STALL nedir, nasıl oluşur, stall’a giren uçakta ne olur?

Stall, havacılığın ilk günlerinden beri her zaman bir tehlike olmuştur. Günümüzün modern uçaklarında bundan kaçınmaya yardımcı olacak sistemler var ancak, seyrek de olsa stall nedenli kazalar halâ olabiliyor.

Bir uçağın havada tutunabilmesi, uçabilmesi için öncelikli olarak yer çekimi kuvvetine karşı koyacak bir kaldırma kuvvetine ihtiyaç vardır. Kaldırma kuvveti (lift), özellikle uçağın kanatları dahil aerodinamik yapısı ve uçağın ileriye doğru olan hızı ile elde edilir. Bu yolla elde edilen kaldırma kuvvetinin yer çekimine karşı yetersiz kalması durumunda stall dediğimiz olumsuzluğun meydana gelmesine, sonucunda uçağı düşmesine neden olur.

Bugün, bir uçağın stall’a girmesi nedenlerine ve bunun nasıl önlenebileceğine basit anlatımla bir göz atacağız.

Basitçe söyleyecek olursak stall, uçuş halindeki bir uçağın kanatlarında elde edilen kaldırma kuvvetinin (lift), yer çekimine karşı gelemiyecek yani, uçağı taşıyamayacak kadar azalmasıdır. Stall, kanadın hücum açısı (AOA-Angle of Attack) belirli bir değerin üzerinde artırıldığında ortaya çıkar. Bu açı, “kritik hücum açısı” olarak bilinir ve tipik olarak yaklaşık 15 derecedir (uçaktan uçağa açı farklılıkları vardır).

Bunlara da Göz Atabilirsiniz

LATAM B767 Kargo inişten vaz geçince Stall’a girdi

Condor’un B757 uçağı kalkışı sonrası tek motora kaldı ve divert etti

Air France'nın Atlas Okyanusu'na Düşen Uçağı. Uçuş No. AF447 (A330)

Normal uçuşta, kanatların altından ve üstünden geçen hava akımı kaldırma kuvvetini oluşturur. Kanat kesit şekli/profili, kanadın altından ve üstünden geçen hava akışı, kanat profilinde yukarı doğru bir kuvvetin (kaldırma kuvvetinin) oluşmasına neden olur.

Hücum açısı belirlenmiş kritik açıya ulaştığında, bu hava akışı bozulur ve üretilen kaldırma kuvveti azalmaya başlar. Hücum açısının tanımlanmış limitin dışında artırılması, havanın kanadın üst yüzeyi üzerinden artık temiz bir şekilde akamamasına yani, akış ayrılmasına, tubilansa neden olur.

Stall’a neden olan, kritik açıyı aşan kanat hücum açısıdır ancak, bunun yanında havanın hızı da önemlidir. Bu nedenle, uçak için hücum açısının yanında bir de ‘Stall Hızı‘ (Stall Speed) tanımlanmıştır.

Stall hızı nedir?

Bir uçak yavaş uçuyorsa, yeterli kaldırma kuvveti oluşturmak için daha büyük bir hücum açısına ihtiyaç duyar. Hız belirli bir değerin altına düşerse, artırılan hücum açısı da kritik açıya ulaşacaktır. Bu duruma düşmüş bir uçak artık stall’a girecektir. Stall hızı, uçağın ağırlığı, irtifaı ve konfigürasyonu dahil olmak üzere çeşitli faktörlerden etkilenir ve bunlara bağlı olarak farklı stall hızları hesaplanarak bulunur (tam açılmış flap ve slatlalarla iniş konfigürasyonundaki minimum hız gibi)

Düzeltilmeyen/giderilmeyen bir stall, uçağın düşmesine neden olur. Bir pilot için stall’un ilk işareti, hava akışındaki değişiklik nedeniyle, geç veya yavaş tepki veren uçuş kumandalarıdır. Bu durumun teknik adı Buffeting’dir. Pilotlar Buffeting’i tanımak için eğitim alırlar. Uçuş kumandalarından alınan bu yavaş tepki, manuel uçurulan küçük uçaklar için uygundur.

Henüz oluşmadan yani erken farkedilen bir stall, hücum açısını azalarak, uçağı burnunu aşağı vererek (hücum açısını küçültmek) ve motorlara gaz açılarak (hız artırılarak) düzeltilebilir. Bu durum elbette, kalkış veya iniş sırasında yani, uçak alçak irtifada iken, çok daha ciddi ve tehlikelidir. Çünkü, uçak ile yer arasındaki mesafe henüz çok az olduğu durumda stalldan çıkmak için, burnun aşağı verilmesi uçağın stall’dan kurtulmadan yere çarpmasına neden olacaktır.

Spin

Spin, uçuşta meydana gelebilecek başka bir tehlikeli durumdur. Stall durumunda, bir kanat diğerinden önce stall olursa, kanatlar arasındaki kaldırma gücü farkı uçağın, stall olan kanat tarafına yıkılmasına neden olur yani, uçak spine girer. Bu duruma yani, spine giren uçağın kurtarılması, pilot için çok daha zordur. Spin’den kurtulma pilot eğitiminin bir parçası olarak küçük uçaklarda verilir, eğitim genel olarak spin oluşmasını önlemek maksatlıdır. Ticari uçaklar spin için tasarlanmamıştır ve bu yönde test edilmezler.

Stall İkaz Sistemi

Sabit kanatlı her uçak stall olabilir. Tüm uçaklarda stall tehlikesini önlemek, pilotları zamanında uyarmak için uyarı sistemleri (Stall Warning System) bulunur.

Eski, veya küçük, hafif uçaklarda, en yaygın yöntem, kanat kritik hücum açısına yaklaştığında bir uyarıyı etkinleştirmek için tasarlanmış kanadın hücum kenarında basit bir “Stall Warning Flapçığı” monte edilmiştir. Hücum açısı büyüyünce ve/veya hız azalınca bu flapçık yukarı kalkarak stall ikaz sistemini çalıştırır.

Günümüzün modern uçaklarında, yaklaşan bir stall konusunda pilotları uyarmak için elektronik ikaz sistemi bulunmaktadır. Bu ikaz, hücum açısı ve uçak hızı sensörleriyle izlenerek yapılır. Sistem, Stall oluşmadan önce ‘Lövye Titreşimleri‘ ile, Işıklı ve yüksek desibelde Sesli olarak atlanamayacak derecede güçlü bir ikaz/alarm üretir.

Stall’un bir diğer nedeni de kanat hücum kenarlarının ve yüzeylerinin buzlanma nedeniyle kanat profilinin bozulması, deforme olması sonucu kaldırma gücünün zayıflamasıdır. Ancak, konumuz buzlanma olmadığı için, bu konuda detaya girmiyeceğiz.

Kanat hücum açısını ölçen sensörler (AOA-Angle of Attack), Boeing 737 MAX uçaklarını 20 ay süreyle (2019 Mart ile Aralık 2020 arası) uçuştan men eden sorunun ana parçası idi.

B737 MAX tipi uçaklarda bulunan MCAS-Manevra Karakteristiklerini Artırma Sistemi, hücum açısı bilgisini uçakta 2 adet olan AOA sensörlerin sadece birisinden alıyordu. Yapılan Kaza Araştırmaları, bu AOA sensöründen gelen hatalı veri nedeniyle MCAS sısteminin, her iki trajik 737 MAX kazasında uçağın stall olduğunu varsayıp (gerçekte bir stall durumu yokken), uçağın kontrolunun pilotun elinden alıp zorla burun aşağı kumandası verilmesi sonucu uçakların yere çarpmasına yol açtığı anlaşıldı. (Hatırlayacaksınız, Lion Air ve Ethiopian Airlines kazalarında toplam 346 kişi hayatını kaybetmişti)

Tüm eğitimlere ve erken uyarı sistemlerine rağmen, maalesef stall ve ona bağlı kazalar halâ meydana gelebiliyor. Özellikle kalkış ve iniş sırasında uçak düşük hızda ve alçak irtifada olduğu için stall, çoğunlukla felaket ile sonuçlanıyor. Ne yazık ki, havacılık tarihinde çok sayıda kaza, stall nedeniyle meydana gelmiştir.

Bazılarını sizin de hatırlayacağı dikkate değer stall kazalarından bazıları şunlardır:

• Tarih 21 Aralık 1961. British European Airways Flight 226. De Havilland DH-106 Comet 4B tipi uçak Kıbrıs-Lefkoşa’ya gitmek için Ankara Esenboğa’dan kalkışında çok dik (kritik hücum açısının üzerinde bir açı ile) yükseldi, uçak stall oldu ve yere çarptı.

• Tarih Haziran 1972. British European Airways Flight 548. Bu, İngiltere’de şimdiye kadarki en ölümcül kazalardan biri. Bir Trident tipi uçak, Londra Heathrow’dan kalktıktan kısa bir süre sonra kaptan, tırmanışta gerekli hızını koruyamayınca, uçak stall oldu ve yere çarptı.
• Tarih Haziran 2003. Air France Flight 447. Rio de Janeiro’dan Paris’e uçan bir Airbus A330 tipi uçak yüksek irtifada stall oldu (buzlanma nedeniyle tıkanan pitotlar ve hava hızı ölçüm sorunları nedeniyle otopilot devre dışı bırakıldıktan sonra). Pilotlar sorunun ne olduğunu anlamadılar, uçağı toparlayamadılar ve okyanusa çarptılar.
• Tarih Şubat 2009. Türk Hava Yolları Flight 1951. Amsterdam’a inerken düşen bir Boeing 737-800 tipi uçak. Arızalı bir radyo altimetrenin yanlış verisi nedeniyle motor gücünün otomatik olarak rölantiye düşmesine, hızın azalmasına ve stall’a neden oldu. Uçak yere çok yakın olduğundan pilotların uçağı stalldan kurtaracak zamana ve yüksekliğe sahip olamadıkları için, piste erişemeden yere çarptı. Maalesef stall nedenli oluşan çok sayıda uçak kazası vardır.

Havacılara ve yolculara stall’suz, hayırlı uçuşlar dilerim.

Konuyla ilgili düşüncelerinizi yorum yazarak paylaşabilirsiniz.

Erhan İnanç