İnternette sık sık Uçak nasıl uçar ya da Uçak nasıl havada süzülür gibi sorular sık sık sorulmaktadır. Konuya cevap vermek amacıyla amatör bir makale yazan kişi yalan yanlış bilgileri bir arada toplayarak yarım yamalak bir bilgi verdiyse, bu bilgiyi kopyalayarak binlerce sitede yayıldığını görebilirsiniz. Bu da internetin yanlış bilginin hızlı yayılmasına neden olması yönünde dezavantajlarından biridir. Binlerce kilogram ağırlığındaki demir kütlenin Kargo eşyalarının ve içindeki insanların havada kuş gibi süzülmesi nasıl gerçekleşmektedir? bir başka ifade ile uçak nasıl uçar? İşte bu sorunun cevabını sizlere kısa ve açık bir şekilde anlatmaya çalışacağız. Zaten bu bilgi bilimsel olarak en az 100 yıldır biliniyor. Fakat internette dolaşan cevapların yüzde sekseni yalan yanlış bilgilerle doludur. Bir kere uçak kanadının altından ve üstünden süzülen hava moleküllerinin aynı anda diğer uçta buluşması teorisi tamamen yanlıştır. Ancak havanın uçak kanatlarına alttan kaldırma kuvveti uygulayarak bütün yükü taşıdığı doğrudur. Havanın gücünü hafife almayın!
Uçak Kanatlarının Tasarımı En Önemli Noktadır
Ancak hava moleküllerinin aerodinamik tasarıma sahip uçak kanadının hem altından hem üstünden hareket ederken diğer uçta tam olarak aynı zamanda birleştiklerini varsaymak ve bu varsayım üzerinden kanadın üstündeki yüzeyin daha uzun mesafeli olmasından dolayı hava moleküllerinin daha fazla yol almak zorunda olmaları şeklindeki savunma gerçeği yansıtmamaktadır. Hava moleküllerinin aynı anda başlangıç ve bitiş noktasına ulaştıklarını söyleyemeyiz.
Bernoulli Deneyi Uçak Nasıl Uçar Sorusunu Tam olarak Açıklamaz
Bernoulli deneyinde sıkıştırılamayan akışkanlar için böyle bir teori ortaya atılabilir Ve nitekim böyle bir teori ortaya atılmıştır ancak Bernoulli deneyinde sıkıştırılabilen hava değil sıkıştırılamayan akışkanlar kullanıldığı için bu fenomeni tam olarak Bernoulli deneyi ile açıklayamayız. Uçak kanatları tasarlanırken hava akımları ve yaratacakları basınç bilgisayarlarda simüle edilmektedir. Tasarım sürecinde yüzde bir hata yapmak bile uçağın uçmasını engelleyecektir. Gelişmiş bilgisayarlar kullanılarak hava akımları incelenir ve oluşacak girdaplar ve kanatlara uygulayacakları altlı üstlü basınçlar Bilgisayar ortamında hesaplanır. Dolayısıyla Uçak nasıl uçar sorusu 100 yıl önce gizemini kaybetmiş bir sorudur ama hala İnternet’te Bununla ilgili yanlış cevaplar verilmektedir. Yani Bernoulli deneyi uçağın havada kalmasını açıklasa da, havada yükselişini açıklayamaz.
Konuyu daha iyi anlamak için şu formüle odaklanmamız gerekiyor:
kaldırma kuvveti = hava yoğunluğu x hava hızı x sirkülasyon
şeklindedir. Bu teorem, Kutta-Zhukovsky teoremidir. Bu formülde söz edilen havanın hızı kanat sisteminden bakıldığında kanala üflenen havanın hızlıdır sabit sistemden bakılırsa uçağın kendi hızıdır. zaten prototipler bir hava kanalına konularak fan yardımıyla bir hava akışı sağlanarak belli bir hız elde edilmekte kullanılmaktadır. Bu yöntem pratik ucuz ve güvenli bir deneme yanılma imkanı sunar.
Aylar süren deneylerden sonra en iyi kanat tasarımı ortaya konmaktadır. Bir başka nokta ise, akışkanlarda viskozite yani sürtünme ve direnç kuvvetinin varlığıdır ama hava için viskozitenin etkisi diğer kuvvetlere göre milyonda bir değerinde olduğundan bu faktör göz ardı edilebilir. Eğer akışkanımız hava değil su olsaydı vizkoziteyi göz ardı edemezdik. Tasarım aşamasında uçak kanatları tasarlanırken hava dolaşımının dikkatli incelenmesi gerekmektedir, hava akışının hız vektörü ve sirkülasyon akışının vektörü kanada önden eklenirse kanadın üst yüzeyindeki Akış hızının arttığı görülür. Başka bir ifadeyle kanadın üst yüzeyindeki havanın hızı daha fazladır dolaşımın Bu şekilde olması matematiksel olarak da ispat ve ifade edilmiştir. Yani hava molekülleri yanlış söylendiği şekilde kanadın üstünden geçen moleküllerle altından geçen moleküllerin aynı anda terk etmesi söz konusu değildir. Uçakları havada tutan sır; kanadın üstündeki hava moleküllerinden hızının daha fazla olmasıdır. Böylece Hava kanadın üst tarafından daha düşük bir basınç uygulayacaktır, buna karşın altta ise daha yavaş hava molekülleri kanatları kaldırabilecektir. Çünkü hava moleküllerinin hızı artarsa basıncı azalır, hızı azalırsa basıncı artar. Kanatlar da bu prensibe göre dizayn edilir. Kanatlar üstten hafif bombeli şekilde üretilir. Hava akış yolunu uzatmak ve akış hızını arttırarak kanat üstü basıncını düşürmek için yapılır
Türbülans Nedir Neden olur?
Türbülans hava akımlarının düzeninin bozulması olarak açıklanabilir. Akış sürekli ise uçak da kararlı bir şekilde havada süzülür. Ancak soğuk-sıcak hava birleşme noktalarında hava boşluğu kısa bir alan için oluşabilmekte, tam o noktadan geçen uçak da gürültüyle titreyerek sallanabilmekte, yolcuları korkutabilmektedir.