Doğru Bilinen Yanlışlar: Wingletler Süs Değildir

Kanat ucu plakaları (Winglet) bir çok kimse tarafından süs diye düşünülebilir. Gerçekten de kanat ucu plakalarına sahip bir uçak oldukça havalı ve şık görünmektedir. Peki ya kanat ucu plakalarının bir süs olmaktan öte uçağa ve uçuşa bir çok açıdan önemli tasarruflar sağladığı söylenirse?

Bernoulli prensibine göre bir akışkanın hızı ile basıncı arasında ters orantı bulunmaktadır. Biraz daha açık ifade etmek gerekirse hızlanan havanın basıncı düşer. Uçaklar da sesaltı sıkıştırılamaz akımlar diye ifade edilen akım içerisinde olduğu kabulüyle “kanat profili” adı verilen özel kanat şekli sayesinde kanat üstünden geçen akımı hızlandırır. Böylelikle kanadın üstünde daha düşük basınçlı bir akım varken, kanadın altında daha yüksek basınca sahip bir akım akıyor hale gelir.

İşte bu basınç farkı uçağın kanatları sayesinde havada kalmasını sağlar. Elbette uçağın ileri doğru hareketini yani göreceli olarak hava akımının kanat üzerindeki hareketini sağlayan itki kuvveti motor sayesinde elde edilir, lakin uçağı havada tutan organları kanatlarıdır.

Basitçe açıklamak gerekirse, işte kanadın altı ve üstü arasındaki bu basınç farkı nedeniyle, kanadın altındaki yüksek basınçlı akışkan kanadın üstündeki düşük basınçlı alana kaçmak ister. Bu kaçışı gerçekleştirebileceği tek alan kanat ucudur.

Bu basınç farkı büyüdükçe -yani kanadın taşıması arttıkça- kanat ucundaki bu kaçışın etkileri daha fazla hissedilir çünkü kaçışı tetikleyen yegane etken basınç farkıdır. Bu etkiye “indüklenmiş sürükleme” denir. Nitekim, bu kaçış yüzünden uçağa bir sürükleme kuvveti etki eder, yani uçak motorunun yenmesi gereken kuvvete bir yenisi daha eklenir. Bunun sebebi ise, kanat ucunda aşağıdak yukarıya kavislenen akımın, uçağın ileriye gitmesiyle birlikte arkaya doğru bir girdap akımı bırakmasıdır. Aşağıdaki resim, bir uçağın bir yandan ilerlerken diğer yandan kanadının ucunda yukarıya kıvrılmaya çalışan akımla birlikte gerisinde -iz bölgesinde- bıraktığı kanat ucu girdabı görünmektedir.

İşte bu kaçışı engellemenin en sık kullanılan yollarından birisi kanat ucuna bir plaka yerleştirmektir. Bu kanat ucu plakaları ingilizce kullanımıyla “Winglet” diye anılır. Genelde dikey kuyruğa benzer şekilde olan bu cihazlar, bazı uçaklarda dümen yerine kullanıldığı gibi bazı uçaklarda da sırf bu sürüklemeyi düşürme görevini görmektedir.

Kanat ucu girdabının, dolayısıyla bu sürüklemenin engellenmesinin uçağa çok çeşitli faydaları vardır. Örneğin, uçak motoru kanat ucu girdabından kaynaklanan sürüklemeyi de yenmesi gerekmediğinden daha az yakıt harcayacaktır. Ya da statik elektriği tahliye etmeye yarayan ingilizce kullanımıyla discharhger’ların sayısı da düşmektedir. Çünkü daha az sürtünme olacağından, uçak daha az elektrikle yüklenecektir.

O halde niçin her uçakta kullanılmamaktadır?

Uçak mühendisleri, hatta belki de genel anlamda mühendisler, bir yandan bilimsel gelişmeleri teknolojinin hizmetine sunma çabasında iken, diğer yandan bunu en düşük maliyet ile gerçekleştirmenin yollarını ararlar. Her şeyden önce kanat ucu plakası bir kanadı rijit ve tek eksende uzanan şeklinden alıkoyup onun yerine iki eksende uzanmış ve iki parça hale getirir. Çok yüksek hıza sahip olmayan uçaklarda, ya da sürüklemeden daha önemli kıstaslara yönelik geliştirilen tasarımlarda kanat ucu plakası başlıca bu sebeplerden ötürü olmak üzere kullanılmaz.

Zira yine de kanat ucu plakasının uçakları daha şık, belki de daha karizmatik hale getirdiği inkar edilemez.

Hatırlayın! Çocukken en az bir defa kağıt uçak yaptıysanız, uçlarını yukarı doğru çevirmeyi de ihmal etmemişsinizdir. Hayal kırıklığına sebep olmasını istemeyiz ama; kağıt uçak gibi düşük hızlarda seyreden bir hava aracının kanat uçlarının yukarı doğru kıvrılması, ona hiçbir fayda sağlamamıştı…

Umut Ataman / Aviation Türk, Sayı 1