Uçaklar Nasıl Uçar?

Sayfayı Yazdır

u7

Uçma, merak ve hevesle başlayan gökyüzünde havalanma işlemidir. Bugünkü teknoloji sayesinde oldukça ileri düzeylere gelmiştir. Son teknolojiyle üretilen yolcu uçakları ise buna en güzel örneklerden birisi olmakla birlikte, üstlendiği rolle de kendini ayrı bir konuma sürükler.

Tonlarca ağırlıkta olan uçaklar, havada bir kuş misali uçarak mesafeleri kısaltır. Toplumda genellikle uçakları havada tutan şeyin motor olduğu sanılmaktadır. Fakat aksine uçağın havada kalmasını sağlayan yapı, uçakların kanatlarıdır. Motorun uçmadaki rolü, öndeki havayı alarak arkaya doğru itmesidir. Bu olay, uçağa itme gücü sağlamaktadır. Motorun sağlamış olduğu bu itme gücü, uçağın ileri yönde hareket etmesini sağlar. Uçakların kanatlarının yapısı kesiftir. Bu kesif yapı nedeniyle, uçak ileri yönde hareket ettiği zaman kanadın alt tarafında yukarıya doğru olan kaldırma kuvveti doğmaktadır. Bu olurken hava da uçağa karşı bir direnç göstermektedir.

u6

Kanatların kaldırma kuvvetleri vardır. Uçağın hızı arttığında paralel olarak kanatların kaldırma kuvvetleri de artış gösterir. Kanatlarda oluşan kaldırma kuvveti, hava direncinin ve yer çekiminin toplamından fazladır. Böylece, uçaklar pistte belli hıza ulaştıktan sonra havalanmaya başlar.

Uçakların tam olarak havada nasıl uçtuklarının anlaşılabilmesi için, öncelikle kuşlara bakılmalıdır. Tarihte uçma eylemi insanlar tarafından gerçekleştirilmeden önce havada uçan kuşlar üzerinde birçok izlenimlerde bulunulmuştur. Uçarken de, kuşlar örnek alınmıştır. Öyle ki, kuşlar ekosistem içerisinde en mükemmel derecede uçan canlılardır. Kuşların bu mükemmel seviyedeki uçuşları, iki farklı yöntemin birleşmesi sonucu ortaya çıkar.

*Kuşlar, uçmak için kanat çırparlar. Çırpılan her kanat sonucunda, kanatların altında kalan hava aşağı doğru itilir. Bu işlem, etki-tepki prensibi gereği kuşların havalanması sağlamaktadır.
*Kuşların kanadı aerodinamik denilen özel bir yapıdadır. Bu aerodinamik yapı, kuşların kanatları havada hareket ettiğinde ek olarak taşıma kuvveti de oluşmaktadır. Oluşan bu taşıma kuvveti, kuşların havada uçabilmelerini sağlayan etkendir.

Kuşlar uçmak için öncelikle kanat çırparlar. Ardından da bu sayede yükselirler. Sonra irtifa kavramı hıza dönüşür ve kanatlarda aerodinamik yapı sayesinde taşıma kuvveti oluşur. Kuvvet meydana geldikten sonra kanat çırpma işlemi tekrar devam eder ve yeniden hız kazanılmış olunur. Hızla birlikte tekrardan taşıma kuvveti meydana gelir ve bu da kuşların havada uzun süre nasıl uçtuğunu açığa kavuşturan bir yapıdır.

u5

Uçma eyleminin kelime anlamı incelendiğinde, herhangi bir varlığın havada tutunarak hareket edebilmesidir. Hava içerisinde yer alan bir nesne, uzayda kapladığı alan kadar hava ağırlığına eşit seviyede olan bir kuvvet ile aşağıdan yukarıya doğru itilmektedir. Bazı durumlarda ise bu durum farklılık gösterir.

Örnek verilecek olunursa, nesnenin ağırlığı kuvvetten büyükse itme kuvveti gerçekleşir fakat cisim yerde kalır. Bazı durumlarda da kuvvet nesnenin ağırlığına eşit olabilmektedir. Bu durumlarda ise, nesne nerede olursa olsun orada kalmaya devam eder. Yani nesnenin durumunda bir değişiklik olmaz. Bazen de kuvvet ağırlıktan büyük olabilir. İşte bu durumlarda varlık havaya doğru yükselmektedir. Yani uçabilmek için kuvvetin, ağırlıktan mutlaka büyük olması gerekmektedir.

Havada yükselebilmenin temel prensibi bu şekildedir. Bu prensibe göre, ısındığında yükselme özelliği gösteren sıcak hava kütleleri ve hafif yoğunluktaki gazlar uçma özelliği göstermemektedir. Bununla birlikte, havada sürekli hareket eden su buharları ile bacalardan çıkan gaz ve katı haldeki zerreler de uçma özelliği göstermeyen diğer varlıklardır. Bu özelliğe bakıldığında uçma eyleminin gerçekleşebilmesi için iki temel unsur bulunmaktadır.

Bu unsurlar ise,

1- Herhangi bir cismin havada uçuyor sayılabilmesi için hava içersinde belli seviyede tutunabilme özelliği göstermesi gerekmektedir.

2- Cisim, hava içerisinde hareket eder, deplasman yapar ve yer değiştirir.

u

Bu unsurlar, cisimlerin havada uçuyor sayılabilmesi için temel gerekliliklerdir. Uçmak için gereklilikler bu şekildeyken, bazı durumlarda ise istisnalar yaşanabilmektedir. Bu istisnalara verilebilecek en güzel örneklerden birisi ise uçurtmalardır. Çünkü uçurtmalar, rüzgar ve onu hareket ettiren ipin durumuna göre belli bir irtifada havada asılı kalabilmektedir. En ufak rüzgar değişimlerinde uçurtmaların konumu anında değişebilmektedir. Helikopterlerin uçma prensibi ise biraz farklıdır.

İstendiği takdirde helikopterler havada belli bir irtifada hareketsiz kalabilme özelliğine sahip bir hava aracıdır. Diğer hava araçları da incelendiğinde, akla ilk gelen araçlar olan balon ve zeplin gibi hava araçları aynı helikopterler gibi havada belli bir irtifada hareketsiz kalabilme özelliğine sahiptirler. Bu hava araçları hafif olup, havada işgal ettikleri hacmi doldurabilmektedirler. Verilen bu örneklerden anlaşılacağı üzere, havada tutunabilmek içi hareket kavramı olmazsa olmazlardan biri değildir. Helikopter ve diğer uçan bazı cisimlerde hareket olmaksızın havada tutunma gerçekleşiyor gibi görünse de, uçakların havada hareket halinde olmasını sağlayan tutunma kuvvetinin meydana gelmesini sağlayan şey, kanatlardır.

Tonlarca ağırlığıyla havanın ağırlığından daha ağır olan uçakların havadaki hareketleri, iki şekilde olmaktadır. Bunlardan ilki, doğrudan olarak uçakların üzerinde yer alan güç gurubunun hasıl etmiş olduğu çekme ve itmedir. Bunu motorlar yapar. Diğeri ise, başka bir vasıtanın çekip hareket işlemini gerçekleştirmesidir. Planörler için söz konusudur. Uçakların uçmasını sağlayan taşıma kuvveti, kanatlar ve yatay olan kuyruklardır. Uçak motorları ise, uçaklarda içme ve çekme kuvveti sağlayan araçtır. Aynı zamanda uçak havada uçarken, sürükleme kuvveti denilen bir kuvvet de bulunmaktadır. Bu kuvvet, uçağını hızından dolayı kaynaklanan bir kuvvettir. Uçağa havada etki eden çeşitli kuvvetler bulunmaktadır. Uçağın kendi ağırlığıyla birlikte uçaklara dört kuvvet daha etki etmektedir. Uçaklar havada büyük bir hızla hareket ederken, havada tonlarca ağırlıktaki bu araca yön vermek de gerekir. Uçaklara havada yön verme işlemi üç eksen etrafından oluşur. Uçakların yön değiştirebilmesi, uzunlamasına, yanlamasına ve düşey eksenler etrafında gerçekleşmektedir.

u3

Uzunlamasına Eksen: Yön değiştirmede kullanılan uzunlamasına eksen, uçağın burun tarafından kuyruk tarafına kadar uzanan bir eksendir ve bu eksen uçağın ağırlık merkezinden geçer. Uçağın havada boyuna doğru olan ekseni çevresinde yapmış olduğu harekete, yatış hareketi denmektedir. Uçakların uzunlamasına eksen etrafında yapmış olduğu hareketler, kanatçıki spoiler ve elevon ile kontrol edilmektedir.
Yanlamasına Eksen: Bu eksen de uçağın ağırlık merkezinden geçer ve kanat uçlarını birleştiren bir eksendir. Bir kanat ucundan, öteki kanat ucuna doğru uzanır. Uçaklar, burun eksenleri etrafında hareket yapmaktadır. Bu harekete yunuslama adı verilir. Bu hareket, elevator, elevonlar ve stabilizatör tarafından kontrol edilmektedir.
Düşey Eksen: Bu eksen ise, uçağı gövde alt kısmına doğru uzanan bir eksendir. Uçaklar, düşey eksen etrafında hareket yapar ve bu tür harekete sapma hareketi ismi verilir. Sapma hareketi istikamet dümeni adı verilen alet tarafından kontrol edilir.
Uçakların yerden kesilerek havalanabilmesi ve havada tutunabilmesi için, minimum uçuş hızı bulunmaktadır. Bu hız, uçakların havalanabilmesi için yeterlidir ancak kalkışın emniyetli olabilmesi için minimum hızın %15 fazlası kullanılması öngörülmektedir. Uçaklar, altı ana kısımdan meydana gelmektedir. Bu kısımların belli aralıkları vardır fakat kullanım amacına göre bu ağırlıkların oranı değişebilmektedir. Öyle ki, toplam yapı ağırlığının gövde %35.5, motorlar %6.5, kanatlar %36, kuyruk yüzeyleri %6.5, iniş takımları %14.5 ve teçhizat %7.5’ini oluşturmaktadır.

Bu altı ana kısmın içerisinde, kanatlar ve kuyruk yüzeyleri uçağın havada tutunmasını sağlayan taşıma kuvvetini meydana getiren kısımlardır. Bu nedenle kanatlara ve kuyruk yüzeylerinde uçaktaki aktif elemanlar denmektedir. Bunların dışında kalan gövde, iniş takımları ve güç grubu gibi kısımlar ise, havada hareket esnasında sürükleme doğurmaktadırlar. Bu kısımlar, taşıma kuvveti meydana getiremezler. Bu nedenle bu kısımlara uçağın pasif elemanları adı verilmektedir.

Yazar: Erdoğan Gül