Aslında uçaklar devasa motorları sayesinde değil çok basit fizik prensipleriyle kanatlarının yapısı sayesinde havada kalabiliyorlar. Kulağa çok mantıksız gelse de bir hava aracı uygun şekilde tasarlandığında motorsuz olarakta havada kalabilir. Bunun en büyük örneği planör ve yamaç paraşütüdür. İkiside herhangi bir motor kuvveti olmadan süzülerek belli bir hız kazanırlar ve bu hızın kanatlarda oluşturduğu etki ile havada kalırlar.
 

Şekil 1. Vinç ile çekilerek hız kazandırılan motorsuz uçak (planör)


►İlginizi Çekebilir: Evde Uçak Nasıl Yapılır?

 

Hava araçlarının havada kalmasını sağlayan en temel prensip lisede öğrendiğimiz “Bernoulli İlkesi” dir. Bernoulli ilkesine göre bir yüzeyden akan akışkanın hızı arttıkça yüzeyi etkileyen basınç azalır. Örneğin bir kağıdı uçlarından iki elimizle tutup üst yüzeyinden üflediğimizde üst yüzeyde bir hava akışı oluşur. Bu hava akışı Bernoulli prensibi gereği kağıdın üstünden etkiyen basıncı azaltır. Fakat kağıdın alt yüzeyine etkiyen hava basıncı değişmez. Alttan etkiyen hava basıncı yukarı doğru bir kaldırma kuvveti oluşturur. Böylece kağıdın tamamı yere yatay bir şekilde durabilir.
 

Şekil 2. Uçan kağıt deneyi


►İlginizi Çekebilir: Yerli Uçağımız HÜRKUŞ İlk Uçuşunu Gerçekleştirdi

Uçaklar tıpkı bu kağıt gibi havada kalır. Kanatlar; uçağın boyutlarına ve ağırlığına göre gerekli kaldırma kuvvetini oluşturabilecek şekilde tasarlanır. Hızlanan uçağın kanatlarının yüzeyinden hava akışı başlar bu hava akışıyla kaldırma kuvveti oluşur ve uçak havalanır. Motorsuz uçaklarda uçağa hız kazandırmak ve havalandırmak için dışardan bir kuvvet (vinç ile çekme ya da uçak ile çekme) uygulanır.

 

Kağıt deneyinin aksine uçak hızlandığında kanatların alt ve üst yüzeyinden aynı anda hava akışı olacaktır. Yani iki yüzdeki basınçta aynı olacaktır, bu da uçağa herhangi bir etki yapmaz. Bu yüzden kanatların üst yüzeyindeki hava akışının daha hızlı olması gerekir. Bunu sağlamak için “Yarım damla” denilen kanat şekli kullanılır. Yarım damla kanat şeklinde kanatın üst yüzeyi bombeli şekildedir. Bu da kanadın üst yüzeyinin alt yüzeyinden daha uzun olmasını sağlar. Böylece kanadın üst yüzeyinin alanını alt yüzeye göre çok daha fazla olacaktır.
 

Şekil 3. Yarım damla kanat profili


►İlginizi Çekebilir: AİRBUS'ın Devi A380'in Özellikleri

Bir hava filesi ilk olarak kanatın hücum kenarına (kanatın ön kısmı) çarpar. Kanatla ilk temasından sonra hava filesi ikiye ayrılarak bir kısmı kanatın üst yüzeyinden, diğer kısmı ise alt yüzeyinden hareket eder. Kanat bu şekilde havayı yararak ilerlerken hücum kenarına çarpan hava fileleri, kanadın firar kenarı yani en arka ucunda tekrar birleşecektir. Bunu sağlamak için üst yüzeyden yani daha uzun ve geniş olan yüzeyden ilerleyen hava fileleri daha hızlı olacaktır. Böylece üst yüzeyde daha hızlı bir hava akışı olur, bu da Bernoulli ilkesince daha az basınç demektir.

Bu şekilde üst yüzeyde alçak basınç, alt yüzeyde ise yüksek basınç oluşur. Alt yüzeye ve üst yüzeye etkiyen hava basınçlarının farkı uçağın ağırlığına eşit olduğunda uçak havada kalır. Uçağın hızı, kanat şekli, kanatların alt yüzeyinin ve üst yüzeyinin alanları, uçağın ağırlığı ve boyutu uçağın havada kalmasını etkileyen en önemli faktörlerdir.
 

Şekil 4. Döner kanatlı hava aracı (helikopter)


►İlginizi Çekebilir: İlk Yerli Askeri Helikopter 2018’de Uçacak

Helikopter gibi döner kanatlı hava araçları olarak bilinen araçlarda aynı prensiple çalışır. "Pal" dediğimiz helikopter pervanesinin yapısı da üst yüzeyi geniş olacak şekilde tasarlanarak pervanenin üst yüzeyine etkiyen basıncın alt yüzeye etkiyen basınçtan az olması sağlanır. Bu şekilde havada tutunan helikopter kumandalarla pervanelere eğim vererek ileri-geri, sağa-sola hareket eder.
 

 

"Uçaklar Nasıl Uçar?" teknik içeriğimizin ikinci bölümünde uçuş sırasında uçağa etki eden kuvvetleri ve uçuş kumandalarını inceleyeceğiz.

2. Bölüme ulaşmak için tıklayın 

 

Kaynak:

►THK Planör Uçuş Eğitim Kitabı