Uçak Havada nasıl Kalır

Bir cismin havada uçabilmesi için uçuş anında cisme çarpan havanın en az cismin ağırlığına
eşit bir taşıma kuvveti meydana getirmesi gerekir.

Uçak kanatı yapısı sayesinde kanadın üstünden daha hızlı hava akışı olur ve bu kısımda basınç düşer. Alt tarafta daha yüksek basınç olduğu için bu basınç farkı uçağın yükselmesini sağlar.
Wright kardeşlerin 17 Aralık 1903’de uçtuğu oldukça hafif “uçan makine” adını verdiği
uçaktan başlayarak, günümüzde tonlarca ağırlığı olan uçakların havada nasıl durduğu, nasıl uçtuğu anlaşılması zor olan bir konu değildir.

Uçuş sırasında uçak dört aerodinamik kuvvetin etkisi altında kalır. Bu kuvvetler; kaldırma
kuvveti, ileri çekici kuvvet, geri sürükleyici kuvvet ve yer çekimi kuvveti(ağırlık)’dır.

Uçuş sırasında uçağı etkileyen dört aerodinamik kuvvet

Kaldırma kuvveti:

Kaldırma kuvveti, uçağın havalanmasını ve havada uçmasını sağlar. Kaldırma kuvvetinin
oluşması, kanatların yapısı ile doğrudan bağlantılıdır.
Kanadın üst bölümü; ön taraftan arkaya doğru azalan oranda kavisli, alt kısmı ise düz bir
yapıya sahiptir. Bu nedenle, üst taraftaki hava akışı, alt tarafa oranla daha fazladır.
Kanadın üst tarafından, alt tarafa göre daha fazla olan hava akışı, oluşturduğu basınç
farkı nedeniyle kaldırma kuvvetini meydana getirir.
Kaldırma kuvvetinin tam olarak oluşması, kanat hücum açısının değiştirilmesi ile mümkün olur.
Kanat hücum açısı arttırıldığında, kaldırma kuvveti ile hava sürati ve geri sürükleyici
kuvvetlerde de değişiklik meydana gelir.

Kanat hücum açısı (Angle of attack)

Kaldırma kuvvetinin meydana gelmesinde hücum açısına ilave olarak; kanat alanı, hava yoğunluğu ve hız da önemli birer etkendir. Bütün bu etkenler aşağıdaki formülde yerini aldığında kaldırma kuvvetinin oluşması daha iyi anlaşılır.

K = Kaldırma Kuvveti
K k= Kaldırma Kuvveti Katsayısı (Havanın direnci ve hücum açısı ile değişir.)
S = Kanat Alanı
P = Hava Yoğunluğu
V2 = Hız Kare (Hız saniyede feet’dir.)

Uçuş seviyesinin korunmasını sağlamak için; uçağın hızı azaldığında hücum açısı küçültülmeli,
uçağın hızı arttığında hücum açısı büyütülmelidir. Diğer bir anlatımla, hücum açısı, uçağın
hızı ile ters orantılıdır.
Ayrıca, kaldırıcı kuvvete yardım eden flaplar kullanılarak, hücum açısı ve hız kontrol
altında tutulur. Kanatların arkasında yer alan flaplar, kanadın üst kısmındaki kavisi
uzattığı için büyük ölçüde kaldırma kuvveti meydana getirir. Bu nedenle, kalkışta ve düşük
hızın gerekli olduğu inişte kullanılan flaplar ile hücum açısı ve hız kontrol altında tutulur
ve düşük hızda uçağın havada uçmasını sağlayan yeterli düzeyde kaldırma kuvveti elde edilmiş
olur.

İleri Çekici Kuvvet:

İleri çekici kuvvet, düzenli ve verimli çalışan motorla sağlanır.
İleri çekici kuvvet, toplam geri sürükleyici kuvveti yenebilmelidir. Düz uçuşta ve sabit
hızda ileri çekici kuvvet, geri sürükleyici kuvvetin toplamına eşittir.
Eğer ileri çekici kuvvet, geri sürükleyici kuvvetten fazla olursa, uçağın hızı, ileri çekici
kuvvet ile geri sürükleyici kuvvet eşit olana kadar artmaya devam eder.

Palleri sabit pervaneler ile palleri küçük açılı olarak ayarlanmış pervaneler, düşük
hızlarda, yüksek devirle istenen ileri çekici kuvveti meydana getirir. Palleri ayarlanan
pervanelerde, yakıtın harcanmasında ekonomi sağlamak için, seyahat hızında büyük açı ve
düşük devir kullanılarak gerekli olan ileri çekici kuvvet elde edilir.

Motorun gücü ile ileri çekici kuvvet birbirine eşit değildir. Geri sürükleyici kuvveti yenen
veya dengeleyen ileri çekici kuvvet, motordan aldığı güç ile dönen pervane tarafından
meydana getirilir.

Geri Sürükleyici Kuvvet:

Uçak havalandığında, iki ayrı geri sürükleyici kuvvetin birleşmesinden oluşmuş, toplam geri
sürükleyici kuvvetin etkisi altına girer.

Birinci geri sürükleyici kuvvet:



Kanat hücum açısı arttırıldığında, kanadın üst ve alt kısmından farklı oranlarda geçen hava,
kanadın sonunda geri sürükleyici bir kuvvet meydana getirir. Buna ek olarak, kuyruk ve
gövdede de benzer şekilde geri sürükleyici bir kuvvet meydana gelir. Bu şekilde meydana
gelen geri sürükleyici kuvvet, hava sürati ve hücum açısının değerlerine bağlı olarak
değişir. Kanatlarda kaldırma kuvveti oluşmaya başladığında, geri sürükleyici kuvvet de
oluşmaya başlar.

İkinci geri sürükleyici kuvvet:

Gövdenin dışında bulunan iniş takımı/tekerlekler, radyo anteni ve benzeri parçaların hava
içinde meydana getirdiği direnç nedeni ile oluşur. Uçağın bu tür parçalarına aerodinamik
şekil verilerek, geri sürükleyici kuvvetin mümkün olan en alt düzeyde oluşması sağlanır.

Kanatlarda meydana gelen geri sürükleyici kuvvetin, hız arttığında azalmasına karşın,
gövdenin dışında yer alan parçaların meydana getirdiği geri sürükleyici kuvvet artar.
İki farklı şekilde meydana gelen geri sürükleyici kuvvet birlikte toplam geri sürükleyici
kuvveti meydana getirir.



Yerçekimi kuvveti (ağırlık):

Yerçekimi kuvveti veya ağırlık, uçağı etkileyen dört kuvvetten, herkes tarafından en fazla
bilinenidir. Yerçekiminden kaynaklanan uçağın ağırlığı (1 G) olarak tanımlanır. Normal
şartlarda “1 G” olan bu oluşum, uçağın yukarı doğru yaptığı hareketlerde hücum açısıyla
orantılı olarak artar.
Bu nedenle, uçak üretilirken, yük ve kullanma limitleri göz önünde tutularak gerekli
hesaplamalar yapılır ve kanat ile gövdenin uçuştaki dayanıklılığı sağlanmış olur.

Posted in: Bilim-Teknoloji