Ucak Kanatlari

Uçak kanadı; ucağın gereksinim duyduğu tasıma kuvvetini elde etmeye yardımcı olmaktadır. Ucak kanatlarının geometrisi uçuş rejimine,irtifasına (kucuk hız, yuksek hız, sesustu hızlar gibi) bağlı olmakla birlikte gerek ust gorunumlerinin ve gerekse kesit geometrilerinin tipik bazı özellikleri vardır. Hava akımı ilk olarak hücum kenarından(leading edge) kanada temas eder ve firar kenarından(trailing edge) kanadı terk eder.Kanat profili kanadın enlemesine profil alındığında ortaya çıkan profildir..Buradaki enönemli faktör kanat kalınlığı ve alt-üst yüzeylerin kavisliğidir.Genel olarak kanat üst kavisi büyük olan uçaklar düşük hızlı uçaklardır.Hız arttığında kanat üst yüzey kavisinin azalması gerekir,aksi takdirde geri sürükleme yani drag meydana gelir.Özellikle ses hızının üstündeki uçan ses üstü uçaklarda kanat kavisi dolayısıyla kanat kavisi çok azdır.Günümüz modern hızlı uçaklarında alt ve üst kavisler hemen hemen birbirine eşittir.Bu kanatlara SÜPERKRİTİK KANATLAR(Supercritic wings)olarak isimlendirilir.Normal tip kanatlarda kanadın en kalın yeri kanadın üst yüzeyinde ve hücum kenarına yakındır.Ses hızına yakın uçuşlarda hava akımı kanat yüzeyini takip edemez hale gelir  ve kanadın üst yüzeyinde bir şok dalgası oluşturur.Bu da kanadın kaldırma kuvvetini ve ayrıca geri sürüklemesini -drag-artırır.Süperkritik kanatlarda ise kanat orta bir yerde enkalın noktasına ulaşır ve sonuçta ses hızına yakın hızlarda meydana gelen şok dalgası daha geride enfazla kaldırma kuvvetinin oluştuğu bölge yakınlarında oluşur.Bu da hava direncini azaltarak özellikle ses hızına yakın transonik uçuşlarda yüksek verim ve yakıt tasarrufu sağlar.Süperkritik kanatlar imalat kolaylıklarının yanı sıra daha hafif yapılabilirler ve kalınlık ve hacimleri dolayısıyla gelişmiş ve kompleks kontrol yüzeylerini barındırabilirler.Bir kanatta bilmemiz gereken bazı terimler :
veter /kord hattı(airfoil cord line):kanat hücum kenarı ile firar kenarını birleştiren hayali hat olarak tanımlanır.
Basınç merkezi(center of pressure):kaldırma kuvvetini elde ettiğimiz kanat alt bölgesindeki yüksek basınç ile kanat üst yüzeyindeki alçak basınçın kanat boyunca yoğunlaştığı hayali çizgidir.Hücum açısı arttıkça yeri hücum kenarına doğru artar.
Kanat hücum açısı(angle of attack:AOA):kanat kesitindeki veter hattının hava akış doğrultusunda yaptığı açı olarak adlandırılır.Sabit hızda hücum açısı bir miktar artırılarak kaldırmada artış sağlanabilir ancak bu süreklilik sağlamaz .Çünki kaldırma açısının fazlalaştırılması demek kanat üzerindekikritik hücum açısını hava akımı aşarsa hava akımı daha da türbülanslı hale gelir,kaldırma azalır,girdaplar oluşur ve İngilizcede stall olarak bilinen havada tutunamama oluşur ve bu durumda uçağı havada tutmak oldukça zorlaşır.Bundan dolayı kanat tasarımları genelde twisted yani kanat ucu gelende burkulmus olarak tasarlanır böylece kanat ucundan akan hava akımı daha az türbülanslı elde edilmeye çalışılmıştır.Sürtünmeyi sıfıra indirmek imkansızdır ancak değişik denemelerle enuygun kanat profiline ulaşılmaya çalışılmaktadır.Amaç fazla kaldırma kuvveti ve en az sürüklemeyi elde etmektedir.
Kanadın alt ve ust yuzeyleri arasında bir basınc farkı olusması aslında kanat etrafından gecen
havanın hız kazanmasıyla ilgilidir.Hava hızlandıkca basıncı azalır.Kanadın ust yuzeyinden gecen hava alt yuzeyden gecene kıyasla dahafazla hızlandığı icin ust yuzeydeki basınclar alt yuzeydekilere kıyasla daha kucuk olur. Boylece bir basınc farkı doğar.Bu fark bizim için önemlidir çunki bu fark kaldırma elde etmemizi sağlar.Bu önceden de bahsetmiştik.Hatırlatma yapmak istedim. 1990'lardan beri NASA'da uçakların yüzeyi ve kanat geometrisi üzerine çalışmalar yoğun bir şekilde devam etmektedir. Bu araştırmalar meyvesini vermiş ve son yıllarda gelişmiş uçaklarda kullanılabilecek şekil değiştirebilen yeni kanatlar (Morphing Wings) üretilmiştir. ‘Morphing’ uçaklar üzerindeki çalışmaların ve yeni uçak tasarımlarının tahminen 2023 yılında biteceği belirtilmektedir. Eski uçak kanatlarına kıyasen daha esnek olan yeni dizaynın şekli ve yüzey yapıları, içine konan kontrol algoritmalarıyla kumanda panelinden yeniden düzenlenebilecek ve uçakta uçma şartlarına göre değişiklikler yapılabilecektir. Mevcut hâliyle bile 'Morphing Wings' mekanizması, girift bir işleyişe ve kontrol sistemine sahiptir. Yapılmaya çalışılan şey, mevcut uçak kanatlarının uçuş şartlarına uygun, gerekli değişiklikleri yapabilir hâle getirilmesidir.Buradan resim ve terim açıklamalarına bakabilirsiniz.
Havacılık dolu günler diliyorum.Sağlıcakla kalın.