Kuşlar ve Uçaklar

Geçmişten günümüze dek insanoğlunun en önde gelen hayallerinden biri hep uçmak olmuştur. Her zaman uçabilen varlıklara hayretle ve merakla bakmış, hep onlar gibi uçabilmek istemiştir. Bu sebepledir ki kuşların uçmasını sağlayan kanatlarını kendisine takarsa uçabileceğini düşünmüş, bu çabası mitlere, destanlara, masallara bile konu olmuştur. Milattan önce 60’lı yıllarda ortaya çıktığı düşünülen kendisine bal mumundan kanatlar yapıp uçan Icarus ve Deadalus’un öyküsü buna en büyük örnektir.

Gerçek anlamda ilk uçuş denemesini yapan insan Endülüslü bir İslam Bilgini olan “Abbas İbni Firnas” tır. Amerikalı “Wright Kardeşler” den 1000 yıl önce, bugünkü İspanya sınırları içerisinde yer alan Kurtuba şehrinde, cami minaresinden atlayarak ilk uçuş denemesini gerçekleştirmiştir. Kendisine taktığı kuşkanadına benzer yapılar sayesinde belli bir süre havada kalıp küçük sıyrıklarla yere inmeyi başarmıştır ve bu tarih kayıtlara M.S 852 yılı olarak geçmiştir. Bu başarısı ona “Modern Uçağın Babası” ünvanını kazandırmıştır. Daha sonraları basit bir planör uçuşu da denediği bilinen bilim insanının bu denemeler sonucu bacağını kırdığı ve bu sayede meşhur olduğu kayıtlara geçmiştir. Uçuş tecrübesinin yanı sıra mükemmel cam imal etme yöntemini keşfetmiş, ilkel cam sanayisinin de öncüsü olmuştur. Işığı kırma özelliği olan camı keşfederek gözlüğün keşfine zemin hazırlamıştır. Kendisine atfedilen daha birçok icadı ve çalışması da vardır. Oryantalist yazar Philip Khuri Hitti “Arap Tarihi” adlı eserinde ünlü bilgin için şöyle der: ‘İbn Firnas, insanlık tarihinde ilk defa bilimsel uçma girişiminde bulunan kişidir.’

Daha sonraları tarih sahnesine hepimizin biraz daha aşina olduğu “Hezarfen Ahmet Çelebi” çıkar. Kendisi, 1609 ve 1640 yılları arasında Osmanlı Devleti’nde yaşamış olduğuna inanılan efsanevi Müslüman Türk bilginidir. Kendi yapmış olduğu kuşkanadına benzer yapılar sayesinde galata kulesinden atlamış ve Üsküdar’daki Doğancılar Meydanı’na inmiştir. Ancak Osmanlı tarihçileri ve mühendisleri tarafından bu hikâyenin bilimsel olarak tutarsız olduğu, güzergâhın abartıldığı belirtilir.

Yine ardından kendisini, kendi yaptığı roketle gökyüzüne fırlatan “Lagari Hasan Çelebi” karşımıza çıkmaktadır. Evliya Çelebi’nin Seyahatname adlı eserindeki bilgilere binaen IV. Murad’ın kızı Kaya Sultan’ın doğumu nedeniyle yapılan şenlikler sırasında kendisini roketle gökyüzüne fırlatmış ve roketin yakıtı bitince, yine kendi yaptığı kanatlarla süzülerek Sinan Paşa Köşkü’nün önündeki denize inmiştir.

Modern anlamda ilk insanlı uçuşun ise 1900’lerin başında uçağın icadı ile başladığı düşünülse de ilk insanlı uçuş 1783 yılında Paris’te gerçekleşmiştir. Bu uçuş, tarihteki ilk balonlu uçuş olarak bilinmektedir. 5 Haziran 1783 tarihinde Joseph-Michel Montgolfier ve Jacques-Étienne Montgolfier kardeşler tarafından büyük bir keten balon sıcak havayla doldurularak tarihteki ilk balonlu uçuş gerçekleştirilmiştir.

Daha sonraları ise balonun güzergâhı kontrol edilmek istenmiş ancak bu başarılamamıştır. 1800’lü yıllar boyunca bu problem üzerinde durulmuş ve 1852 yılında Henri Giffard tarafından ilk kontrol edilebilen ve yönlendirilebilen, buharlı motoru olan hava taşıtı yapılmıştır.

1884 yılında ise Fransız Ordusu’na ait, ilk defa tam olarak kontrol edilebilen bir zeplin ile uçuş gerçekleştirilmiştir.

18. yüzyılın sonlarına doğru Sir George Cayley uçuşun fiziği üzerine ilk ciddi çalışmaları yapan insan olmuş, 1799 yılında ise bir planör planı açığa çıkarmıştır. Ayrıca havacılıkta kullanılan birçok farklı kuvvetin kavramsal temellerini atmıştır.

Alman Otto Lilienthal ise havadan ağır uçan bir makina yapan ilk adamlardan biridir. 1896 yılında en son tasarım aracı ile yaptığı uçuş esnasında şiddetli rüzgâr nedeniyle aracın kanatları kırılmış ve 17 m yükseklikten düşmüştür. Bu düşüş neticesinde omurgasını kıran Otto Lilienthal yaşamını yitirmiştir.

Daha sonraları ise hepimizin bildiği Wright kardeşler tarihteki yerini almıştır. Motorlu ve kumanda edilebilen uçak tasarımları, bulundukları dönemi derinden etkilemiş ve herkese ilham kaynağı olmuştur. Wright kardeşler ilk defa havadan ağır, sürdürülebilir, kontrol edilebilir bir motorlu uçuşu 17 Aralık 1903 ‘te gerçekleştirmişlerdir.

Bu liste böyle uzar gider. O zaman gelelim şimdi asıl soruya: “Kuşlar nasıl uçuyor ?”

Evet, sayın okuyucularım, soruya şöyle başlayalım: Hareket halindeki bir hava aracına 4 temel kuvvet etki eder, bunlar ise aşağıdaki gibidir.

• Sürükleme Kuvveti
• Kaldırma Kuvveti
• Aracın Kendi Ağırlığı
• Hareketi Sağlayan İtki Kuvveti

-) Ağırlık gezegenimizin çekim alanından doğan bir kuvvettir. Her cismin kütlesiyle doğru orantılı olup Dünya’mızın merkezine doğrudur. Anlatmaya gerek yok görüyorsunuz.

-) Kaldırma kuvveti kanadın üst ve alt kısmında oluşan basınç farkından kaynaklanan kuvvettir. Kanat, üzerine gelen akışı ne tarafa saptırırsa o yönün zıt yönüne doğru kaldırma kuvveti oluşuyormuş gibi düşünülebilir.

-) Sürükleme kuvveti cismin üzerinden akan hava moleküllerinin cisme sürtünmesi sonucu oluşan kuvvettir.

-) İtki kuvveti motordan gelen ve uçağı ileri iten kuvvettir.

Uçuş esnasında itki kuvveti sürükleme kuvvetini, kaldırma kuvveti ise ağırlığı dengeler. Uçaklarda motor, uçağı ileri iterek uçağı hızlandırır ve uçağın hava içerisinde hızlanmasıyla kaldırma kuvveti oluşur. Böylece uçak havada kalır. Tıpkı bir kağıt uçağın fırlatıldığı zaman uçması, ama yere bırakıldığı zaman düşmesi gibi. Uçaklar havada kalabilmek için belirli bir hızla ileri doğru hareket etmek zorundadırlar. Helikopterler gibi havada kalamazlar. Dururlarsa veya yavaşlarlarsa düşmeye başlarlar. Kuşlarda ise durum biraz farklıdır. Kanatlar havayı aşağı iterek kuşun havada kalması sağlar.

Peki buraya kadar tamam, ileri gitmeyi, havada kalmayı başardık, kuşlar kanat çırparak, uçaklar motorlarıyla hızlanarak hem ileri gidiyorlar hem de havada kalıyorlar, ama nasıl dönüyorlar, nasıl yönlerini değiştiriyorlar ?

Cevap: Kontrol yüzeyleri’ dir arkadaşlar.

-) Elevatorlar uçağın burnun aşağı indirip yukarı kaldırmaya yararlar. Kuyrukta bulunurlar. Elevatorlar yukarı kalkarsa uçağın burnu yukarı kalkar, aşağı inerse uçağın burnu aşağı iner.

-) Aileronlar uçağın yuvarlanmasını sağlayan kontrol yüzeyleridir. Uçağın kendi ekseni etrafında dönmesini sağlarlar. Kanatların uç kısımlarında bulunur. Kanadın bir tarafındaki aşağı inerken diğer tarafındaki yukarı kalkar, hep ters çalışırlar. Hangi tarafa dönülecekse o taraftaki aileron yukarı kaldırılır.

-) Rudderlar yani dümenler uçaklarda burnun hangi yöne çevrileceğinden sorumlu parçalardır. Hangi yöne dönülmek istenirse rudderlar o yöne doğru çevrilir.

 -) Flaplar ise iniş kalkış esnasında daha kolay inip kalkabilmek için konulmuş parçalardır. Kaldırma kuvvetini artırırlar.

Uçaklar havadayken bu parçalarının kullanarak yönlerini değiştirebilir, kumanda edilebilirler. Kısaca özet geçmek gerekirse;

-) Aileron dönüş hareketini

-) Rudder burnu sağa sola yönlendirmeyi

-) Elevator ise burnu yukarı aşağı çevirmeyi sağlar.

Kuşlarda durum nedir peki, sorusunun cevabı ise hemen hemen aynıdır fakat kuşlar insan zekasının ürünü olmadığı için, yüce yaradan tarafından tasarlandıkları için çok daha verimli çok daha inanılmazdırlar. Dönmek istedikleri yönde kanatlarını az bir miktar bükerler ve o yönde dönmeye başlarlar. Şu an için uçaklarda burnu sağa sola çevirmek ve stabil bir uçuş sağlamak için dikey kuyruk şarttır. Uçağın tasarımını yaparken uçağa dikey kuyruk koymazsanız, uçağı döndürmeye çalıştığınızda dönmek istediğiniz yönün tam tersine doğru devrilir, yere çakılırsınız. Bu durum havacılık literatüründe “Adverse Yaw” olarak geçmektedir. Kuşlarda dikey kuyruk yoktur ancak böyle olumsuz bir durumla karşılaşmazlar. İstedikleri yöne kuyruklarını kullanarak rahatça dönebilirler. Kuyruklarını gerektiğinde yatay kuyruk görevinde gerektiğinde ise dikey kuyruk görevinde kullanabilirler.

Kuşlar insan tasarımı uçaklara göre çok çok daha verimli varlıklardır. Bunlardan en büyüleyici olanı şüphesiz “Ebabil Kuşu” dur. İsmi Kuranı-Kerim’de de geçen ve Ebrehe’nin ordusunu bozguna uğratan kuş türüdür. İsmi Latince “Apus Apus” olarak bilinen bu kuş türü ülkemizde de sıkça görülmektedir.

Bu kuş türü neredeyse yere hiç inmez. Hayatının neredeyse tamamını havada, kanatları üzerinde geçirir. Yere sadece çiftleşmek için inmektedirler. 10 ay boyunca yere hiç inmedikleri görülmüştür. Uçarken uyur uçarken havadaki sinekleri yiyerek beslenirler. Ayrıca gece görebiliyor olmaları da onları en maharetli avcılar sınıfa sokmaktadır. 20 ila 25 yıl arasında ömürleri vardır. Aslan pençesine benzeyen ayakları vardır.

Ayak yapıları diğer kuşlarınkinden çok farklıdır. Bundan dolayı diğer kuşlar gibi ayakları üzerinde dik bir şekilde duramazlar. Genellikle duvarlara ya da dikey bölgelere asılı olarak kalırlar.

Yere indikleri zaman kolay kolay yerden diğer kuşlar gibi havalanamazlar, bu sebepledir ki yerde uçamadığı, çırpındığı görüldüğünde yaralı olduğu düşünülür. Kendilerine has kavisli kanatları aynı şekilde çatal kuyrukları vardır. Bu onlara çok önemli aerodinamik özellikler kazandırır. Kanat yapıları “Delta Kanat” olarak adlandırılan, hız ve manevra için özelleşmiş kanat türüdür. Bu kanat türü savaş uçaklarında kullanılmaktadırç

Ayrıca sahip oldukları çatallı kuyruk yapısı manevra için özelleşmiş kuyruk yapılarından bir tanesidir, kuyruklarının ortasının boş olması kuşa etki eden sürükleme kuvvetini azaltır, kuyruklarının en dışında yer alan çatal kuyruk tüyleri ise kuyruk genişliğini artırarak kuşa etki eden kaldırma kuvvetini artırır. Bu durum kuşun manevra kabiliyetine pozitif etki eder.

İngilizce isminin “Swift Bird” yani hızlı kuş olmasının başlıca sebeplerinden bir tanesi çok hızlı yön değiştirebilmesi, çok hızlı manevra yapabilmesidir, ayrıca uçuş hızları da bir hayli yüksektir. Yatay uçuş hızları 111 Km/saat, dalış hızları ise 166 Km/saat’tir. Beyaz kuyruklu olanları ise 349 Km/saat hıza kadar hızlanabilmektedirler.

Gerek Dünya üzerinde başka hiçbir kuş türünün Ebabil kadar uzun süreyle uçamaması, gerek kanat, kuyruk yapısının aerodinamik özellikleri bu kuşun bu güne kadar ilham alınan bir kuş türü olmasını sağlamıştır.