Aerodinamik

■ Bir köprünün, bir binanın, bir yarış otomobilinin, sesten hızlı bir uçağın yapımı, bir uzay kapsülünün atmosfere dönüşü ancak bu bilim sayesinde sağlam bir çözüme kavuşabilir

Hava, ilerlemekte olan bir cisme direçle karşı koyar Hızla kayan bir kayakçının hızını arttırmak için büzülüp tortop olmasının nedeni budur Bu direncinin şiddeti havanın yoğunluğuna, cismin hızına, biçimine ve ilerleme yönündeki kesit genişliğine bağlıdır Hava direncinin en az olabilmesi için cismin aerodinamik bir biçimde bulunması gereklidir Ayrıca hava yoğunluğu ne kadar azsa direnç de o kadar az olur Uçakların çoğunluğu 10000 m yukarda uçmalarının nedeni budur

■ Hava Tüneli

Aerodinamik olaylarının incelemek için özel hava tünelleri kullanılır Hava direnci ile karşılaşacak cismin (bina, köprü, uçak vb) kçük bir modeli tünelin içinde konduktan sonra üstüne hızla hava üflenerek denemeler yapılır Hava akımının gözle görülebilmesi için de çeşitli yöntemlere başvurulur (cisme ince yün yapıştırma, cisimden renki duman fışkırtma, striyoskopi vb)

■Katı Bir Cismin Çevresine Hava Akımı

Hava tünelinde yapılan incelemeler 50 km'den aşağı hızlarda hava moleküllerinin cismin yüzeyinden kaydığını ve cisim geçtikten sonra eski yerlerini aldığını göstermiştir Fakat hız artınca cismin arkasından hava girdapları oluşmaya başlar Bu kesimde büyük bir basınç düşüklüğü ortaya çıkar ve bu yüzden cisme karşı havanın direnci çok artar Eskiden trenlerin ve otomobillerin hızı az olduğu için biçimleri bir sorun yaratmıyordu Ama şimdi her araba 100 km hız yapabildiği, trenlerin hızı arttığı için otomobillerin, lokomotif ve vagonların biçimleri de hava tünellerinde yapılan deneylerle düzenlenmektedir



■ Uçakların Uçuşu

Kuşların uçuşu gibi uçakların uçusu da gövde ve kanatların biçimine ve bunların aerodinamik kuvvetlere uygun kullanılmasına bağlıdır Uçağı kaldıran gövdesi değil kanatlarıdır Gövdeye sadece havada iyi kaymasını sağlayacak bir biçim vermek yeter Aerodinamik araştırmalar özellikle kanatların biçimiyle ilgilenir Hava tünellerinde yapılan incelemeler bu bakımdan büyük gelişmeler sağlamıştır

Yapılan deneylere göre, kanatların ön kenarı hafifçe değirmi, arka kenarı ince, üst yüzü hafif şişkin, alt yüzü hafif çukur olmalıdır Kanat havada hareket ettiği zaman önden çarpan hava iki ayrılarak arkaya doğru kayar Üst yüz şişkin olduğu için hava moleküllerinin geçeceği mesafe alt yüze göre daha uzundur, bu yüzden üst yüzde hava akımı alt yüze oranla daha hızlıdır Bunun sonunda üst yüzün üstünde bir basınç düşüklüğü, alt yüzün altında ise bir başınç yüksekliği doğar

Eşit olmayan bu hava akımının bir başka sonucu da şudur: aerodinamiik kuvvetler aşağıdan yukarı doğru yönelir Bu kuvvetlerin bir kısmı uçağı havada tutmaya yarar, bir kısmı da onu sanki geri çeker Uçak kanadının alt ve üst tarafında ya da uçan bir cismin çevresinde meydana gelen yüksek ve alçak basınç bölgeleri hava sarsıntılarına yol açar Sartıntı dalgaları ses dalgalarına eşit bir hızla yayılır Uçakların ve *füzelerin hızı, bunların * ses hızına oranıyla ve Mach sayısı denilen bir birimle belirlenir Deniz düzeyinde ve 15C'ta Mach 1 saatte 1 224 kmlik bir hız demektir

Bir cisim havada Mach 1'den yavaş uçarsa basınç dalgaları ondan önde gider Cismin huızu Mach 1ê ulaştığı zaman basınç dlgaları cismin hızı ile bir olur ve önünde şok dalgası denen bir çeşit perde meydana gelir

Bu hava engeli uzun süre aşılmaz sanılmıştı İkinci Dünya Savaşı'nın sonuna kadar Mach 1'i aşmak için girişilen bütün denemeler felaketle sonuçlandı Mach 0,8'den itibaren bozukluk başlıyordu: uçağın tepetakla olması, gövde ve kanatlarda şiddetli sarsıntı, hız kaybı gibi Hava tünelleri bu sakıncaları ortadan kaldırma ve Mach 1'i aşma olanağı sağladı Bugün sesten hızlı uçak ve füzeler henüz iyi bilinmeten Mach 0,8 ile March 1,2 arasındaki bu bölgeyi çok çabuk aşablmektedir

■ Sesüstü ve Sesötesi Uçuş

Mach 1,2 ile Mach 4 arasındaki uçuşlara sesüstü uçuş denir Ancak uçaklar Mach 1,2'den sonra oldukça farklu aerodinamik kanunlara uymak zorunda olduğundan on göre tedbirler alınır ( İnce ve arkaya doğru ok, ya da delta biçimde kanat vb)

Hız ne olursa olsun hareket eden cismin çevresinde kinetik bir ısınma meydana gelir uçağın bazı kısımlarında sıcaklık Mach 2'de 100C'a, Mach 2 ile Mach 4 arasında 300C'a yükselir Bu yüzden ısınmaya elverişli olan büyün sivri çıkıntılar elden geldiğince yok edilir Sesötesi uçuşlarda ısınma olayı daha da önem kazanır Bu ndenle sesötesi hızda uçan aygıtlar ( saatte 7 275 km hız yapan amerikan X-15 füze uçağı, saniyede 11 km hızla atmosfere giren uzay kapsülleri) silikonlu koruyucu tabakalarla kaplanır Koruyucu gömlek aşırı ısıyı emer, erir, buharlaşır, böylece bir süre için aygıtı eriyip yok olmaktan kurtarır


Kaynak: BilgeNesilcom | Meydan Larouse Gençlik Ansiklopedisi s21-22