Daha önce hiç yer etkisi diye bir kavram duymuş muydunuz? Duymadıysanız, ya da ne olduğunu merak ediyorsanız bu yazımız sizler için hazırlandı. Uçakların iniş ve kalkışında büyük etki yaratan yer etkisini en anlaşılabilir şekilde açıklayacağız. Açıklamaya başlamadan önce yazının daha da anlaşılabilir olması için sizi bir pilot olarak göreceğiz. Yani kendinizi bir pilot yerine koyarak bu yazıyı okuyun.
Öncelikle kavramı tanımlayalım. Yer etkisi (İngilizcesi ground effect), uçabilen herhangi bir cismin bir yüzeye yaklaşması durumunda uçuş karakteristiklerinde yaşanan bir değişimdir. Bu değişimi kısaca betimlemek gerekirse şöyle aktarabiliriz: inişe geçiyorsunuz ancak iniş yapmanız için gereken hız olduğundan fazla. Dolayısıyla pist üzerinde süzülüyorsunuz da süzülüyorsunuz. İşte bu bitmek bilmeyen süzülme yer etkisi nedeniyle oluyor.
Yer etkisinin meydana gelmesindeki ana etmen ise kanat uçlarında oluşan hava girdapları. Uçak yere yaklaştıkça hava girdaplarının oluşumu da etkileniyor. Yani iniş yapmak istediğiniz zaman alçaldığınızda, kanat uçlarında oluşan girdaplar havada olduğunuz zamanki kadar büyüyemiyor. Bunun sebebi ise yerin, aşağı hava akımının oluşumunu engellemesi. Kanadın etrafındaki hava akımı sürekli dönmektedir, ancak hava yere çarptığı için bu dönüş tamamlanamaz.
Hava, uçak kanadının arkasından çıktığı zaman aşağıya doğru açılanır, bu da aşağı hava akımı olarak adlandırılır. Aşağıdaki resimde yer etkisine maruz kalan bir uçak ile havada uçan uçak arasındaki farkı görebilirsiniz.
Uçak yer etkisi durumundan etkilenirken maruz kaldığı kaldırma kuvveti de ivmelenir, yani yer çekimine karşı koymaya başlar. Yukarıdaki resimde görebileceğiniz gibi uçağın üzerinde bulunan mavi ok uçak yere yakınken daha dik konumda. Bu durumda iken kanatların maruz kaldığı sürtünme kuvveti de azalır. Sürtünme kuvveti de az olduğu için uçağın hızını korumasını sağlayacak itiş gücünde de azalma yaşanır. Yani daha az güç harcayarak daha iyi performans elde edilir.
Şimdi konuyu şöyle bir özetleyelim: yere yaklaştıkça kanat etrafındaki aşağı hava akımı azalır, dolayısıyla hava akımının meydana getirdiği girdaplar da azalır. Bunun sonucunda da sürtünme kuvvetinde azalma görülür.
Yer etkisine maruz kalmak için ne kadar alçak olmanız gerekiyor?
Bir uçağın yer etkisine maruz kalması için, yerden kanat açıklığı boyundaki yükseklikte bulunması gerekiyor. Bu durum alçak ve yüksek kanatlı uçaklarda değişkenlik gösteriyor. Alçak kanatlı uçaklar iniş sırasında oluşan yer etkisini daha fazla hissederken yüksek kanatlı uçaklar daha az hissediyor. Uçakların maruz kaldığı yer etkisi sonucunda sürtünme kuvvetinde yaşanan değişikliği anlatmak için ise iki örneğe başvuracağız. Bu örnekleri yukarıdaki grafik ile takip edince çok basit bir şekilde anlayabilirsiniz.
Yüksek kanatlı uçaklardan biri olan Cessna 172’nin kanat açıklığı 10 metredir. Uçağın kanat yüksekliği ise 2 metre, yani toplam açıklığının %20’si. Yani grafikte de görebileceğiniz gibi uçak inişe geçtiğinde maruz kaldığı sürtünme kuvveti %60 azalıyor.
Bir de alçak kanatlı uçaklardan örnek verelim: Piper Warrior. Bu uçağın da kanadı 10 metre boyunda. Ancak kanat yüksekliği yerden 1 metre, yani toplam açıklığın %10’u. Yani bir Piper Warrior ile iniş yaparken maruz kalacağınız yer etkisinden oluşan sürtünme kuvvetindeki azalma %40 oranında.
Kalkış yaparken nasıl bir etki söz konusu?
Şu ana kadar yalnızca inişten bahsetmiş olsak da yer etkisi kalkışta da uçakta bir takım etkiler yaratır. Uçağın kalkış esnasında maruz kaldığı sürtünme kuvveti, yer etkisi nedeniyle yine azdır. Ancak uçak havadan yükseldikçe yer etkisinin azalmasıyla maruz kaldığı sürtünme kuvveti de artar. Bu durumda uçak çökme durumu ile karşılaşır ve tırmanma performansı ile sürati azalır.
Yer etkisini kullanmanın bir yolu var mı?
Uçakların olumsuz etkilenebildiği yer etkisini faydalı bir hale getirmenin bir yöntemi mevcut. Rus yapımı Ekranoplan gibi uçaklar, yalnızca yer etkisi ile uçabilmek üzere tasarlandı. Yani bu uçaklar yerden yalnızca birkaç metre yükseklikte uçuyorlar. Uçağın maruz kaldığı kaldırma kuvveti daha dik durumda olduğundan aynı uçağın normal versiyonundan çok daha ağır yükleri taşıyabiliyorlar.
Umarız bu makale yer etkisinin ne olduğunu anlamanıza yardımcı olabilmiştir. Merak ettiğiniz konulara yanıtlar arıyorsanız, bizi takip etmeye devam edin.
