27 Nisan 2022 – Semih YENİGÜL
“Bir uçak nasıl uçar?” diye bir soru gelmiştir hepimizin kulağına. O zamanlar pek bilmesek dahi şimdi açıklayabilme şansımız var işte. Bunu tam olarak etki-tepki prensibi ile ifade edebiliriz.
Havalanmakta olan uçağa 4 kuvvet etki eder.
- Kaldırma Kuvveti (LIFT),
- Ağırlık / Yer Çekimi (WEIGHT / GRAVITY)
- İtme / Çekme (THRUST)
- Geri Sürükleme (DRAG
Uçak bu kuvvetlere karşı koyarak bir tepki verir. Bunu yükselirken hızlanarak sağlar. Şöyle ki uçaklar ileriye doğru hareket ederken, kanatlar, altlarındaki havayı sıkıştırır üstlerindeki havayı ise seyreltir. Bu durum uçağın alt ve üst kısımları arasında bir basınç farkı oluşmasına neden olur. Böylece uçağa yukarı yönde net bir kuvvet etki etmeye başlar ve uçak yükselir. Bu nedenle bir uçağın hızı arttıkça, üzerindeki sürtünme kuvveti katlanarak artar. Havanın sürtünme direnci, hızın karesi ile orantılıdır. Ayrıca, bir uçağın üzerine kanatlarının sahip olduğu hücum açısından dolayı oluşan sürükleme kuvveti etki eder. Hücum açısı arttıkça, uçağın maruz kaldığı drag de artar. Sürtünme kuvveti bunların içinde en önemli faktördür.
Peki kanatların buradaki rolü nedir? Uçuş anatomisinde bilinmelidir ki esas olan verimliliktir. Uçakların tasarımında dikkat edilen en önemli faktör emniyet ve uçuş verimliliğidir. Buna bağlı olarak bir uçağın emniyetli ve verimli uçuş sağlaması adına kanatların görevi büyüktür. Uçakların havada tutunabilmesi, uçağın kaldırma kuvvetinin kanadın altına uyguladığı farklı basınçlar sayesinde gerçekleşir. Basınç farkından dolayı, kanat üzerinde akıp giden hava, kanat ucunu terk ederken girdaplar (vorteksler) oluşur.
Aşağıdaki resimde bunu görebilirsiniz
Peki winglets nedir ve burada ne gibi rolü ve önemi vardır? Hepimiz uçak seyahati sırasında cam kenarında oturmak isteriz. Fakat kimse kanat kısmında oturmak istemez. Kanat kısmında oturan yolcular kanadın ucuna baktıklarında yukarı doğru kıvrılmış bir parça görür. Yolcuların dikkatini çeken nokta ise o parçanın üzerinde yanıp sönen ışıktır. Kanadın ucundaki bu yukarı doğru eğimli parçaya kanatçık (winglet) denir.
Uçakların kalkış aşamasına geçmesinden, tekerlek koyuşuna kadar meydana gelen girdapları (vorteksleri) önlemek için bilim insanları kanatların ucuna ilave edilen ve kanatçık (winglet) adı verilen parçaları eklediler. Kanatçıklar sabit kanatlı uçaklarda uçağın verimliliğini arttırmak için kullanılan bir kanat ucu tasarım modelidir.
Kanatçıkların dışa ve yukarı doğru yaptığı kıvrımın eğimli olmasının, sürtünmeyi azalttığı ve itiş performansını artırdığı hesaplanmıştır. Sürtünme uçuş verimliliğini düşürdüğü gibi uçuş maliyetlerini de arttırmaktadır.
Aşağıdaki resimde düz kanat ile ucunda kanatçık bulunan kanat üzerindeki girdapların dağılımı görülmektedir. Girdap ne kadar büyük olursa uçağın üzerine binen kuvvet daha fazla olur. Uçağın bu kuvvete tepki verebilmesi için hızını arttırması gerekir ve uçuş anında uçağın uçuş verimliliği düşer, uzun vadede ise bu uçağın uçuş maliyetleri artış göstermeye devam eder.
Buradan görüldüğü üzere Havacılık sektöründe esas olan emniyettir. Emniyet uçağın burnundan kuyruk kanadına kadar bir bütündür. Kanatçıklar küçüktür ama uçuş emniyetine katkısı büyüktür. Unutmayalım ki uçaklar ileriye doğru hareket ederken değişik birçok hava akımıyla karşı karşıya kalır. Kanatçıklar ise bu hava akımını doğru yönlendirerek kanadı korur ve emniyetli bir uçuş gerçekleşmesini sağlar.
Bir gün kanat üzerinde seyahat ederseniz, kanatçığa bakmayı unutmayın. Emniyetli uçuşlar kişisel farkındalık ile başlar.