Uçuş dersleri · 13 bölüm
The Secret of Flight
Aerodinamikçi Alexander Lippisch'in 1959'da Iowa Üniversitesi'nde hazırladığı ders serisi; uçuşun temel ilkelerini akış deneyleriyle görsel olarak anlatır. Bölümler İngilizcedir ve University of Iowa'nın YouTube kanalında yayımlanır.
Bölüm 01Seriye giriş
PreviewAlexander Lippisch serinin ilk bölümünde, uçuşu matematiksel formüller yerine akışı gözle görünür kılarak anlatma amacını ve bunun için kurduğu duman tünelini tanıtıyor. Akışa dik açılan bir plakanın arkasında 'ölü hava' bölgesi ve girdaplar oluştuğu, akış çizgilerinin engelin çok üzerinden geçtiği gösteriliyor; Lippisch bunu rüzgârlığın çalışma ilkesine bağlıyor. Tünelin giriş ve elek bölümü, daralan lülesi, test bölümü, fanı ve yağ buharından duman üreten jeneratörü açıklanıyor. Plaka ve silindirin arkasında düzenli bir girdap dizisi (Kármán girdap caddesi) oluştuğu, ön tarafı yuvarlak, arkası uzun ve inceltilmiş akış biçimli bir gövdenin ise bu girdapları büyük ölçüde ortadan kaldırdığı görülüyor.
Bölüm 02Akışkan hareketinin yasaları
Laws of Fluid MotionBu bölümde Lippisch, kanadı taşıyan kaldırma kuvvetinin yüzeydeki basınç farklarından doğduğunu duman tüneli ve su manometreleriyle gösteriyor. Temel kural şu: yerel hızın arttığı yerde basınç düşer, hızın azaldığı yerde basınç yükselir. Akış çizgilerinin sıklaştığı bölgelerde hız yüksek, basınç düşüktür; kanat profilinin üst yüzeyinde emme oluşur, burundaki durma (stagnation) noktasında ise basınç ortalamanın üzerindedir. Darbeli dumanla çekilen ağır çekim görüntülerde üst yüzeyden geçen hava daha hızlı ilerliyor; bu kayma kaldırmanın göstergesi. Hücum açısı arttıkça kaldırma büyüyor, aşırı açıda ise akış yüzeyden ayrılıyor ve kanat stall oluyor.
Bölüm 03Erken dönem uçuş tarihi
History of Early FlightSerinin üçüncü bölümü uçuşun erken dönem tarihine ayrılmış. Bir önceki bölümün sonundaki tanıtıma göre Lippisch burada, Fransız Alphonse Pénaud'nun 1870'te Fransız Bilimler Akademisi üyeleri önünde uçurduğu lastik motorlu, pervaneli model uçaktan başlayarak uçan makinenin ilk gelişim aşamalarını ve Wright kardeşlerin icadına giden yolu anlatıyor.
Bölüm 04Dinamik kaldırma kuvvetinin keşfi
Discovery of Dynamic LiftLippisch, uçağın icadı için kaldırma, kontrol ve itki olmak üzere üç sorunun çözülmesi gerektiğini ve bunların başında kaldırmanın geldiğini anlatıyor. Leonardo da Vinci'nin notlarından, balon ve uçurtmadan söz ettikten sonra, düz plaka teorisinin uçmak için çok büyük güç gerektiği sonucuna vardığını ve bu yüzden 'havadan ağır cisimler uçamaz' görüşünün yayıldığını aktarıyor. Lilienthal kardeşlerin kuşları inceleyerek kambur (cambered) kanatları ölçtüğünü ve asıl kaldırmanın üst yüzeydeki emmeden geldiğini gösterdiğini duman tünelinde canlandırıyor. Bölüm, Otto Lilienthal'in planör uçuşları ve ölümü, Kutta ile Jukovski'nin kaldırma teorisi ve Wright kardeşlerin kendi rüzgâr tünelinde yaptığı deneylerle 1903 uçuşuna uzanıyor.
Bölüm 05Denge ve kontrol
Stability and ControlLippisch, uçmanın yalnızca güçle değil, kararlılık (stabilite) ve kontrolle mümkün olduğunu kâğıt ve karton modellerle gösteriyor. Bir hava aracının üç serbestlik derecesi olduğu için üç ayrı kumandaya ihtiyaç duyduğu ve bunu ilk kavrayanların, kanat bükme (wing warping) yöntemini dümenle birleştiren Wright kardeşler olduğu anlatılıyor. Yunuslama kararlılığı öndeki bir yüzeyle de arkadaki bir yüzeyle de sağlanabiliyor; koşul, öndeki yüzeyin birim alan yükünün daha yüksek olması. Uçan kanatta bu, uçlarda daha düşük geliş açısıyla sağlanıyor. Bölümde modern kumanda sistemi (lövye, pedallar, kanatçıklar), jiroskoplu otopilot ve duman tünelinde flap hareketinin tüm akış alanını nasıl değiştirdiği de gösteriliyor.
Bölüm 06İtki
PropulsionBu bölüm hava araçlarını ileri taşıyan itki sistemlerine ayrılmış. Bir önceki bölümün sonundaki tanıtıma göre Lippisch burada pervaneleri ve jetleri, maketler ve rüzgâr tüneli düzenekleri üzerinden anlatıyor. Serinin son bölümünde de bu bölümde gösterilen kanal içi (shrouded) pervanelere atıf yapılıyor.
Bölüm 07Sürükleme problemi
Problem of DragLippisch, aerodinamik sürüklemenin akışkanlar mekaniğinin en karmaşık sorunlarından biri olduğunu ve yalnızca yüzey sürtünmesiyle açıklanamayacağını anlatıyor. Silindirin arkasındaki iz bölgesinde oluşan Kármán girdap caddesi duman tünelinde gösteriliyor; bu girdapları üretmek için harcanan enerji sürüklemenin ana kaynağı. Ardından silindirin arkasına ayırıcı plaka eklenmesi ve sonunda burnu küt, arkası uzun ve inceltilmiş akış biçimli bir gövdeyle girdapların neredeyse tamamen yok edilmesi gösteriliyor. Üç boyutlu tünelde düz ve ok açılı (swept) kanatlarda laminer akıştan türbülansa geçiş, sınır tabakasının emilmesi ve üflenmesi, son olarak da kanat uçlarında kaldırmaya bağlı oluşan girdaplar ve indüklenmiş sürükleme ele alınıyor.
Bölüm 08İndüklenmiş sürükleme
The Induced DragYedinci bölümde tanıtılan indüklenmiş sürükleme, yani kaldırma kuvvetinin kanat uçlarında oluşturduğu girdaplardan kaynaklanan sürükleme, bu bölümün konusu. Önceki bölümün sonundaki tanıtıma göre bu akış olayı yalnızca düz kanatlarda değil, modern ok açılı (swept) kanatlarda ve diğer kanat tiplerinde, üç boyutlu tünelde çekilmiş görüntülerle gösteriliyor.
Bölüm 09Farklı hava aracı sistemleri
Different Aircraft SystemsSerinin dokuzuncu bölümü farklı hava aracı sistemlerini konu alıyor. Bu bölüm için yalnızca başlık bilgisine ulaşılabildiğinden içerik ayrıntısı verilmiyor; kanard, kuyruklu düzen ve uçan kanadın kararlılık açısından karşılaştırması 5. bölümde anlatılıyor.
Bölüm 10Kaldırma teorisi ve yüksek kaldırma düzenekleri
Lift Theory, High Lift DevicesSerinin onuncu bölümü kaldırma kuvvetinin teorisini ve kaldırmayı artırmak için kullanılan düzenekleri (high-lift devices) konu alıyor. Bu bölüm için yalnızca başlık bilgisine ulaşılabildiğinden içerik ayrıntısı verilmiyor; kaldırmanın temelleri 2. ve 4. bölümlerde, flap etkisi ise 5. bölümde duman tünelinde gösteriliyor.
Bölüm 11Girdabın hikâyesi
Story of VortexLippisch bu bölümde girdabı (vortex) farklı ortamlarda inceliyor. Bir kutudan duman halkaları atarak girdaba bağlı havanın katı bir cisim gibi bir arada ilerlediğini ve girdapta merkezin dış kısımdan daha hızlı döndüğünü gösteriyor. Halkaların keskin kenarlarda nasıl oluştuğu ağır çekimle izleniyor ve aynı mekanizmanın kanat ucu girdabını oluşturduğu anlatılıyor. Su tankında halka girdaplar ve lavabo giderindeki huni girdabının ardından hortum, sıcak zemin ile soğuk üst katman arasındaki ters dönen girdaplar (bulut sıraları) ve toz şeytanları ele alınıyor.
Bölüm 12Doğada uçuş
Flight in NatureSerinin on ikinci bölümü doğadaki uçuşu konu alıyor. Bu bölüm için yalnızca başlık bilgisine ulaşılabildiğinden içerik ayrıntısı verilmiyor; Lilienthal kardeşlerin kuşları inceleyerek kambur kanadın avantajını keşfetmesi 4. bölümde anlatılıyor.
Bölüm 13Uçuşun modern problemleri
Modern Problems of FlightSerinin son bölümü, Bell X-1 ile 1947'de ses hızının aşılmasıyla başlayan ses üstü uçuş dönemini konu alıyor. Lippisch, sesin basınç dalgalarının yayılma hızı olduğunu; ses altında uçan aracın basınç alanının önündeki havayı 'haberdar ettiğini', ses üstünde ise bunun mümkün olmadığını ve şok dalgaları ile Mach konisinin oluştuğunu anlatıyor. Ses üstü hıza ulaşmak için önce daralan sonra genişleyen Laval lülesi gerektiği, ses üstü akışta dalga sürüklemesinin ve basınç merkezinin geriye kaymasının yarattığı sorunlar açıklanıyor; NACA'nın Schlieren görüntüleri gösteriliyor. Bölüm, helikopterin havada asılı kalabilme yeteneğinden yola çıkan 'aerodyne' fikriyle ve dört kanal içi (shrouded) pervaneyle kalkan, jiroskopla dengelenen deneysel bir modelin uçuşuyla sona eriyor.
Videoların tüm hakları sahiplerine aittir. Videolar YouTube'un gömülü oynatıcısıyla, orijinal yayınlarından oynatılır.