Havacılık ve Uzay Mühendisliği, uçan makinelerin tasarlanması ve yapımı ile ilgilenir. Mühendisliğin en yeni dallarından biridir ve motorlu uçaklarla ilk deneyleri 19. yüzyılda başlamıştır. Teknoloji ilerledikçe iki ayrı uzmanlık alanı ortaya çıkmıştır: Planörler, uçaklar, jetler, helikopterler gibi araçların tasarlanmasını içeren havacılık mühendisliği ve uzay araçlarının tasarım ve geliştirilmesine odaklanan uzay mühendisliği. Başka bir deyişle, havacılık mühendisleri Dünya atmosferinde uçan araçların tasarımında yer alırken, uzay mühendisleri Dünya atmosferinin dışında uçan araçların bilim ve teknolojisi ile ilgilenmektedir.

Havacılık Ve Uzay Mühendisliğinin Gelişimi

1852’de buharla çalışan ve yönlendirilebilir ilk “hava gemisi”ni kullanan Jules Henri Giffard’dan sonra, 1884 yılında Charles Renard ve Arthur Constantin Krebs kalkış noktasına geri dönebilen ilk hava aracını ve 1900’de Ferdinand von Zeppelin kendi adıyla anılan, altına bağlanmış bir yolcu kabinini taşıyan, hidrojen veya helyumla şişirilmiş balondan oluşan ilk motorlu ve dümenli zeplini üretti.

İlk uçağın yapımına uzanan yolda yapılan çalışmaların çoğu planörlerle ilgiliydi ve 19. yüzyılda çok sayıda planör denemesi yapıldı. Uygun güçte bir motorun bulunmaması, havadan ağır araç uçuşlarını uzun süre engelledi. İlk başarılı uçuş Orville ve Wilbur Wright kardeşler tarafından gerçekleştirildi. Kardeşler, güçlü bir motorun itme gücüyle üç eksenli kontrol kavramlarını birleştirdiler. Böylece önemli bir mesafeye uçup, kontrollü bir iniş yapabilen ilk uçağı yaratmış oldular.

Sabit kanatlı uçakların icadından sonra, otojiroları ve helikopterleri içeren ilk döner kanatlı uçaklar geldi. Milattan önce 400’lü yıllara kadar uzanan Çin uçan oyuncaklarının ilkeleri, birçok mucidin dönen pervanelerle dikey uçuş denemelerine ilham verdi. Yaylar ve lastik bantlarla çalışan birkaç küçük model yapıldı, ancak yine de ilk gerçek helikopterin yapımı yeterince güçlü bir motorun üretilmesini beklemek zorunda kaldı. Helikopter tasarımları, birkaç on yıl boyunca aşamalı olarak ilerledi. Bir rotor ve pervane kullanarak otojiroyu yaratan Juan de la Cierva’nın çalışmaları, 1942’de Igor Sikorsky’nin ilk modern helikopter tasarımının temeli oldu.

Havacılık ve uzay mühendisliğinin diğer alanı roketler ve uzay araçlarıdır. Bu alandaki en ünlü öncüler, sıvı yakıtlı ilk roketi yapan Robert Goddard, ilk balistik füzeyi geliştiren ve NASA’nın Marshall Uçuş Merkezi’nin ilk direktörü olan Werner von Braun ile roketlerin Rus babası olarak kabul edilen Konstantin Tsiolkovsky’dir. Uzay mekiği Columbia felaketinde ölen astronotlar ve Ay’a ilk ayak basan Neil Armstrong uzay mühendisleriydi. Diğer tanınmış havacılık ve uzay mühendisleri arasında, NASA’nın “Mars Curiosity” projesinin uçuş direktörlüğünü üstlenen Boback Ferdowski ve ilk sivil uzay gemisi olan “SpaceShipOne”ı tasarlayan Burt Rutan bulunmakta.

Havacılık ve Uzay Mühendisi Ne Yapar?

Havacılık ve uzay mühendisleri, uçaklar, uzay araçları, uydular ve füzeler tasarlarlar. Ayrıca, bu mühendisler, hazırlanan planlara göre çalıştıklarından emin olmak için prototipleri test ederler. Araçlar için gerekli parçaları da üretirler. Bu parçalar arasında motorlar, uçak gövdeleri, kanatlar, iniş takımları, kontrol sistemleri ve çeşitli aletler bulunur. Ek olarak, mühendisler aracın ve parçaların gücünün, işlevselliğinin, güvenilirliğinin ve uzun süreli dayanıklılığının testlerini gerçekleştirirler.

Havacılık ve Uzay Mühendisliğindeki Yeni Adımlar

Uçan araçlar, hem atmosferik basınç ve sıcaklıktaki değişikliklerden kaynaklanan koşullar hem de araç bileşenleri üzerine uygulanan yapısal yükler gibi zorlu koşullara maruz kalırlar. Genellikle aerodinamik, itiş sistemleri, havacılık elektroniği (avionik), malzeme bilimi, yapısal analiz ve üretim de dahil olmak üzere çeşitli teknoloji ve mühendislik disiplinlerinin ürünleridirler ve bunlar arasındaki etkileşim ve iletişime gerek duyarlar. Yapılarındaki karmaşıklık ve ilgili disiplinlerin sayısı nedeniyle, havacılık ve uzay mühendisliği işleri, her biri kendi uzmanlık alanına sahip çeşitli mühendis ekipleri tarafından yürütülmekte.

Havacılık ve uzay mühendisliği alanlarındaki, elektrik üretmek için ısı kullanan termoelektrik jeneratörler ve hidrojen gazını elektrik, ısı ve su üretmek amacıyla oksijenle karıştıran hidrojen yakıt hücreleri gibi yeniliklerin çoğu, otomobil teknolojisindeki gelişmelerle de paralel ilerliyor. Yeni geliştirilen beyin dalgalarını uçuş komutlarına dönüştürebilen bir algoritma, zihin kontrollü uçakları gerçeğe dönüştürmek üzere. Bugünün havacılık mühendisleri temel aerodinamik kavramları ile çalışsalar da, ayrıca pistonlu motorlar, turbo destekleri ve jetler gibi bilgilere de sahip olmak zorundalar.

Uzay mühendislerinin, ayrıca iyon sürücülerle birlikte katı ve sıvı yakıtlı roketleri içeren uzay aracı itiş sistemleri gibi ek kavramları da anlamaları gerekiyor. İnsanlı görevler, hava, yiyecek, su, sıcaklık kontrolü ve atık yönetimi için yaşam destek sistemlerini gerektirdiğinden, bu kavramlara da aşina olmalıdırlar. Günümüzdeki havacılık ve uzay mühendisliği, fizik, matematik, aerodinamik ve malzeme biliminde derinlemesine beceri ve kavrayış gerektiriyor. Metal alaşımları, seramikler, polimerler ve kompozitler gibi gelişmiş materyalleri iyi tanımaları, mühendislerin, daha inşa edilmeden önce tasarımların performansını ve arıza koşullarını tahmin edebilmelerini sağlamaktadır.

Giderek daha fazla sayıdaki mühendisler tasarımların hızlı ve kolay hazırlanması, modifikasyonu ve bitmiş parçaların montajlarının 3B görselleştirilmesi için bilgisayar destekli tasarım (CAD) sistemlerini kullanıyor. Bilgisayar simülasyonları, motorların, kanatların, kontrol sistemlerinin sanal testlerini yapmak ve karşılaşabilecekleri tüm olası koşulları öngörmek için zorunlu hale geldi. Aerospace Solutions başkan yardımcısı Robert Yancey’e göre, simülasyon, konsept tasarımların tanımlanmasında büyük bir etkiye sahip. Ayrıca, bilgisayar simülasyonları pilotların ve astronotların karşılaşabileceği hayati tehlikeleri ve başarısız görevlerin maliyetini büyük ölçüde azaltmakta.

Kaynakça:

– Stephen Corda, “Introduction to Aerospace Engineering with a Flight Test Perspective”, (Aerospace Series), Wiley.
– Manuel Soler, “Fundamentals of aerospace engineering”, CreateSpace Independent Publishing Platform.
– Gloria Skurzynski, “This Is Rocket Science: True Stories of the Risk-taking Scientists who Figure Out Ways to Explore Beyond Earth”, National Geographic.

Yazar: Oben Güney Saraçoğlu

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here