Uçak
Uçak veya aeroplane (gayri resmi olarak uçak), bir jet motoru, pervane veya roket motorundan gelen itme kuvveti ile ileriye doğru itilen sabit kanatlı bir hava taşıtıdır. Uçaklar çeşitli boyut, şekil ve kanat konfigürasyonlarına sahiptir. Uçakların geniş kullanım yelpazesi rekreasyon, mal ve insan taşımacılığı, askeri ve araştırmayı içerir. Dünya çapında ticari havacılık, uçaklarla yılda dört milyardan fazla yolcu taşımakta ve yılda 200 milyar ton-kilometreden fazla kargo taşımaktadır ki bu da dünyadaki kargo hareketinin %1'inden azına tekabül etmektedir. Uçakların çoğu uçaktaki bir pilot tarafından uçurulur, ancak bazıları dronlar gibi uzaktan veya bilgisayar kontrollü olacak şekilde tasarlanmıştır. ⓘ
Wright kardeşler 1903 yılında ilk uçağı icat etmiş ve uçurmuşlardır ve "ilk sürekli ve kontrollü havadan ağır motorlu uçuş" olarak kabul edilmektedir. Modern uçak konseptini ortaya koyan (ve daha sonra modelleri ve başarılı yolcu taşıyan planörleri inşa edip uçuran) George Cayley'in 1799 tarihli çalışmaları ile 1867-1896 yılları arasında havadan ağır uçuşu da inceleyen insanlı havacılığın öncüsü Alman Otto Lilienthal'in çalışmaları üzerine inşa ettiler. Lilienthal'in 1891'deki uçuş denemeleri insanlı uçuşun başlangıcı olarak görülür. Birinci Dünya Savaşı'ndaki sınırlı kullanımının ardından uçak teknolojisi gelişmeye devam etti. Uçaklar İkinci Dünya Savaşı'nın tüm büyük muharebelerinde varlık göstermiştir. İlk jet uçağı 1939 yılında Alman Heinkel He 178 olmuştur. İlk jet uçağı olan de Havilland Comet 1952 yılında tanıtıldı. Yaygın olarak başarılı olan ilk ticari jet olan Boeing 707, 1958'den en az 2013'e kadar 50 yıldan fazla bir süre ticari hizmet vermiştir. ⓘ
Uçağın ana parçaları havada tutunabilmeyi sağlayan kanatlar, kanatları dengede tutmaya yarayan kuyruk, uçağın durum ve pozisyonunu değiştiren uçuş kumandaları ve gerekli itmeyi sağlayan motor, pervane gibi elemanlardır. Yolcuları ve yükü barındıran gövde ile uçuş ekibi ve uçuş sistemlerini barındıran kokpit uçağın ana bölümlerindendir. ⓘ
Etimoloji ve kullanım
İngilizcede ilk kez 19. yüzyılın sonlarında (ilk sürekli motorlu uçuştan önce) görülen uçak kelimesi, aeroplane gibi, Yunanca ἀήρ (aēr), "hava" ve Latince planus, "seviye" ya da Yunanca πλάνος (planos), "dolaşan" kelimelerinden gelen Fransızca aéroplane kelimesinden türemiştir. "Aéroplane" başlangıçta havada hareket eden bir uçak olduğu için sadece kanada atıfta bulunuyordu. Bir synecdoche örneğinde, kanat kelimesi uçağın tamamını ifade eder hale gelmiştir. ⓘ
Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada'da "uçak" terimi motorlu sabit kanatlı uçaklar için kullanılır. Birleşik Krallık'ta ve İngiliz Milletler Topluluğu'nun çoğunda, "aeroplane" (/ˈɛərəpleɪn/) terimi genellikle bu uçaklara uygulanır. ⓘ
'"Uçak"' kelimesi, Türkçe uç- fiiline -(a)k fiilden isim yapma eki getirilerek türetilmiştir. '"Tayyare"' kelimesi ise, Arapça ṭyr kökünden gelen ṭayyār '"طيّار "' "uçucu" sözcüğünden türetilmiştir. Tayyare kelimesi günlük konuşmada eski tip pervaneli uçakları ifade etmek için kullanılsa da iki kelime de aynı anlamı karşılamaktadır. ⓘ
Tarihçe
Öncüller
Yunan efsanesi İkarus ve Daedalus ile eski Hint destanlarındaki Vimana gibi antik çağlardan kalma pek çok hikâye uçuşla ilgilidir. Yunanistan'da M.Ö. 400 civarında Archytas'ın ilk yapay, kendinden tahrikli uçan cihazı tasarladığı ve inşa ettiği bilinmektedir; muhtemelen buhar jetiyle itilen kuş şeklindeki bu modelin yaklaşık 200 m (660 ft) uçtuğu söylenmektedir. Bu makine uçuşu için askıya alınmış olabilir. ⓘ
Planörlerle ilgili kaydedilen en eski denemelerden bazıları 9. yüzyıl Endülüslü ve Arap dilli şair Abbas ibn Firnas ve 11. yüzyıl İngiliz keşişi Malmesbury'li Eilmer'e aittir; her iki denemede de pilotlar yaralanmıştır. Leonardo da Vinci, Kuşların Uçuşu Üzerine Kodeks (1502) adlı eserinde kuşların kanat tasarımını araştırmış ve insan gücüyle çalışan bir uçak tasarlamış, uçan kuşların kütle merkezi ile basınç merkezi arasındaki ayrıma ilk kez dikkat çekmiştir. ⓘ
1799'da George Cayley, kaldırma, itme ve kontrol için ayrı sistemlere sahip sabit kanatlı bir uçan makine olarak modern uçak kavramını ortaya koydu. Cayley 1803 gibi erken bir tarihte sabit kanatlı uçak modelleri inşa ediyor ve uçuruyordu ve 1853'te yolcu taşıyan başarılı bir planör inşa etti. 1856'da Fransız Jean-Marie Le Bris, "L'Albatros artificiel" adlı planörünü sahilde bir ata çektirerek ilk motorlu uçuşu gerçekleştirdi. Ardından Rus Alexander F. Mozhaisky de bazı yenilikçi tasarımlar yapmıştır. 1883 yılında Amerikalı John J. Montgomery bir planörle kontrollü bir uçuş gerçekleştirdi. O dönemde benzer uçuşlar yapan diğer havacılar Otto Lilienthal, Percy Pilcher ve Octave Chanute idi. ⓘ
Sir Hiram Maxim, 3,5 ton ağırlığında, 110 fit (34 m) kanat açıklığına sahip ve iki pervaneyi çalıştıran iki adet 360 beygir gücünde (270 kW) buhar motoruyla çalışan bir araç inşa etti. 1894 yılında makinesi, yükselmesini önlemek için baş üstü raylarla test edildi. Test, kalkış için yeterli kaldırma gücüne sahip olduğunu gösterdi. Araç kontrol edilemezdi ve Maxim'in bunu fark ettiği tahmin ediliyor çünkü daha sonra üzerinde çalışmaktan vazgeçti. ⓘ
1890'larda Lawrence Hargrave kanat yapıları üzerine araştırmalar yaptı ve bir insan ağırlığını kaldıran bir kutu uçurtma geliştirdi. Kutu uçurtma tasarımları yaygın olarak benimsendi. Ayrıca bir tür döner uçak motoru geliştirmesine rağmen, motorlu bir sabit kanatlı uçak yaratmadı ve uçurmadı. ⓘ
1867 ve 1896 yılları arasında, insanlı havacılığın Alman öncüsü Otto Lilienthal havadan ağır uçuşu geliştirdi. İyi belgelenmiş, tekrarlanan, başarılı süzülme uçuşları yapan ilk kişiydi. Lilienthal'in çalışmaları modern kanat konseptini geliştirmesine yol açtı, 1891'deki uçuş denemeleri insan uçuşunun başlangıcı olarak görülüyor, "Lilienthal Normalsegelapparat" seri üretimdeki ilk uçak olarak kabul ediliyor ve çalışmaları Wright kardeşlere büyük ölçüde ilham verdi. ⓘ
İlk motorlu uçuşlar
Fransız Clement Ader 1886'da üç uçan makineden ilki olan Éole'yi inşa etti. Kendi icadı olan hafif bir buhar motoruyla çalışan yarasa benzeri bir tasarımdı. 20 beygir gücü (15 kW) üreten dört silindir, dört kanatlı bir pervaneyi tahrik ediyordu. Motorun ağırlığı kilovat başına 4 kilogramdan (6,6 lb/hp) fazla değildi. Kanatların açıklığı 14 m (46 ft) idi. Toplam ağırlığı 300 kilogramdı (660 lb). 9 Ekim 1890'da Ader Éole'yi uçurmayı denedi. Havacılık tarihçileri bu denemeyi motorlu kalkış ve yaklaşık 200 mm (7.9 inç) yükseklikte yaklaşık 50 m (160 ft) kontrolsüz sıçrama olarak değerlendirmektedir. Ader'in sonraki iki makinesinin uçuş gerçekleştirdiği belgelenmemiştir. ⓘ
Amerikalı Wright kardeşlerin 1903 yılındaki uçuşları, havacılık alanında standart belirleme ve kayıt tutma organı olan Fédération Aéronautique Internationale (FAI) tarafından "ilk sürekli ve kontrollü havadan ağır motorlu uçuş" olarak kabul edilmektedir. 1905 yılına gelindiğinde, Wright Flyer III önemli süreler boyunca tamamen kontrol edilebilir, istikrarlı uçuş yeteneğine sahipti. Wright kardeşler, Otto Lilienthal'i insanlı uçuşa devam etme kararlarında önemli bir ilham kaynağı olarak göstermişlerdir. ⓘ
1906 yılında Brezilyalı Alberto Santos-Dumont, mancınık desteksiz ilk uçak uçuşu olduğu iddia edilen uçuşu gerçekleştirmiş ve 22 saniyeden kısa bir sürede 220 metre (720 ft) uçarak Aéro-Club de France tarafından tanınan ilk dünya rekorunu kırmıştır. Bu uçuş FAI tarafından da onaylanmıştır. ⓘ
Modern tek kanatlı traktör konfigürasyonunu bir araya getiren erken dönem uçak tasarımlarından biri de 1908 tarihli Blériot VIII tasarımıydı. Hem sapma hem de yunuslamayı kontrol eden hareketli kuyruk yüzeylerine sahipti, kanat bükme veya kanatçıklar tarafından sağlanan ve pilotu tarafından bir kumanda kolu ve dümen çubuğu ile kontrol edilen bir tür yalpa kontrolü vardı. Bu uçak, daha sonra 1909 yazında Blériot XI Channel'ı geçen uçağının önemli bir öncülü olmuştur. ⓘ
Birinci Dünya Savaşı, uçağın bir silah olarak kullanılması için bir deneme tahtası görevi gördü. Uçaklar mobil gözlem platformları olarak potansiyellerini göstermiş, ardından da düşmana kayıplar verdirebilen savaş makineleri olduklarını kanıtlamışlardır. Senkronize makineli tüfekle silahlandırılmış bir avcı uçağıyla bilinen en eski hava zaferi 1915 yılında Alman Luftstreitkräfte Teğmen Kurt Wintgens tarafından kazanıldı. Avcı asları ortaya çıktı; en büyüğü (Hava Muharebesi zaferlerinin sayısına göre) Manfred von Richthofen idi. ⓘ
Birinci Dünya Savaşı'nın ardından uçak teknolojisi gelişmeye devam etti. Alcock ve Brown 1919'da Atlantik'i ilk kez kesintisiz olarak geçti. İlk uluslararası ticari uçuşlar 1919 yılında Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada arasında gerçekleşti. ⓘ
Uçaklar İkinci Dünya Savaşı'nın tüm büyük muharebelerinde varlık göstermiştir. Alman Blitzkrieg, Britanya Savaşı ve Pasifik Savaşı'nın Amerikan ve Japon uçak gemisi kampanyaları gibi dönemin askeri stratejilerinin önemli bir bileşeniydi. ⓘ
Jet uçaklarının gelişimi
İlk pratik jet uçağı 1939 yılında test edilen Alman Heinkel He 178'dir. İlk operasyonel jet savaş uçağı olan Messerschmitt Me 262, 1943 yılında Alman Hava Kuvvetleri'nde hizmete girmiştir. ⓘ
İlk jet yolcu uçağı olan de Havilland Comet 1952 yılında tanıtıldı. Yaygın olarak başarılı olan ilk ticari jet olan Boeing 707, 1958'den 2010'a kadar 50 yıldan fazla bir süre ticari hizmet vermiştir. Boeing 747, 1970 yılından 2005 yılında Airbus A380 tarafından geçilene kadar dünyanın en büyük yolcu uçağıydı. ⓘ
Concorde'unki de dahil olmak üzere süpersonik yolcu uçağı uçuşları, sonik patlama nedeniyle çoğu nüfuslu kara alanında yasak olan süpersonik hızda su üzerinde uçuşla sınırlandırılmıştır. Yolcu-mil başına yüksek işletme maliyeti ve 2000 yılında meydana gelen ölümcül bir kaza Concorde operatörlerinin bu uçağı hizmetten kaldırmasına neden olmuştur. ⓘ
İtici güç
Pervane
Bir uçak pervanesi veya hava vidası, bir motordan veya başka bir güç kaynağından gelen dönme hareketini, pervaneyi ileri veya geri iten dönen bir kayma akımına dönüştürür. Dönen güç tahrikli bir göbekten oluşur ve bu göbeğe iki veya daha fazla radyal kanatçık kesitli kanat takılır, böylece tüm tertibat uzunlamasına bir eksen etrafında döner. Pervanelere güç sağlamak için kullanılan üç tip havacılık motoru arasında pistonlu motorlar (veya pistonlu motorlar), gaz türbinleri ve elektrik motorları bulunmaktadır. Bir pervanenin yarattığı itme gücü miktarı kısmen disk alanı (kanatların döndüğü alan) tarafından belirlenir. Kanat hızı üzerindeki sınırlama ses hızıdır; kanat ucu ses hızını aştığında, şok dalgaları pervane verimliliğini azaltır. Belirli bir uç hızı üretmek için gereken devir, pervanenin çapı ile ters orantılıdır. Pervaneli uçaklar için üst tasarım hız limiti Mach 0.6'dır. Bundan daha hızlı gitmek üzere tasarlanan uçaklar jet motorları kullanır. ⓘ
Pistonlu motor
Uçaklardaki pistonlu motorların radyal, sıralı ve düz veya yatay olarak karşıt motor olmak üzere üç ana çeşidi vardır. Radyal motor, silindirlerin bir tekerleğin parmaklıkları gibi merkezi bir karterden dışarı doğru "yayıldığı" pistonlu tip bir içten yanmalı motor konfigürasyonudur ve gaz türbinli motorlar baskın hale gelmeden önce uçak motorları için yaygın olarak kullanılmıştır. Sıralı motor, silindir sıraları yerine birbiri ardına sıralanmış silindirlere sahip, her bir sıranın herhangi bir sayıda silindire sahip olduğu, ancak nadiren altıdan fazla olduğu ve su soğutmalı olabilen pistonlu bir motordur. Düz motor, yatay olarak karşılıklı silindirlere sahip bir içten yanmalı motordur. ⓘ
Gaz türbini
Bir turboprop gaz türbini motoru, bir şafttan bir redüksiyon dişlisi aracılığıyla pervaneye güç sağlayan bir emme, kompresör, yakıcı, türbin ve bir itici nozülden oluşur. İtici nozul, bir turboprop tarafından üretilen itme gücünün nispeten küçük bir kısmını sağlar. ⓘ
Elektrik motoru
Elektrikli hava taşıtları, yakıt hücreleri, güneş pilleri, ultrakapasitörler, güç ışını veya bataryalardan gelen elektrikle çalışan elektrik motorları ile çalışır. Şu anda, uçan elektrikli uçaklar çoğunlukla insanlı ve insansız hava araçları da dahil olmak üzere deneysel prototiplerdir, ancak piyasada bazı üretim modelleri vardır. ⓘ
Jet
Jet uçakları, pervanelerin aerodinamik sınırlamaları jet tahriki için geçerli olmadığından kullanılan jet motorları tarafından tahrik edilir. Bu motorlar, belirli bir boyut veya ağırlık için pistonlu bir motordan çok daha güçlüdür ve nispeten sessizdir ve daha yüksek irtifada iyi çalışır. Jet motorunun varyantları arasında ramjet ve scramjet yer alır; bunlar yakıtın girmesi ve ateşlenmesinden önce yanma havasını sıkıştırmak için yüksek hava hızına ve emme geometrisine dayanır. Roket motorları, bir yakıtı bir oksitleyici ile yakarak ve gazı bir nozülden dışarı atarak itme gücü sağlar. ⓘ
Turbofan
Jet uçaklarının çoğunda turbofan jet motorları kullanılır; bu motorlarda bir gaz türbini kanallı bir fanı çalıştırır ve bu fan türbinin etrafındaki havayı hızlandırarak türbinin içinden geçen havaya ek olarak itme kuvveti sağlar. Türbinin etrafından geçen havanın içinden geçen havaya oranına by-pass oranı denir. Bunlar turbojet (by-pass'sız) ve turboprop uçak tahrik biçimleri (esas olarak by-pass havasıyla çalışan) arasında bir uzlaşmayı temsil eder. ⓘ
Uçaklar gibi ses altı uçaklar yakıt verimliliği için yüksek by-pass jet motorları kullanır. Jet avcı uçakları gibi süpersonik uçaklar ise düşük baypaslı turbofanlar kullanır. Ancak süpersonik hızlarda, motora giren havanın ses altı hıza yavaşlatılması ve yanma sonrasında tekrar süpersonik hıza ivmelendirilmesi gerekir. Savaş uçaklarında, yakıtı doğrudan sıcak egzoz gazlarına enjekte ederek kısa süreliğine gücü artırmak için bir art yakıcı kullanılabilir. Birçok jet uçağı ayrıca inişten sonra yavaşlamak için itme ters çeviricileri kullanır. ⓘ
Ramjet
Ramjet, büyük hareketli parçalar içermeyen bir jet motoru türüdür ve füzeler gibi yüksek hızda kullanım için küçük ve basit bir motor gerektiren uygulamalarda özellikle yararlı olabilir. Ramjetler itiş gücü üretmeden önce ileri hareket gerektirir ve bu nedenle genellikle diğer itiş gücü biçimleriyle veya yeterli hıza ulaşmak için harici bir araçla birlikte kullanılır. Lockheed D-21, bir ana uçaktan fırlatılan Mach 3+ ramjet motorlu bir keşif dronuydu. Bir ramjet, türbinlere ya da kanatçıklara başvurmadan havayı motordan geçirmeye zorlamak için aracın ileri hareketini kullanır. Yakıt eklenir ve ateşlenir, bu da itiş gücü sağlamak için havayı ısıtır ve genişletir. ⓘ
Scramjet
Bir scramjet, itiş gücü sağlamak için sıkıştırmak, yakıtla birleştirmek, yakmak ve egzozu hızlandırmak için dahili süpersonik hava akışını kullanan özel bir ramjettir. Motor yalnızca süpersonik hızlarda çalışır. Deneysel bir insansız scramjet olan NASA X-43, 2004 yılında saatte yaklaşık 12.100 kilometre (7.500 mil/saat) olan Mach 9,7 hızıyla jet motorlu bir uçak için dünya hız rekoru kırmıştır. ⓘ
Roket
Jet uçakları atmosferi hem oksitleyici hem de uçağın arkasında reaksiyonel olarak hızlanmak için kütle kaynağı olarak kullanırken, roket uçakları oksitleyiciyi uçakta taşır ve yanmış yakıt ve oksitleyiciyi reaksiyon için tek kütle kaynağı olarak geriye doğru hızlandırır. Sıvı yakıt ve oksitleyici bir yanma odasına pompalanabilir veya oksitleyicili katı yakıt yakıt odasında yanabilir. İster sıvı ister katı yakıtlı olsun, sıcak gaz bir nozül aracılığıyla hızlandırılır. ⓘ
İkinci Dünya Savaşı'nda Almanlar roketle çalışan Me 163 Komet uçağını kullanmıştır. Düz uçuşta ses bariyerini aşan ilk uçak bir roket uçağıydı - 1948'de Bell X-1. Kuzey Amerikalı X-15 1960'larda birçok hız ve irtifa rekoru kırmış ve daha sonraki uçak ve uzay araçları için mühendislik konseptlerine öncülük etmiştir. Askeri nakliye uçakları kısa alan durumları için roket destekli kalkışlar kullanabilir. Bunun dışında roket uçakları arasında SpaceShipTwo gibi Dünya atmosferinin ötesine seyahat için kullanılan uzay uçakları ve kısa ömürlü Rocket Racing League için geliştirilen spor uçakları da bulunmaktadır. ⓘ
Tasarım ve üretim
Uçakların çoğu şirketler tarafından müşteriler için seri üretim amacıyla inşa edilir. Tasarım ve planlama süreci, güvenlik testleri de dahil olmak üzere, küçük turboproplar için dört yıla kadar, daha büyük uçaklar için ise daha uzun sürebilir. ⓘ
Bu süreçte uçağın hedefleri ve tasarım özellikleri belirlenir. İlk olarak inşaat şirketi uçağın davranışını tahmin etmek için çizimler ve denklemler, simülasyonlar, rüzgar tüneli testleri ve deneyim kullanır. Bilgisayarlar şirketler tarafından uçağın çizilmesi, planlanması ve ilk simülasyonlarının yapılması için kullanılır. Uçağın tamamının ya da belirli parçalarının küçük modelleri ve maketleri daha sonra aerodinamiğini doğrulamak için rüzgar tünellerinde test edilir. ⓘ
Tasarım bu süreçlerden geçtikten sonra, şirket yerde test edilmek üzere sınırlı sayıda prototip üretir. Bir havacılık yönetim kurumundan temsilciler genellikle ilk uçuşu yaparlar. Uçuş testleri, uçak tüm gereklilikleri yerine getirene kadar devam eder. Ardından, ülkenin havacılıktan sorumlu kamu kurumu şirkete üretime başlama yetkisi verir. ⓘ
Amerika Birleşik Devletleri'nde bu kurum Federal Havacılık İdaresi'dir (FAA). Avrupa Birliği'nde, Avrupa Havacılık Güvenliği Ajansı (EASA); Birleşik Krallık'ta Sivil Havacılık Otoritesi (CAA). Kanada'da, uçakların seri üretiminden sorumlu olan ve buna izin veren kamu kurumu Transport Canada'nın Sivil Havacılık Otoritesidir. ⓘ
Bir parça veya bileşenin neredeyse tüm havacılık veya savunma uygulamaları için kaynakla birleştirilmesi gerektiğinde, en katı ve özel güvenlik yönetmeliklerini ve standartlarını karşılaması gerekir. Nadcap veya Ulusal Havacılık ve Savunma Müteahhitleri Akreditasyon Programı, havacılık ve uzay mühendisliği için kalite, kalite yönetimi ve kalite güvencesine yönelik küresel gereklilikleri belirler. ⓘ
Uluslararası satışlar söz konusu olduğunda, uçağın kullanılacağı ülkenin havacılık veya ulaştırma kamu kurumundan lisans alınması da gereklidir. Örneğin, Avrupa şirketi Airbus tarafından üretilen uçakların Amerika Birleşik Devletleri'nde uçabilmesi için FAA tarafından, ABD merkezli Boeing tarafından üretilen uçakların ise Avrupa Birliği'nde uçabilmesi için EASA tarafından onaylanması gerekmektedir. ⓘ
.jpg)
Düzenlemeler, havaalanlarının yakınındaki kentsel alanlarda hava trafiğindeki artıştan kaynaklanan gürültü kirliliğine yanıt olarak uçak motorlarından kaynaklanan gürültünün azaltılmasıyla sonuçlanmıştır. ⓘ
Küçük uçaklar amatörler tarafından ev yapımı olarak tasarlanabilir ve inşa edilebilir. Diğer ev yapımı uçaklar, temel bir uçağa monte edilebilen ve daha sonra kurucu tarafından tamamlanması gereken önceden üretilmiş parça kitleri kullanılarak monte edilebilir. ⓘ
Çok az şirket büyük ölçekte uçak üretmektedir. Bununla birlikte, bir şirket için bir uçağın üretimi, aslında uçağa giren parçaları üreten düzinelerce, hatta yüzlerce başka şirketi ve tesisi içeren bir süreçtir. Örneğin, bir şirket iniş takımlarının üretiminden sorumluyken, bir diğeri radardan sorumlu olabilir. Bu tür parçaların üretimi aynı şehir veya ülke ile sınırlı değildir; büyük uçak imalat şirketleri söz konusu olduğunda, bu tür parçalar dünyanın her yerinden gelebilir. ⓘ
Parçalar, üretim hattının bulunduğu uçak şirketinin ana tesisine gönderilir. Büyük uçaklar söz konusu olduğunda, özellikle kanatlar ve gövde olmak üzere uçağın belirli parçalarının montajına adanmış üretim hatları mevcut olabilir. ⓘ
Bir uçak tamamlandığında, kusurları ve hataları aramak için titizlikle incelenir. Müfettişler tarafından onaylandıktan sonra uçak, tüm sistemlerin doğru çalıştığından ve uçağın düzgün bir şekilde kullanıldığından emin olmak için bir dizi uçuş testinden geçirilir. Bu testleri geçtikten sonra uçak "son rötuşları" (iç yapılandırma, boyama vb.) almaya hazır hale gelir ve ardından müşteri için hazır olur. ⓘ
Özellikler
Uçak Gövdesi
Sabit kanatlı bir uçağın yapısal parçalarına uçak gövdesi denir. Mevcut parçalar uçağın tipine ve amacına göre değişebilir. İlk tipler genellikle kumaş kanat yüzeylerine sahip ahşaptan yapılmıştır, Motorlar yaklaşık yüz yıl önce motorlu uçuş için kullanılabilir hale geldiğinde, bağlantıları metalden yapılmıştır. Daha sonra hızlar arttıkça, İkinci Dünya Savaşı'nın sonuna kadar tamamen metal uçaklar yaygınlaşana kadar daha fazla parça metal hale geldi. Modern zamanlarda, kompozit malzemelerin kullanımı giderek artmıştır. ⓘ
Tipik yapısal parçalar şunları içerir:
- Bir veya daha fazla büyük yatay kanat, genellikle kanat kesiti şeklindedir. Kanat, uçak ileri doğru hareket ederken havayı aşağı doğru saptırır ve uçuş sırasında onu desteklemek için kaldırma kuvveti oluşturur. Kanat ayrıca uçağın sabit uçuşta sola veya sağa yuvarlanmasını önlemek için yuvarlanma sırasında denge sağlar. ⓘ
.jpg)
- Uzun, ince bir gövde olan gövde, şeklini aerodinamik olarak pürüzsüz hale getirmek için genellikle konik veya yuvarlak uçlara sahiptir. Gövde, uçak gövdesinin diğer kısımlarını birleştirir ve genellikle pilot, yük ve uçuş sistemleri gibi önemli şeyleri içerir.
- Dikey dengeleyici veya kanatçık, uçağın arkasına monte edilen ve tipik olarak üzerinde çıkıntı yapan dikey kanat benzeri bir yüzeydir. Kanatçık uçağın sapmasını (sola veya sağa dönmesini) dengeler ve bu eksen boyunca dönüşünü kontrol eden dümeni monte eder.
- Yatay dengeleyici veya kuyruk düzlemi, genellikle kuyrukta dikey dengeleyicinin yanına monte edilir. Yatay dengeleyici uçağın eğimini (yukarı veya aşağı eğim) dengelemek için kullanılır ve eğim kontrolü sağlayan elevatörleri monte eder.
- İniş takımı, uçağı yüzeydeyken destekleyen bir dizi tekerlek, kızak veya şamandıra. Deniz uçaklarında, gövdenin alt kısmı veya şamandıralar (pontonlar) su üzerindeyken uçağı destekler. Bazı uçaklarda iniş takımları sürüklenmeyi azaltmak için uçuş sırasında geri çekilir. ⓘ
Kanatlar
Sabit kanatlı bir uçağın kanatları, uçağın her iki yanında uzanan statik düzlemlerdir. Uçak ileri doğru hareket ettiğinde hava, kaldırma kuvveti oluşturmak üzere şekillendirilmiş olan kanatların üzerinden akar. Bu şekle kanat profili denir ve bir kuş kanadı şeklindedir. ⓘ
Kanat yapısı
Uçaklar, bir çerçeve boyunca gerilmiş ve üzerlerindeki hava akışının uyguladığı kaldırma kuvvetleri tarafından sert hale getirilen esnek kanat yüzeylerine sahiptir. Daha büyük uçaklarda ise ilave güç sağlayan rijit kanat yüzeyleri bulunur. ⓘ
İster esnek ister rijit olsun, çoğu kanat, şekillerini vermek ve kanat yüzeyinden uçağın geri kalanına kaldırma kuvveti aktarmak için güçlü bir çerçeveye sahiptir. Ana yapısal unsurlar, kökten uca uzanan bir veya daha fazla spar ve ön (ön) kenardan arka (arka) kenara uzanan çok sayıda nervürdür. ⓘ
İlk uçak motorları çok az güce sahipti ve hafiflik çok önemliydi. Ayrıca, ilk kanat kesitleri çok inceydi ve içine güçlü bir çerçeve yerleştirilemiyordu. Bu nedenle, 1930'lara kadar çoğu kanat yeterli güce sahip olamayacak kadar hafifti ve dış destek payandaları ve telleri eklendi. 1920'ler ve 30'larda mevcut motor gücü arttığında, kanatlar artık desteklemeye ihtiyaç duyulmayacak kadar ağır ve güçlü hale getirilebildi. Bu tür desteksiz kanatlara konsol kanat adı verilir. ⓘ
Kanat konfigürasyonu
Kanatların sayısı ve şekli farklı tiplerde büyük ölçüde değişir. Belirli bir kanatlı uçak tam açıklıklı olabilir veya merkezi bir gövde tarafından iskele (sol) ve sancak (sağ) kanatlara bölünebilir. Bazen daha fazla kanat kullanılmış, üç kanatlı üç kanatlı uçak Birinci Dünya Savaşında ün kazanmıştır. Dört kanatlı quadruplane ve diğer çok kanatlı tasarımlar çok az başarı elde etmiştir. ⓘ
Tek kanatlı bir uçakta tek bir kanat, çift kanatlı bir uçakta üst üste iki kanat, tandem kanatlı bir uçakta ise arka arkaya iki kanat bulunur. 1920'ler ve 30'larda mevcut motor gücü arttığında ve desteklere artık ihtiyaç duyulmadığında, desteksiz veya konsol tek kanatlı uçak en yaygın motorlu tip haline gelmiştir. ⓘ
Kanat planformu yukarıdan bakıldığında görülen şekildir. Aerodinamik açıdan verimli olması için bir kanadın düz olması ve bir yandan diğer yana uzun bir açıklığa sahip olması, ancak kısa bir kirişe (yüksek en-boy oranı) sahip olması gerekir. Ancak yapısal olarak verimli ve dolayısıyla hafif olmak için, bir kanadın kısa bir açıklığa sahip olması, ancak yine de kaldırma sağlamak için yeterli alana sahip olması gerekir (düşük en-boy oranı). ⓘ
Transonik hızlarda (ses hızına yakın), oluşmaya başlayan süpersonik şok dalgalarından kaynaklanan sürüklenmeyi azaltmak için kanadı geriye veya ileriye doğru süpürmek yardımcı olur. Süpürülmüş kanat, geriye veya ileriye doğru süpürülen düz bir kanattır. ⓘ
Delta kanat, çeşitli nedenlerle kullanılabilen bir üçgen şeklidir. Esnek bir Rogallo kanadı olarak, aerodinamik kuvvetler altında sabit bir şekil sağlar ve bu nedenle genellikle ultra hafif uçaklar ve hatta uçurtmalar için kullanılır. Süpersonik bir kanat olarak, yüksek mukavemeti düşük sürtünme ile birleştirir ve bu nedenle genellikle hızlı jetler için kullanılır. ⓘ
Değişken geometrili bir kanat uçuş sırasında farklı bir şekle dönüştürülebilir. Değişken süpürme kanadı, kalkış ve iniş için verimli bir düz konfigürasyondan yüksek hızlı uçuş için düşük sürtünmeli bir süpürme konfigürasyonuna dönüşür. Değişken plan formunun diğer biçimleri de uçurulmuştur, ancak hiçbiri araştırma aşamasının ötesine geçmemiştir. ⓘ
Gövde
Gövde, şeklini aerodinamik açıdan pürüzsüz hale getirmek için genellikle konik veya yuvarlak uçlara sahip uzun, ince bir gövdedir. Gövde uçuş ekibini, yolcuları, kargo veya yükü, yakıtı ve motorları içerebilir. İnsanlı uçakların pilotları bu uçakları gövdenin ön veya üst kısmında bulunan ve kumandalar ve genellikle pencereler ve aletlerle donatılmış bir kokpitten idare ederler. Bir uçak birden fazla gövdeye sahip olabilir veya gövdenin en arka kısmının çeşitli amaçlar için kullanılmasına olanak sağlamak üzere kuyruğu bomlar arasında yer alan bomlarla donatılabilir. ⓘ
Kanatlar ve gövdeler
Uçan kanat
Uçan kanat, belirli bir gövdesi olmayan kuyruksuz bir uçaktır. Mürettebatın, yükün ve ekipmanın çoğu ana kanat yapısının içine yerleştirilir. ⓘ
Uçan kanat konfigürasyonu 1930'lu ve 1940'lı yıllarda, özellikle Amerika Birleşik Devletleri'nde Jack Northrop ve Cheston L. Eshelman, Almanya'da ise Alexander Lippisch ve Horten kardeşler tarafından kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Savaştan sonra, uçan kanat konseptine dayanan birkaç deneysel tasarım yapıldı, ancak bilinen zorluklar aşılamadı. Genel ilgi 1950'lerin başına kadar devam etti ancak tasarımlar menzil açısından büyük bir avantaj sağlamadı ve Convair B-36 ve B-52 Stratofortress gibi "geleneksel" çözümlerin benimsenmesine yol açan çeşitli teknik sorunlar ortaya koydu. Derin bir kanada duyulan pratik ihtiyaç nedeniyle, uçan kanat konsepti en çok yavaş-orta hız aralığındaki tasarımlar için pratiktir ve taktik bir hava aracı tasarımı olarak kullanılmasına yönelik sürekli bir ilgi olmuştur. ⓘ
Uçan kanatlara olan ilgi, potansiyel olarak düşük radar yansıma kesitleri nedeniyle 1980'lerde yenilenmiştir. Stealth teknolojisi, radar dalgalarını sadece belirli yönlerde yansıtan şekillere dayanır, böylece radar alıcısı uçağa göre belirli bir konumda olmadığı sürece uçağın tespit edilmesini zorlaştırır - uçak hareket ettikçe sürekli değişen bir konum. Bu yaklaşım sonunda Northrop B-2 Spirit gizli bombardıman uçağını ortaya çıkarmıştır. Bu durumda, uçan kanadın aerodinamik avantajları birincil ihtiyaçlar değildir. Bununla birlikte, modern bilgisayar kontrollü fly-by-wire sistemleri, uçan kanadın aerodinamik dezavantajlarının çoğunun en aza indirilmesine izin vererek verimli ve istikrarlı bir uzun menzilli bombardıman uçağı haline getirmiştir. ⓘ
Karışık kanat gövdesi
Karışık kanat gövdeli uçaklar, kendisini havada tutmak için kaldırma kuvvetinin çoğunu üreten düzleştirilmiş ve kanat profili şeklinde bir gövdeye ve kanatlar gövdeyle düzgün bir şekilde harmanlanmış olsa da farklı ve ayrı kanat yapılarına sahiptir. ⓘ
Böylece, karma kanat gövdeli uçaklar hem fütüristik bir gövde hem de uçan kanat tasarımının tasarım özelliklerini bir araya getirmektedir. Karma kanat gövdesi yaklaşımının iddia edilen avantajları, verimli yüksek kaldırma gücüne sahip kanatlar ve geniş bir kanat şeklindeki gövdedir. Bu sayede aracın tamamı kaldırma kuvveti üretimine katkıda bulunarak potansiyel olarak daha fazla yakıt tasarrufu sağlar. ⓘ
Kaldırma gövdesi
Kaldırma gövdesi, gövdenin kendisinin kaldırma kuvveti ürettiği bir konfigürasyondur. Geleneksel gövdesi çok az olan ya da hiç olmayan bir kanat olan uçan kanadın aksine, kaldırıcı gövde, geleneksel kanadı çok az olan ya da hiç olmayan bir gövde olarak düşünülebilir. Uçan bir kanat, kaldırıcı olmayan yüzeyleri ortadan kaldırarak ses altı hızlarda seyir verimliliğini en üst düzeye çıkarmaya çalışırken, kaldırıcı gövdeler genellikle ses altı, ses üstü ve hipersonik uçuş veya uzay aracının yeniden girişi için bir kanadın sürüklenmesini ve yapısını en aza indirir. Tüm bu uçuş rejimleri uygun uçuş stabilitesi için zorluklar teşkil etmektedir. Kaldırma gövdeleri, 1960'lı ve 70'li yıllarda küçük ve hafif bir insanlı uzay aracı inşa etmenin bir yolu olarak önemli bir araştırma alanıydı. ABD bu konsepti test etmek için birkaç ünlü kaldırma gövdeli roket uçağı ve Pasifik üzerinde test edilen birkaç roketle fırlatılan yeniden giriş aracı inşa etti. ABD Hava Kuvvetleri'nin insanlı göreve olan ilgisini kaybetmesiyle ilgi azaldı ve Uzay Mekiği tasarım süreci sırasında yüksek şekilli gövdelerin yakıt tankı yerleştirmeyi zorlaştırdığı anlaşılınca büyük geliştirme sona erdi. ⓘ
Empenaj ve ön düzlem
Klasik kanat profili uçuş sırasında dengesizdir ve kontrol edilmesi zordur. Esnek kanatlı tipler, doğru tutumu korumak için genellikle bir çapa hattına veya altta asılı duran bir pilotun ağırlığına güvenir. Bazı serbest uçan tipler, stabil olan uyarlanmış bir kanat profili veya son zamanlarda elektronik yapay stabilite de dahil olmak üzere diğer ustaca mekanizmalar kullanır. ⓘ
Stabilite ve kontrol sağlamak için, sabit kanatlı tiplerin çoğunda yatay olarak hareket eden bir kanatçık ve dümen ile dikey olarak hareket eden bir kuyruk düzlemi ve asansörden oluşan bir gövde bulunur. Bu kontrol yüzeyleri tipik olarak uçuşun çeşitli aşamalarında kontrol kuvvetlerini hafifletmek için kırpılabilir. Bu o kadar yaygındır ki geleneksel düzen olarak bilinir. Bazen kuyruk düzlemi boyunca aralıklı olarak yerleştirilmiş iki veya daha fazla kanatçık olabilir. ⓘ
Bazı tiplerde ana kanadın arkasında değil önünde yatay bir "kanard" ön düzlem bulunur. Bu ön düzlem uçağın kaldırılmasına, trimine veya kontrolüne ya da bunlardan birkaçına katkıda bulunabilir. ⓘ
Kontroller ve aletler
Uçaklar karmaşık uçuş kontrol sistemlerine sahiptir. Ana kumandalar, pilotun uçağın duruşunu (yuvarlanma, yunuslama ve sapma) ve motor itişini kontrol ederek uçağı havada yönlendirmesini sağlar. ⓘ
İnsanlı uçaklarda, kokpit aletleri pilotlara uçuş verileri, motor çıkışı, navigasyon, iletişim ve kurulabilecek diğer uçak sistemleri dahil olmak üzere bilgi sağlar. ⓘ
Güvenlik
Risk, yolcu kilometresi başına ölümlerle ölçüldüğünde, hava yolculuğu otobüs veya demiryolu ile seyahatten yaklaşık 10 kat daha güvenlidir. Bununla birlikte, yolculuk başına ölüm istatistiği kullanıldığında, hava yolculuğu araba, demiryolu veya otobüs seyahatinden önemli ölçüde daha tehlikelidir. Hava yolculuğu sigortası bu nedenle nispeten pahalıdır - sigortacılar genellikle yolculuk başına ölüm istatistiğini kullanırlar. Uçakların güvenliği ile daha küçük özel uçakların güvenliği arasında önemli bir fark vardır; mil başına istatistik, uçakların küçük uçaklardan 8,3 kat daha güvenli olduğunu göstermektedir. ⓘ
Çevresel etki
Yanma içeren tüm faaliyetler gibi, fosil yakıtla çalışan uçaklar da atmosfere kurum ve diğer kirleticileri salar. Karbondioksit (CO2) gibi sera gazları da üretilir. Buna ek olarak, uçaklara özgü çevresel etkiler de vardır: örneğin,
- Tropopoza yakın yüksek irtifalarda çalışan uçaklar (özellikle büyük jet uçakları) aerosol yayar ve kontrail bırakır, her ikisi de cirrus bulut oluşumunu artırabilir - bulut örtüsü havacılığın doğuşundan bu yana %0,2'ye kadar artmış olabilir.
- Tropopoz yakınındaki yüksek irtifalarda çalışan uçaklar da bu irtifalarda sera gazlarıyla etkileşime giren kimyasallar, özellikle de ozonla etkileşime girerek ozon konsantrasyonlarını artıran nitrojen bileşikleri salabilir.
- Çoğu hafif pistonlu uçak tetraetil kurşun (TEL) içeren havagazı yakar. Bazı düşük sıkıştırmalı pistonlu motorlar kurşunsuz mogazla çalışabilir ve türbin motorları ve dizel motorlar - hiçbiri kurşun gerektirmez - bazı yeni hafif uçaklarda kullanılır. Çevreyi kirletmeyen bazı hafif elektrikli uçaklar halihazırda üretilmektedir. ⓘ
Uçakların çevre üzerindeki bir diğer etkisi de gürültü kirliliğidir ve esas olarak uçakların kalkış ve inişlerinden kaynaklanmaktadır. ⓘ
Elektrik sistemleri
Elektrik gücü kaynakları
- Aküler: Motorun veya yardımcı güç kaynağının (APU) ilk çalışması için gerekli elektriği sağlar. Acil durumlarda da yedek enerji kaynağı olarak bulunur.
- Jeneratörler: Motordan veya APU'dan aldıkları dönme hareketini doğru akım elektriğe çevirirler ve uçağın sistemlerini besler.
- Alternatörler: Uçağın motor ve varsa APU'dan aldıkları dönme hareketini alternatif akım elektriğe çevirirler. Alternatörler, motorların değişik devrelerinde sabit, güvenilir enerji sağlar. Günümüzün modern uçaklarında alternatörler ana üreticilerdir. ⓘ
Elektrik akım çeviricileri, regülatörler
Alternatif akımı doğru akıma çevirirler, voltaj değişmelerini önlerler. ⓘ
Elektrik dağıtım sistemleri
- Dağıtım baraları (BUS bar): Elektriği cihazlara ulaştıran merkezi dağıtım hattıdır.
- Kablolar, kablo grupları (electrical harness) ⓘ
Sigortalar
Cihazları aşırı akımdan korur. Daha önce basma çekme düğme şeklinde olan sigortalar, gelişmiş cam kokpitli modern uçaklarda pilotun önündeki ekranlarda görülebilmekte, arıza mesajı verilmekte, pilot tarafından yerinden kalkmadan ekrana bağlı tuşlarla elektronik olarak reset edilebilmektedir. Klasik sigortalar büyük çaplı uçaklarda pilot kabininin içinde veya yakınında, küçük uçaklarda harici kapakların içinde bulunur. ⓘ