UÇAK BİLGİSİ VE UÇUŞ İLKELERİ

Şekilde görüldüğü üzere ses hızında uçuş yapan bir uçak için oluşan basınç dalgaları birbirine yetişerek yığılmaya başlarlar. Bu
durum şok dalgası olarak adlandırılacak bir basınç duvarının oluşmasına sebep olur. Ses hızının üstünde uçuş yapan bir uçak için ise oluşan basınç dalgaları bir önceki dalgayı yakalayarak onu geçmeye başlar. Şok dalgaları basınç dalgalarının kenarlarında
oluşmaya devam eder. Doğru cevap A'dır.

Ses hızının altında uçuş yapan bir uçak için basınç dalgaları birbirleri ile belirli bir mesafeyi koruyarak ilerleme yaparlar. Ses hızında uçuş yapan bir uçak için oluşan basınç dalgaları birbirine yetişerek yığılmaya başlarlar. Bu durum şok dalgası olarak adlandırılacak bir basınç duvarının oluşmasına sebep olur. Ses hızının üstünde uçuş yapan bir uçak için ise oluşan basınç dalgaları bir önceki dalgayı yakalayarak onu geçmeye başlar. Şok dalgaları basınç dalgalarının kenarlarında oluşmaya devam eder. Doğru cevap B'dir.

Uçulan irtifada, uçağın uçuş hızı ile ses hızı arasındaki ilişkiyi tanımlamak üzere Mach sayısı kavramı kullanılır. Uçağın gerçek hava hızının, o irtifadaki ses hızına oranı Mach sayısı olarak tanımlanır. Doğru cevap D'dir.

Basınçta meydana gelen küçük bozulmaların hava içerisindeki ilerleme hızı ses hızı olarak adlandırılır. Doğru cevap E'dir.

Kanat üzerindeki bir noktada lokal Mach sayısı değeri 1,0 Mach değerine ulaştığı andaki serbest akış Mach sayısı değeri kritik Mach sayısı (Mcrit) olarak adlandırılır. Doğru cevap C'dir.

Kritik Mach sayısı, kanat üzerinde herhangi bir noktadaki akış hızı 1,0 Mach değerine ulaştığı anda uçağın sahip olduğu hızdır. Bu hıza ulaşıldığında şok dalgası oluşumları başlar. Doğru cevap A'dır.

Sübsonik bölgede uçağın etrafındaki tüm hız bileşenleri ses hızının altındadır. Transonik bölgede  uçağın etrafındaki hız bileşenlerinin bir kısmı ses hızının altındayken bir kısmı da ses hızının üstündedir.  Süpersonik bölgede ise uçağın etrafındaki tüm hız bileşenleri ses hızının üstündedir. Doğru cevap B'dir.

Genellikle 0 – 0,75 Mach arası hızlar sübsonik, 0,75 – 1,2 Mach aralığındaki değerler transonik, o1,2 – 5,0 Mach arasındaki hızlar süpersonik olarak kabul edilmektedir. Doğru cevap D'dir.

• Dik şok dalgası: Akış doğrultusuna dik olarak oluşan şok dalgasıdır.
• Eğik şok dalgası: Akış doğrultusu ile belirli bir açı yaparak oluşan şok dalgasıdır.
• Burun şok dalgası: Uçuş hızının 1,0 Mach değerini aşması ile birlikte hücum kenarında oluşan şok dalgasıdır. Doğru cevap D'dir.

Yüksek hızlı uçuşta şok dalgası oluşumu ile birlikte şok dalgasına çarpan hava akımı kinetik enerjisini aniden kaybeder. Kaybolan bu kinetik enerji ısı enerjisine dönüşerek o bölgede ani ısı artışı yaratır. Kinetik enerjinin düşmesi şok dalgasının arkasında dinamik basıncın düşüşüne dolayısıyla da akış hızının ani düşüşüne sebep olur. Hızdaki düşüş sebebiyle de hava akımı kanat yüzeyini takip edemez ve yüzeyden koparak sınır tabaka ayrılmasına sebep olur. Taşıma ve sürükleme katsayılarının Mach sayısı ile değişimi sırasıyla Sübsonik - Transonik - Süpersonik şekilndedir.

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.