UÇAK BİLGİSİ VE UÇUŞ İLKELERİ - Deneme Sınavı - 11

Bir pistonlu motorda sıkıştırma oranı, pistonun silindir içerisinde gidebileceği en alt noktadaki silindir hacminin (alt ölü nokta), pistonun silindir içerisinde gidebileceği en üst noktadaki (üst ölü nokta) silindir hacmine oranı olarak tanımlanır. Örneğin piston alt ölü noktada olduğu zaman silindir hacmi 1.4 L iken, piston üst ölü noktada silindir hacmi 0.2 L olsun (V=0.2L). Buna göre silindirin sıkıştırma oranı 1.4:0.2 şeklinde bulunacaktır. Diğer bir deyişle bu piston silindir düzeneğinin sıkıştırma oranı 7:1 (yediye bir) şeklinde tanımlanabilecektir. Oran değişmekle birlikte bu gösterim pistonlu motorlarda sıkıştırma oranının standart gösterimidir.

Adından da anlaşılacağı üzere V-tip motorlar, krank milinin iki yanında birbirinden 45°, 60° veya 90° açıyla yerleştirilmiş iki sıra silindirden oluşmaktadır. Sıralı motorlara göre fazladan bir sıra daha silindire sahip olduklarından ve ayrıca sadece tek bir krank gövdesi ve krank mili bulunduğundan güç/ağırlık oranları daha yüksektir. Bir V-tip motorda sekiz ile on iki arasında silindir kullanılabilmekte ve hem su hem de hava soğutması yapılabilmektedir. Radyal motorlara göre daha küçük bir ön kesit alanı söz konusudur. V-tip bir
motorda, tıpkı sıralı motorlarda olduğu gibi silindirler krank milinin hem üzerinde hem
de altında olabilmektedir

Boksör motorlar günümüzde hafif uçaklar için en çok tercih edilen pistonlu motor tipidir.400 HP’ye kadar güç üretilebilen bu motorlarda çoğunlukla hava soğutma sistemi kullanılmaktadır. Bu motorlarda birbirinin karşısına gelecek şekilde her zaman çift sayıda silindir kullanılır

Üretici firması hangisi olursa olsun, günümüzde kullanılan pistonlu motorlarda ortak bir tanımlama sistemi geliştirilmiştir. Bu sistem içerisindeki harflerin açıklamaları aşağıda listelenmektedir:
O: Yatay boksör motor
R: Radyal motor
I: Sıralı motor
V: V-tip motor
T: Turboşarjlı motor
I: Yakıt enjeksiyonlu motor
S: Süperşarjlı motor
G: Pervane devir düşürücü sistem (geared)
L: Ters saat yönünde dönüş
H: Helikopterler için yatay montaj edilmiş motor
V: Helikopterler için dikey montaj edilmiş motor
A: Akrobasi için modifiye edilmiş motor
Bu harflerin yanında motorların toplam silindir hacimleri de inç küp olarak (1 inç» 2.54 cm) kullanılmaktadır. Örneğin, IO-320 kısaltması, motorun boksör tip ve enjeksiyonlu olduğunu, motor hacminin ise 320 inç küp (5.243 cc) olduğunu belirtmektedir.

O: Yatay boksör motor
R: Radyal motor
I: Sıralı motor
V: V-tip motor
T: Turboşarjlı motor
I: Yakıt enjeksiyonlu motor
S: Süperşarjlı motor
G: Pervane devir düşürücü sistem (geared)
L: Ters saat yönünde dönüş
H: Helikopterler için yatay montaj edilmiş motor
V: Helikopterler için dikey montaj edilmiş motor
A: Akrobasi için modifiye edilmiş motor

Jet itkisi tanımı, hızlandırılmış hava, gaz veya sıvı akışının bir lüleden dışarı atılması ile ortaya çıkan tepki kuvvetine verilen genel isimdir. Günümüzde kullanılan dört temel jet motor türü mevcuttur. Bunlar; roket, ram jet, pulsejet ve türbin jet motorları olarak sınıflandırılırlar.

Gaz türbinli motor ailesinin en eski ve en temel üyesi olan turbojet motorların çalışma prensibi oldukça basittir. Şekil 5.6’da gösterilen turbojet motora hava, öncelikle hava girişi adı verilen bir geometrik yapı vasıtasıyla girer. Buradan itibaren motora giren havanın arşılaşacağı ilk motor bölümü kompresördür. Hava, bu bölümde sıkıştırıldıktan sonra yakıtla karıştırılarak, yanma işleminin gerçekleşeceği yanma odası bölümüne geçer. Sıcaklık ve basıncı en yüksek değerlere ulaşan yanmış gazlar, ısı enerjisinin de yardımıyla bir türbin bölümüne yönlendirilirler. Egzoz gazları, türbini çevirerek mekanik enerji üretilmesini sağlarken, türbinden çıktıktan sonra bir egzoz bölümü vasıtasıyla yüksek hızlarda atmosfere atılırlar. Uçağın hareket etmesini sağlayan ve motor itkisi olarak adlandırılan kuvvet, motordan çıkan ve motora giren hava/gaz akışının hız farkından oluşur. Türbinden elde edilen mekanik enerji ise kompresörlerin ve diğer aksesuarların (pompa, jeneratör vb.) çalıştırılması için kullanılır.

Turbofan motorları turbojet motorlardan ayıran en temel özellikleri fan ünitesidir. Bu ünite motorun önünde olabileceği gibi türbin bölümünün arkasında da bulunabilmektedir.

Temel seviyede bir gaz türbinli motor; hava girişi, kompresör, yanma odası, türbin ve egzoz olmak üzere beş ana bölümden oluşmaktadır. Her bölüm birbirinin arkasına yerleştirilmiş olup termodinamik işlemler, motorun bu beş bölümünde eş zamanlı olarak gerçekleşmektedir.

Uçağın gerçek hava hızının, o irtifadaki ses hızına oranı Mach
sayısı olarak tanımlanır.

Hava içerisinde hareket eden bir uçağın etrafındaki hava akışında, uçağın varlığından etkilenmeyen hava zerreciklerinin akış hızı serbest akış Mach sayısı (MFS)olarak adlandırılır

Şok dalgaları dik şok dalgası, eğik şok dalgası ve burun şok dalgası olarak gruplanabilirler:
• Dik şok dalgası: Akış doğrultusuna dik olarak oluşan şok dalgasıdır.
• Eğik şok dalgası: Akış doğrultusu ile belirli bir açı yaparak oluşan şok dalgasıdır
(bk. Şekil 8.5).
• Burun şok dalgası: Uçuş hızının 1,0 Mach değerini aşması ile birlikte hücum kenarında oluşan şok dalgasıdır (bk. Şekil 8.5).

Dalga sürüklemesini azaltmak için şok dalgasının etkilerini azaltıcı önlemler almak
gerekir. Dalga sürüklemesini azaltmak üzere uygulanabilecek yöntemler şunlardır:
• Şok dalgası arkasındaki bölgede ayrılmayı azaltıcı girdap üreteçleri kullanmak
• İnce (kalınlığı az) profiller kullanmak
• Transonik profiller kullanmak
• Keskin kenarlı süpersonik profiller kullanmak
• Uçak tasarımında (transonik) alan kuralını uygulamak
• Yüksek ok açılı kanatlar kullanmak

(Transonik) Alan Kuralı
(Transonik) Alan kuralı, transonik ve süpersonik hızlar için dalga sürüklemesini azaltmak adına uygulanan bir tasarım yöntemidir. Yüksek hızlı uçuş için yapılan incelemeler simetrik özellikteki, iki ucu sivriltilmiş biçimde olan ve “Sears-Haack şekli” olarak adlandırılan formda tasarlanan cisimlerin daha az sürükleme bileşeni yarattığını ortaya koymaktadır.

Tupolev Tu-144 uçakları SSCB’de Alexi Tupolev tarafından tasarlanmıştır. İlk uçuşlarını 1968 yılında yapan bu uçaklar sivil kullanımda 1975 yılında hizmete girmiştir. Uçağın
prototipi 15 Temmuz 1969 Moskova yakınlarında yapılan bir uçuşta ses hızını ilk kez aşarak Concorde uçağından önce bu hıza ulaşabilen ilk ticari taşıma uçağı unvanını almıştır.
1973 yılında Paris Hava Şovu’ndaki gösteri uçuşu sırasında yaşanan kaza sonrası proje
eski popülerliğini giderek yitirmiştir. Bu uçaklar 1978 yılında ise tamamen hizmet dışı
kalmışlardır.

Basınçta meydana gelen küçük bozulmaların hava içerisindeki ilerleme hızı ses hızı
olarak adlandırılır. a ile gösterilen ses hızı ifadesi (8.1) ile sunulmaktadır:
8.1
a = γ ⋅ R⋅T

Uçak için tanımlanan hızlar:
Uçak için farklı hız tipleri
tanımlanabilir. Bunlar, a) VCAS:
Kalibre edilmiş hava hızı, b) VIAS:
Gösterge hava hızı, c) VTAS: Gerçek
hava hızı, d) VEAS: Eşdeğer hava
hızı, e) VGS: Yer hızı ve f) M: Mach
sayısı olarak sıralanabilir.

Hava içerisinde hareket eden bir uçağın etrafındaki hava akışında, uçağın varlığından etkilenmeyen hava zerreciklerinin akış hızı serbest akış Mach sayısı (MFS)olarak adlandırılır.

Ok açısı: Bir uçağa üstten veya alttan bakıldığında kanat-gövde bağlantısında görülen ve kanadın açıklığı boyunca, veterin belirli yüzdelerinin oluşturduğu hattın,
uçağın simetri düzlemine dik eksen ile yapmış olduğu açıdır.

Çift kanat dışındaki tüm seçeneklerde tek yüzeyli kanat türleri verilmiştir, dolayısıyla doğru cevap E'dir.