Uçak şekillerini belirleyen faktörler nelerdir

Uçağın uçmasında 4 temel kuvvet etkilidir. Bunlar;

Kaldırma (Lift)

İtme (Thrust)

Yer Çekimi (Gravity)

Sürtünme (Drag)

İtme kuvveti ise burun kısmı üzerinden sağlanır. Yani karşıdan gelen havacının etkisini azaltmak ana görevi diyebiliriz. Bu sebeple uçaklarda burun kısmının önemi artıyor.

Dört kuvvetin uçağa etki etme şekilleri, uçağın manevra yapmasını sağlar. Her kuvvetin kendisine karşı çalışan zıt bir kuvveti vardır. Kaldırma kuvveti, ağırlığın tersi çalışır. İtme kuvveti ise sürükleme kuvvetine karşı çalışır. Tüm kuvvetler dengelendiğinde uçak düz bir irtifada uçar. Kaldırma ve itme kuvveti ağırlık ve sürükleme kuvvetinden fazlaysa uçak yükselir. Ancak tam tersi ise uçak alçalır.

İtme (Thrust) Kuvveti

İtme kuvveti, uçağın motoru veya tahrik sistemi tarafından üretilir. İtme yönü uçağın hareket edeceği yönü belirler. Örneğin bir uçaktaki motorlar uçağın gerisine doğru bakar, bu da uçağın itme vektörünün ileriyi göstereceği anlamına gelir. Uçaktaki pervane veya jet motoru tarafından hava içeri çekilir ve ardından ters yönde dışarı itilir. Bu sayede ileri yönlü itme olur.

Kaldırma (Lift) Kuvveti

Kaldırma, uçağın kanatlarının üzerinden geçen havanın hareketiyle meydana gelir. Kısacası bir uçağı havada tutan kuvvettir. Kaldırma kuvvetinin yönü her zaman uçuş yönüne diktir. Bu kuvvetin büyüklüğü ise uçağın şekli, boyutu ve hızı gibi birçok faktöre bağlıdır. Kaldırma kuvvetine zıt kuvvet ise ağırlık kuvvetidir.

Ağırlık (Weight) Kuvveti

Ağırlık kuvveti, yerçekimi nedeniyle daima dünyanın merkezine doğru bir kuvvettir. Bir uçaktaki ağırlığın büyüklüğü tüm uçak parçalarının yanı sıra yakıt, insan ve tüm yükün toplamıdır. Ağırlık tüm uçağa dağılırken, etkisi ağırlık merkezi adı verilen tek bir noktadadır. Ağırlık kuvvetine zıt kuvvet ise kaldırma kuvvetidir.

Sürükleme (Drag) Kuvveti

Sürükleme kuvveti uçağın havaya karşı direncidir. Uçağın hareket yönünün tersine etki eden bir kuvvettir. Uçağı yavaşlatma eğilimindedir. Bu kuvvet sürtünme ve hava basıncındaki farklılıklardan kaynaklanır. Farklı türlerde pek çok sürüklenme türü vardır. Ancak her biri itmeye karşı olan kuvvettir.

Uçakların burnu seyir hızına göre belirlenir ve farklı olmak zorundadır. Sivri olduğunda karşıdan gelen havayla temas eden burun yüzeyi az olduğu için sürtünme kuvvetinin etkisini azaltarak hız kazandırır. Bunlara örnek olarak savaş uçaklarını verebiliriz. Yuvarlak olduğunda ise hızını yuvarlaklığına göre düşürür. Yukarıda bahsettiğimiz gibi 4 temel kuvvetten birine etki ettiği için hızı düşürme potansiyeli de fazladır. Yuvarlak buruna örnek olarak da yolcu uçaklarını verebiliriz, belirli bir hızda seyir etmek istediğinden bu burun şekli daha uygun olmaktadır.

İki tip uçak vardır. Bunlar; ses altı uçaklar yani hızları ses hızının (yaklaşık 1235,5 km/saat) altında olanlar ve süpersonik uçaklar.

Ses altı uçakların burnu yuvarlak olmalıdır çünkü maruz kaldığı havanın şiddeti azalmalıdır. Bunun sebebi ise uçakların gövde kısmının sağlam olmaması. Yuvarlak olduğunda gövdeye gelen havanın şiddetini azaltıyor aslında.

Süpersonik uçaklar ise sivri buruna sahiptir. Gövde, maruz kaldığı hava şiddeti sebebiyle dayanıklı kompozit malzemeden yapılmaktadır. Sivri burunda tek sorun uçağın iniş ve kalkışında pilotların yeri görememesiydi. Daha sonra bu sorun burunların hareket ettirilebilmesiyle çözüldü.

Kanatlar, uçağın gövdesine üstten, ortadan veya alttan olacak şekilde monte edilebilir.

Aşağıdaki maddeler, kanadın monte yerini belirleyen önemli unsurlardandır : • Motorun yeri • Pervane pallerinin uzunluğu • İniş takımlarının yeri • Kısa meydanlara iniş-kalkış performansı Ayrıca, kanatlar önden arkaya doğru bakıldığında aşağı veya yukarı doğru bir eğime sahip olabilirler.

Kanat etrafında dolaşan hava akışı, kanadın alt ve üst yüzeylerinde basınç farkı oluşturarak bir kuvvet üretir. Hava akışına dik olacak şekilde hareket eden bu kuvvete “Taşıma Kuvveti” denir. Bir uçuşun devamlılığı ağırlığa eşit bir taşıma kuvvetinin olması ile mümkündür. Bir kanadın taşıma kuvveti oluşturabilmesi için üst yüzeyindeki basıncın alt yüzeyindeki basınca göre daha küçük olması gerekir. Bu fark ne kadar fazla olursa taşıma kuvveti o kadar büyük olur. Kanat yüzeyleri arasında basınç farkının oluşmasının nedeni kanat etrafındaki havanın hızı ile ilgilidir. Hava hızlandıkça basınç azalır. Kanadın üst yüzeyindeki havanın hızı, alt yüzeyindekine göre daha fazla olduğundan üst yüzeydeki basınç daha düşüktür. Taşıma kuvvetinin, kanadın geometrisiyle, alanıyla, uçuş hızıyla ve havanın yoğunluğuyla ilgili olduğunu da belirtmek gerekir. Örneğin, büyük bir uçağın taşıma kuvveti, küçük bir uçağa göre daha büyüktür çünkü büyük uçağın kanat üst görünüm alanı daha büyüktür ve daha büyük bir taşıma kuvveti üretmektedir.

Kanat profilinin, uçuş hattı veya uçağa gelen izafi rüzgar ile veter çizgisi arasında kalan açıya “Hücum Açısı” denir. Hücum açısının büyüklüğü kanadın taşıma kuvveti ile ilgilidir ve açısı sınırlıdır.