Uçuş Denetimleri ve Havacılık Terimleri

'' İlk Bölüm ''




Uçuş Denetimleri

Uçuş denetimleri ya da kumanda yüzeyleri, pilota uçağın uçuş yönü, doğrultusu ve şeklini denetleyebilme yetisi sağlayan uçak parçalarının genel adıdır.
İlk uçaklar; yerden havalanabilmekte, fakat etkin bir şekilde denetlenememekteydiler. Uçuş denetleyicilerinin ilerlemesi, uçağın icat edilişinden sonra görülmüştür. Bu metin, sabit kanatlı konvensiyonel yapılandırmaya sahip uçaklarda uçuş denetleyicilerini anlatmaktadır. Çünkü helikopter, cayrokopter gibi diğer hava araçlarının denetim birimleri daha farklı çalışmaktadırlar.


Hareket Eksenleri

Uçaklar, uçağın ağırlık merkezinde kesişen ve birbirine dik olan üç eksende serbestçe hareket edebilmektedirler. Bir uçağın pilot tarafından denetlenebilmesi için bu üç eksene de hakim olması gerekmektedir.


Dikey Eksen

Dikey eksen uçağın tepesinden tabanına inen eksendir. Bu eksen etrafındaki harekete sapma hareketi denir. Sapma hareketi uçağın burnunu sağa ya da sola hareket ettirmektir. Sapma hareketini sağlayan temel kontrol yüzeyi dümendir(rudder). Yatırgaçlar da (aileron) bu eksende harekete ikincil bir etkide bulunabilirler.




Uzunlamasına Eksen

Uçağın burnundan kuyruğuna uzanan eksendir. Bu eksen etrafında gerçekleştirilen harekete yuvarlanma ya da yatma denir. Yatma hareketi uçağın yere göre olan düzlemsel açısını değiştirir. Pilot tarafından bu hareket yatırgaçlarca kontrol edilir. Yatırgaçlar birbirlerine ters çalışarak bir kanatta taşımayı arttırırken, diğer kanatta taşımayı düşürür. Böylece yatma hareketi meydana gelir.




Yanal Eksen

Yanal eksen, bir kanat ucundan diğer kanat ucuna uzanan eksendir. Bu eksen etrafındaki harekete yunuslama denir. Yunuslama uçağın hücum açısının değişmesidir. İrtifa dümeni (elevator) bu hareketin temel kontrol yüzeyidir.
Tüm bu eksenlerin uçağın konumu referans alındığında sabit olduğu ama Dünya eksenine göre sürekli değiştiği de göz ardı edilmemelidir. Örneğin bir uçağın sol kanadı yeri gösterecek bir pozisyonda uçuşunu sürdürdüğü düşünüşdüğünde düşey ekseni yere paralel, yanal ekseni ise yere dik bir hale gelmiş olur.


Temel Kontrol Yüzeyleri


Sabit kanatlı bir uçak için temel kontrol yüzeyleri, bu yüzeylerin akışa karşı durup onu bozması ve böylece yüksek basınçlı bir bölge oluşturma prensibiyle çalışırlar. Kontrol yüzeylerinin çalıştığı durumlarda uçağın iki zıt tarafındaki basınç simetrisi bozulur ve bu da hareketi sağlar.


Yatırgaçlar

Yatırgaçlar (Aileron) kanat uçlarının firar kenarına yerleştirilirler ve birbirlerine zıt yönde çalışırlar. Pilot, levyeyi sola eğdiğinde soldaki yatırgaç kalkar, sağdaki yatırgaç ise iner. Sağdaki kanatta hem kamburluk arttığı için sirkülasyonun şiddeti artar ve uçak sola yatar. Yatırgaçlar sıfır konuma gelmediği müddetçe uçak yuvarlanma hareketi yapmaya devam eder.


İrtifa Dümeni

İrtifa dümeni (Elevator) yatay dengeleyici art kenarına dengeleyicinin çeşidine göre bir ya da karşılıklı iki adet yerleştirilir. Pilot levyeyi geriye çektiğinde irtifa dümeni yukarı hareket eder. Bu da yatay dengeleyici üzerinde bir yüksek basınç bölgesi oluşturur ve uçak burun yukarı moment elde eder. Bu moment uçağın burnunu kaldırır. Levye ileri itildiğinde ise tersi gerçekleşir. İrtifa dümeni sıfır konuma gelmediği müddetçe uçak yunuslama hareketine devam eder.


Dümen

Dümen (rudder), genellikle kuyruğun art kenarına yerleştirilir. Pilot sol pedala bastığında Yüzgeç sola döner ve Yüzgeç üzerinde bir yüksek basınç bölgesi oluşur. Yüzgeç sıfır seviyeye gelmedikçe uçak sapma hareketine devam eder.



'' 2. Bölüm ''


Uçuş Denetimlerinin İkincil Etkileri






Yatırgaç

Yatırgaçların ana görevi yuvarlanma hareketini sağlamaktır; zira taşımanın arttığı kanatta taşımaya bağlı olan indüklenmiş sürükleme de artmaktadır. Bu yüzden bir kanatta taşıma artıp, diğerinde azalırken taşımanın arttığı kanatta sürükleme de artmakta, diğerinde ise azalmaktadır. Bu yüzden yatırgaçlar ters bir sapma hareketine sebep olurlar. Bu ters sapma çoğu zaman küçük ölçüde gerçekleşse de planör gibi kanat açıklığı büyük olan küçük ve hafif uçaklarda önemli etkiler yaratabilir. Bazı gelişmiş uçaklarda diferansiyelli yatırgaçlarla bu etki yok edilmektedir.


Yüzgeç

Yüzgeçten dolayı sapma hareketi meydana geldiğinde bir kanadın çizgisel hızı diğerinden yüksek olduğundan hızlı kanatta taşıma artar. Bu yüzden ufak çaplı bir yalpa hareketi de meydana gelir. Yüzgeç ve yatırgaçların bu etkileşimli çalışmaları küçük uçaklarda büyük etkiler yarattığından genelde yatırgaç ve yüzgeç birlikte kullanılır.


Uçağı Döndürmek

Yerde ya da suda hareket edenlerin aksine uçaklarda üçüncü bir boyut bulunmaktadır. Uçak bu boyuttaki hareketini korumak için sürekli taşıma kuvvetine muhtaçtır. Dönüşler sırasında bu taşıma kuvveti de kanat düzleminde kalmak suretiyle yer değiştirir. Bu yüzden kritik bir yatış açısı sözkonusudur. Bir çok uçakta kritik yatış açısı 60 derecedir. Bu kritik açı geçildiğinde tutunma kaybı gerçekleşir. Özellikle ticari uçaklarda kritik yatış açısı uçuş güvenliği açısından çok önemlidir. Akrobasi uçakları ve askeri uçaklar görevleri sebebiyle kritik yatış açısını dikkate almak durumunda kalmayabilirler.



'' 3. Bölüm ''


Ana Kontrol Yüzeyleri


Uçaklar konfigürasyonlarına göre farklı çeşitlerde ana kontrol yüzeylerine sahip olabilirler. Örneğin uçan kanat konfigürasyonuna sahip uçaklarda irtifa dümeni kanatta yer alırken, kanart konfigürasyonunda bu görevi kontrol kanartları üstlenebilir. Bir çok sesüstü uçağın kuyruğunun tamamı dümen görevini görebilir. Ya da V kuyruklu uçaklarda irtifa dümeni ve dümen görevini gören kombine bir kontrol yüzeyiyle karşılaşılabilir. Delta kanatlarda ise irtifa dümeni ve yatırgaçların görevini aynı kontrol yüzeyinin gördüğüne rastlanabilir.


İkincil Kontrol Yüzeyleri


İnce Ayar

İnce ayar (Trim) kontrolleri, pilota sürükleme ve taşıma kuvvetlerini dengeleme olanağı sağlar.




İrtifa Dümeni İnce Ayarı

İrtifa dümeni ince ayarı, uçağın istenilen hücum açısında seyretmesini sağlar. Pilot, irtifa dümenini belli bir açıda tutarak, o anki hava hızına bağlı oluşan burun yukarı ya da burun aşağı momentini dengelemeye çalışır. Bu yüzden uçak hızı her değiştiğinde yeni bir irtifa dümeni ince ayarı yapılması gerekir.

Kontrol Kornası

Kontrol kornası, pilotun emriyle kontrol yüzeyine gelen hidrolik hareketin kontrol yüzeyinde gereğinden fazla ya da ani değişikliği engelleme görevini üstlenir.


Yay İnce Ayarı

Pilotun levye ile gönderdiği emri kontrol yüzeyini hareket ettirecek şekilde, mekanik bir yay aracılığı ile arttıran bileşendir.


Yüzgeç ve Yatırgaç İnce Ayarı

Yüzgeç ve yatırgaç ince ayarı uzun süreli dönüşlerde yer çekiminin tek taraflı etkisinin karşılanmasında ya da yana kaymaların meydana getireceği olumsuz etkileri etkisiz hale getirmede işe yarar. Yine uçağın bir tarafının bir gerekçe ile daha ağır olması halinde bu ince ayarlar kullanılabilir.


Diğer Kontroller


Ters Flaplar

Taşıma/sürükleme oranının çok yüksek olduğu uçaklarda taşımanın azaltılması için ters flaplar kullanılabilir. (Örneğin denize inebilen uçaklarda ters flaplara rastlanır)


Flaplar

Flaplar; uçakların genellikle hücum kenarı, bazen de firar kenarında bulunan; kanat kamburluğunu arttırarak sirkülasyon kuvvetini de arttıran, bu sayede kanadın taşıma kapasitesini yükselten bileşenlerdir.



( düz bir flap örneği )


Slatlar

Hücum kenarında yer alan flaplar olarak da adlandırılabilir. Kanat kamburluğunu etkili bir şekilde arttırmaya yarar. Kısa mesafede kalkış gerçekleştirebilen uçaklarda kalkış esnasında açılır.



4.Bölüm


Aerodinamik


Aerodinamik Merkez

Akışkan içerisinde hareket eden ya da yüzeylerinden akışkan hareketine maruz kalan bir kanat profilinin aerodinamik merkezi, burun yukarı momentinin hücum açısı değişse de sabit kalan noktasıdır. Simetrik profiller için hücum kenarından çeyrek veter uzaklıktadır. Bu noktaya çeyrek veter noktası denir.

Simetrik olmayan profiller için deneysel verilerden faydalanılır ya da yaklaşık değerler alınır.


Basınç Merkezi


Basınç merkezi, bir cisme uygulanan ancak moment oluşturmayan tüm kuvvetlerin bileşkesinin geçtiği noktaya denir. Cismin değişik yüzeylerine uygulanan kuvvetlerin bilşkesinin cismin içinden geçtiği noktadır. Matematiksel olarak bir cismin üzerindeki net kuvvetin bu nokta üzerinde yer aldığı söylenebilir. Ancak pratikte böyle bir şey olası değildir çünkü cisme uygulanan kuvvetlerin tamamının sıfır moment uygulaması gerçekçi değildir. Nasıl ki ağırlık merkezi, tüm ağırlığın bulunduğu tek nokta olarak kabul ediliyorsa, basınç merkezi de aynı şekilde tüm basıncın etkidiği bir nokta olarak düşünülebilir.

Havacılık ile ilgisi

Bir kanat profili üzerindeki basınç merkezi, bir uçağın kanadının aerodinamik merkezinde yer alan taşıma merkezinden farklıdır. Ancak; aerodinamik merkez, burun yukarı momentinin hücum açısıyla sabit olduğu yerdedir.

Belli bir hücum açısında kanadın alt ve üst yüzeyleri farklı basınç merkezlerine sahiptir. Düşük bir hücum açısında, üst ve alt yüzeyler düşük basınca maruz kalacaklardır. Üst yüzeyin basınç merkezi yukarı doğru bir kuvvet oluştururken aşağı yüzeyin basınç merkezi aşağı doğru bir kuvvet oluşturacaktır.

Yüksek hücum açısında, üst yüzey üzerindeki havaya oranla çok düşük bir basınca sahip olurken alt yüzey ise daha yüksek bir basınçla karşılaşacaktır. Bir kanat profili tarafından herhangi bir hücum açısında yaratılan net yukarı kuvvete 'taşıma denir ve hucum açısının değerinden bağımsız olarak profil üzerindeki uygulama noktası sabittir.


Coanda Etkisi


Coanda etkisi, hızla ilerleyen hava akımının doğru bir yol izlemek yerine, yakınındaki bir düzeye yapışarak, düzeyin eğimlerini izleyerek ilerlemesi olayıdır.

Bu fiziksel olaya, olayı ilk saptayan Romanyalı buluşçu Henri Coanda'nın adından esinlenerek Coanda etkisi denir. Henri Coanda konuyla, 1910'da kendi tasarladığı uçak ilkörneğinin (prototipinin) bu olay yüzünden düşmesiyle ilgilenmiştir.

Bu etkinin en yaygın uygulaması havacılıktadır. Uçak kanatlarında inerken ve durmak için aşağıya, kalkışta da yukarıya bükülen kanatçıklar bu etki temel alınarak tasarlanmıştır.





Dümen

Dümen, deniz ve hava taşıtlarının sapma hareketini gerçekleştirmesine yarayan, dikey stabilize üzerindeki kumanda yüzeyi. Hidrolik ve joystick olmak üzere iki tür dümen vardır.




Çalışma Prensibi

Dümen (rudder), genellikle kuyruğun art kenarına yerleştirilir. Pilot sol pedala bastığında dümen sola döner ve dümen üzerinde bir yüksek basınç bölgesi oluşur. Dümen sıfır seviyeye gelmedikçe (nötrlenmedikçe) uçak sapma hareketine devam eder. Bazı uçaklarda dümen üzerinde trim tab bulunur.

İkincil Etkileri

Yalnız dümenin uçakta meydana getirdiği ikinci bir etki daha vardır. Dümenden dolayı sapma hareketi meydana geldiğinde bir kanadın sahip olduğu hız çizgisel hız diğerininkinden yüksek olduğundan hızlı kanatta daha fazla taşıma elde edilir. Bu yüzden ufak çaplı bir yuvarlanma hareketi de meydana gelir. Dümen ve yatırgaçların bu etkileşimli çalışmaları küçük uçaklarda büyük etkiler yarattığından genelde yatırgaç ve dümen birlikte kullanılır. Yine otomatik pilota sahip uçuş araçlarında bu etkiye rastlanmaz.


Firar Kenarı

Uçaklarda kanat üzerinden akan havanın kanadı terkettiği kenara, yani art kenara verilen isimdir. Flap (Kanatçık) gibi bileşenler firar kenarı üzerinde yer alır.


Hipersonik

Hipersonik, 5 Mach ya da daha yüksek hızlar için kullanılır. (1 Mach 15 santigrat derecede yere yakın yerlerde yaklaşık 1225 km/sa'tir.) Ayrıca 5 mach ve üzeri hızlarda uçmak için tasarlanmış uçaklara hipersonik uçaklar denir. X-15 bunlara örnektir. Bugüne kadar yapılan araçların tamamı deneyseldir.


Hücum Kenarı

Uçaklarda kanadın hava ile buluştuğu kenara verilen isimdir.


Kalkış Mesafesi

Kalkış mesafesi, uçakların tekerlerinin yerden kesilmesi için gereken pist uzunluğuna verilen isimdir.


Bağlı olduğu özellikler

Kalkış mesafesi hesabı, uçağın motorunun tam güç çalıştığı ve flap seviyelerinin kalkış seviyesinde olduğu halde yapılır. Uçağın ne kadar süre yerde hareket ettikten sonra kalkışa başlayacağı uçağın tüm özelliklere bağlı bir tasarım parametresidir. Örneğin, bir uçağa aynı ağırlıkta daha güçlü bir motor takıldığı zaman kanatların uçağı kaldıracağı hıza daha kısa bir mesafede ulaşılabilir. Ya da uçağın o anki ağırlığı kalkış mesafesine etki eder. Zira bir tasarım parametresi olduğundan uçağın ağırlık, sürükleme ve kaldırmasına etkiyecek her türlü değişiklik bu parametreyi de değiştirecektir.

Bunun haricinde pistin ne kadar kusursuz olduğu, içinde bulunulan hava koşulları, pistin bulunduğu yerin rakımı, rüzgarın yönü gibi dış etkenler kalkış mesafesini etkiler.


Kalkış

Kalkış, uçak kanatlarının uçağın ağırlığını dengeleyecek bir kuvveti ürettiği anda gerçekleşir. Simetrik olmayan kanat profillerinde pilotun herhangi bir müdahelesine gerek yoktur. Simetrik olmayan profillerde ise taşıma kuvveti hücum açısı verilmesi ile ortaya çıktığından pilotun irtifa dümeni ya da diğer uçuş denetimlerinden birini kullanması gerekebilir. Kalkış esnasında gereğinden önce hücum açısı vermek ya da gereğinden önce kalkmaya çalışmak tutunma kaybına sebep olabilir.


Kanatçık


Kanatçık veya yatırgaç (İngilizce: aileron), uçaklarda yuvarlanma/yatma hareketinin gerçekleşmesini sağlayan kumanda yüzeyi.
Uçağın uçuş sırasındaki tüm hareketleri uçak üzerindeki basınç dağılımına bağlıdır. Sabit kanatlı bir uçak için temel kontrol yüzeyleri, bu yüzeylerin akışa karşı durup onu bozması ve böylece yüksek basınçlı bir bölge oluşturma prensibiyle çalışırlar. Kontrol yüzeylerinin çalıştığı durumlarda uçağın iki zıt tarafındaki basınç simetrisi bozulur ve bu da istenen hareketi sağlar.




Çalışma prensibi

Yatırgaçlar, kanat uçlarının firar kenarına yerleştirilirler ve birbirlerine zıt yönde çalışırlar. Pilot, lövyeyi sola eğdiğinde soldaki yatırgaç kalkar, sağdaki yatırgaç ise iner. Sağdaki kanatta kısmi bir bölgede kamburluk arttığı için sirkülasyonun şiddeti artar ve uçak sola yatar. Yatırgaçlar sıfır konuma gelmediği müddetçe uçak yuvarlanma hareketi yapmaya devam eder.


Konumu

Yatırgaçların kanat uçlarına, flapların ise kanat diplerine yerleştirilmesinin temel sebebi, flapların aynı yönlü, yatırgaçların ise zıt yönlü çalışmasıdır. Yatırgaçlar zıt yönlü çalıştıkları için, çalışmaları esnasında kanatta bir yükleme meydana getirmezler. Ayrıca kanat uçlarında olması kuvvet çarpı kuvvet kolu prensibince daha yüksek moment oluşturmalarını sağlarlar. Bu da yatırgaçların verimini arttırır.

Flaplar ters çalıştığı için kanatları üste katlamaya meyilli bir gerilme oluştururlar. Onların da kökte olması bu gerilmenin oluşturduğu momentin yine aynı prensipçe düşük olmasını sağlar. Ayrıca, sivrilme oranına sahip kanatlarda kanat dipleri taşımanın büyük bir kısmını karşılar. Flapların bu bölgede olması onları daha verimli ve güçlü kılar.


İkincil etkileri

Yatırgaçların ana görevi yuvarlama hareketini sağlamak olsa da, yatırgacın alta hareket ettiği, bu yüzden kamburluğu arttırdığı ve taşımanın da buna bağlı arttığı kanatta taşımaya bağlı olan indüklenmiş sürükleme de artmaktadır. Bu yüzden bu kanat daha geride kalmak istemekte, böylelikle yatırgaçlar ters bir sapma hareketine sebep olmaktadır. Bu ters sapma çoğu zaman küçük ölçüde gerçekleşse de planör gibi kanat açıklığı büyük olan küçük ve hafif uçaklarda önemli etkiler yaratabilir.

Bazı gelişmiş uçaklarda difiransiyelli yatırgaçlarla bu etki yok edilmektedir. Yine otomatik pilot kullanılan ticari uçaklarda bu etkiler ortaya çıkmamaktadır.


Kontrol Kanardı

Kontrol Kanartı, kanart tipi uçaklarda taşıma görevi görmeyen kanartlara denir. Bu kanartlar üzerinde sadece kontrol yüzeylerini bulundurur. Taşımayı paylaşması istenmediği için genelde simetrik kanat profiline sahip olurlar. Yine taşımada rol almayacağı için alanları da ana kanatlara düşük olur.




Mach Sayısı

Mach sayısı, hareket halindeki bir kütlenin hızının, kütlenin bulunduğu şartlardaki ses hızına oranıdır. Kısaltması Ma ya da M'dir. Adını Avusturyalı fizikçi ve filozof Ernst Mach'tan alır. Ernst Mach'tan önce bu konu üzerine Fransız fizikçi Sarrau da incelemeler yaptığından Sarrau sayısı da denir.

Örneğin, deniz seviyesinde, 1 atm basınçta ve 15oC hava sıcaklığında 1 Mach = 1226,5 km/saat (340 metre/saniye) olarak belirtilir. Yerde ses hızı göğe oranla daha yüksek değerdedir.

Yerden yükseldikçe hava sıcaklığı düşer. Deniz seviyesinden 11 km yüksekliğe kadar (Stratosfer sınırına kadar) olan atmosfer tabakasına troposfer adı verilir. Ses hızının karesi hava sıcaklığı ile doğru orantılı olarak değiştiğinden, yerden yükseldikçe ses hızı azalır. Buna bağlı olarak da o yükseklikteki mach sayısı deniz seviyesine göre daha az olur.

Örneğin, Stratosfer sınırında 11.000 metrede 1 Mach = 1062,2 km/saattir.




( F/A-18 Hornet )


Ok Açılı Kanat


Ok açılı kanat, yüksek hızlı uçaklarda kullanılan bir kanat tipi olup, adını uçağa üstten bakıldığında kanatların uçları geriye çekilmiş bir biçimde ok şekline benzemesinden almıştır. Geriye çekilmiş kanatlar geri ok açısını ifade ederken, tarihte ileri ok açılı kanatlara sahip uçaklar da görülmüştür. Ok açılı kanatların varolması sebebi ses hızına yakın hızdaki bir havanın kanat profili üzerindeki davranışıdır.





Prandtl-Glauert Tekilliği


Prandtl-Glauert tekilliği (singularity), hava basıncındaki ani düşmenin oluşumu, sesüstü hızda yol alan bir uçağın etrafını saran yoğunlaşma bulutunun görünür olmasının nedeni olarak kabul edilir. Bu Aerodinamikteki matematiksel tekilliğin bir örneğidir.

Bu olayın sergilediği olgulardan biri basınçlandırılabilirlik ve N-dalgası'dır. N-Dalgası, sabit konumdaki bir gözlemcinin, sıkıştıtılmış bir ses dalgasının geçmesini gözlemlerken gördüğü basınç profili zaman değişkenidir. Oluşan 3 boyutlu şok dalgası konik biçimlidir ve tepe noktası uçağın üzerindedir. Bu dalga uçağı izler.

Dalganın pasınç profili şu bileşenlerden oluşur:

- en öndeki basınç bileşeni ("N" dalgasının başlangıç yukarı yöndeki etkisi),
bunu izleyen,

- aralanır şekilde ayrılan bir basınç ani boşalması ("N" dalgasının aşağı çapraz yöndeki etkisi)
bunu izleyen,

- Normal ortam basıncına dönmesi ("N" dalgasının en son yukarı yönlü etkisi)





Rüzgâr Tüneli

Rüzgâr tüneli, hava gibi hareketli bir gaz içinde bulunan katı cisimlere gazın uyguladığı etkinin incelenmesi, araştırılması ve yorumlanması için tasarlanmış ve üretilmiş içindeki havanın hareket ettirildiği ve hızının ayarlanabildiği tünellere denir.



( Rüzgâr tünelinde test edilen bir MD-11 tipi yolcu uçağı modeli )


Tipleri


Hızlarına göre

- Sesaltı hızlar için rüzgâr tüneli

- Sesüstü hızlar için rüzgâr tüneli

Çevrim tipine göre

- Kapalı rüzgâr tünelleri

- Açık rüzgâr tünelleri



( Alman rüzgâr tüneli.1935 )


Sabit Basınç

Sabit basınç, yüksek basınç ile alçak basınç arasında kalan ve her iki basıncın bir birilerini etkilemeden önce durakladıkları ve güç topladıkları bir geçiş hattıdır. Sabit basınçta hareket yoktur harekete hazırlık vardır. Sabah, alçak basınçtan yüksek basınca geçerken, akşam, yüksek basınçtan alçak basınca gecerken hava durağanlaşır. Özellikle kışın bacalardan çıkan dumanlar anılan saatlerde hareket etmeyip askıda kalırlar. Bu sabit basınc için belirgin örnektir.

Bazen bulut tabakası yoğun olduğu zaman güneş yeryüzünü ısıtamaz böylesi durumlarda sabit basınç değişimleri uzun saatler alabilir.


Sübsonik

Sübsonik, Aerodinamikte ses hızının altındaki hızları (yaklaşık olarak Mach 0 - 0.8) belirtmek amacıyla kullanılan terimdir. Ayrıca sesten yavaş uçan uçaklara sübsonik uçaklar denir. F-84 bunlara örnektir.




( Portekiz Hava Kuvvetlerine ait bir F-84 Thunderjet )


Süpersonik

Süpersonik, ses hızının (Mach 1) üzerinde olan hızları belirtmek amacıyla kullanılan terimdir. Bir yaklaşıma göre de 1.2 Mach'ın üzeridir. Deniz seviyesindeki havada sesin hızı yaklaşık olarak 340 m/s, 1,087 ft/s, 761 mph ya da 1,225 km/h olarak kabul edilebilir. Ayrıca gövdesi ve motorları uzun süreli sesten hızlı uçuşa müsaade edebilecek özelliklerde olan uçaklara süpersonik uçaklar denir.

Günümüz savaş uçaklarının büyük kısmı süpersonik uçaklardır. F-16 bunlara örnektir. Bloodhound SSC de bu tarz bir arabadır.


Taşıma Kuvveti

Taşıma kuvveti, bir kanat yüzeyi boyunca havanın oluşturduğu yüzeysel kuvvetlerin bileşkesidir.

Daha detaylı açıklamak gerekirse: Taşıma Kuvveti, bir akışkan içinde yer alan cisme akışkan tarafından uygulanan tüm akışkanlar mekaniği kuvvetlerinin toplamıdır. Bu kuvvetin yönü akışkanın içindeki cismin hareket doğrulutusuyla dik açı yapar.

Taşıma kuvveti, kanat profili etrafındaki akımlar arasındaki basınç farkından ve kanat ucunda gerçekleşen hareket doğrultusuna dik sirkülasyondan ileri gelir.






( Kanat profiline uygulanan kuvvetler )


Taşıma Merkezi

Bir hava taşıtının taşıma merkezi, tüm taşıma yüzeylerinin yarattığı taşımaların bileşkesinin etkidiği düşünülen yerdir. Ağırlık merkezi ile birlikte bir hava taşıtının performans ve dengesini etkileyen önemli faktörlerden biridir.


Taşıyıcı Kanart

Taşıyıcı kanart, kanart tipi uçaklarda taşıma görevini ana kanatla birlikte paylaşan kanartlara verilen addır. Tandem uçaklardan farkı, tandem uçaklara göre yine de kanart alanının ana kanat alanından küçük olmasıdır. Taşıyıcı kanartlar, simetrik kanat profiline sahip olduğu gibi kamburluklu kanat profili konfigürasyonunda da olabilir. Taşıyıcı kanartın kullanılmasının avantajı, kaldırmanın karesiyle orantılı olan indüklenmiş sürüklemenin taşımanın kanart ve kanatlar arasında paylaştırılmasıyla düşürülmüş olmasıdır.


Transonik Hız

Transonik, Aerodinamikte ses hızının hemen altında ve hemen üzerindeki hızları (yaklaşık olarak Mach 0.8 - 1.2) belirtmek amacıyla kullanılan terimdir. Ayrıca gövdesi ses duvarını aşabilecek kadar dayanıklı olan ve gerektiğinde ses duvarını aşabilen, ancak aslen sesten yavaş uçmak üzere tasarlanmış uçaklara transonik uçaklar denir. F-86 bunlara örnektir.



( F-86 )


Tutunma Kaybı


Perdövites veya stol; akışkanlar dinamiğinde, bir akışkan içerisinde hareket eden bir cisme etki eden kaldırma kuvvetinin, hücum açısının (AOA) artması ya da cisim üzerinden akan akışkanın süratinin azalması gibi nedenlerle azalması veya yok olması sonucunda cismin tutunma kaybı yaşaması.

Tutunma kaybına uğramanın çeşitli nedenleri olabilir. En temel iki sebep şöyledir:

- Taşıyıcı yüzey üzerinde gereken akışkan hızının elde edilememesi

- Kontrol ya da taşıma yüzeyleri üzerinde meydana gelen akım ayrılması

Hava taşıtlarında

Hava taşıtlarında perdövites kritik hücum açısının geçildiği her durumda "süratten bağımsız olarak" gerçekleşir. Yani perdövites bu açının aşıldığı tüm süratlerde gerçekleşir.

Tutunma kaybına tüm kanat uğrayabileceği gibi, kontrol yüzeylerinin bulunduğu kanat kısımları da uğrayabilir. Her ikisi de kontrol kaybına, dolayısıyla tutunma kaybına sebep olacaktır. Örneğin, ok açısı verilmiş kanatlarda kanat ucunda bulunan kontrol yüzeyleri, uçaktan ve kanadın tamamından daha evvel tutunma kaybına uğrar. Bu sebeple, taşıma merkezi, ağırlık merkezinin önüne geçer ve bu da pozitif yunuslama momenti meydana getirir. Yani uçak, burnunu kaldırma eğilimine girer. Artık kontrol yüzeyleri üzerinde hakimiyet zayıfladığından, tutunma kaybı böyle bir durumda kazaya sebebiyet verebilir.

Türbülanslı hava akımlarında meydana gelen kontrol kaybı, tutunma kaybıyla karıştırılmamalıdır.




( Şekildeki siyah ok yüzeye çarpan akışkanın istikameti, α açısı da yüzeyin akışkanın normal akış istikameti ile yaptığı açı, yani hücum açısıdır. )


Veter Çizgisi

Veter çizgisi, Bir kanat profilinin hücum ve firar kenarlarından geçen doğruya veter çizgisi denir. Hücum ve firar kenarı arasındaki uzaklığa ise veter uzunluğu denir.

Aerodinamik merkezin üzerinde bulunduğu noktayı ihtiva eden vetere, ortalama veter denir. Ortalama veter uzunluğu bir çok hesaplamada bileşen olarak yer aldığından hava araçları tasarımı ve/veya uçuş mekaniği analizlerinde büyük önem taşır.


Winglet

Kıvrık kanat (winglet) genellikle sabit kanatlı uçaklarda uçağın verimliliğini arttırmak için kullanılan bir kanat ucu tasarım modelidir.



( Boeing 737 kıvrık kanat )


Yunuslama

Yunuslama; uçakların yanlamasına ekseni çevresinde gerçekleştirdiği harekete denir. uçaklarda bu hareket, lövyenin ileri geri hareketiyle, yatay stabilizör ya da kanart üzerinde bulunan irtifa dümeni (elevator) tarafından gerçekleştirilir.


İndüklenmiş Sürükleme

İndüklenmiş sürükleme, sonlu bir yüzeyin oluşturduğu kaldırma kuvvetinden kaynaklanan sürükleme kuvvetine verilen isimdir.


İndüklenmiş Sürüklemenin Kaynakları

Pratikte sonsuz bir kanat bulunamaz. Dolayısıyla kanat profilleri iki boyutlu modellense de aslında bir kanat üç boyutludur ve bu kanat üzerine akım gönderildiği zaman, oluşan tepki kuvvetinin iki bileşeni vardır: Profilin varlığından kaynaklanan parazit sürükleme kuvveti ve kaldırma kuvveti. Genelde kaldırma kuvveti parazit sürükleme kuvvetinden daha büyük bir kuvvet olarak ölçülür.

İşte bu sebeple basıncın yüksek olduğu alt bölgeden, basıncın düşük olduğu üst bölgeye kanat ucu çevresini dolaşarak geçen (akıma dik bir doğrultuda) başka bir akım görülür. (Bkz: Kanat ucu girdabı) İşte bu girdap akımı ilave bir sürüklemeye sebep olur fakat bu sürükleme, parazit sürüklemenin aksine akım hızının karesiyle ters orantılıdır.

Kaldırma kuvvetini arttıran her etken, indüklenmiş sürüklemeyi de arttırır. (Örn: Hücum açısı)


İndüklenmiş Sürüklemenin Azaltılması

İndüklenmiş sürükleme kuvveti, aşağıdaki yollarla zayıflatılabilir:

- Kanat açıklığının arttırılması: Kanat ucu girdapları kanat uçlarına yakın bölgelerde gerçekleştiğinden arttırılmış bir kanat açıklığı, kanadın bu girdaptan etkilenme yüzdesini düşürecektir.

- Kanat ucu plakası kullanımı: Kanat ucunda bu girdabın gerçekleşmesini engelleyecek ya da etkisini azaltacak bir kanat ucu parçası, indüklenmiş sürüklemeyi önemli ölçüde düşürebilir.


İndüklenmiş Sürüklemenin Hesaplanması

İndüklenmiş sürükleme aşağıdaki gibi hesaplanır:




Diğer sürükleme kaynaklarıyla etkileşim

Toplam sürükleme, indüklenmiş sürükleme ve parazit sürüklemenin toplamıdır.


İrtifa Dümeni

İrtifa dümeni, uçaklarda yunuslama hareketini gerçekleştiren kontrol yüzeyidir.

Uçağın uçuş sırasındaki tüm hareketlerinin uçak üzerindeki basınç dağılımına bağlıdır. Sabit kanatlı bir uçak için temel kontrol yüzeyleri, bu yüzeylerin akışa karşı durup onu bozması ve böylece yüksek basınçlı bir bölge oluşturma prensibiyle çalışırlar. Kontrol yüzeylerinin çalıştığı durumlarda uçağın iki zıt tarafındaki basınç simetrisi bozulur ve bu da istenen hareketi sağlar.


Çalışma Prensibi

İrtifa Dümeni (Elevator) yatay stabilizörün art kenarına stabilizörün çeşidine göre bir ya da karşılıklı iki adet yerleştirilir. Pilot levyeyi geriye çektiğinde irtifa dümeni yukarı hareket eder. Bu da yatay stabilizör üzerinde bir yüksek basınç bölgesi oluşturur ve uçak burun yukarı moment elde eder. Levye ileri itildiğinde ise tersi gerçekleşir. İrtifa dümeni sıfır konuma gelmediği müddetçe uçak yunuslama hareketine devam eder.

Uçağı tırmandırmak ya da dalışa geçirmek

Uçaklar, irtifa dümeni sayesinde hücum açılarını değiştirirler ve elde ettikleri hücum açısı ile tırmanır ya da dalarlar. Bu harekete yunuslama hareketi denmesinin sebebi de uçakların dalış veya çıkış yapabilmesidir. Bir uçakta en önemli tırmanma hareketi kalkıştır. Kalkış esnasında uçak azami taşıma kuvvetini elde etmelidir. Bu yüzden bir kalkış hızına, bu hıza ulaşması için gerekli kalkış mesafesine ihtiyaç duyar ve bu esnada kanat kamburluğunu arttırarak taşımayı arttırmayı hedefleyen flaplar açık olur.

Kanatları sıfır hücum açısına sahip olan bir uçak, kamburluklu kanat profiline sahipse irtifa dümeni kullanmadan havalanabilir. Kanatları burulma ya da oturma açısına sahip uçaklarda da yine irtifa dümeni kullanılmadan havalanılabilir. Zira, kanatları oturmasız ya da burulmasız olan ve simetrik kanat profiline sahip olan bir uçak irtifa dümeni ile burun yukarı moment verdirmeden havalanamaz çünkü hücum açısı arttığı zaman, kanatlardaki taşıma kuvveti de artar. (Hücum açısının artması sirkülasyonun artmasına sebep olur)