Havanın ittirme ve kaldırma kuvveti hakkında bilgi verir misiniz?

bana havanın kaldırma kuvvetinden yararlanılarak hangi araçlar yapılmıştır bu konuda bilgi yazabilirmisiniz

UÇAKLAR NASIL UÇARLAR





TEMEL UÇAK YAPI VE ELEMANLARI

1.UÇAKLAR NASIL UÇAR?

Bir uçağın uçmasını sağlayan dört temel etki vardır. Bunlar;
1-Kaldırma Kuvveti (Lift Force)
2-Ağırlık Etkisi (Gravity Force)
3-Sürtünme Kuvveti(Drag Force) .
4-İtki Kuvvet (Thurst Force)'leridir.



1-Kaldırma Kuvveti:

Hava araçlarının havada tutunmalarını sağlayan kuvvettir.Bu kuvvet uçaklarda kanatlardan,helikopterlerde ise pallerden akan havanın yarattığı etki ile oluşturulur.


2-Ağırlık Etkisi:

Kaldırma kuvvetinin aksi yönünde olup yer küre tarafından oluşturulan bir etkidir.

3-Sürtünme Kuvveti:

Uçağın karşılaştığı hava molekülleri tarafından oluşturulan etkidir.


4-İtki Kuvveti:

Uçağın motoru tarafından oluşturulan uçağın ileri hareketini sağlayan etkidir.




UÇUŞ KONTROL SATIHLARI
1. FLAPLAR:

Uçağın kanatlarının firar kenarında (arka uçta) bulunan kontrol satıhlarıdır.Bu yüzeyler genelde kalkış ve inişlerde kullanılırlar.Kalkışta kanat kamburluğunu arttırdığı için uçağın kısa mesafede kalkış yapmasını sağlar, inişlerde ise açıldığında hava direncini arttırdığı için uçağın hızını azaltarak uçaağın daha düşük süratle daha kısa mesafede iniş yapmasını sağlar.


2.AİLERONLAR:

Bu parçalarda uçağın firar kenarında bulunurlar.bu yüzeyler uçağın sağa yada sola yatış yapmasını veya uçağın tono atmasını sağlar.
(Tono:Uçağın boylamasına ekseni etrafında 360 derecelik dönüşüdür.)
Bu satıhlar levyenin sağa yada sola hareketi ile hareket ettirilir.Bu satıhlar birbirleri ile ters yönlü olarak çalışırlar.Yani biri yukarı kalktığında diğeri aşağı iner.


3. SLATLAR:

Bu yüzeylerin amacı düşük hızlarda kaldırma kuvvetini arttırarak uçağı havada tutmaktır.Ayrıca yüksek hücum açılarında hava akışını denetlediğinden stall olayına engek olur.




4.YATAY KUYRUK DÜMENLERİ :

Bu satıhlar uçağın yukarı yada aşağı doğru burnunu yönlendirmesini sağlar.Bu yüzeylerin kontrolu levyenin ileri ve geri doğru hareket ettirilmesi ile sağlanır.


5.DİKEY KUYRUK DÜMENİ:

Bu satıh uçağın burnunu sağa veya sola yönlendirmesini sağlar.Bu satıhın kontrolu pilotun kullandığı pedallarla sağlanır.


6. HIZ FRENLERİ:

Hava akımına karşı kullanılarak gerekli durumlarda uçağın yavaşlamasını sağlayan yüzeylerdir.





UÇAK NASIL UÇAR?



- UÇMA, havadan ağır bir cismin havada belirli bir yükseklikte tutunabilmesi ve hava içinde hareket edebilmesidir. Bir uçakta tutunma kanat, hareket ise güç sistemleri sayesinde sağlanır. Bir uçağın uçabilmesi için kendi AĞIRLIĞINI karşılayacak kadar TAŞIMA kuvveti yaratması gerekir. Aynı zamanda havanın içinde hareket etmesini sağlayacak ve bu hareketten kaynaklanan SÜRÜKLEME kuvvetini karşılayacak TEPKİ (ÇEKME) kuvveti üretmelidir.



- Bir uçağın uçuşu sırasında o uçak üzerine 4 temel kuvvet etki eder. Bu kuvvetler; AĞIRLIK, TAŞIMA, SÜRÜKLEME ve TEPKİ (ya da ÇEKME) kuvvetleridir. Yeterince taşıma kuvveti tutunmayı, yeterince tepki kuvveti de hava içindeki hareketi sağlar. TAŞIMA kuvvetini üretebilmek için kanatlara ve ileri doğru harekete ihtiyaç vardır.



- Bir kanadın üst yüzeyine alt yüzeyine göre daha eğri bir şekil verilir. Kanadın alt yüzeyi hemen hemen düz bir şekildedir. Bu şekilde biçimlendirilmiş bir kanat hava içinde hareket ettirildiğinde üst yüzeyinden geçen hava alt yüzeyinden geçen havaya göre daha hızlı hareket eder. Hava hızlandığı zaman basıncı azalır. Bu durumda kanadın üst yüzeyinde alçak basınç alt yüzeyinde ise, yüksek basınç oluşur. Bu basınç farkı kanadın yukarı doğru çekilmesini sağlar. Yani TAŞIMA kuvveti elde edilir. Bu TAŞIMA kuvvetinin büyüklüğü çeşitli faktörlere bağlıdır. Bunlar; kanadın şekli ve büyüklüğü, hücum açısı (kanadın havayı karşılama açısı), kanadın hava içindeki hızı ve havanın yoğunluğudur.

- Havada tutunabilmek için TAŞIMA kuvveti yeterli değildir. TAŞIMA kuvvetini yaratmak ve SÜRÜKLEME kuvvetini karşılayabilmek için TEPKİ (itki ya da çekme kuvveti) kuvvetine de ihtiyaç vardır. Motorlar bu kuvveti elde etmek için kullanılır.

Pervane



- Pervane aslında dönen bir kanat olarak düşünülebilir. Bu pervane kanatlarına pal adı verilir. Pal hava içinde döndürülerek hareket ettiği için bir yüzeyinde yüksek basınç oluşurken diğer yüzeyinde de alçak basınç oluşur. Yani TAŞIMA kuvveti yaratır. Ancak bu taşıma kuvveti uçak kanadında olduğu gibi, dikey yönde değil yatay yöndedir. Başka bir deyişle paller havayı geriye doğru iter ve bir vidanın ahşap içine girmesi gibi havanın içinde ileriye doğru ilerler.

Uçuş sırasında meydana gelen dış kuvvetlerle uçağın dengesinin bozulması halinde uçağın kendi kendine dengesini sağlamasıdır.Buna Pozitif Denge denir.Dengesizlik durumunda (negatif dengede) uçağın kontrolü zor hatta imkansızdır.

Uçağın hareketleri roll,pitch ve yaw eksenler üzerinde olduğuna göre uçağın dengesinin bozulması da bu üç eksen üzerinde olur.Böyle bir durumda uçağın dengesinin nasıl sağlandığını ayrı ayı aşağıda açıkladım.

ROLL DENGE

Uçağın yana kayması halinde yaw dengesinin bozulduğu gibi roll dengeside bozulur.Dolayısıyla uçak aynı zamanda yatış yapma eğilimi gösterir.

Uçak kumanda verilmeden sağa ve sola yatış yapmasını önlemek için "ok" ve "v" açılı kanatlar kullanılmıştır.

PITCH DENGE

Uçağın pitch dengesi bozulduğu taktirde yunuslama hareketi başlar.Yani burun aşağı ve burun yukarı hareket eder.

Pitch denge yatay stabilizer ile sağlanır.

YAW DENGE

Yaw eksen etrafında uçağın hareketlerinin dengelenmesine yön dengesi denir.Bir uçak düz uçarken pilotun verdiği kumanda ile belirlenen yöne devam etmesi gerekir.

Uçağın yaw dengesi uzun gövde yapısı, dikey stabilizer ve "ok" açılı kanatlar ile sağlanır








Uçuş Mekaniği


Bir cismin havada uçabilmesi için uçuş ânında cisme çarpan hava en az cismin ağırlığına eşit bir kaldırma kuvveti meydana getirmesi gerekir. Uçak kanadı düz bir plâka olarak düşünülürse bu kaldırma kuvvetinin meydana gelmesi için, plâkanın hareket düzlemiyle (hücum açısı denen) bir açı yapması, yâni hareket yönünde ön kısmının biraz kalkmış olması gerekir. Kanat hareket hâlindeyken eğik pozisyonundan dolayı alt kısmına çarpan hava aynı doğrultuda akışına devam edemeyeceği için kanadın alt kısmında yönünü değiştirir. Hava akımının yönünün değişmesi kanadın ona bir kuvvet uyguladığını gösterir. Newton’un üçüncü kuralına göre hava akımı da kanada eşit ve zıt bir kuvvet tatbik eder. Bu kuvvet hem kanadı kaldırmaya hem de geriye doğru itmeye çalışır. Kanadın geriye itilmesi istenmeyen bir durumdur, çünkü uçağın hızını keser. Bu sebeple kanatlar, kaldırma kuvveti minimum olacak şekilde yapılırlar. Hem kaldırma kuvveti, hem de sürüklenme kuvveti uçak hızına ve havanın yoğunluğu gibi faktörlerin tesiriyle birlikte hücum açısına bağlı olarak değişir. Bu kuvvetlerin kanada tesir ettikleri nokta, hücum açısı arttıkça kanadın hücum kenarına (uçağın ön tarafındaki kenar) doğru kayar. Bu kayma ise hücum açısının daha da artmasına sebep olur. Bu durumda kanat dengesiz bir hâl alır. Hücum açısının belli bir değerinden sonra kaldırma kuvveti birden azalmaya başlar. Kanat artık uçağı havada tutmaz hâle gelir. Bu hâdiseye uçak “pert dövites” oldu denir.
İstenmeyen sürüklenme kuvvetinin yanında bir de uçağı kanat ekseni etrafında döndürmeye çalışan bir moment meydana gelir ki, bu momenti uçağın burnunu ya yukarı veya aşağı itmek sûretiyle döndürmeye zorlar. Uçağın havada yatay olarak uçabilmesi için bunun önlenmesi gerekir. Bu gâyeyle uçağın arka kısmında yatay kuyruklar bulunur. Bu kuyruklarda meydana gelen kuvvetler bu momenti karşılayarak uçağın dengesini sağlar. Uçan kanat diye adlandırılan uçaklarda ise bu moment, kanadın arka kısmına hareketli bir kısım ekleyerek karşılanmaya çalışılır. Fakat uçaklarda ihtiyaç duyulan motor, iniş takımları ve yük taşıma kısımları gibi sebeplerden dolayı uçan kanat tipi uçaklar gelişmedi. Bunun yerine kuyrukları kanada bağlayan ve motor gibi sistemleri taşıyan gövdeli tip uçaklar gelişti. Ayrıca uçağın inip kalkabilmesi için tekerlekleri taşıyan iniş takımları ve uçağın dengesinin sağlanması ve manevra yapabilmesi için düşey kuyruklar eklendi. Neticede uçakta gövde, kanat, iniş takımları, yatay ve düşey kuyruk gibi ana elemanlar meydana geldi.

Gövde:


Gövde esas olarak kanatla kuyruğu birbirine birleştirmesi görevi yanında çeşitli yardımcı sistemleri ve pilotu, bâzı uçaklarda iniş takımlarını, yolcuları, motorları ve silâhları taşımak gibi görevleri de vardır. Uçağın kullanıldığı yere ve şartlara göre değişik gövde şekilleri kullanılır. Meselâ deniz uçaklarının gövdesi denize inip kalkmaya elverişli bir şekilde yapılır. Yüksek irtifalarda uçabilen uçakların gövdeleri meydana gelebilecek basınç farkına dayanacak şekildedir. Eğitim uçaklarında pilot ve öğrenci kabininin yan yana veya arka arkaya olması gövdenin şekline tesir eder. Büyük yolcu uçaklarında gövde, yolcuların rahat edebilecekleri şekilde büyük bir silindir gibi yapılır. Savaş avcı uçaklarında ise gövde sadece kanat, motor ve pilot kabinini biraraya getirecek ve sürtünmeyi en düşük seviyede tutacak şekildedir. Ayrıca kanatların gövdeye bağlanış şekli ve yolcu indirme-bindirme gibi faktörler de gövde şekline tesir eder.

Gövdenin yapısı taşıdığı yük, kanat, motor, silâh, iniş takımı ve kuyruk gibi kısımların ağırlığını ve basınç farklarını taşıyabilecek mukavemette olmalıdır. Bu noktadan hareketle üç çeşit gövde yapısı geliştirildi. Bunlar kafes-kiriş, mono-kok ve yarı mono-kok gövdelerdir. Kafes-kiriş yapı hafif uçaklarda kullanılır. Gövdenin kuvvetleri taşıması için bir kafes-kiriş iskeleti yapılır ve bunun üzeri bez, plastik veya hafif maddeden saçlarla kaplanarak aerodinamik şekli verilir. Mono-kok gövdelerde iskelet yoktur, bütün kuvvetleri kaplama saç taşır. Yarı mono-kok gövdedeyse yükleri hem iskeleti meydana getiren kirişler hem de kaplama taşır.



Kuyruk:


Kuyruk düşey ve yatay stabilize denen yüzeylerden ibârettir. Uçağın dengesini sağladığı gibi sağa sola dönme, burun aşağı veya yukarı gelecek şekilde yunuslama ve dalış, tırmanış hareketlerini de sağlar. Uçağın boyuna, enine ve düşey eksenler etrâfında dönme hareketleri özel adlar taşırlar. Sağa veya sola yatış şeklinde neticelenen boyuna eksen etrâfındaki dönme hareketine yalpa, uçağın burnunun aşağı veya yukarı dönmesi şeklinde neticelenen enine eksen etrafındaki dönmeye yunuslama, dikey eksen etrâfındaki sağa veya sola dönme hareketine ise dönme denir. Uçağın vida gibi döne döne alçalması şeklinde olan diğer bir hareket vril hareketidir. Yalpa hareketini kanadın firar kenarındaki kanatçıklar sağlar. Bunun için kanatçığın biri aşağı diğeri yukarı açılır. Kanatçıklardan biri kaldırma kuvvetini arttırırken, diğeri azaltır. Neticede yukarı açılan kanatçık tarafına, yâni taşımanın azaldığı tarafa uçak yalpa yapar.
Uçağa yunuslama, dolayısıyla kabre denen tırmanış ve pike denen dalış hareketini yatay kuyruk sağlar. Kuyruk yukarı çekilirse kuyruk kısmında kaldırma artar ve uçağın burnu aşağı çevrilir. Aksi durumda burun yukarı çevrilir. Yatay kuyruk tek parça olabildiği gibi bir sâbit stabilize bir de hareketli yükseklik dümeni olmak üzere, parçalı da olabilir. Ayrıca hızlı büyük uçaklarda yükseklik dümeninin hareket ettirilmesinde yardımcı olan fletner denen yüzeyler de yükseklik dümeninin firar kenarında bulunurlar.
Düşey kuyruk dümeni uçağın sağa sola dönmesini sağlayarak istikâmetini ayarlar. Bu sebeple buna istikâmet dümeni de denir. Uçağın dengesinin kararlılığını sağlamak için düşey ve yatay kuyruğun firar kenarlarında kompanzatör denen küçük yüzeyler kullanılır. Yatay kuyruk düşey kuyruğun üstüne yerleştirilebildiği gibi düşey kuyruk iki tâne olup, yatay kuyruğun uçlarına da eklenebilir.

İniş takımları:

Uçağın yere inmesini, yerden kalkmasını ve yerdeki hareketlerini sağlamak için iniş takımları kullanılır. Deniz, kara ve hem denize hem karaya inip kalkabilen anfibi uçakların iniş takımları farklılık gösterirler. Uçağın kara ile irtibatı tekerlek ile, denizleyse kayık ve uçak gövdesiyle sağlanır. İkisi ana, biri yardımcı olmak üzere iniş takımları üç tekerlekli yapılır. Yardımcı iniş takımı uçağın burun veya kuyruk kısmında bulunur ve uçağa yerde yön vermede ve ana iniş takımlarının yüklerini taşımada yardım eder. Pilot bu tekerleği sağa sola döndürmek sûretiyle uçağın yerdeki istikâmetini ayarlar. İnişte uçak hızının yatay ve düşey iki bileşeni vardır. Pilot inişte daha yere değmeden önce uçağı olduğu kadar yatay uçuş pozisyonuna getirerek düşey hız bileşenini en aza indirmeğe çalışır. Yatay hızın sebep olduğu kinetik enerji uçak frenlenerek yutulurken, düşey bileşenden ileri gelen enerji iniş takımları tarafından yutularak ısıya çevrilir. Bunu sağlamak için iniş takımlarında yay, amortisör ve tekerleğin lastiği gibi elemanlardan faydalanılır.

Üç tekerlekli iniş takımlarında ana tekerlekler kanatlarda, yardımcı tekerlek ya burunda veya kuyruk kısımda olabildiği gibi çok tekerlekli ağır nakliye ve yolcu uçaklarında ana tekerlekler dört grup hâlinde gövdenin içine arka arkaya yerleştirilir. Meselâ Boeing 747 yolcu uçağının 16 ana, 2 yardımcı olmak üzere 18 tekerleği vardır. İniş takımlarının diğer bir husûsiyeti sâbit veya katlanabilir olmalarıdır. Sâbit iniş takımları düşük hızlı, basit uçaklarda kullanılır. Uçakların hızı ve iniş takımlarının ebadı arttıkça aerodinamik dirençleri de çok artar. Bu durumda iniş takımları uçuş esnâsında katlanarak kanat veya gövde içine saklanır. Bunu sağlamak için de elektrikî, hidrolik veya pnömatik güç sistemlerinden faydalanılır. İçeri alındıktan sonra iniş takımları kapaklarıyla kapanır. İniş takımının kapalı ve açıkken olduğu gibi kalabilmesi için kilit ve emniyet mekanizmaları kullanılır. Ayrıca iniş takımlarının kapalı veya açık olup olmadığını pilota bildiren ikaz sistemleri vardır.

DİP NOT:

Uçakların uçma prensibinde havanın kaldırma kuvvetinden söz edilmez
Çünkü uçağın uçmasında havanın kaldırma kuvvetinin etkisi sıfıra yakındır, hatta sıfırdır. Uçağı havada tutan, kanat alt ve üst yüzeylerinde oluşan basınç farkıdır.Bu da uçağın havada tutunması yani TAŞINMAsını sağlar. Uçaklar, balonlar gibi büyük bir boşluğun havadan hafif gazlar ile doldurulması prensibinden farklı bir prensip ile uçarlar bildiğiniz üzere.