UÇUŞ KONTROL YÜZEYLERİ

6 min readNov 7, 2023

UÇAĞA ETKİYEN KUVVETLER

Havada hareket eden (uçak, helikopter, roket) tüm cisimlere etki eden belli kuvvetler vardır. Bu kuvvetler; kaldırma (lift), itme (thrust), sürükleme (drag) ve ağırlık (weight) kuvvetleridir.

Dört kuvvetin uçağa etki etme şekilleri uçağın manevra yapmasını sağlar. Kuvvetler birbirine zıt çalışır; kaldırma kuvveti ağırlık kuvveti ile zıt olurken itme kuvveti ise sürükleme kuvvetine zıt etki eder. Tüm kuvvetler dengede olduğunda uçak düz bir irtifada uçar. Kaldırma ve itme kuvvetleri ağırlık ve sürükleme kuvvetinden fazla olduğunda uçak yükselirken tam tersi durumda ise uçak alçalır.

İtme (Thrust) Kuvveti

İtme kuvveti, uçakların motorları ya da tahrik sistemleri tarafından üretilir. İtme yönü uçağın hareket edeceği yönü belirler. Uçaklardaki pervane veya jet motoru tarafından hava içeri çekilir, gerekli basıncın elde edilmesiyle birlikte zıt yönde dışarı atılır, böylece ileri yönde itme kuvveti elde edilmiş olur.

Kaldırma (Lift) Kuvveti

Kaldırma kuvveti, uçakların kanat yapısı sayesinde üzerinden ve altından geçen havanın hareketi ile meydana gelir. Kaldırma kuvveti ile itme kuvveti birbirine diktir. Ağırlık kuvveti ise kaldırma kuvvetine zıt yöndedir.

Ağırlık (Weight) Kuvveti

Ağırlık kuvveti, yerçekimi sebebiyle dünyanın merkezine doğru bir kuvvettir. Kuvvetin doğrultusu gösterilirken ağırlık merkezi baz alınır, bu kuvvet kaldırma kuvveti ile ters yöndedir.

Sürükleme (Drag) Kuvveti

Sürükleme kuvvetin; uçağa etkiyen havanın sürtünme kuvveti sebebiyle, uçağın ortaya koyduğu dirençtir. Kuvvet yönü itme kuvvetine zıt olurken bu kuvvet uçağı yavaşlatma eğilimindedir.

UÇAK MOTORU YAPISI

Havaalığı

Havaalığı, atmosferdeki havanın düzgün bir şekilde geçerek motora ulaşmasını sağlar. Ayrıca süpersonik hızlarda giden uçaklarda havayı yavaşlatmakla da sorumludur.

Kompresör

Kompresörün görevi, havvalığından gelen havayı sıkıştırmak ve bu sayede basıncı artırmaktır. Yapısı itibarıyla dönen palalar ve sabit statordan oluşur, türbin tarafından döndürülür. Genellikle alçak ve yüksek basınçlı olmak üzere iki aşamadan oluşurken bazı kompresörlerde alçak, orta ve yüksek basınç olmak üzere üç kısımdan oluşur.

Yanma Odası

Kompresörden çıkan yüksek basınçlı hava, yanma odasında yanan yakıt sayesinde yüksek sıcaklıklara ulaşır.

Türbin

Yüksek basıç ve sıcaklıklara ulaşmış olan hava türbine gelerek palalardan oluşan türbini döndürür. Dönen türbin şaftlar ile enerji dönüşümünde kullanılır, kommpresörün dönmesini sağlayan enerji bu şekilde elde edilir. Aynı zamanda pervanenin de dönmesiyle hava nozüle aktarılır.

Nozül

Nozül, türbinden gelen havayı genleştirerek atmosfere geri bırakılan kısımdır. Egzost olarak da nitelendirilebilir.

UÇAKLARIN KANAT YAPISI

Uçağın havada kalması için ihtiyaç duyulan kuvvetlerden en önemlisi taşıma kuvvetidir. Taşıma kuvveti uçağın Bernoulli ilkesine uygun olarak tasarlanan kanatları sayesinde oluşur. Bernoulli ilkesinde havanın hızlı hareket ettiği yerlerde basınç düşük olurken yavaş hareket ettiği yerlerde ise basınç yüksektir. Bundan dolayı uçakların kanatları tasarlanırken üst kısım daha bombeli olurken alt kısım ise daha düz bir tasarıma sahiptir. Bu tasarım sayesinde hava, kanadın üst kısmında, alt kısmına göre daha uzun yol kat etmesi gerektiğinden daha hızlı hareket eder, böylece düşük basınç oluşturur. Kanadın altındaki hava ise daha yavaş hareket ettiğinden daha yüksek basınca sahiptir ve ortaya çıkan basınç farkıyla birlikte taşıma kuvveti meydana gelir, bu sayede uçağa yukarı yönde etkiyen kuvvet (taşıma kuvveti) uçağın havalamasını ve havada kalmasını sağlar.

Hücum kenarı: Hücum kenarı, hava akımının uçağın kanadı ile ilk karşılaştığı kenarıdır.
Firar kenarı: Firar kenarı, hava akımının uçağın kanadını terk ettiği kenarıdır.
Veter uzunluğu: Uçağın hücum kenarı ile firar kenarı arasındaki uzunluktur.
Kanat açıklığı: Uçağın bir kanat ucundan diğer kanat ucuna kadar olan mesafedir.

Hücum açısı

Hücum açısı, hareket doğrultusu ile serbest akış yönü arasındaki açıdır. Hücum açısının büyüklüğü taşıma kuvveti de artar fakat bu durum havanın sürtünme kuvvetini de artıracağından belirli bir kritik değerin üzerine çıkıldığında tutunma kaybı (stall) gerçekleşir ve uçak düşüşe geçer. Tutunma kaybı, kanat profillerinin oluşturduğu taşıma kuvvetinin yeterli olmadığı durumdur. Tutunma kaybı genellikle düşük hızlarda meydana gelir, gerekli taşıma kuvevetini artırmak için hücum açısı artırılmalıdır. Hücum açıları uçakların yapılarına göre farklılık gösterirken aerodinamiğin ve fiziğin temel kuralları göz önünde bulundurulduğunda genellikle arasında olmalıdır.

Winglet

Winglet (Kıvrık kanat), uçakların uçuş mekaniği sayesinde, kanat uçlarında oluşan hava girdaplarında enerji tasarrufu sağlamak için kullanılan bir tasarımdır. Uçakların kanat yapısı gereği kanadın altında ve üstünde bulunan bölgelerde basınç farkı vardır, hava akımı kanat ucunu terk ederken hava girdapları (vorteksler) oluşturur, oluşan girdapların etki ettiği sürtünme kuvveti uçağın hareketini olumsuz etkiler. Winglet yapısı sayesinde uçaklar hava girdaplarından minimum düzeyde etkilendiğinden taşıma kapasitelerini ve menzillerini artırarak verimlilik sağlarlar.

UÇUŞ KONTROL YÜZEYLERİ

Uçuş kontrol yüzeyleri uçağın boyuna, enine ve düşey eksenlerde hareketini sağlar. Uçuş denetimi olarak da adlandırılan uçuş kontrol yüzeyleri; Kanatçıklar (Aileron), İrtifa Dümeni (Elevator) ve İstikamet Dümeni (Rudder) olmak üzere 3 temel yüzeyden oluşur. Temel kontrol yüzeyleri, hava akışını engelleyip onu bozması ve böylece yüksek basınçlı bir bölge oluşturması prensibiyle çalışır.

Temel Kontrol Yüzeyleri

Kanatçıklar (Aileron):

Kanatçıklar, uçağın uzunlama ekseninde kumandasını sağlar. Kanatların firar kenarına yerleştirilen kanatçıklar birbirlerine zıt çalışırlar ve böylece uçağın sağa ve sola yatış hareketi sağlanmış olur.

Kontrolü kokpitte bulunan lövye ile sağlanır. Lövye sağa yatırıldığında sağ kanatçık yukarı doğru hareket ederken sol kanatçık ise aşağı doğru hareket eder. Bu sayede uçak sağa yatma hareketini gerçekleştirmiş olur. Tam tersi şekilde lövye sola yatırıldığında ise sol kanatçık yukarı, sağ kanatçık ise aşağı doğru hareket eder ve böylece uçak sol tarafa yatma hareketini gerçekleştirir.

İrtifa dümeti (Elevator):

İrtifa dümeni uçağın yanal ekseninde (enlemesine) kumandasını sağlar. İrtifa dümeni yatay stabilizatörün firar kenarında bulunur, lövye ile kontrol edilir. Lövye geri çekildiğinde irtifa dümeni yukarı kalkar ve uçağın burnu havalanır. Tam tersi durumda, lövye ileri itildiğinda irtifa dümeni aşağı doğru hareket eder ve uçağın burnu inişe geçer, bu harekete yunuslama ismi de verilir.

Yatay stabilizatör:

Uçakların uçuş ekseninin paralel olduğu düzlemde uçuşu dengelemeye yardımcı olan bir sistemdir. Bir çift kanada benzeyen yatay stabilizatör kuyrukta bulunur.

İstikamet Dümeni (Rudder):

İstikamet dümeni uçağın dikey eksendeki kumadasını sağlar. İstikamet dümeni, stabilizatörün düşey düzlemde firar kenarında bulunur. Kontrolü kokpitte bulunan pedal ile sağlanır. Pedalda sağa basıldığında dümen ve kuyruk arasındaki etkileşim sonucu irtifa dümeni sola yönelir ve uçak sağa doğru hareket eder, pedalın soluna basıldığıda irtifa dümeni sağa doğru hareket eder ve uçak sol tarafa doğru yol alır.

İkincil Kontrol Yüzeyleri

Flap:

Flaplar kanadın firar kanadında yer alır. Görevi inişlerde, kalkışlarda ve düşük hızlarda kanat üst yüzey kavisini büyüterek uçağın kaldırma kuvvetine etki ederek uçağın hareketine yardımcı olmaktır.

Slat:

Slatlar uçağın hücum kanadında bulunur, hava akımı ile karşılaşan ilk kısımdır. Flaplar ile koordineli olarak çalışarak uçağın hareketine yardımcı olur. Flap yukarı yönlü hareket ettiğinde slat aşağı yönlü hareket ederken flap aşağı yönlü hareket ettiğinde ise slat yukarı yönlü hareket eder.

Spoiler:

Hava freni olarak da bilinen spoilerlar kanadın üst yüzeyinde bulunur. Açıldığında hava akımını bozar ve sürtünme kuvvetini artırır, böylece uçağın havada hareket ederken hızını azaltmasına yardımcı olur.

Fletner (Trim Tab):

Fletnerler; kanatçıklar, irtifa dümeni ve istikamet dümeni gibi temel kontrol yüzeylerinde bulunan daha küçük kontrol mekanizmalarıdır. Uçuş sırasında sürükleme ve taşıma kuvvetlerinin dengelenmesine yardımcı olur.