ucak

Uçuş mekaniği 

Bir cismin havada uçabilmesi için uçuş anında cisme çarpan havanın en az cismin ağırlığına eşit bir taşıma kuvveti meydana getirmesi gerekir. Uçak kanadı düz bir plaka olarak düşünülürse bu taşıma kuvvetinin meydana gelmesi için, plakanın hareket düzlemiyle (hücum açısı denen) bir açı yapması, yâni hareket yönünde ön kısmının biraz kalkmış olması gerekir.

Kanat hareket hâlindeyken eğik pozisyonundan dolayı kanadın alt ve üst kısmından geçen hava kanadın üst kısmında alçak basınç alanı oluşacağı için hava akışına devam edemeyecektir, kanadın altve üst kısmında yönünü değiştirir. Hava akımının yönünün değişmesi kanadın ona bir kuvvet uyguladığını gösterir. Newton?un üçüncü kuralına göre hava akımı da kanada eşit ve zıt bir kuvvet uygular. Bu kuvvet hem kanadı kaldırmaya hem de geriye doğru itmeye çalışır. Kanadın geriye itilmesi istenmeyen bir durumdur, çünkü uçağın hızını keser. Bu nedenle kanatlar, sürüklenme kuvveti minimum olacak şekilde tasarlanır ve üretilirler.

Hem taşıma kuvveti, hem de sürüklenme kuvveti uçak hızına ve havanın yoğunluğu gibi faktörlerin etkisi ile birlikte hücum açısına bağlı olarak değişir. Bu kuvvetlerin kanada tesir ettikleri nokta, hücum açısı arttıkça kanadın hücum kenarına (kanadın ön tarafındaki kenar) doğru kayar. Bu kayma ise hücum açısının daha da artmasına sebep olur. Bu durumda kanat dengesiz bir hâl alır. Hücum açısının belli bir değerinden sonra kaldırma kuvveti birden azalmaya başlar. Kanat artık uçağı havada tutmaz hale gelir. Bu olaya uçak "stall" veya ?perdövites? oldu denir.

İstenmeyen sürüklenme kuvvetinin yanında bir de uçağı kanat ekseni etrafında döndürmeye çalışan bir moment meydana gelir ki, bu momenti uçağın burnunu ya yukarı veya aşağı itmek sûretiyle döndürmeye zorlar. Uçağın havada yatay olarak uçabilmesi için bunun önlenmesi gerekir. Bu gâyeyle uçağın arka kısmında yatay kuyruklar bulunur. Bu kuyruklarda meydana gelen kuvvetler bu momenti karşılayarak uçağın dengesini sağlar. Uçan kanat diye adlandırılan uçaklarda ise bu moment, kanadın arka kısmına hareketli bir kısım ekleyerek karşılanmaya çalışılır.

Uçaklarda ihtiyaç duyulan motor, iniş takımları ve yük taşıma kısımları gibi sebeplerden dolayı uçan kanat tipi uçaklar fazla gelişmedi. Bunun yerine kuyrukları kanada bağlayan ve motor gibi sistemleri taşıyan gövdeli tip uçaklar gelişti. Ayrıca uçağın inip kalkabilmesi için tekerlekleri taşıyan iniş takımları ve uçağın dengesinin sağlanması ve manevra yapabilmesi için düşey kuyruklar eklendi. Neticede uçakta gövde, kanat, iniş takımları, yatay ve düşey kuyruk gibi ana elemanlar meydana geldi.

Ana elemanların yanında uçağın sevk ve idâresini sağlamak için çeşitli yardımcı sistemler ve teçhizatlar eklendi. Bunlar uçağın manevra yapmasını ve dengelenmesini sağlayan kumanda yüzeyleri ve bunun kumanda sistemi; yakıt sistemi; uçak hızını, yüksekliğini vs. ölçen gösterge ve âletler, yük ve yolcular için döşeme ve koltuklar gibi genel sistemler ve diğer bazı özel sistemlerdir. Kumanda için kullanılan hidrolik, pnömatik sistemler, muhâbere ve seyrüsefer için kullanılan elektrik ve elektronik sistemler diğer bir deyişle aviyonikler, askeri amaçlar için geliştirilen silâh ve nişangah sistemleri özel sistemlerin başlıcalarıdır. Günümüzde hava araçlarının en pahalı ve önemli bileşenleri aviyoniklerdir. Uçaklar ebat, hız, menzil bakımından geliştikçe yardımcı sistemleri de gelişti ve daha mükemmel hâle geldi.