UÇAK BİLGİSİ VE UÇUŞ İLKELERİ

Ses hızı formülünde sıcaklığın birimi Kelvin (K) olarak kullanılmaktadır.

5,0 Mach üzerindeki hızlar hipersonik olarak adlandırılır.

Eğik şok dalgası: Akış doğrultusu ile belirli bir açı yaparak oluşan şok dalgasıdır

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

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.

Süpersonik uçuşta, şok dalgası oluşumu ile beraber kinetik enerjinin ısı enerjisine dönüşmesi sırasında uçak üzerinde yapısal malzemeleri etkileyecek sıcaklık artışları yaşanabilir. Mach sayısı arttıkça yapısal elemanlar üzerindeki sıcaklık artışı yüksek olmaktadır.

Basınçta meydana gelen küçük bozulmaların hava içerisindeki ilerleme hızı ses hızı
olarak adlandırılır.

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. Diğer
bir deyişle 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.

Gerçek Hava Hızı: Uçağınhavaya göre hızını ifade eder. Aerodinamik ve uçak performans hesaplamalarında genellikle kullanılan hız tipidir.

Concorde ise Fransa ve İngiltere tarafından yürütülen ortak bir çalışma ile ortaya konan süpersonik bir yolcu uçağıdır. İlk uçuş denemesini 1969 yılında yapan Concorde uçağı 1976 yılında süpersonik ticari yolcu uçağı olarak hizmete girmiştir. Bu uçaklar Atlantik
okyanusunu 3 saatte geçebilecek özelliğe sahiptiler. Temmuz 2000’de bir Concorde uçağı, Paris Charles de Gaulle Havaalanı’ndan kalkışından 1,5 dakika sonra düşmüştür. Bu kaza Concorde uçaklarına olan güvenirliği azaltmış, bu da yolcu sayısına yansımıştır. Bu uçaklar Ekim 2003’te son ticari seferini yaparak hizmetten kaldırılmışlardır.

Sübsonik bölgede (akışta, uçuş hızlarında) uçağın etrafındaki tüm hız bilesenleri ses hızının altındadır. Genellikle 0 – 0,75 Mach arası hızlar sübsonik olarak
tanımlanır.

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

Kanat üzerindeki bir noktada lokal Mach sayısı değeri 1,0 Mach değerine ulaştığı andaki serbest akış Mach sayısı değeri kritik Mach sayısı değeri olarak ifade edilmektedir.

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

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 yasanan kaza sonrası proje eski popülerliğini giderek yitirmiştir. Bu uçaklar 1978 yılında ise tamamen hizmet dışı kalmışlardır.

Temmuz 2000’de bir Concorde uçağı, Paris Charles de Gaulle Havaalanı’ndan kalkışından 1,5 dakika sonra düşmüştür. Bu kaza Concorde uçaklarına olan güvenirliği azaltmış, bu da yolcu sayısına yansımıştır. Bu uçaklar Ekim 2003’te son ticari seferini yaparak hizmetten kaldırılmışlardır.

Şok dalgaları üç gruba ayrılmaktadır. Bunlardan biri olan burun şok dalgası, uçuş hızının 1,0 Mach değerini aşması ile birlikte hücum kenarında oluşan şok dalgasıdır.

1,2 – 5,0 Mach arasındaki hızlar süpersonik olarak kabul edilmektedir. 5,0 Mach üzerindeki hızlar ise hipersonik olarak adlandırılır.

Süreklilik prensibinden gelen bilgileri de kullanacak olursak lokal Mach sayısının profil üzerinde en yüksek olduğu kısım kalınlığın maksimum olduğu nokta olacaktır. Dolayısıyla profil (kanat) üzerinde 1,0 Mach değerine ilk ulaşacak nokta, yani şok dalgası oluşumlarının, kanat üzerinde ilk görülebileceği nokta da maksimum kalınlık noktası olacaktır.

Serbest akış Mach sayısının 1,0 olması durumunda kanat üzerinde sonik akış meydana gelmektedir.