Bir sorunun cevabını bulmak için atmamız gereken ilk adım o soruya “NASIL?” sorusunu sormaktır. Bu makalede de biz gökyüzünün metal kuşlarına bu soruyu yönelttik. Tonlarca kilodan oluşan bu ağır kuşlar nasıl oluyor da kanatlarını özgürlükle buluşturabiliyorlar? Sorunumuzun cevabını daha ilk adımda yani aslında sorumuzun içerisinde verdik, “KANATLAR”. Uçağın kanadı, onu özgürlüğüne kavuşturan başat unsurlardan birisidir. Bu başat unsura yandan bakınca bir profilinin olduğuna şahitlik ederiz. Anlatımlarımızı kolaylaştırmak için yolumuza kanat profili ile devam edelim. Uzun bir yolculuğa başlamadan önce gelin sizi bu arkadaş ile tanıştırayım.
Yukarıda bir uçak kanat profili görüyorsunuz. Bu profilin, hava ile sıkı dostluğuyla meydana gelen basınç farkı neticesinde bir kaldırma kuvveti oluşuyor. Daha fazla ileriye gitmeden önce bir adet daha “NASIL?” sorusu eklemek istiyorum. Nasıl oluyor da bu basınç farkı oluşuyor? Cevabı çok basit, birazcık süreklilik denkleminin üzerine Bernoulli denklemi ekleyince tüm bu olaylar iyice netleşiyor…
Yukarıda süreklilik denklemini niteleyen bir şekil ve denklemin kendisini görüyorsunuz. Bu denklem bize sabit debide bir akışkanın geçtiği kesit alanı artar ise hızının azalacağını, kesit alanı azalır ise hızının artacağını söylüyor. Şimdi bu denklemi bizim kanat profilimiz ile gelin birlikte bağdaştıralım. Kanat profilinin resmini tekrardan göreve çağırıyorum.
A
K
Yukarıdaki şeklimize göre kanadın üst kısmından geçen havanın taradığı yolun alanı “A” olarak tanımlanmıştır. Alt kısmından geçen havanın taradığı yolun alanı ise “K” olarak tanımlanmıştır.
Şüphesiz, K alanının A alanınından büyük olduğu ortadadır. Süreklilik denklemimizde bu sonuçları yerine koyduğumuzda ise A alanından geçen akımın hızının, K alanından geçen akımın hızından büyük olacağını görürüz. Şimdi tüm bu verileri Bernoulli adındaki güzel bir arkadaşın türettiği denklemde yerine koyarak bir sonuç elde edeceğiz.
Yukarıdaki Bernoulli denklemimiz sabittir. Yani hız artarsa basınç azalır, hız azalırsa basınç artar. Biz süreklilik denkleminden uçağımızın kanadının üst yüzeyinden geçen akışkanın hızının, alt yüzeyinden geçen hızından büyük olduğunu tespit etmiştik. Dolayısıyla Bernoulli’ye göre bu sonucu düşünürsek; alt yüzeydeki basınç, üst yüzeydeki basınçtan yüksek olur. Tüm bunların neticesinde bir basınç farkı oluşur. Dolayısıyla kanadımızda yukarıya doğru bir taşıma kuvveti oluşur. Artık metal kuşumuz özgür! Tek yapması gereken, havalanırken uyguladığı tüm bu ilgi çekici bilimsel gerçekleri, havalandıktan sonra da doğru bir şekilde uygulayabilmesi…
| [1] | Introduction to Flight, John D. Anderson |
| [2] | Physics for Scientists and Engineers, Raymond A. Serway, Robert J. Beichner & John W. Jewett |
| [3] | Kapak Resmi: https://www.wallpaperup.com/uploads/wallpapers/2014/12/09/546096/2ff7ffc878e3f41743517e4b87349d5c.jpg |
LİSANS: Necmettin Erbakan Üniversitesi – Uçak Mühendisliği (2.sınıf)