Uçak Kanatlarının Uçları Neden Kıvrık? – Winglet
Pek çoğumuz uçak seyahatlerinde pencereden dışarı baktığımızda kanat uçlarının kıvrık yapısını fark etmişizdir. Hatta birçok havayolu şirketi kıvrık uçlu kanatlarının üstüne logolarını koymuşlardır. Peki, neden uçak kanatlarının ucu kıvrıktır? Sadece şirketlerin logoları yolculara görünsün diye mi? Reklam amaçlı mı? Ya da estetik durduğu düşüncesiyle mi yola çıkılmıştır? Bu soruların hepsinin cevabı kesinlikle “hayır” olmaktadır. Kanat uçlarının bu yapısı tamamen uçak üreticilerinin uçağın aerodinamik yapısını geliştirmek, şirketlere tasarruf getirmek ve çevreyi korumak amacıyla yapılmıştır. Şimdi gelin detaylara bakalım.
Günümüzün uçak üreticileri, yeni nesil uçak üretiminde çevreci, hızlı ve enerji tasarrufu sağlayan modeller geliştirmeye çalışırlar. Hiçbir uçak üreticisi firma, uçakların estetik görünümüne göre hareket etmez ya da havayolu şirketlerine reklam pazarı kazandırma amaçlı tasarım modelleri üzerinde durmazlar. Kıvrık kanat uçları da tasarım olarak tamamen uçaklarda verimliliği artırmak üzere kurulmuştur. İngilizce’de “Winglet” olarak geçmektedir, ve akademide de bu isim yaygın olarak kullanılır.
Uçakların havada tutunabilmesi için, uçak kanatlarının üst ve alt yüzeyine uygulanan hava basıncının farklı olması gerekmektedir. Basınç farkı sebebi ile, kanadın altındaki yüksek basınçlı hava kanadın üstündeki düşük basınçlı havaya doğru akma eğilimi gösterir. Burada hareket eden hava kanat ucunu terk ederken vorteks de dediğimiz girdaplar oluşturur. Bu girdapların şiddeti, uçak ağırlığına, hızına ve kanadın yapısına göre değişmektedir.
Sözün özü, winglet’ler kanat ucunda oluştan bu girdapların meydana gelmesini engellemek amacıyla yapılmıştır. Çünkü winglet’ler bu noktalarda hava akışını düzenleyerek hava sürtünmesini azaltır, böylece uçak daha az güç sarf eder ve yakıt tasarrufu sağlanır. Winglet’ler aynı zamanda uçağın daha kısa mesafede kalkabilmesine destek olurlar.
Bir uçak “Winglet” olmadan uçabilir mi? Tabii ki, uçabilir. Eski uçakların çoğu düz kanat yapısına sahiptir, hatta bugün bile winglet olmayan kanatlı uçaklar görmek mümkündür. Wingletler bir uçağın uçması için olmazsa olmaz değildir, daha ziyade uçuş verimliliğin artması için kullanılan ilave parçalardır. Peki, wingletler verimliliği nasıl artırırlar?
Winglet’lerin olmaması uçuş performansını olumsuz yönde etkiler. Sarsıntılı bir uçuş, yolcu konforu üzerinde negatif bir etki yaratacağı gibi, havayolu şirketleri adına da fazlaca yakıt sarfiyatı demektir. Uçak kanat uçlarında oluşan girdaplar, fazla yakıt tüketimine neden olurken uçağın daha uzun mesafede uçmasını da engeller. Ayrıca zararlı gaz emisyonu oluşturur ve gürültü yaratır, bu da çevresel olarak olumsuz etki yaratacaktır.
Peki, Winglet’lerin yakıt sarfiyatındaki oranı nedir? 1976 yılında, bir NASA aerodinamik uzmanı olan Richar Whitcomb bir makale yayınladı. Bu makalede winglet kanat uçlarına sahip bir kanat ile aynı kanat açıklığının daha fazla artırıldığı bir kanat tasarımının performans karşılaştırmasını anlattı. Whitcomb bu çalışmasında winglet kullanılan kanadın sürtünmeyi yaklaşık yüzde 20 oranında azalttığını ve kanat üzerinde taşıma-sürükleme kuvvetinin bunun iki katı oranda arttırdığını gösterdi. Bu sayede wingletler uçak tasarımlarında kullanılmaya başladı.
Winglet tasarımını gördüğümüz ilk uçaklar 1980’li yıllarda üretilen Boeing 747-400 uçaklarıdır. Bugün uzun menzilli çift motorlu A330 ve dört motorlu A340 uçakları da 747-400’ün kullandığı geleneksel winglet tasarımını kullanmaktadır. Geleneksel winglet tasarımı aşağıdadır.
- A Konvansiyonel (Conventional Winglet)
- B Karma (Blended Winglet)
- C Eliptik (Eliptical Winglet)
Genelde Airbus 319 ve 320 daha az eğimli ve yapısal olarak daha küçük kanatçıklar kullanmışlardır. A350 modelleri ise eliptik kanatçık yapılarını kullanmaktadır. 2011 yılında Airbus “Sharklet” olarak adlandırdığı bir kanatçık tasarlamıştır. Bu tasarımı ilk defa A320’de kullanmış, 2015 yılı itibariyle A320 NEO serisinde standart haline getirmiştir. Günümüzde en son Boeing’in yeni modeli olan 777X ,kanatçık yapısındaki farklı bir tasarımla beklentileri artırmaktadır. Boeing, 777X’nin katlanabilen kanat ucu tasarımı ile önemli derecede yakıt tasarrufu sağlayacağı ve yüksek tırmanış performansı göstereceği reklamlarını yapmaktadır. Boeing yaptığı resmi açıklamada bu kanatlar sayesinde Airbus 350’ye kıyasla %12 daha fazla yakıt tasarrufu sağlayacağını öne sürmüştür.
Geri bildirim: Uçak Kanat Tasarımları - SeyrüSeferim
Geri bildirim: Uçak Kanat Yüzeyi – Flap ve Slat - SeyrüSeferim
Geri bildirim: Vorteks Nedir? - Vortex Effect - SeyrüSeferim