Günümüz yolcu taşımacılığının en güvenilir ve vazgeçilmez seçeneklerinden biri olan havayolu taşımacılığı günbegün değişmekte ve ilerleyen teknoloji sayesinde dur durak bilmeyen gelişmeler göstermekte, havayolu taşımacılığına ucu bucağı olmayan yatırımlar yapılmaktadır. Şüphesiz ki havayolu taşımacılığında, yolcu güvenliği, ucuş maliyeti, gelirlerin maksimize edilmesi, yolcu rahatlığı vb. birçok konuda ARGE çalışmaları yapılıp bunlar öncelikle simulasyonlarda denendikten sonra gerçek hayata entegre edilmeye çalışılmaktadır.

Pek çoğumuz uçağa bindiğimizde ya da cam kenarına oturduğumuzda bazı uçakların kanatlarının ucunda yukarı doğru kıvrımlar olduğunu fark etmişizdir. İşte bu yazıda bu tasarımın sebeplerinden bahsetmek istedim.

uçak kanatı

Öncelikle konuya basit fizik kurallarının gerekliliklerinden başlayacak olursak

Uçuş sırasında, uçakların kanat altında yüksek, kanat üstlerinde ise alçak basınç oluşmaktadır. Kanadın alt ve üstündeki basınç farkı, kanatların uç kısmında bir girdaba sebep vermektedir. Türkçe’de ”kanat ucu girdabı”, İngilizce’de ”wingtip vortex” denilen bu girdaplar, kanat altı yüksek basıncının, kanat üstü alçak basınç tarafına kayma eğilimiyle oluşur ve fizik kuralları gereği düz bir kanat için bu girdapların uçaktaki yüksek etkisi kaçınılmazdır.

alçak yüksek basınç

Alçak ve yüksek basınç arasındaki akımlar, kanat altı basıncının azalıp kanat üstü basıncının artmasına sebep olmakta ve uçağın kaldırma gücünün ve kaldırabileceği ağırlığın azalmasına, daha fazla güç sarfetmesine, ve türbülansın daha fazla hissedilmesine neden olmaktaydı. Ta ki Boeing şirketi ürettiği 737 modelinin kanatlarının uçlarına kıvrımlar eklemeye başlayana kadar. İlk olarak 737 modelinin kanatlarına eklenen bu kıvrımlar, diğer bir deyişle ‘winglet’ler, kanat aşağısından yukarısına akmaya çalışan basıncın değişimini ve girdap oluşumuyla birlikte ortaya çıkan kaldırma kuvveti azalışını en az seviyeye indirmektedir. Yani, kanat uçlarında oluşan girdabın gücünü azaltarak uçağın kanat altı yüksek basıncını koruyup havada tutunmasını daha kolay hale getirmektedir.

Wingtip Vortex

Wingletlerin 737 modeline eklenmesi sürecinde önemli olan bir nokta,

Üretim aşamasında wingletlerin öyle basit bir işlem ile kanat uçlarına eklenemeyeceği noktasıdır. Kıvrımlar kanatlara eklenirken eğim açısı ve yüzey büyüklüğü o kadar ince ve detaylı hesaplanmalı ki ortaya çıkan sürtünme kuvveti potansiyel kazancı engellememelidir. Bu hesaplamalar, lisede, üniversitedeki derslerimizde ”Yaa bu tanjantlar, sinüsler, kosinüsler hayatta nerede işimize yarayacak?” sorularımıza, bize bir tokat gibi cevap veriyor aslında. Çünkü kullanım alanlarından birisi de hiç şüphesiz uçak wingletleri üretim aşamasıdır.

Sanırım, Boeing mühendisleri her zaman olduğu gibi yine bir alkışı hak ediyor bu noktada. Hak ediyor ki, mühendislerin bu aerodinamik zeka başarısı ve wingletlerin  737’lerde kullanılmaya başlanmasıyla, havayolu firmaları Boeing 737 uçuşlarının her birinde yaklaşık 200-250 km menzil artışı, yaklaşık 400 kg taşıma kapasitesi artışı ve 100-140 km hız artışı sağladı. Bu verimliliğin sağlanmasıyla çevreye gaz salınımı da böylece azaltılmış oldu. Ama tabi ki bunu geliştirmedeki temel amaç çevre duyarlılığı değildi. “Bakın burası çok önemli!”. Buradaki temel amaç tabii ki uçuş maliyetlerinden tasarruf sağlamaktı! Wingletlerin uçaklarda kullanılmaya başlanmasıyla havayollarının uçuş başı yaptığı yakıt tasarrufu, uçağın modeline ve uçtuğu rotaya göre değişmekle birlikte %10’a kadar çıkabilmektedir. Bu bir havayolu şirketi için yıllık milyonlarca dolar tasarruf demektir. Ayrıca wingletlerin uçaklarda kullanılmaya başlanmasıyla yakıt tasarrufunun yanısıra, uçaklardaki türbulans da önemli ölçüde azaltılmış ve kanat dayanıklılığı da arttırılmıştır. Modelden modele değişmekle birlikte uçağın kalkış ağırlığı 0-3 ton arasında oynama göstermiştir.

Boeing kendi uçakları için bu geliştirmeyi yaparken peki Airbus bu teknolijinin neresinde kalmıştı diye sorarsanız, tabii ki Airbus mühendisleri de işin gerisinde kalmadı ve ‘Eyy Boeing, wingletleri sizden öğrenecek değiliz.’ diyerek, kendi uçaklarına bu kıvrımları eklemeye başladı ve ismini de Sharklet koydu. İsmini sharklet koymasının sebebi ise aslında Boeing’in wingletleri üretirken köpekbalığı yüzgeçlerinden esinlenmiş olmasından kaynaklıydı.

Sonuç olarak uçağın penceresinden bakıp kanatta gördüğümüz ufak kıvrımlar aslında bir estetik dizayn değil tüm havayolu şirketleri için büyük önem taşıyan detaylardan sadece biridir.

Yazar: Amor Fati

İlgili

mutlak kulak

Mutlak Kulak Nedir?

1 neVqXYZxXXt WkDCCSltUA scaled

Tarihe Yön Veren Kadınlar: Ada Lovelace

Altın aramacılığı ve siyanür

robert-hooke

İngiliz Leonardo Da Vinci: Robert Hooke

haberler-psikoloji

Haberlere Sürekli Maruz Kalmanın Psikolojimize Olumsuz Etkisi