Uçaklar nasıl uçar ? Uçaklar icat edilmeden önce de insanlık kuşları binlerce yıldır incelemiş ve uçmanın yollarını aramıştır. Uçak insanlık tarihinin en önemli icatlarından biridir ve insanlığın hava yolculuğunu devrimleştirmiştir. Ancak uçakların nasıl uçtuğu, birçok insan için hala merak konusudur. Uçakların uçma prensipleri, karmaşık bir dizi faktörün fen bilimlerinin ve mühendisliğin becerilerinden faydalanılarak oluşturulan çözülmesi ile belirlenir.
Aerodinamik Bilimi : Uçakların uçma yeteneği, aerodinamik bilimi yani fizik kuralları üzerine kuruludur. Temelde, uçağın kanatlarına etki eden kuvvetlerin dengesi, uçağın havada tutunmasını sağlar. Bernoulli’nin prensibi, uçağın kanatlarının üstünden geçen hava hızının, altından geçen hava hızından daha yüksek olduğunu belirtir. Bu farklı hızlar, kanat profili üzerinde bir basınç farkı yaratır. Üst taraftaki düşük basınç ve alt taraftaki yüksek basınç, kanadın yukarı doğru kaldırıcı kuvvet oluşturmasına neden olur. Bu kaldırıcı kuvvet, uçağın ağırlığını dengeleyerek havada kalmasını sağlar. Yani uçağın kanadının altındaki basıncı üstündeki basıncın üstüne çıkarabilecek bir çözüm gereklidir, uçak yapısının hava sürtünmesindeki kayıptan daha fazla ileri itilmesi ve bu basınç farkının uçağın ağırlığını aşağı çeken yerçekimini yenebilecek kadar kuvvetli bir kaldırma etkisi yapması uçma fikrinin arkasındaki sihir yani bilimdir.
Ayrıca, kanatların eğim açısı veya salınımı da kaldırıcı kuvveti etkiler. Uçak hızlandıkça veya yükseldikçe, kanatlar daha fazla kaldırıcı kuvvet oluşturmak için daha büyük bir salınıma ihtiyaç duyabilir. Kanatlar tamamen açısız ve düz olsalardı şuandaki gibi yönetilebilen bir uçuş pekte mümkün olmazdı bu sebep ile uçak kanatları bilim ve deneysel gözlemler ile uzun bir damla formuna benzer yapıda oluşturulurlar ve üstünden ve altından geçen rüzgarı yönetebilecek sistemleri bulunur. Bu sayede uçağın yükselmesi ve alçalması , sağa sola dönüşleri pilotların yönetebileceği bir yapıda olabilir.
Uçaklar uçmak için yapılır ve belirli bir minimum hız ile uçabilirler, yani belirli bir kaldırma gücü sağlanamıyorsa uçaklar irtifa kaybederler, ayrıca birde tasarım hızları vardır, uçak hızlandıkça içinden geçmekte olduğu havanın direnci artar ve yapısının da dayanabileceği bir karşı basınç ve hava koşulları vardır. Atmosfer homojen değildir rüzgarlar , ısı ve hava boşlukları gibi atmosfer olayları sebebiyle de uçakların belirli bir seyir hızı aralıkları vardır.
Seyir hızları minimum uçuş hızı , ticari seyir hızı ve azami hız olarak üç kısım olarak düşünülebilir. Minimum uçuş hızı uçağın düz bir çizgide irtifasını koruyarak uçabileceği hızdır, ticari seyir hızı ise uçağın yakıt tüketimi ve hızının en optimum noktasını ifade ediyor gibi düşünülebilir. Uçaklar çok ciddi miktarda yakıt tükettiklerinden minimum seyir hızı yerine ulaşım süresi , yakıt tüketimi ve güvenlik gibi tüm parametreler değerlendirilerek optiumum bir seyir hızı belirlenir ve ticari uçuşlar hava koşulları da müsade ettiği sürece ticari seyir hızında yapılmaktadır. Azami hız ise uçağın çıkabileceği en yüksek hızı ifade etmektedir, bu uçağın güvenli bir şekilde uçabileceği en yüksek hızı ifade etmektedir.
Motor Sistemleri Uçakların uçabilmesi için güçlü ve güvenilir motor sistemlerine ihtiyaçları vardır. Genellikle jet motorları veya pervaneli motorlar kullanılır. Jet motorları, havayı yanma odasında sıkıştırarak ve yakarak itme üretirler. Bu itme, uçağın ileri doğru hareket etmesini sağlar. Pervaneli motorlar ise, pervaneyi döndürerek ileri doğru itme oluştururlar. Günümüzde her ikisi de kullanılmaktadır, pervaneli motorlar daha çok küçük gövdeli ve küçük kapasiteli uçaklarda görülmektedir, Jet motorları ise yolcu uçaklarında ve savaş uçaklarında daha çok gözlemlenir.
Çok büyük gövdeli pervaneli uçaklar da bulunmaktadır. Bu tamamlen havacılık mühendisliği hesapları ile yapılan gerekli itiş gücünün sağlanmasına yönelik bir planlamadır. Teorikte ve pratikte şuandaki uçaklardan 10 kat büyük uçaklar da yapılabilir fakat binlerce ton ağırlığa ulaşacak bu uçağı yine onlarca ton ağırlığında kendi yakıtı ve onlarca ton ağırlığındaki yükleri ile beraber uçuş hızına çıkarabilmek için gerekli olan motor ve bu itiş gücünü sağlayabilecek miktarda yakıtın da tüketileceği düşünüldüğünde uçak boyutlarının günümüzde en optimum aralıklara geldiği gözlemlenmektedir.
Uçaklar tasarlanırken genel olarak uçağın amacı , taşıyacağı yük, ineceği pistler , uçacağı hava koşulları , ulaşması gereken hız ve irtifa , kullanım ömrü , pilotaj gereksinimi , yakıt tüketimi , uçacağı mesafe , taşıyacağı yükün türü gibi onlarca sorunun cevabı üzerine mühendislik hesaplamaları ve tasarım başlamaktadır.
Uçaklar nasıl uçar ? Uçuş Kontrolleri Aviyonikler Uçakların hareketini kontrol etmek için çeşitli kontrol yüzeyleri kullanılır. Bunlar genellikle kanatlar, kuyruk yüzeyleri ve pervane yüzeyleri şeklindedir. Ayrıca, pilotun uçuş kontrol sistemleri aracılığıyla bu yüzeyleri etkilemesi gerekir. Kanatlar, ayrılma kenarlarındaki hareketli flaplar ve aileronlar aracılığıyla yatay ve dikey dönüşleri kontrol eder. Kuyruk yüzeyleri, yatay stabilizatör ve dikey derleyici ile uçağın yönünü kontrol eder. Pervane yüzeyleri ise uçağın yükseliş ve inişini kontrol eder. Modern uçaklarda, uçuş kontrol sistemleri genellikle hidrolik veya elektrik motorlarıyla çalışır. Bu sistemler, pilotun kontrol girişlerini mekanik olarak kontrol yüzeylerine ileterek uçağın hareketini sağlar. Ayrıca tüm uçaklar son 40 yılda artık süper bilgisayarlar ile donatılmıştır coğrafi bilgi sistemleri havacılık bilgi sistemleri matematik fizik ve havacılık bilimlerinin tüm faydaları bu bilgisayarlar ile pilotların faydasına sunulmuştur. Bir uçak yaklaşmakta olduğu pise saniyede ne kadar yavaşlarsa ne kadar alçalabileceğini kontrol ederek kontrollü biçimde irtifasını ayarlayarak tam pistin başladığı noktada yer ile temas etmeyi yaklaşık 40 yıldır yapabilmektedir ve günümüzde bu hesaplamalara ek olarak havakoşullarına göre rota önerileri vb ek hizmetler ile pilotların uçuş sırasında bilimin tüm imkanlarını kullanabilmelerini sağlamaktadır.
Uçuş Güvenliği Uçuş güvenliği, havacılığın en önemli önceliklerinden biridir. Uçuş güvenliğini sağlamak için, uçaklar sıkı bir şekilde denetlenir ve bakımları düzenli olarak yapılır. Ayrıca, pilotlar sürekli olarak eğitilir ve uçuş sırasında güvenlik prosedürlerine sıkı bir şekilde uyarlar. Hava trafik kontrolü de uçuş güvenliğinin önemli bir parçasıdır. Hava trafik kontrolörleri, uçakların güvenli bir şekilde hareket etmelerini sağlamak için uçuş rotalarını ve yüksekliklerini yönetirler. Ayrıca, hava trafik kontrolörleri acil durumlarda uçaklara yardımcı olabilir ve çarpışmaları önlemek için önlemler alabilirler. Havacılık hata kabul etmeyen bir alandır ve tartışmasız olarak her gün onbinlerce uçağın uçtuğu ve her an yüzbinlerce insanın uçakların içerisinde bulunduğu bir konuda yılda bir yada birkaç kaza yaşanıyor olması ne kadar da güvenli olduğunu ispatlamaktadır. Uçaklar binlerce mekanik ve elektronik parçanın kusursuz çalışması teorisi ve pratiği ile havada uçan bilimsel gerçeklerdir kesinlikle mucize değildir. İnsanlığın geliştirdiği bilimi ve mühendisliği kendi hayatını kolaylaştırmak için kullandığı en önemli eserlerden biridir.
Uçaklar nasıl uçar ? Sonuç olarak, uçakların uçma yeteneği karmaşık bir dizi faktörün etkileşimiyle belirlenir. Aerodinamik prensipler, motor sistemleri, uçuş kontrolleri ve uçuş güvenliği, uçakların güvenli ve verimli bir şekilde uçmasını sağlamak için bir araya gelir. Havacılık endüstrisi, sürekli olarak yeni teknolojiler ve güvenlik önlemleri geliştirerek uçuş güvenliğini artırmaya devam etmektedir.