HAVADA BOŞLUK OLUR MU ? TÜRBÜLANS UÇAK DÜŞÜRÜR MÜ?

Merhaba,

Bir önceki yazımda uçak oksijen maskeleri ve  bağlı konuları yazmış ayrıca teknik konular ile ilgili bir kaç yazı yazacağımı belirtmiştim.

Teknik konulu  yazılara bu hafta  “ hava boşluğu –türbülans “  konusu ile devam etmek istiyorum. Daha önce de  yazdığım üzere ; teknik konularda yazmanın zorlukları var, yazdığınız konuyu genel profile göre yazıyorsunuz bu durumda kendilerine hitap edilmese de konunun  uzmanları  tarafından bu tür yazılarda daha fazla  detay bekleniyor detay yazarsanız çok teknik oluyor ve  bilgilendirmek istediğiniz  grup için bunaltıcı oluyorsunuz. Bu girişi gözönünde tutmanızı  rica edip -herkesi memnun edemeyeceğimizden- peşin peşin özür dileyerek başlayalım.

                                                           **

Hava da boşluk olur mu ? Bu soruyu  cevaplamak için öncelikle havanın (atmosfer)  yapısına bakmamız gerekir. Dünyamızı çevreleyen  ve atmosfer olarak adlandırdığımız hava kütlesi 7 katmandan oluşuyor. (Troposfer , Stratosfer , Mezosfer , Termosfer , Ekzosfer , İyonosfer , Magnetosfer) Bu katmanlar,  % 78 azot (nitrojen) , % 21 oksijen ve % 1 Radon, Metan, Argon, Karbondioksit, vb çok sayıda farklı bileşenden oluşuyor. Bu hava kütlesi bir ağırlığa ve dolayısıya bir basınca sahip işte sürekli kullandığımız ve duyduğumuz 14.7 psi, 1 atü, 1 bar ,  veya başka bir birim ……                                                                                 Hava basıncının kaynağı atmosferimizi oluşturan hava kütlesidir. Atmosferimizi farklı yoğunlukta  üst üste konulmuş 7 tuğla olarak düşünürsek en çok yükü en altta bulunan tuğla taşıyacaktır yani en yüksek basınç  en  altta olacaktır. Hava basıncı  atmosferde yukarılara doğru çıktıkça düşer dolayısıyla basınç düşmesine bağlı olarak  sıcaklık ve yoğunluk ta düşecektir. En yüksek basınç en alt noktada olacağı için deniz seviyesi hava basıncının en yüksek olduğu yerlerdir ve 14.7 psi basınç vardır. (pound square inç / 1 inç = 2.54 cm yani inç kare = 6,45 cm kare /  inç kareye yapılan basınç 14.7 pound / 1 pound 453 gram olduğu için = 6,65 kg ) Bir başka ifade ile atmosferin en üst tabakasından deniz seviyesine kadar  6,45 cm karelik bir hava sütunun  ağırlığını ölçmüş olsanız bulacağınız değer 14.7 pound / 6,65 kg  olacaktır. (Deniz seviyesinden daha aşağı noktalarda –Lut gölü veya madenler gibi-  basınç  ve sıcaklık deniz seviyesinden  daha yüksektir )

                                                            **

Yukarda anlatmaya  çalıştığım atmosfer yapısı   içinde  boşluk olmaz bir başka ifade ile hava boşluğu  kavramı veya uçak hava boşluğuna düştü ifadeleri lafzi olarak yanlıştır. Havada boşluk olmaz , peki ne olur ? Havada türbülans olur. Türbülans yerine  daha somut anlaşılır bir örnek olsun diye söylenen “hava boşluğu” fiziki manada mecazi olmaktan öte bir anlam taşımaz. Fiziki olarak bir hava boşluğu olmamakla birlikte uçağımızı havada tutan “lift” kuvvetinin oluşması için laminar bir hava akışı gereklidir türbülans nedeniyle bozulan bu laminar hava akışı lift kuvveti oluşması açısından bakılırsa bozukluğa neden olur ve bu manada boşluk olarak mecazi bir anlam taşır.                                                                                                                                                                       Benzer bir konu denizler için de söylenebilir, deniz içinde boşluk olabilir mi ? hayır olamaz aynı hava gibi sıvı da ( deniz suyu) boşlukları doldurur. Denizde, havada ki türbülansa benzer şekilde dalgalar/ girdaplar  olur  böylece gemilerin düzenli yol alışı bozulur türbülasa girmiş uçak ile dalgalara giren gemi benzer tepkiler verir bu durumda deniz boşluğu var denebilir mi?

                                                                **

Türbülans nedir ? nasıl oluşur ? uçağı nasıl etkiler ? sorularının cevaplarına bakalım.

Türbülansın uçuş üzerindeki  etkisini anlamak için öncelikle uçuşun nasıl gerçekleştiğini ve  tonlarca ağırlığı olan uçağın havada nasıl  tutunduğunu açıklamaya çalışarak  başlayalım. Uçakları havada tutan kuvvet ; bir üst paragrafta izah etmeye çalıştığım  hava kütlesinin basıncının uçak kanatları tarafından kullanılması ile elde edilmektedir. Modern yolcu uçaklarını  ileri doğru hareket ettiren kuvveti –Thrust kuvveti- turbo fan uçak motorları saglar. (LPC’nin  ilk kademesi kabul edilen  fan bladeler thrust kuvvetinin büyük bir bölümünü sağlar  thrust kuvvetinin küçük bir bölümü de motor  türbinlerinden  sağlanır)  İleri doğru hareket eden uçağın üzerinden uçak hızına eşit ve aksi yönde bir hava akışı geçecektir bu akış uçak kanatlarından geçerken kanatların özel yapısı uçağı havada tutan lift kuvvetini oluşturur. Uçak kanatlarının  fiziki yapısı airfoil denilen özel bir kesit şeklindedir. Bu kesit bir su damlasının  yarısı olarak  ( dikey ) tarif edilir. (Google  görseller / airfoil yapı ) Kanat yapısı üst yüzeyin uzunluğu alt yüzeyin uzunluğundan daha olan bir yapıdır ve havayı ikiye bölen kanadın üstünden akan hava yüzey uzunluğu  alt yüzeye göre daha fazla olan kanat üstünden kanat altına göre daha hızlı akar. İşin sırrı da buradadır,akışkanların hızı artarsa basıncı düşer (Bernoulli prensibi) fiziki durumu nedeniyle kanat üstündeki hava basıncı  kanat altında ki hava basıncına göre daha düşük olacaktır. Bu durumda kanat altında daha yüksek basınç ve kanat üstünde – bir çeşit- vakum oluşur. Uçağı havada tutan bu kuvvete  “lift” denmektedir. (detaylı bilgi isteyen okurlar için: www.megep.meb.gov.tr/mte_program_modul/moduller_pdf/U%C3%A7u%C5%9F%20Teorisi.pdf  )

                                                                 **

Uçağı havada tutmamızı sağlayan kuvvetin oluşması için kanatların üstünden ve altından akan havanın düzenli bir akış olması gerekir. Hava akışının bozulması lift kuvvetini bozar ve uçağımızın titremesi ve sallanması gibi uçuş bozuklukları oluşur. Hava akışının bozuk olduğu durumlar türbülans olarak adlandırılır. Türbülansın çok fazla çeşidi var (Açık Hava ,Sıcaklık Sapması ,Hamle , Cephe ,Wake , Konvektif , Mekanik ) türbülansın temel nedeni atmosferdeki sıcaklık farklılıklardır farklı sıcaklıklar oluşunca sıcak-soğuk hava kütleleri arasında hareket / rüzgar oluşur bu hareketler bazen mikro seviyede hareket ve girdaplar bazende büyük hava kütlelerinin dikey-yatay hareketlerine sebep olur. Yolcu gözüyle bakıldığında sarsıntılı uçuş  küçük hava hareketlerinden oluşan bozuk akış türbülansı, uçağın bazen yüzlerce feet irtifa kaybetmesine sebep olan türbülansta büyük hacimli dikey hava kütlesi hareketidir. Kütleler arasındaki geçiş esnasında uçak yükselen veya alçalan hava kütlesi nedeniyle yüzlerce feetlik  irtifa kaybı yaşayabilmektedir.Yolcuların koltuklara sabitlenmesini saglayan kemerleri bağlı ise sorun olmayacaktır.

Peki türbülans uçağı düşürür mü ? Başka bir teknik arıza veya insan faktörü sorunu ile birleşmedikçe salt türbülans nedeniyle uçak düşmez. Uçaklar türbülans dahil görebilecekleri yükleri taşıyacak şekilde tasarlanmıştır. Yüzlerce kilometer hızla beton piste yapılan bir hard landing iniş uçak için  türbülanstan daha fazla yük demektir. Türbülanstan korkanlar için pozitif bir cümle ile bitireyim, literatürde türbülans nedeniyle yaşanan modern dönem yolcu uçağı kazası yoktur.

Saygılarımla.

Erdal Gülmez