Yüzlerce Tonluk Uçaklar Nasıl Uçabiliyor?
hava dediğimiz şey boşluktan ibaret değil. onun da bir miktarı, yoğunluğu vs. var. işte biz bunu yerimizde otururken fark edemiyoruz ve bu bakımdan uçakların uçabilmesi bize çok tuhaf ve karmaşık gelebiliyor. fakat haraket halindeki bir taşıttan elimizi veya kafamızı çıkardığımızda hissettiğimiz şey, hava taneciklerinin de bir kütlesi olduğu ve bunun bir kuvvet oluşturabileceği.
konumuza geri dönersek; uçağın uçmasını sağlayan yegane şey, uçağın havada tutunabilmesi
havada tutunabilmesini sağlayan ise, kanatlarındaki aerofil (su damlacığı şeklindeki) yapıdır. tabi bu yapı uçağın kanat profilinde simetrik değildir. şu şekildedir:
kanadın üst tarafı daha bombelidir. bunun sebebi, havanın kanadın üst tarafında daha uzun yol kat etmesini ve hızının artmasını sağlamak. hızı artarsa basıncı azalır. (bkz: bernoulli prensibi)
aynı şekilde, kanadın alt tarafındaki hava akışı, kanadın üstündeki hava akışına göre daha yavaş ama basınç daha fazladır. işte bu basınç farkı kanat alt yüzeyinde daha fazla olduğu için, kanadın alt tarafından yukarı doğru bir kuvvet doğar. bu kuvvet ingilizce lift (taşıma kuvveti) diye tabir edilen kuvvettir. bu kuvvet sayesinde uçaklar havada tutunabilir.
taşıma kuvvetine etki eden başlıca parametreler. havanın hızı, havanın yoğunuğu, kanat alanı ve taşıma katsayısıdır. fazla formülasyon olduğu için taşıma kuvvetinin detaylarına girmiyorum. (detaylı bilgi için)
uçağa etki eden dört kuvvet vardır:
- lift (taşıma kuvveti) yukarı yönlü
- weight (ağırlık) aşağı yönlü
- thrust (itki) ileri yönlü
- drag (sürükleme) geri yönlü
taşıma kuvveti ve ağırlık zıt yönlüdür. taşıma kuvveti ağırlık kuvvetinden fazla olduğu zaman havada tutunma başlar. zira itki ile sürükleme kuvvetleri de zıt yönlüdür. uçakta sürükleme kuvveti istenmeyen bir şeydir (ama her zaman değil). sebebi ise eğer sürükleme fazla olursa, bizim yakıt maliyetimiz artacak. yukarıda bahsettiğim aerofil yapı çok önemli. çünkü aerofil (su damlacığı şeklinde) yapı en az sürükleme oluşturan yapıdır. bu profil uçağın sadece kanatlarında değil, hemen hemen bütün kısımlarında mevcut. örneğin, uçağın kuyruk kısımlarını oluşturan yatay stabilize ve dikey stabilize de aerofil yapıdadır. hatta ve hatta uçağın gövdesi de aerofil yapıdadır.
peki bize sürükleme kuvveti ne zaman lazım? uçak ineceği ve pistte durması gereken zamanda. uçağın kanat profil yapısı flap/slat denilen mekaniki yapılar ile uzatılabilir ve genişletilebilir. peki bu bize ne sağlar? kanat profili geriye doğru daha uzun ve kavisli ise, bu bize daha fazla taşıma kuvveti ve daha fazla sürükleme kuvveti sağlar. örneğin; uçaklar havalanacağı zaman düşük derecede flap açılır. sebebi, kalkış için taşıma kuvvetini arttırmam lazım ama sürükleme kuvvetinin de çok fazla olmasını istemiyorum. sonuçta sürükleme kuvveti ve ağırlık, bizim havada tutunmamıza ve ivmelenmemize negatif etki eden kuvvetler. bunun için düşük derecede açılan flaplar kalkış için idealdir.
peki iniş nasıl olur derseniz? inişte ise, artık yüksek hız istemiyoruz. bunun için kanadın aerofil yapısını artık frenleme etkisi yapacak şekilde sürükleme kuvvetinin en fazla olacağı konuma eviriyoruz. yüksek derecede flap açarsak, kanadın eğriliği artık maksimuma ulaşır. bu noktada artık kanatta taşıma kuvvetinden ziyade sürükleme kuvvetinin etkisi daha fazla olacagı için, uçağın hızında bir yavaşlama olur ve uçak yavaşca süzülerek bir alcalma gerçekleştirir. bu yüksek derece flap açarak, kanat yüzey alanını genişletmeyi, kuşların bir yere konarken kanatlarını full açmasına benzetebiliriz. kuşlarda aynı şekilde yavaşça bir yere konakken kanatlarını açarlar.
ingilizcedeki lift dediğiniz, uçağın uçmasını sağlayan kaldırma kuvveti değil, taşıma kuvvetidir. normalde havanın veya suyun da kaldırma kuvveti var ama örneğin havanın kaldırma kuvveti sizin uçmanızı sağlamaz. havanın kaldırma kuvveti siz stabilken de size etki eder ama taşıma kuvvetinin oluşması için yukarıda bahsettiğim bazı koşullar gereklidir. örneğin hız gibi...
ek bilgi: uçakların motorları, uçağın ivmelenmesine etki eder. her iki motoru durmuş bir uçak, süzülerek (planör uçuşu) yakın bir meydana inebilir. tabii ivmelenme olmadığı için hızlı ve uzak bir mesafe uçuş olmaz. siz yine de motorsuz uçmayın.
Uçaklar Neden Tibet'in Üzerinden Uçmaz veya Uçmak İstemez?
