Canlılar Ve Uçuş Teknolojisi

Canlılar ve Uçuş Teknolojisi


En kusursuz uçuş makinesi hangisidir? Skorsky helikopteri mi, Boeing 747 yolcu uçağı mı, yoksa F-16 savaş uçağı mı?
Reader's Digest dergisinde konu olarak kuşları ele alan bilimsel bir makale aşağıdaki cümle ile başlayarak bu sorunun cevabını şöyle vermektedir:
Aeorodinamik bir harika olan kuşla kıyaslandığı zaman en gelişmiş hava aracı bile sadece kabataslak bir kopyadan öteye geçmez1
Kuşlar mükemmel uçuş makineleridir Bir aracın uçabilmesi için hafif olması gereklidir Bu, kanadı tutturmak için kullanılan vida ve perçinler için de geçerli bir kuraldır İşte bu nedenle insanlar uçak imalatında hep özel malzemeler kullanmaya çalışırlar: Sert ama hafif, aynı zamanda da darbelere dayanıklı Bütün çabalara rağmen bu konuda kuşlara yaklaşamadığımızı söyleyebiliriz Siz hiç iniş sırasında infilak eden ya da parçalanan bir kuş gördünüz mü? Ya da uçarken gövdeye olan bağlantıları zayıfladığı için kanadı düşen bir kuş?
Kuşlardaki kusursuz tasarımların havacılığın gelişmesinde çok büyük etkileri vardır Nitekim uçağın mucidi olarak kabul edilen Wright kardeşler, Kittyhawk adındaki uçaklarının kanatlarını yaparken akbaba kanatlarının tasarımını örnek almışlardır2
İçi boş hafif kemikler, bu kemikleri hareket ettirecek güçlü göğüs kasları, havada tutunmayı sağlayacak nitelikte tüyler, aerodinamik kanatlar, yüksek enerji ihtiyacını karşılayacak bir metabolizma Kuşların bir tasarım ürünü olduğunu açıkça gösteren tüm bu özellikler onlara havada büyük bir hareket kabiliyeti verir
Kuşlar daha pek çok bakımdan da uçaklardan çok ileridir Örneğin kuzgun, güvercin gibi kuşlar havada takla atabilirken, arı kuşları havada asılı kalabilirler Havada uçarken fikir değiştirerek ani bir hareketle bir dala konabilirler Uçaklar ise bu tarz manevralar yapamazlar
Daha uçakların keşfedilmediği zamanlarda bile kuşların uçmak için kullandıkları kusursuz tasarım birçok mucidi etkilemiştir Öyle ki, 19 yüzyılda bazı kimseler evlerinde yaptıkları kanatları kollarına sıkıca bağlayarak binaların tepesinden kendilerini boşluğa bırakıp kuşların hareketlerini taklit etmeye çalışmışlardır Tahmin edilebileceği gibi, bu kişilerin uçmak için sadece kanatların yeterli olmadığını anlamaları fazla uzun sürmemiştir

Kuşlar, esneklik ve hareketlilik konusunda da uçaklardan oldukça ileridir Bunun için bir kuşun boynunu incelemeniz yeterli olur Boyun, gaganın, vücudun herhangi bir kısmına kolaylıkla erişmesini sağlar Kuş bu sayede uçuş için en önemli unsur olan tüylerin bakımını rahatlıkla yapabilir Ayrıca flamingolarda olduğu gibi uçuş sırasında dengeyi de sağlar İnsanlığın yaklaşık 100 yıldır bu konuda elde ettiği ilerleme, Concorde uçağının yukarı aşağı hareket eden burnu olmuştur Üstelik Concorde'daki bu tasarım da yunuslardan kopya edilmiştir

Uçaklar kuşlardan çok daha hızlı uçar Ama uçuş sırasında da atmosfere çok yüksek ısı salarlar Oysa kuşların vücudundaki hava dolaşımı tıpkı bir soğutma sistemi gibidir Bu nedenle kuşları, uçakları vurduğunuz gibi ısı güdümlü bir roket ile vuramazsınız

Evrimci bilimadamlarına göre, sürüngenler zaman içinde aşama aşama gelişerek kuş haline gelmişlerdir Kademeli evrim olarak isimlendirilen bu hayali mekanizmanın hiçbir gerçekliği yoktur Kuşların sürüngenlerle en ufak bir benzerliği olmayan kemik ve kas yapıları, tüyleri, aeorodinamik kanatları ve metabolizmaları vardır3 Kara canlılarından tamamen farklı bir yapıya sahip olan kuşların hiçbir vücut mekanizması, iddia edildiği gibi kademeli evrim modeli ile açıklanamaz

Hiç uçak kanadının bir parçası olan "flap"ın (uçağın kanatlarının arkasında bulunan, yukarı aşağı hareket ederek uçağın alçalıp yükselmesini sağlayan bir parça) bozulduğunda kendini onardığını ya da kendi kendine yenisi ile değiştiğini duydunuz mu? Oysa kuşların uçaktaki flaplar ile aynı görevi yapan tüyleri, Allah'ın onlara verdiği kusursuz sistem sayesinde bunu yapabilir

Kuşlar uçmak için tasarlanmış bir vücut yapısına sahiptir Bunun için kuşların boyun yapısına bakmak yeterlidir Bir serçenin boynu 14 omurdan oluşurken bu sayı zürafalar için de 14'tür Kuş bu sayede uçuş sırasında vücudunu rahatlıkla dengeleyebilir, avlanabilir ve tüylerinin bakımını yapabilir

Uçak Teknolojisindeki Yeni Hedef:
Değişen Şartlara Göre Şekil Alan Kuş Kanadı
Kuşlar uçarken kanatlarını maruz kaldıkları şartlara göre en iyi biçimde kullanırlar Sıcaklık ve rüzgar gibi değişkenlere göre gerekli değişiklikleri otomatik olarak yapacak bir şekilde yaratılmış oldukları için de en iyi uçucu olarak kabul edilirler Şu anda uçak teknolojisine yön veren firmalar kuşların bu yaratılış özelliklerinden faydalanarak projeler yapmaktadırlar

Kuşların kanat yapıları bir tasarım harikasıdır Kuş, aynı kanat yapısıyla hem sıcakta hem de soğukta uçabilir Rüzgarda ya da durgun havada da aynı kanatlarla uçar Kuş değişen şartlara karşı kanadını en başarılı biçimde kullanarak uçabilir Kuşların bu üstün özelliği bilim adamlarının dikkatini çekmiş ve değişen şartlara göre biçim değiştirebilen kanatlar yapmayı amaçlamışlardır Resimde bu amaçla tasarlanan bir kanadın kesiti görülüyor

Baykuşlar, avlarını, geceleri onların farkında olmadıkları bir anda yakalamak için üzerlerine sessizce çullanırlar Virginia'daki NASA Langley Araştırma Merkezi'ndeki araştırmacıların belirttiğine göre birçok kuşun uçuş tüylerinin belirgin, düzgün şekilli kenarları olmasına karşın baykuşların uçuş tüyleri, havanın kanat üzerinden geçerken ortaya koyduğu türbülansı -ve böylelikle gürültüyü de- azaltacak şekilde yumuşak saçaklara sahiptir Askeri tasarımcılar baykuş kanatlarını taklit ederek hayalet uçakları olduklarından daha da gizli hale getirebilmeyi umuyorlar Baykuşlardaki tasarım sayesinde radarlar tarafından görülmeyen uçakların hiç duyulamayacak kadar sessiz olması hedefleniyor6

NASA, Boeing şirketi ve ABD Hava Kuvvetleri, uçağa yerleştirilmiş bir bilgisayardan gelen bilgilere göre biçim değiştirme yeteneği taşıyan, cam liflerden yapılmış esnek bir kanat tasarlamışlardır Söz konusu bilgisayar aynı zamanda uçuş koşullarını (sıcaklık, rüzgar kuvveti) bildiren ölçü aygıtlarının verdiği bilgileri işleme yeteneğine de sahip olacaktır Bilgisayar bu şekilde aldığı bilgilere göre, kanatların eğriliğini en uygun biçimde değiştirebilecektir4
Bu konuda çalışan bir başka firma da Airbus'tır Airbus da uçağın kanatlarına, tıpkı kuşlarınki gibi uçuş koşullarına göre şekil alabilme özelliği kazandıracak uyarlanabilen kanatlar (adaptive wings) yapmaya çalışmaktadır Amaçları ise yakıt sarfiyatını en aza indirmektir5
Kısacası kuşların uçuş şekilleri ve kanat yapıları tam anlamıyla bir tasarım harikasıdır Kuşlardaki bu eşsiz tasarım yıllardan beri uçak mühendislerinin ilham kaynağı olmuştur Allah bu canlıları uçmaya en elverişli sistemlerle donatmıştır
Kuşların Kanatları Uçak Teknolojisine Yön Veriyor
Kuşların uçuşunun incelenmesi, uçak kanatlarının yapılarında önemli değişikliklere neden olmaktadır
Bu değişikliklerden ilk yararlanan uçaklardan biri, bir Amerikan avcı uçağı olan F-111'dir Artık bu uçağın kanatlarında, yönü değişebilen hareketlerle uçağın sağa ya da sola dönmesini sağlayan kanatçıklar bulunmamaktadır Uçak, dönüşlerini, kuşların yaptığı gibi, kanatlarının biçimlerini, kanadın yandan görülen eğriliğini artırarak ya da azaltarak yapmaktadır Bu sayede uçaklar, yön değiştirirken dengede kalabilmektedirler7

Yüksek hızlarda en iyi kanat şekli, uçları geriye doğru çekik kanatlardır Düz kanatlar ise daha fazla kaldırma kuvveti sağlar Bu, kalkış ve iniş sırasında önemlidir Bu iki özellikten de yararlanmanın tek yolu, konumlarını değiştirebilen kanatlar yapmaktır9

Bunlara hareketli kanatlar denir F-111, Tornado gibi savaş uçakları böyle kanatlara sahiptir Bu uçakların kanatları hız kazandıkça kuyruğa doğru konum değiştirirler Uzun çalışmalar sonucunda keşfedilen bu tasarım, kuşlarda ilk yaratıldıkları andan itibaren vardır
Kuş kemiklerinin içleri boştur, bu nedenle de son derece hafiftir Modern uçakların kanatları da kuş kemiklerinden ilham alınarak içleri boş olarak tasarlanmaktadır

Albatroslar uzun ve büyük yüzeyli kanatlara sahiptir Albatros bu yapısı sayesinde kanatlarını çırpmadan uzun mesafelerde uçabilir Planörlerin kanat yapısı albatroslardan örnek alınarak tasarlanmıştır Bu sayede planörler de pervane kullanmadan uzun süre havada süzülerek uçabilir

Kuşlar iniş ve kalkışlarında rüzgarı cephelerinden almayı tercih ederler Böylece daha az enerji harcamış olurlar Havaalanları yapılırken uçuş pistleri de cepheden rüzgar alacak biçimde konumlandırılırlar Böylelikle karşıdan rüzgar alarak uçuşa geçen uçaklar daha az yakıt harcamış olurlar

Kuşların kanat şekli, uçabilmelerinde rol oynayan bir numaralı faktördür Şahin, atmaca ve kırlangıç gibi hızlı uçan kuşların kanatlarının uçları, diğer kuşların kanatlarına göre arkaya doğru daha çekik, dar ve sivri uçludur Kuşların bu kanat özellikleri uçak mühendisleri için yol gösterici olmuştur8

Akbabanın Telekleri Havacılık Araştırmalarına Yol Gösteriyor
Bir uçak uçarken kanadının ucunda basınç farklılıklarından dolayı büyük burgaçlar (kanatların ucunda oluşan burgu şeklindeki hava akımları) oluşabilir Bu tip burgaçlar, uçuş esnasında uçakta olumsuz etkiler oluşturur
Havacılık araştırmaları için yapılan incelemelerde, akbabaların uçarken teleklerini (kanatlarının uçlarında yer alan büyük tüyleri) bir elin parmakları gibi açtıkları tespit edilmiştir Bu gözlemin sonucunda araştırmacılar, akbabanın kanat uçlarını örnek alarak küçük metal kanatçıklar yapmayı ve bunları uçaklarda denemeyi düşünmüşlerdir Bu kanatçıklar sayesinde bir dizi küçük burgaç oluşturularak, bunların daha önceki büyük burgaçların yerlerini alması sağlanacak, böylece burgaçların uçak üzerindeki zararlı etkisi azaltılmış olacaktı Deneylerle doğruluğu kanıtlanan bu düşünce şu an uçaklara uygulanmaya çalışılmaktadır
20 Yüzyıl Bilimi, Böceklerin Uçmak İçin Kullandığı Aerodinamik Teknikleri Çözemedi
Bir böcek uçarken saniyede ortalama birkaç yüz defa kanat çırpar Hatta kanatlarını saniyede 600 defa çırpabilen böcekler bile vardır10
Bir saniyede bu kadar hareketin olağanüstü bir hassaslıkta yapılması, bu tasarımın teknolojik olarak taklit edilmesini imkansız kılmaktadır
Nitekim California Üniversitesi'nde biyoloji profesörü olan Michael Dickinson ve arkadaşlarının meyve sineklerinin uçuş tekniğini ortaya koyabilmek için geliştirdikleri robot, meyve sineğinin 100 katı büyüklüğünde ve sineğin kanat hızının ancak binde biri hızla kanat açıp kapama hareketi gerçekleştirebilmektedir Üstelik her beş saniyede bir kanat hareketi yapan robot sineğin bu hareketi için 6 ayrı motor kullanılmaktadır11

Bilimsel çevreler uçak teknolojisinde büyük gelişmeler kaydedildiği konusunda hemfikirdirler Ancak iş mikro-çırpmalı uçuşa gelince, Wright kardeşlerin 1903 yılında bulundukları seviyede olduklarını itiraf etmektedirler Üstte böceklerin kanatları örnek alınarak yapılan bir mikro uçuş sistemi, yanda da Wright kardeşlerin yaptığı ilk uçak görülüyor

Prof Dickinson gibi birçok bilim adamı, yıllardır böceklerin kanat çırpma hareketlerinin ayrıntılarını ortaya koymak için çeşitli deneyler yapmaktadırlar Meyve sinekleri üzerinde yapılan bu deneyler sırasında Dickinson, sinek kanatlarının -basit menteşelerle tutturulmuş gibi- düz hareketler yapmadığını, aksine son derece kompleks aerodinamik tekniklerden yararlandığını tespit etmiştir Ayrıca her çırpmada kanatların yönü değişmektedir: Aşağı hareket eden kanatta üst kısım yukarı bakarken, yukarı harekette kanat döner ve bu kez kanadın alt kısmı yukarı bakar Bu kompleks uçuş tekniğini analiz etmek isteyen bilim adamları ise, uçak kanatları için kullanılan "klasik aerodinamiğin" yetersiz olduğunu ifade etmektedirler
Nitekim meyve sinekleri de uçmak için birden fazla aerodinamik özellikten yararlanır Örneğin kanatlar bir vuruş meydana getirdiğinde arkasında girdaplı, komplike bir hava dalgası bırakır Kanat geri dönerken de bunu dümen suyu gibi dalganın içinden geçirerek daha önce kaybettiği enerjisinin bir kısmını yeniden devreye sokar Saniyede 200 kez kanat çırpan 2,5 milimetrelik meyve sineğinin uçmasını sağlayan kas, diğer tüm böceklerin uçuş kaslarının arasında en güçlüsü olarak nitelendirilir12

Büyük düz kanatlar böceklerin uçuşunda avantaj sağlar Ancak böyle kanatların zarar görme riski de fazladır Bu nedenle katlanabilmeleri gerekir Ne var ki büyüklük katlanmayı zorlaştıran bir özelliktir Arılarda bu problem, çengelcik adı verilen bir sıra hassas kanca dizisi tarafından çözülür Çengeller kanatları birbirine birleştirir Arı bir yere konduğunda, çengelcikler birbirlerinden ayrılır ve kanatlar rahat bir şekilde katlanabilirler

Ayrıca sineklerde, kanatların yanı sıra sahip oldukları keskin gözler, denge için kullandıkları ufak arka kanatlar ve kanatların zamanlamasını ayarlayan alıcılar gibi daha pek çok detay da tasarımlarındaki mükemmelliği artırmaktadır
Sinekler milyonlarca senedir bu aerodinamik kurallardan yararlanarak uçmaktadır Günümüzde en gelişmiş teknolojileri kullanan bilim adamlarının bile sineklerin uçuş tekniklerini tam olarak açıklayamamaları, yaratılışın apaçık delillerinden biridir Allah, düşünebilen insanlar için bir sinekte aklının ve ilminin benzersizliğini bize göstermektedir