોય છે. તે ક્ષિતિજ સાથે થોડો ખૂણો બનાવે છે અને સ્થિર થાય છે. તેથી જ્યારે હવાઈ જહાજ સરકે છે ત્યારે ઉત્થાપનનું બળ ઉત્પન્ન થાય છે. ઉડ્ડયન ગતિશીલ થતાંની સાથે ઉત્થાપનનું બળ યંત્રના ભારની બરાબર થઈ જાય છે અને વિમાન ઉપર ચડે છે. જો ઉડ્ડયનની ગતિ ખૂબ જ ઓછી કરી દેવામાં આવે તો ઉત્થાપનની શક્તિ જહાજના ભારથી ઓછી થઈ જાય છે, જેથી જહાજ અસ્થિર થઈ જાય છે.

અસ્થિરતા રોકવા માટે અનેક પ્રયુક્તિઓ કામે લગાડવામાં આવે છે. આ પ્રયુક્તિઓ પાંખ પ્રત્યે હવાના પ્રતિરોધને યોગ્ય રીતે પરિવર્તિત કરીને ઉત્થાપનબળને સુધારે છે. સીમિત સ્થાનમાં સુગમ ઉતરાણ માટે સ્વયંચાલિત દિશાસૂચક સ્વઘૂર્ણાક્ષ (autogyro) અને હેલિકૉપ્ટર જેવાં વાયુયાનોનો આવિષ્કાર થયો છે. બંને પ્રકારમાં ઉપરનું ખાનું પૈડાની ચાર બાજુ ફરનારું ક્ષિતિજ સમકક્ષ ફલક (vanes) હોય છે. આપમેળે ભ્રમણ કરતા પૈડાની રીતમાં ચક્રાકાર ભ્રમણને યંત્રની અગ્રગતિથી અસર થાય છે અને હેલિકૉપ્ટરમાં સીધા એન્જિન દ્વારા પ્રેરક ઊર્જા ભ્રમણને અસર કરે છે. આપમેળે ભ્રમણ કરતા પૈડાંવાળું વિમાન ધીમી ગતિથી ઊડી શકે છે; પરંતુ હેલિકૉપ્ટર વસ્તુત: ચક્કર લગાડનારું હોય છે.

વાયુયાનની રચનાનું સામાન્ય જ્ઞાન પૂરેપૂરું થવા છતાં પણ આધુનિક વાયુયાનોની રચનામાં બહુ જ ભિન્નતા હોય છે. ભિન્ન ભિન્ન જાતોમાં મૉનોપ્લેનનો પણ સમાવેશ થાય છે, જેમાં એક જ જોડિયા પાંખ હોય છે. બે ફલક કે વધુ ફલકવાળાં વાયુયાનોમાં અનેક પાંખો એકબીજી પર રહે છે. મૉનોપ્લેનની રચના એવા પ્રકારની હોય છે કે પાંખના પાછલા ભાગને વધુ ઉત્તેજન પ્રાપ્ત થાય છે. કેટલાંક આધુનિક મૉનોપ્લેન પર્યાપ્ત મોટી પાંખોવાળાં બનાવાઈ રહ્યાં છે, જેથી તેમાં એન્જિન પણ સમાવી શકાય.

બે અથવા બહુ ફલકવાળાં વિમાન વધુ સ્થાયી હોય છે. તે એક જ બોજા માટે સંરચનાત્મક દૃષ્ટિએ વધુ દૃઢ હોય છે અને તેની પાંખોની ઓછી પહોળાઈ (space) જરૂરી હોય છે. વિમાનની સ્થિરતા પાછળની સપાટી પર જ વધુ નિર્ભર રહે છે, જે વિમાનને જોઈતા ઢોળાવનો પ્રતિરોધ  કરે છે. જમીન પર ઊતરવા કે જમીન પરથી ઉપર ચઢવા માટે વિમાનની નીચલી સપાટી પર પૈડાં હોય છે. કેટલાંક આધુનિક વિમાનોમાં ઊડતી વખતે ઊતરવાનો ગિયર છુપાઈ જાય છે. સમુદ્રી વિમાન (sea plane) અથવા જળવિમાન(hydro plane)ની રચના જળ પર ઊતરવા માટે કરવામાં આવે છે તેથી તેમાં બે અથવા વધુ કામચલાઉ પુલ બનાવવા માટે વપરાતી ચપટા તળિયાવાળી હોડી (pontoon) હોય છે. પોન્ટૂનોની રચના વાયુગતિકીય હોય છે અને તે પાંખોને ઉપર ઊઠવામાં મદદ કરે છે. હરક્યૂલિસ વિમાન 1946માં તૈયાર થયું, જે પરિવહનમાં 750 વ્યક્તિઓને તથા દવાખાના સહિત 400 રોગીઓ અને પરિચારિકાઓનો બોજો ઉઠાવી ઊડી શકે છે. ઉડ્ડયન-વિમાનનું ધડ (વચ્ચેનો ભાગ) સમુદ્ર-વિમાનના ધડથી કંઈક ભિન્ન હોય છે, કારણ કે સમુદ્ર-વિમાનનું ધડ સમુદ્રમાં તરવા યોગ્ય બનાવાય છે.

સ્વયંચાલિત દિશાસૂચક એક ક્રાંતિકારી રચના છે અને વૈમાનિકી વિદ્યાના ભાવિમાં તેનો મહત્વપૂર્ણ હિસ્સો છે. તેમાં પાંખોની જગ્યાએ એક ચક્ર હોય છે. વિમાન ઊડે કે ઊતરે તે સમયે તેને બળપૂર્વક ચલાવવામાં આવે છે, જે વિમાનને ઉપર ઉઠાવે છે અને વિમાનના ઊડવાના સમયે સ્વયં પરિભ્રમણ કરે છે. આધુનિક પ્રયોગવાળા સ્વયંચાલિત દિશાસૂચકમાં વિમાન ચાલતાંની સાથે જ દિશાસૂચક છુપાઈ જાય છે. આધુનિક દિશાસૂચક વિમાનનું લગભગ 9.14 મીટરનું ઊંચે ઉડ્ડયન થતાં જ જાતે કાર્ય કરવા લાગે છે.

આજકાલ જે પ્રયોગ થઈ રહ્યો છે તેના મુખ્ય ઉદ્દેશ : (1) સીધું ઉપર તરફનું ઉડ્ડયન કરવું, (2) મોટરશક્તિ અને આગળ ચાલ્યા વિના સીધા નિયંત્રણસાધનને સક્ષમ કરવું અને (3) સ્વયંચાલિત દિશાસૂચક અને મોટરકારના ગુણોનું મોટરની ગતિ સાથે સમતોલન કરવું, જેથી તે ધોરીમાર્ગ અથવા વાયુયાત્રામાં સમાન રૂપે પરસ્પર સમતોલન સાધી શકે. 1938માં કેલટ ઑટોજાઇરો કોર(Kellet Autogyro corps)ના બનેલા સાત સ્વયંચાલિત ઘૂર્ણાક્ષ દિશાસૂચકો કામ કરી રહ્યા હતા. આ યંત્રો વડે એમ જણાયું કે નિયમિત વિમાનોની અપેક્ષાએ તેની દેખરેખમાં થોડોક જ વધુ ખર્ચ થાય છે. સેનાનો અભિપ્રાય હતો કે યુદ્ધમાં કેટલાંક કાર્યો માટે સ્વયંચાલિત દિશાસૂચકો અજોડ છે. તેમાં જે સુધારો થયો તેમાં પૂંછડી-નિયંત્રણ, ચક્રની ધરી સ્થિર રહેવાથી પ્રત્યક્ષ નિયંત્રણ દ્વારા સ્થાયી પાંખ, ઉચ્ચાલક સાથેની પાંખ અને રડારનાં નિસરણનો સમાવેશ થાય છે. ઇંગ્લૅન્ડના હૈફનરે વિષમકેન્દ્ર સંચાલિત પરિવર્તનશીલ દૂરના પંખા દ્વારા નીચે નમતા ઘૂર્ણાક્ષની ચક્રની ધરીમાં સુધારો કર્યો. ફિલાડેલ્ફિયામાં નિર્માણ કરાયેલ હેરિક વર્ટાપ્લેન (Herrick Vertaplane) મધ્યમ વિસ્તારનું સ્વયંચાલિત દિશાસૂચક છે, જે સામાન્ય રીતે બે ફલકવાળા વિમાનરૂપે ઊડે છે. તેની ઉપરની પાંખ એ રીતે ગોઠવવામાં આવે છે કે તે પોતાના ટેકાથી છૂટી થઈ શકે અને ઉપરના ખાનામાં વિદ્યુતમોટરથી ચાલી શકે. આ પ્રકારે ઉપરના ખાનાવાળા વાયુયાનમાં વિમાનની ઊંચી કાર્યક્ષમતાને સ્વયંચાલિત દિશાસૂચકની ધીમે ઊતરવાની વિશેષતા સાથે જોડી દેવામાં આવી છે.

હેલિકૉપ્ટર એવું હવાઈ વિમાન છે કે જે ક્ષૈતિજ પાંખો દ્વારા ઉપર ચડે છે અને ત્યાં રોકાઈ રહે છે. તેની રચનાથી તેના સર્જકોનું જૂનું સ્વપ્ન સાર્થક થયું ગણાય. જર્મનીના પ્રોફેસર હાઇનરિખ ફોખે (Heinrich Focke) વિકસાવેલ 200 અશ્વશક્તિના (House Power) વાયુશીતિત એન્જિન ધરાવતા હેલિકૉપ્ટરે કલાકદીઠ 154.46 કિમી.ની ઝડપ પ્રાપ્ત કરી અને તે બે કલાકથી વધુ સમય સુધી હવામાં રહ્યું. તે 2,286 મીટરની ઊંચાઈ સુધી પહોંચ્યું. હેલિકૉપ્ટર સીધું ઉપર ચઢે છે અને શક્તિ બંધ પડતાં સીધું નીચે ઊતરી આવે છે અને પૂર્ણપણે સ્થિર રહી હવામાં ઘૂમે છે. 1942માં વાઉટ સિકર સ્કાય (vought siker sky) હેલિકૉપ્ટર (vs 300) હજારો ઉડ્ડયનોમાં (1) સીધું ઉપર ઊડ્યું, (2) હવા સ્થિર ઊભું રહ્યું, (3) આગળ-પાછળ અને આજુબાજુમાં ઊડ્યું અને (4) સીધું નીચે ઊતર્યું. ઇગૉર સિકૉર્સ્કિએ (Igor Sikorsky) જર્મનીનો 1937નો કીર્તિમાન તોડવા માટે 1941માં ઉપર્યુક્ત મશીનથી ઉડ્ડયન કર્યું અને એક કલાક 32 મિનિટ 30 સેકંડ સુધી હવામાં ઊડ્યા, 1943માં યુ. એસ. સરકારે મોટાં નગરો તથા તેનાં ઉપનગરોમાં ટપાલ લઈ જવા માટે હેલિકૉપ્ટર સેવાની યોજના બનાવી.

બીજું વિશ્વયુદ્ધ શરૂ થતાં વાયુયાનના વિશેષ ઉપયોગો(વધુ ઝડપ, વધુ ઊંચાઈ, સૈનિક ઉપયોગ, ભારે માલનું વહન કરવું, વધુ વ્યક્તિઓને લઈ જવી વગેરેની)ની દૃષ્ટિએ વધુ સારી રચના કરવામાં આવી. વૈમાનિકીમાં ફ્લાઇંગ ફ્લી (flaying flea) ચાંચડની જેમ પાંખો વિના ઊડતા-કૂદતા વિમાનનો સુંદર વિકાસ થયો. મિન્ચે(Mignet)એ જે ફ્લાઇંગ ફ્લીની વધુ સારી રચના કરી તેમાં ગ્લાઇડરના ગુણો ને મોટરપંખાને વાયુયાન સાથે જોડી દઈ એવું વિમાન બનાવ્યું કે બહુ નાના, ઓછી શક્તિથી ચાલવાવાળા માટે સરળતાથી નિયંત્રિત કરી શકાય તેવું અને ઓછી કિંમતનું હતું. આ વિમાનમાં એક અથવા બે ઘાતક દુર્ઘટના બની ગઈ, તેમાં સુરક્ષાનો અભાવ છે. તેથી તેનો આગળનો વિકાસ અટકાવી દેવામાં આવ્યો.

એક બીજા પ્રકારનું વાયુયાન મેયો કંપોઝિટ ઍરોપ્લેન (Mayo composite aeroplane) છે. તેમાં પીઠ પર વધુ શક્તિશાળી સમુદ્રી વિમાનથી સજ્જ ભારે ઉડ્ડયનવાળી નૌકા રહે છે. શરૂઆતમાં બંને એકસાથે બાંધેલાં રહે છે. 914 મીટર કે 1,219 મીટરની ઊંચાઈએ સમુદ્રી વિમાન પોતાનો માર્ગ એકલું નક્કી કરવા માટે ઉડ્ડયન નૌકાથી જુદું પાડી દેવામાં આવે છે. આ રીતે સમુદ્રી વિમાન પાણી પર ઊતરી આવે છે.

1944ની શરૂઆતમાં યુ.એસ.ની સેનાએ વિમાનના આશ્ર્ચર્યજનક વિકાસની ઘોષણા કરી. આ હવાઈ જહાજમાં પંખો નથી હોતો. પ્રસારિત વાયુના વિસર્જન બળ(force of discharge)થી તે ચાલે છે. ચાલુ કરવાના (આરંભક) એન્જિન (starting engine) દ્વારા યાનના આગળના ભાગમાંથી અંદર ખેંચવામાં આવેલી હવા પહેલાં ભરી દેવામાં આવે ત્યારે દહનખંડમાં ઠાંસીને ભરવામાં આવે છે. ત્યાં તે સળગતા બળતણમાં ભળવાથી અત્યંત અધિક ફેલાય છે. આરંભિક એન્જિન બંધ કરી દેવામાં આવે છે. ફેલાયેલ ગૅસના થોડા ભાગનો ઉપયોગ ટર્બાઇન દ્વારા સંપીડકોને ચલાવવા માટે કરવામાં આવે છે, જ્યારે બાકીનો ગૅસ વિમાનની પીઠ પર ગોઠવેલી ચાંચ દ્વારા વિસર્જિત થાય છે. આ રીતે હવાઈ જહાજને આગળ ચલાવે તેવું શક્તિશાળી પ્રેરણ (proeller) ઉત્પન્ન થાય છે. 1945માં યુ. એસ.ના યુદ્ધવિભાગે જેટ પ્રેરિત P–80 શુટિંગસ્ટાર(shooting star)નું વર્ણન પ્રકાશિત કર્યું. ત્યારે ક્લેરેંસ એલ. જૉન્સન(Clerence L. Johnson)ની સંકલ્પના/રચના પર બનાવેલું વિમાન 885 કિમી. પ્રતિકલાકથી અધિક ઝડપવાળું હોવાને કારણે તે દુનિયાનું સૌથી વધુ તીવ્ર ગતિવાળું વિમાન હતું. તેમાં બળતણ માટે કેરોસીનનો ઉપયોગ થાય છે. તેમાં ધ્રુજારી થતી નથી અને આ અમેરિકાનું સરળ યુદ્ધવિમાન છે, જેનું સુપર જેટ એન્જિન જનરલ ઇલેક્ટ્રિક કંપની દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું છે.

નવું પ્રચલિત ઉરાગૈન (Ouragan) શ્રેણીનું જેટ યુદ્ધવિમાન સમુદ્રની સપાટી પર 965 કિમી. પ્રતિકલાકની ગતિ પ્રાપ્ત કરનારું અને એક મિનિટમાં 243.84 મીટરની ઊંચાઈ સુધી પહોંચી શકવા યોગ્ય એક બેઠકવાળું મૉનોપ્લેન છે. તેમાં અનેક વિશિષ્ટ ગુણોને કારણે જેટ યુદ્ધવિમાન રક્ષણ, વાયુ-આક્રમણ, જમીન પરના આક્રમણ અંતર અંતરરોધક વિમાન રૂપે સારી રચનાવાળું સૈનિક વિમાન ગણાય છે. યુક્તિયોગ્યતા (manoeuvrability), આરોહણની તીવ્રતા, અગ્નિરોધક્ષમતા, સહનશક્તિ, વધુ ઝડપે અધિકતમ ઊંચાઈએ પહોંચવું અને ઝડપ એ મૉનોપ્લેનની વિશિષ્ટતા છે. તોપથી સજ્જ, તેની પાંખોની નીચે રૉકેટ અને બૉંબ વહન કરનાર ઉરાગૈનમાં દાબાનુકૂલિત કૅબિન હોય છે. તેના કારણે વિમાનચાલક અધિક ઊંચાઈ પર વિમાન ચલાવી શકે છે. વિમાનચાલક જ્યારે હવાઈ યુદ્ધમાં વ્યસ્ત હોય છે, ત્યારે વિમાનનો ગોળીચુસ્ત (bullet proof), સ્થિર પડદો, કવચ બળ અને પાછલા ભાગે વિમાનચાલકને અધિક સુરક્ષા પૂરી પાડે છે. હવાઈ જહાજમાં કટોકટી વખતે વિમાનમાંથી વિમાનચાલકને બહાર ધકેલી દેવાની બેઠક (egector seat) હોય છે, અને સરકતી છત હોય છે જેમાંથી તે ચીજો ફેંકી શકે છે. સંકટ સમયે આ જીવનરક્ષણની પ્રયુક્તિ બની જાય છે.

1946માં દાબ બટન (push button) વિમાનનો વિકાસ થયો. તે રેડિયો-નિયંત્રિત સ્વયંચાલિત યુક્તિ વડે યુક્ત ડગ્લેસ (Daugles) 4 એન્જિનવાળું C54 છે. તેથી પૂર્ણ ઉડ્ડયન કરીને નિયત સ્થાન પર પહોંચવા માટે વિમાનચાલકને ફક્ત નિયત બટન દબાવવું પડે છે. ચાલક વિનાના વાયુયાનના સ્વયંચાલિત નિયંત્રણની સિદ્ધિ ઉચ્ચ સ્તર સુધી પહોંચી ગઈ છે. તેનું નિયંત્રણ બેતારી સંચાર દ્વારા આશ્ર્ચર્યજનક સૂક્ષ્મતાથી થાય છે. વિમાન એવું બન્યું છે કે નિયંત્રણ-કેન્દ્ર પર તેના ઊડવાના માર્ગને તે પોતે અંકિત કરે છે.

વિમાન–રચના અને કામગીરી : વિમાનના મુખ્ય ભાગોમાં પ્રથમ કૉકપિટ છે, જ્યાં વિમાનચાલકો બેસે છે. કૉકપિટને વિમાનનું નોઝ (નાક) પણ કહે છે. કૉકપિટની નીચે લૅન્ડિંગ-ગિયર હોય છે જે કૉકપિટના ભાગને પૈડાં વડે ચલાવે છે. જ્યારે વિમાન જમીન પર હોય ત્યારે વિમાનનો મધ્યભાગ ફ્યુસલેગ કહેવાય છે. આ ભાગમાં પ્રવાસીઓ બેઠા હોય છે. વિમાનની બંને બાજુએ તેની બે પાંખો હોય છે. એક પાંખ સાથે પ્રોપેલર લગાવવામાં આવે છે અને બીજી પાંખમાં એન્જિન લગાવવામાં આવે છે અને તેમાં પાંખ એઇલરન અને ફ્લૅપ તો હોય છે. વિમાનની નીચે મુખ્ય લૅન્ડિંગ-ગિયર હોય છે. જ્યારે વિમાન લૅન્ડિંગ કરે ત્યારે પૈડાંની મદદ વડે જમીન સાથે પ્રથમ સંસર્ગ કરે છે અને જ્યારે વિમાન ટેઇકઑફ કરે ત્યારે તે જમીનને સૌથી છેલ્લે છોડે છે. વિમાનની પૂંછડીમાં રુડર, એલિવેટર, હૉરિઝૉન્ટલ સ્ટેબિલાઇઝર અને ટેલફોન હોય છે. પાંખોમાં લૅન્ડિંગ-લાઇટ હોય છે. આખું વિમાન ઍલ્યુમિનિયમની મજબૂત ફ્રેમનું બનેલું હોય છે, જેના પર મજબૂત એલૉયનાં પતરાં મઢ્યાં હોય છે. પાંખોની કિનારી મજબૂત હોય છે અને પાંખોની ઉપરની સપાટી વક્ર હોય છે જેથી તેની ઉપરની સપાટી પર હવાનો પ્રવાહ વેગવાળો બને છે અને દબાણ ઓછું રહે છે. વિમાનની પાંખો નીચે હવાનું દબાણ વધારે હોય છે અને તેથી જ વિમાન પૃથ્વીના ગુરુત્વાકર્ષણની વિરુદ્ધ દિશામાં ઊંચકાય છે. વિમાનના એન્જિનના ધક્કા(થ્રસ્ટ)થી વિમાન ગતિ પકડે છે પણ ડ્રૅગ (હવાનું ઘર્ષણ) વિમાનની ગતિને અવરોધે છે.

વિમાનના બીજા મુખ્ય ભાગોમાં તેની પાંખો હોય છે. પાંખોને અમુક ખૂણે વાળવામાં આવે છે. તે ખૂણાને ઍંગલ ઑવ્ એટૅક કહે છે અને વિમાન ગતિ પકડે છે ત્યારે હવા ઉપરની બાજુએ ધકેલાય છે, જે પાંખો પરથી પસાર થાય છે અને વિમાન પર દબાણ ઓછું કરે છે. જ્યારે પાંખોની નીચે દબાણ વધારે હોય છે. જેથી વિમાન ઊંચકાય છે. વિમાનને ગતિ આપવા એન્જિનો હોય છે અને તેને હવામાં ઊંચકી રાખવાનું કામ તેની પાંખો પરના દબાણનો તફાવત કરે છે. જ્યારે વિમાન ગતિ પકડે છે ત્યારે વાયુમંડળ તેની ગતિ અવરોધવા પ્રયત્ન કરે છે, જેને ડ્રૅગ (ઘર્ષણનું બળ) કહે છે. વિમાનના કૉકપિટ પર આ ડ્રૅગ લાગે છે. વિમાન પર ડ્રૅગ ઓછો કરવા તેનો આકાર માછલીના આકાર જેવો બનાવવામાં આવે છે. જેમ વિમાનના આગળના ભાગમાં ડ્રૅગ લાગે છે, ઘર્ષણ લાગે છે તેમ હવા પૂરા વિમાનની સપાટી પર પણ અસર કરે છે અને અંતરીક્ષના વિષમ વાતાવરણમાંથી વિમાનને ગતિ કરવાની હોય છે. પાઇલટ વિમાનની પાંખો, એન્જિન, મોટર પ્રોપેલર, વર્ટિકલ ફોન, રુડર, એલિવેટર, હાઇડ્રૉલિક પ્રયુક્તિઓ (ડિવાઇસીસ) અને બીજી ઇલેક્ટ્રૉનિક્સ, ઇલેક્ટ્રિકલ અને મિકૅનિકલ પ્રયુક્તિઓની મદદ લઈ સામાન સાથે 500 પ્રવાસીને લઈને વિમાન ચલાવે છે. આ પણ એક અજાયબી જ છે.

એલિવેટરની મદદથી વિમાન ઊંચે કે નીચે જાય છે. જ્યારે વિમાનને આજુબાજુ વાળવું હોય ત્યારે પાઇલટ પાંખોના છેડે રાખેલા એઇલરોનનો ઉપયોગ કરે છે. એઇલરોન એક પાંખ પરના દબાણને વધારે છે અને બીજી પાંખ પર તે ઘટાડે છે અને તેથી વિમાનની દિશા બદલાવી શકે છે. ટર્ન લઈ શકે છે. વિમાનની દિશા બદલાવવા રુડર પણ અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. પાંખોમાં ગોઠવેલો ફ્લૅપ વિમાનને ઉપર ચઢવામાં અને નીચે ઊતરવામાં મદદ કરે છે.

વિમાન–સ્થાપત્ય અને વૈમાનિક ઇજનેરી : અર્વાચીન વિમાન-ઉડ્ડયનના સ્થાપક તરીકે સર જ્યૉર્જ કેલી(1773-1857)ને ઓળખવામાં આવે છે. તેને થોડા ઢોળાવ પર ચુસ્ત રીતે જડાયેલી પાંખો અને અનુકૂળ થઈ જાય તે રીતે ફરતી પૂંછડીવાળા વિમાનનો વિચાર આપ્યો જેમાં રુડર ટેલફીન અને એલિવેટર, પાઇલટ ચલાવે અને ફ્યૂઝલેઝ નીચે પૈડાં હોય. આ ડિઝાઇન હાલ સુધી વિમાન-રચનામાં સ્વીકારાઈ છે. હવે વિમાનો કમ્પ્યૂટર-નિયંત્રિત છે, જેણે વિમાન-ઉડ્ડયનને વિશ્વસનીય બનાવ્યું છે. ઍરોસ્પેસ એન્જિનિયરિંગ એન્જિનિયરિંગની એ શાખા વિમાનની નવી નવી ડિઝાઇન વિશે વિચારે, ડિઝાઇન બનાવે, તેની જાળવણી કરે અને તેની કસોટી કરે છે. ઍરોસ્પેસ એન્જિનિયરો નવી નવી વિન્ડ-ટનલો બનાવે છે, જેમાં પ્રયોગો કરી વિમાનની કામગીરી ઉડ્ડયનમાં સ્થિરતા અને નિયંત્રણની ક્ષમતામાં વધારો કરે છે. તેઓ વિમાન જ્યારે ગતિમાં હોય ત્યારે ઓછો અવાજ કરે, ઓછું બળતણ વાપરી, વધારે ગતિ જાળવી રાખે અને વિમાનની રચનામાં વપરાતી ધાતુની સંરક્ષણાત્મક શક્તિ વધારે અને વિમાન વધારે ટકાઉ બની રહે વગેરે મુદ્દા પર સંશોધન કરે છે.

વિમાનરચના અને કાર્ય, તે કયા પ્રયોજન માટે છે, તેના પર આધાર રાખે છે. જો તેને અતિ ઊંચે ઊડવું હોય તો તેની ગતિ પર નિયંત્રણ આવે છે. અને ગતિ વધારે જોઈતી હોય તો અતિ ઊંચે ઉડ્ડયન જોખમકારક બને છે. વિમાન બનાવવા માટે હવે મોટા મોટા ડ્રૉઇંગબૉર્ડ લઈને બેસતા ડ્રાફ્ટ્સ્મૅનો નથી હોતા પણ કમ્પ્યૂટરની મદદથી ડિઝાઇન તૈયાર થાય છે. વિમાન બનાવવા માટે કેટલાય એન્જિનિયરોની જરૂર પડે છે. હવે તો એન્જિનિયરો બૉઇંગ અને ઍર-બસ બનાવે છે; જેમાં પાંચસોથી પણ વધારે પ્રવાસીઓ હોય છે અને માલસામાન સાથે તેમના વજન સેંકડો ટન થવા જાય છે. હવે તો આ પણ પૂરતું નથી. એક હજાર પ્રવાસીઓને તેના સામાન સાથે કેવી રીતે ઉડાડી શકાય તેવાં વિમાનો બાંધવા માટે સંશોધન થઈ રહ્યાં છે.

પ્રથમ વિમાનનું માળખું બને છે. તે મજબૂત પણ વજનમાં હલકી ધાતુનું હોય છે. તેના પર હલકી પણ મજબૂત ધાતુનાં પતરાં ઢંકાય છે. વિમાનની પાંખો એક મજબૂત ગર્ડર પર બેસાડવામાં આવે છે. આ ગર્ડર એક પાંખના છેડાથી બીજી પાંખના છેડા સુધી જાય છે. વિમાનની પાંખમાં એક કરતાં વધારે ગર્ડર વપરાય છે. આ ગર્ડર સાથે બીજા સળિયા બેસાડવામાં આવે છે જે તેના કાટખૂણે હોય છે. આમ વિમાનની પાંખોની સપાટી વક્ર બનાવવામાં આવે છે. આ રચનાથી વિમાન ઊંચકાય છે. આ માળખા પર ધાતુનાં પતરાં બેસાડવામાં આવે છે. આ બધાં જ પતરાં મેટલ ઍલૉઇનાં જ હોય છે. જેથી તાપમાન અને બીજાં પરિબળોની તેના પર અસર થતી નથી અને તે જરા પણ ખવાતાં નથી. પાંખોમાં ઈંધણની ટાંકીઓ ગોઠવવામાં આવે છે. આ પાંખોમાં જ વિમાનનાં એન્જિન મૂકવામાં આવે છે. વિમાનના મધ્યભાગને ફ્યૂઝલેઝ કહેવામાં આવે છે, જે લગભગ નળાકાર હોય છે અને તેમાં પ્રવાસીઓ બેસે છે. નીચે પ્રવાસીઓનો સામાન રાખવામાં આવે છે. વિમાનની છત સાથે ખાનાં બેસાડેલાં હોય છે, જેમાં પ્રવાસીઓ તેમની હૅન્ડબૅગો રાખે છે. વિમાનની આગળનો ભાગ કૉકપિટ કહેવાય છે. અહીં વિમાનચાલકો બેસે છે. અહીં વિમાનની રડાર ડિસ્ક હોય છે.

ઍર-ફાઇટર વિમાનની રચના થોડી જુદી હોય છે. તેની પાંખોમાં ઓછામાં ઓછા 18 ગર્ડર હોય છે. આખું વિમાન ટાઇટેનિયમ ધાતુનું બનેલું હોય છે. કાર્બન ફાઇબર નામની ધાતુ પણ વિમાન બનાવવામાં વપરાય છે. વિમાન તૈયાર થઈ જાય પછી હાઇડ્રૉલિક પ્રેસથી તેની કસોટી કરવામાં આવે છે અને ઘણાં રિહર્સલ કરવામાં આવે છે પછી જ તે લોકો માટે કાર્યરત થાય છે. વિમાનો કલાકના લગભગ 1,000 કિલોમિટરની ગતિથી ઊડી શકે છે અને 10,668 મીટર કે તેથી પણ વધારે ઊંચે આકાશમાં ઊડી શકે છે. વિમાનોમાં તેની પાંખો જ અગત્યનું કાર્ય કરે છે. પાંખની લંબાઈ તેની પહોળાઈ કરતાં ઘણી વધારે હોય છે. વિમાનના છેડે તેની પૂંછડી અને ઉપર ટેલફીન અને રુડર હોય છે. આ બધાં ભેગાં મળી વિમાનને ઊંચકે છે અને આગળ ધપાવે છે અને તેની દિશા બદલે છે. ફાઇટર ઍરક્રાફ્ટની પાંખો વધારે પહોળી હોય છે અને તે કલાકના લગભગ 2,500 કિલોમીટરની ઝડપે ઊડે છે.

વિમાન બંધ પેટી જેવું હોય છે એટલે તેમાં ઍરકન્ડિશન, વાયુનું વાતાવરણ, વગેરેની ગોઠવણ તો કરવી જ પડે. આ બધી ગોઠવણી માટે યંત્રો બેસાડવામાં આવે છે. વિમાનમાં વાયુનું દબાણ ઘટી ન જાય તે માટે વ્યવસ્થા કરવામાં આવે છે અને ધારો કે વિમાનમાં વાયુનું દબાણ ઘટી જાય તો પ્રવાસીઓ ગૂંગળાઈ ન જાય અને તેના શ્ર્વાસોચ્છ્વાસમાં ઑક્સિજન લઈ શકે તે માટે વ્યવસ્થા કરવામાં આવે છે. પ્રવાસીઓની હૅન્ડબૅગ રાખવા વિમાનના છાપરામાં ખાનાં રાખવામાં આવે છે. ઉડ્ડયન દશ, વીસ કે ત્રીસ કલાકનું હોય તો પ્રવાસીઓના મનોરંજન માટે ફિલ્મ બતાવવાનાં ઉપકરણો પણ વિમાનમાં ગોઠવવામાં આવે છે. તદુપરાંત તેમાં સ્પીકરો ગોઠવી પ્રવાસીઓને સમયે સમયે માહિતી આપવામાં આવે છે. બહાર તાપમાન કેટલું છે, બહાર હવાની પરિસ્થિતિ કેવી છે, વિમાન ઊપડે ત્યારે, લૅન્ડ થાય ત્યારે, વિમાન ચાલતું હોય ત્યારે, આપત્તિકાળમાં અને વિવિધ સમયે મુસાફરોને માહિતી પણ આપવી પડે છે. તદુપરાંત પાઇલટ અને જમીનસ્થિત સ્ટેશનો સાથે સંપર્ક સાધવાના રેડિયો ટેલિકૉમ્યૂનિકેશનનાં સાધનો અને વિમાનને દિશા બતાવવા વિવિધ સાધનો તો હોવાં જ જોઈએ. પ્રવાસીઓ રાતના વાંચી શકે માટે યોગ્ય લાઇટો પણ તેમાં ગોઠવવામાં આવે છે. વળી વિમાનમાં ટૉઇલેટ, પ્રવાસીઓને નાસ્તો અને ભોજન લેવા માટે ખુરશીની પાછળ જડાયેલાં ડેસ્ક, વિમાનમાં ભોજન, નાસ્તો પાણીની સામગ્રી રાખવા કૅબિનો, આપત્તિકાળ માટે બહાર નીકળવાનાં દ્વારો, પ્રવાસીઓને બહાર જોવાની બારીઓ વગેરેની વ્યવસ્થા પણ કરવી પડે છે.

વિમાનમાં તેની દીવાલો સાથેની હરોળમાં બબે કે ત્રણ ત્રણ ખુરશીઓ રાખવામાં આવે છે અને વચ્ચેની હરોળમાં ચાર, પાંચ કે છ ખુરશીઓ રાખવામાં આવે છે. આ ખુરશીઓની સંખ્યા વિમાનની ક્ષમતા પર આધાર રાખે છે. મધ્યમ કદનાં વિમાનોમાં બબે કે ત્રણ ત્રણની દીવાલો સાથે અડીને બે જ હરોળ રાખવામાં આવે છે. વિમાનની પૂરી ક્ષમતાનો ઉપયોગ કરવા ખુરશીઓની ગોઠવણ એવી રીતે કરવામાં આવે છે કે થોડી જગ્યામાં વધારેમાં વધારે ખુરશીઓ ગોઠવી શકાય, જેથી વધારેમાં વધારે પ્રવાસીઓને મુસાફરી કરાવી શકાય. તેમ છતાં વિમાનનું કુલ વજન તેની ક્ષમતામાં રહે. વિમાનમાં રખાયેલ ખુરશીઓની ગોઠવણી ઘણી વાર અકસ્માત વખતે મુસીબત ઊભી કરે છે. માટે આ ગોઠવણ પર વિચાર કરવાની જરૂર છે એમ કેટલાક માને છે.

વિમાન બનાવવામાં જે માલસામાન વપરાય છે, તેમાં ખુરશીઓ ફોમની બનેલી હોય છે અને બીજો સામાન પ્લાસ્ટિક વગેરેનો બનેલો હોય છે. આ સામાનની જાત પર પણ વિચાર કરવો જરૂરી છે. કારણ કે જ્યારે વિમાનને અકસ્માત થાય છે ત્યારે તેમાં ઈંધણ તરીકે શુદ્ધ પેટ્રોલ વપરાતું હોઈ તેમાં તરત જ આગ લાગે છે અને આ આગમાં વિમાનનું ફર્નિચર બળવા લાગે છે. જે કાર્બન-ડાયૉક્સાઇડ જેવા ઝેરી વાયુઓ ઉત્પન્ન કરે છે, અને પ્રવાસીઓને મુસીબત કરે છે. માટે આ બધી બાબતો પર પણ ફેરવિચારણા કરવી ઘટે. વિમાનમાં ઈંધણ તરીકે જો શુદ્ધ પેટ્રોલ વાપરવામાં આવે છે તેની જગ્યાએ બીજું કયું સલામત ઈંધણ વાપરી શકાય તે મુદ્દા પર વિચારણા અને સંશોધન કરવાની જરૂર છે.

વિમાન વિદ્યાનું શાસ્ત્ર : માનવીને ઘણા લાંબા વખતથી અનુભવ હતો કે વાયુના તીવ્ર દબાણ દ્વારા એક સમતલ સપાટી ઉપરની બાજુ પોતાની મેળે ઊંચી જાય છે. વંટોળ-તોફાનમાં પાંદડાં અને ઝૂંપડાંઓની છતથી માંડીને પક્ષીઓની પાંખોનું હવામાં તરવું/ઊડવું એ તથ્ય પ્રતીત થાય છે. પક્ષીઓના ઊડવામાં તેની આગળની ગતિમાં પવન-પ્રતિરોધના પાંખોના સંચાલન વડે પ્રતિકાર થાય છે તે મનુષ્ય જોતો રહ્યો. તેથી તેને પાંખોની મદદથી ઊડવા અથવા પંખા દ્વારા હવાના પ્રવાહને કાપવાની પ્રેરણા મળી. સમય જતાં ઉડ્ડયનની યંત્રવિદ્યાને માનવીએ બળ-સંતુલનના નિયમોની સહાયથી કામે લગાડવાનો પ્રયાસ કર્યો અને પાંખો, એન્જિન તથા પંખો અને એક માનવીના વજનને વાયુમાં (up thrust) ધક્કાથી ઉપર તરફ ચઢવા દ્વારા સંતુલિત કરીને વાયુમાં/હવામાં તરવાની વિધિ પ્રાપ્ત કરી.

ઉપર્યુક્ત સિદ્ધાંતના આધારે ભિન્ન ભિન્ન પ્રકારનાં શક્તિશાળી વિમાન-એન્જિનો અને યંત્રોનું નિર્માણ કરવાના પ્રયત્નો ચાલ્યા કર્યા. તેમાં સર્વપ્રથમ ઉલ્લેખનીય એન્જિનની રૂપરેખાનું નિર્માણ હેંસન નામના યંત્રશાસ્ત્રીએ કર્યું અને તેણે 1842માં પેટન્ટ કરાવી. એન્જિનનો વાસ્તવિક નમૂનો ગ્રેટ બ્રિટનના સ્ટ્રિંગફેલોએ બનાવ્યો અને તેનું સફળ- પ્રદર્શન પહેલી વાર 1848માં અને તે ઉપરાંત 1868માં કરવામાં આવ્યું. તેમાં પાંખોની વધુમાં વધુ ઉપયોગી આકૃતિઓ અને આકારોનો વિકાસ કરવા તરફ પ્રથમ લક્ષ્ય અપાયું. કેટલાંક વર્ષોમાં વાયુયાનને વધુમાં વધુ ઉપર ઊંચકવાની ક્ષમતા (lifting power) લાવવા માટે પાંખોને સમતલ બનાવવાને બદલે તેના ઉપરની પીઠ ઊંચી અને નીચલી પીઠ નીચી રાખવા માંડી. પરિણામે વાયુયાનનું ઉડ્ડયન અપેક્ષા પ્રમાણે સુગમ બન્યું. 1896માં વરાળ-સંચાલિત એન્જિનયુક્ત એક પ્રયોગાત્મક વિમાને વૉશિંગ્ટનની નજીક પોટોમૈક નદી ઉપર લગભગ 2.4 કિમી. સુધીનું સફળ ઉડ્ડયન કર્યું. તેનાથી વધુ સફળતા માટે ચાર્લ્સ મૈનલી અને લેંગ્લિ જેવા યંત્રશાસ્ત્રીઓએ એન્જિનો અને યંત્રોનો વિકાસ સાધવા અનેક પ્રયોગો કર્યા પણ તે નિષ્ફળ ગયા.

એન્જિનોમાં કોઈ અસરકારક વિકાસ ન કરી શકાતાં ઉડ્ડયન-યાત્રિકોનું ધ્યાન વાયુયાનોથી હઠાવીને ગ્લાઇડરો તરફ ગયું. ગ્લાઇડરોની ગતિવિધિ અત્યંત મર્યાદિત અને બિનઉપયોગી હોવાથી ફરીથી એન્જિનોમાં સુધારો લાવવાનું કાર્ય વીસમી સદીના પ્રથમ દસકામાં ફ્રાંસના રાઇટ બંધુઓએ કરીને ક્રાંતિકારી સફળતા મેળવી. વાયુયાનોને ઊંચે ઉઠાવવા માટે ક્ષૈતિજ સુકાનો(rudders)નો પ્રયોગ કર્યો, રાઇટ બંધુઓએ તેને વાયુયાનના આગળના ભાગે જોડ્યું હતું. આધુનિક વિમાનોમાં તે વાયુયાનના પાછળના ભાગમાં લગાડવામાં આવે છે. તે ઉપરાંત હવામાં સંતુલન જાળવવાના હેતુથી તેમણે મુખ્ય યાનની પાછલી કિનારીના વળાંકની યોગ્ય યાંત્રિક વ્યવસ્થા પ્રયોજી, જેથી હવામાં સંતુલન જાળવી રાખવા માટે એક અથવા બંને પાંખોને ઊંચકવામાં (lift) જરૂરિયાત પ્રમાણે ફેરફાર કરી શકાય.

પંખાને ચલાવવા માટે એન્જિનમાં એક ગૅસોલીન મોટરનું સંયોજન કરવામાં આવ્યું. તેથી વાયુયાનોની ઉડ્ડયનક્ષમતામાં ઘણી વૃદ્ધિ થઈ. 1905માં અને 1908માં રાઇટ બંધુઓએ તથા 1908માં જ હેનરી ફારમૅને કસોટીરૂપ ઉડ્ડયનો કર્યાં અને લાંબો વખત તથા દૂર સુધી હવામાં સફળતાપૂર્વક ઉડ્ડયન કર્યા પછી કુશળતાપૂર્વક ભૂમિ પર ઉતરાણ કર્યું. વિકસાવેલ એન્જિન સાથેના વાયુયાનમાં 1906માં ફારમૅને પ્રથમ ઉલ્લેખનીય અવકાશયાત્રા કરી. તેમણે 4 કલાક 17 મિનિટ 53 સેકંડમાં લગભગ 215.6 જેટલા કિમી.ની યાત્રા પૂરી કરી. આધુનિક વૈમાનિકીનો પ્રારંભ આ ઐતિહાસિક ઉડ્ડયનથી માનવામાં આવે છે. લગભગ 500 વર્ષો પછી પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધમાં વાયુયાનોનો પ્રથમ વ્યાવહારિક ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો. આ વાયુયાનોમાં 1,36,080 કિગ્રા. અને તેથીય ભારે વાયુયાનોનો પ્રયોગ કરવામાં આવ્યો. તે ઉપરાંત, સૈનિક-પરિવાહક, બૉંબવર્ષા કરનાર વગેરે રૂપે ભારે એન્જિનોથી સજ્જ વાયુયાનોનો પ્રયોગ કરવામાં આવ્યો. હકીકતમાં પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધમાં વાયુયાન જ મુખ્ય નિર્ણાયક તત્વ બની રહ્યું. બીજું વિશ્વયુદ્ધ પૂરું થતાંમાં જેટ સંચાલિત યુદ્ધ વાયુયાનોનું નિર્માણ કરાયું, જેમની ઝડપ પ્રતિકલાક 804.5 કિમી. અને તેથી પણ વધુ હતી. થોડાં વર્ષો પછી વીસમી સદીના છઠ્ઠા દસકામાં આ વિમાનોની ઝડપ વધીને અવાજના વેગને વટાવી ગઈ. આજે તો અંતરિક્ષ શોધખોળ માટે પ્રયોજેલ રૉકેટોનો વેગ લગભગ પ્રતિકલાક 28,962 કિમી. જેટલો, એટલે કે અવાજના વેગ કરતાં પચીસ ગણો અધિક હોય છે.

વૈમાનિકીનો યાંત્રિક સિદ્ધાંત : વૈમાનિકીનો મૂળ સિદ્ધાંત તરલ પદાર્થ જેવા કે પ્રવાહી અથવા વાયુમાં નક્કર પદાર્થના તરવામાં રહેલો છે. નક્કર પદાર્થ આવા તરણમાં પોતાના કદ બરાબર તરલ પદાર્થને વિસ્થાપિત કરે છે અને જ્યારે આ વિસ્થાપેલ તરલ પદાર્થનું વજન નક્કર પદાર્થના વજનથી અધિક હોય ત્યારે નક્કર પદાર્થ પર તરલ પદાર્થનું ઉપર તરવાનું અધિક બની જાય છે અને નક્કર પદાર્થ ઊંચે ઊઠીને તરલ પદાર્થ ઉપર સપાટી તરફ ચાલવા લાગે છે. જો નક્કર પદાર્થ ગતિમાન થાય તો તેની ગતિમાં તરલ પદાર્થને કારણે અવરોધ ઉત્પન્ન થાય છે. આ અવરોધનાં સ્પષ્ટીકરણ અને માપ જાણવા માટે અનેક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ તથા ન્યૂટન (1642-1727), જોહૈન બેર્નૂલી (1667-1748), જીન લૉ રૉણ્ડ ડી’ એલેબર (1717-1783), લેઓન્હર્ડ આયલર (1707-1783) તથા અન્ય અનેક વિજ્ઞાનીઓએ પોતપોતાનાં સિદ્ધાંતો અને સૂત્રોનું નિયમન કર્યું. તેની મદદથી પવનનો વેગ અને દબાણની જુદી જુદી સ્થિતિમાં કોઈ વાયુયાન કેટલું વજન વહન કરી શકે તેમ છે ને કેટલી ઊંચાઈ અથવા દૂરના અંતર સુધી ઊડી શકે તેમ છે તેનું અનુમાન કરી શકાય છે.

પવનની સુરંગો (wind tunnels) : ઉપર્યુક્ત ગણતરી એક જટિલ પ્રક્રિયા તો છે જ, તેની સાથોસાથ કેટલીક અનિવાર્ય સમસ્યાઓ પણ વિમાનના ઉડ્ડયન સાથે ઉત્પન્ન થાય છે. તેનું નિદાન વિશુદ્ધ ગતિકીની મદદથી થઈ શકતું નથી. તેની જાણકારી તો પ્રત્યક્ષ પ્રયોગો અને કસોટીઓ દ્વારા જ શક્ય બની શકે છે. વાયુયાનને કોઈ રીતે એવા વાયુયુક્ત પરિવેશમાં રાખવામાં આવે જેમાં તેને ખરેખર ઊડવાનું છે અને ત્યારે તેમાં તેનાં ઉડ્ડયન સંબંધી લક્ષણોનો અભ્યાસ કરવામાં આવે તો જ એવી જાણકારી પ્રાપ્ત થાય કે તે વાયુયાન કેટલું વજન વહન કરી શકે તેમ છે. આ રીતે પવન-પરિવેશની સૃદૃષ્ટિ માટે પવન-સુરંગોની મદદ લીધી. તેમાં એક સુરંગના કાંઠા(throsat)માંથી પવનનો ઝપાટો એક આધાર (stand) પર રાખેલા નમૂના (model) પર પ્રવાહિત કરવામાં આવે છે. વાસ્તવિક વાયુયાનના હવામાં ઊડવાથી બંનેની વચ્ચે સાપેક્ષ ગતિની ઉત્પત્તિ સ્થિર યાન પર પવનના સપાટા પ્રવાહિત કરીને ઉત્પન્ન કરવામાં આવે છે. આ વિધિ દ્વારા ઉપર ઊંચકાવાની (lift), ખેંચાવાની (તાણ) (drag) અને સંતુલન-બળની ગણતરી કરવામાં સરળતા રહે છે; એટલું જ નહિ, નમૂનાને આવતા પવનના સપાટા તરફથી વિભિન્ન ખૂણો બતાવતો રાખવામાં આવે છે, જેથી વાયુયાન પર જુદી જુદી દિશાએથી પડનાર પવનના દબાણની પણ ગણતરી કરવામાં આવે છે. પવન અને વાયુયાનતળની દિશાઓની વચ્ચે બનનારા ખૂણાને હવા કાપતો ખૂણો કહે છે (angle of attack).

વાયુયાનના કોઈ નમૂના પર જુદા જુદા આઘાતકોણ (હવાકાપનો ખૂણો) પર પવનના ઝપાટાને આરોપિત કરીને ઉત્થાપન ઊ (L), (કર્ષણ) તાણ ઈ (D), ઘૂર્ણ  ભ્રમણ (M) તથા દબાણકેન્દ્ર ઉ (C. P.)નું માપ જાણી લઈને લેવામાં આવે છે અને તેને લેખાચિત્ર પર દોરીને લાક્ષણિક વળાંક પ્રાપ્ત કરવામાં આવે છે, પછી તેને વાસ્તવિક વાયુયાનના વિશાળ આકાર માટે સંશોધિત કરવામાં આવે છે. વૈમાનિકીની દૃષ્ટિએ લાક્ષણિક વળાંકોનું મહત્વ ઘણું છે.

આપવામાં આવેલ કોઈ ખૂણા માટે ઉત્થાપન L. તાણ D. અથવા ઘૂર્ણ-ભ્રમણ M.નું માપ નીચે આપેલા સૂત્ર દ્વારા દર્શાવી શકાય છે :

અહીં ρ પવનની ઘનતા, S પાંખોનું ક્ષેત્રફળ, તથા v વાયુ અને યાનનો સાપેક્ષ વેગ છે. C_LC_D અને C_M અનુક્રમે ઉત્થાપન, કર્ષણ અને ઘૂર્ણ(ભ્રમણ)ના વાયુગતિક ગુણાંક છે. તેને જુદા જુદા પ્રયોગો દ્વારા જાણી શકાય છે, તે પહેલાં L, D અને Mનું માપ જાણી લઈ વધુ લાક્ષણિક વળાંક ખેંચવામાં આવે છે અને આ વળાંકોની માત્રા વડે ઉપરના સ્થિરાંકોની ગણતરી કરી શકાય છે.

પવન-સુરંગોમાં નમૂના પર કરવામાં આવેલ પ્રયોગો દ્વારા જે વિગતો પ્રાપ્ત થાય છે તેને સીધા વાસ્તવિક કે પૂર્ણ આકારના વાયુયાનો પર લાગુ પાડવામાં આવતી નથી. તેનું મુખ્ય કારણ વાયુયાનના આકારની વિશાળતાને કારણે ઉત્પન્ન થતી વિશિષ્ટ છતાં જટિલ સમસ્યાઓ વાસ્તવિક વાયુયાન પર પડનાર પવનના સપાટાની ગતિની પવન-સુરંગોમાં ઉત્પન્ન પવનના સપાટાની અપેક્ષાને કેટલીય ગણી વધુ ગતિ છે. તે સિવાય વાયુમંડળના વિભિન્ન સ્તરોમાં ઊડવાને કારણે વાયુયાનને જુદી જુદી વાયુ-ઘનતામાંથી પસાર થવું પડે છે. આ કારણે ખેંચ ચક્ર રૂપે પરિવર્તન તથા મહત્તમ કે ન્યૂનતમ ઉત્થાપન (lift) ગુણાંકો વગેરેના માપનું નિરૂપણ કરવું પડે છે. આ બધાં સંશોધનો ઉપરાંત, પવન, સુરંગોમાં આરોપિત પવનના સપાટાના માપને વાસ્તવિક વાયુયાન દ્વારા વાયુમંડળમાં ઝીલવાના પવનના સપાટા સુધી વર્ધિત કરીને વાસ્તવિક ગુણાંકોની ગણતરી કરવામાં આવે છે. આ માપ સ્થાયી રૂપે વાસ્તવિક યાનોના નિર્દેશક અંક હોય છે.

સંપીડન પ્રભાવ/અસર : જ્યારે વાયુયાનનો વેગ પ્રતિ કલાકે 643.6 કિમી. કે તેથી વધુ હોય છે, ત્યારે પવનના સપાટાના આઘાતથી તે પોતાના સંપર્કમાં આવનાર પદાર્થને વાયુના જથ્થાથી ઘનતામાં ફેરવી દે છે. તેથી વાયુયાન પર પવનના સપાટાના આઘાતોની તીવ્રતા અત્યંત ઝડપી ગતિમાં ફેરવાય છે. આ ફેરફાર વાયુયાનમાં ડોલનગતિનો આવિર્ભાવ કરે છે, જે તેને માટે સંકટનું કારણ બની શકે છે. તે માટે પવન-સુરંગ-પ્રયોગો દ્વારા માપમાં એક સંશોધક ગુણાંક વડે ગુણાકાર કરવો પડે છે, જેનું માપ વાયુયાનના વેગ અને વાયુમાં અવાજના વેગના ગુણોત્તર બરાબર હોય છે. અથવા સંશોધન-ગુણાંક = વાયુયાનનો વેગ/વાયુમાં અવાજનો વેગ. જ્યારે વાયુયાનનો વેગ અવાજના વેગની બરાબર થઈ જાય ત્યારે પવનપ્રવાહ ભૌતિક દશાઓમાં એટલું વ્યાપક પરિવર્તન થઈ જાય છે કે ઉપર્યુક્ત સામાન્ય નિયમ તેને લાગુ પાડી શકાતો નથી.

ઉતરાણ–ઝડપ : પૃથ્વી પર ઊતરતી વખતે વાયુયાનનો વેગ એક ન્યૂનતમ માપ કરતાં ઓછો હોવો ન જોઈએ. આ વેગ સ્થૂળ રૂપે નીચે લખેલ સૂત્ર દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે :

અહીં W/S એટલે વજન અને પાંખોના ક્ષેત્રફળની ગુણોત્તર ‘પંખભારણ’ (wing loading) કહેવાય છે. આ ન્યૂનતમ વજનનું માપ સારાં વિમાનોના કુશળ ઉતરાણ માટે યથાસંભવ ઓછું હોવું જોઈએ.

સારાં વાયુયાન માટે નીચેનાં લક્ષણો હોવાં જોઈએ : (1) એન્જિનની શક્તિ એટલી પર્યાપ્ત હોવી જોઈએ કે તે વાયુયાનને નિયત ક્ષૈતિજ ગતિથી તરતું કરવાની સાથોસાથ તેને ઊંચકવા અને ઉપર ચડવા માટે પણ ઇચ્છિત શક્તિ આપી શકાય અને તે માટે એન્જિન પર અતિશય વધુ વજન ન પડે અને વાયુયાનની ગતિ પણ ઓછી ન થાય.

(2) એન્જિનની કાર્યક્ષમતા અથવા નિયત માત્રામાં બળતણ આપવાથી વધુમાં વધુ અંતર તથા ઊંચાઈ સુધી ઉડ્ડયનની ક્ષમતા હોય.

(3) વાયુયાનમાં સ્થિરતા હોય, એટલે કે પવનના સપાટાના વેગમાં અચાનક પરિવર્તન આવતાં વાયુયાન જલદીમાં જલદી સમતુલાની સ્થિતિ પુન: પ્રાપ્ત કરી લે. તેને માટે સારા વાયુયાનમાં સ્વયંચાલિત વ્યવસ્થા હોય છે.

વિમાનનો ભારે અવાજ તેનું પ્રદૂષણ ઉત્પન્ન કરે છે. આની સીધી અસર માનવીના સ્વાસ્થ્ય ઉપર થાય છે. આથી અવાજ વગરના વિમાન અંગે સંશોધનનું કામ મેસેચૂસેટ્સ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑવ્ ટેક્નૉલૉજીને સોંપવામાં આવ્યું છે. આ પરિયોજના(project)ને સાઇલન્ટ ઍરક્રાફ્ટ ઇનિશ્યેટિવ નામ આપવામાં આવ્યું છે. સંશોધન- કાર્યક્રમમાં રૉલ્સ રૉઇસ અને બોઇંગ કંપનીઓ પણ સામેલ થઈ છે.

જિતેન્દ્ર જટાશંકર રાવલ