fizik

ana

özel dosyalar

Ucaklar ve kuşlar

Yazar fizik

Cuma, 05 Ekim 2007

Uçan hayvan ve cisimlerle alâkalı en önemli unsur "aerodinamik"* ve buna bağlı uçuş tekniğidir. Hava ile sürtünmenin ve havanın gövde veya kanatlara yaptığı basıncın en aza indirilmesi mükemmel bir aerodinamik yapıyı gerektirmektedir. İlim adamları yıllar önce en mükemmel aerodinamik şeklin yağmur damlası olduğu fikrinde birleşmişler ve bütün vasıtaları bu şekle benzeterek maksimum hız elde etme yoluna gitmişlerdir. Fakat bu şekilde bir tatbikatdan istenilen netice elde edilememiş, daha doğrusu bu şekli tamamen uygulayıp hava direncini yenme başarısı gösterilememiştir. Günümüzün en hızlı uçaklarına baktığımızda da bu şekli pek göremiyoruz. Çünkü uçaklarda hava direnci ve kanat yüklenmesi ancak kuşlara benzetilerek azaltılabilmiştir. Kuşun aerodinamik yapısı incelenerek uçaklara tatbik edilmesi neticesi günümüzde çok yüksek hızlara ve hava akrobasisi dalında insanı hayrete düşürecek tekniklere ulaşılmıştır.

Aslında, uçan hayvanlarla mukayese edildiğinde, son tekniklerle elde edilen uçak şekillerinin dahi bunlardan çok geri olduğu görülecektir.

Bugünün en modern uçakları sayılan: F-15 Eagle (Kartal), F-16, F-18 Hornet (Çekirge), SR-71 Karakuş, F-4 Phantom (Hayalet).. ve diğerlerini incelediğimizde, bu uçakların bir kuşa nazaran çok hantal ve ağır olduğunu görmekteyiz. Bunların kabiliyetleri de aslında çok düşüktür; bir sinek bunlardan çok üstün bir manevra kabiliyeti göstermektedir. Halbuki bizler akrobasi yapan bir uçak gördüğümüzde ona hayran kalırız. Ayni zamanda dik ve başaşağı uçuşta pilotlar, sıhhi açıdan da çok zorlanmaktadırlar. Tabii bu da, yüksek ve ani basınç değişmelerinin tesiriyle olmaktadır. Oysa kuşlarda öyle bir aerodinamik yapı vardır ki, vücutlarına tesir eden hava basıncı, kanat ve gövdelerindeki tüyler aralarındaki hava boşluklarıyla azaltılmaktadır. Ayrıca değişken kuyruk tüyleri sayesinde yukarı - aşağı, sağa- sola ani dönüşler yapabilir ve takla atabilirler. Ani yükselme ve alçalma riskleri yok denecek kadar azdır. Uçak dizaynındaki en büyük problemlerden biri de süzülme ve motor çalışmaz durumda iken yere iniştir. Kuşların böyle bir derdi yoktur.Belirli bir irtifada kanat çırpmayı bırakıp,süzülerek uzun mesafeler katedebilir ve iniş yapabilirler. Planörlerin çalışma esası da budur. Havacılık tarihine geçen en önemli bir gelişme de (V/STOL) dikine iniş ve kalkış yapabilen uçakların imâlidir. Bu uçakların çalışma prensipleri diğerleriyle aynıdır. Sadece itme sağlayan "motor gücü", eksoz nozullarının (eksoz çıkış kısmı) "değişken" yapılması ile kalkış ve inişlerde yere doğru, düz uçuşlarda arkaya doğru yönlendirilmektedir. Oysa bu işi birçok uçan hayvan asırlardır yapmaktadır. Meselâ, arılar belirli bir mesafeye dik olarak yükselir, sonra düz uçuşa geçerler.

Uçan canlı ve teknik yapıların, uçuşlarında en müessir faktörlerden biri de kanatlarıdır. Kuş kanatlarını inceliyecek olursanız, ileri, geri "değişken" çok açılı kanat tiplerinin yüzlerce şeklini görmeniz mümkündür. Kuş kanatlarının en büyük hususiyetlerinden biri de yelpaze gibi açılıp kapanabilen ve bu sayede de çeşitli uçuş avantajları sağlayabilen tipte olmalarıdır. Bu şekil de uçak mühendislerine ilham kaynağı olmuş ve; F-14, F-18, MİG-25... gibi uçaklarda tatbik ederek yüksek performans (güç) elde etmişlerdir. Bir başka yenilik de "ileri ok açılı" kanat projesidir. Günümüz ilminin ancak ulaşabildiği bu teknik, yaratılışlarından kuşlara bahşedilmiştir. İşte asıl mimarın sanatındaki orjinalliği gören yapımcılar kolları sıvamış ve 15 dereceye varan ileri ok açılı uçak tecrübelerinde üstün başarı kazanarak, imâlat safhasına geçmek için hazırlıklara başlamışlardır.

Yukarıda kuşların kanatlarında hava ile dolan boşluklar olduğunu belirtmiştik, bu da hava direncini önemli ölçüde azaltmaktaydı. Aynı sistemi bir Boing-747 modelinde; kanatlara küçük küçük binlerce delik açarak uygulayan yapımcılar daha ilk rüzgar tüneli modellerinde, bu sistemin yepyeni bir aerodinamik teknik olduğunda fikir birliği etmişler ve yeni imâl edecekleri uçaklarını bu sistemle donatmaya karar vermişlerdir. İdealleri kuşların ve u-çan diğer canlıların uçuş tekniğine ulaşmak olan uçak mühendisleri, henüz işin basında olduklarını çok iyi bilmektedirler.