Jet Çağı öncesinde 50 yıl kadar pervaneli (piston ve/veya turboprop motorlu) DC-3, DC-7, Super Constellation, F27, Viscount gibi yolcu uçakları piyasaya hakim olmuştu. Halen 50 veya daha az yolcu koltuğu olan uçakların çoğunda piston veya turboprop motorlu-pervaneli olanlar görev yapıyorlar ama büyük uçaklarda jet motorları baskın durumda.
Jet Çağının başlangıcı
Uçak tasarımındaki büyük gelişme, jet motorlarının devreye girmesi ile oldu. Jet motorlarıyla ilgili çalışmalar 1930’larda başladı. İlk jet motorlu uçak 1939’da Alman Heinkel He-178 ve daha sonra Alman Messerschmidt Me-262 oldu. Heinkel-178, tek jet motorlu olup ilk uçuşunu Ağustos 1939 tarihinde yaptı, Messerschmidt-262 ise İkinci Dünya Savaşının bitimine yakın zamanda üretilmiş, savaşta aktif görev almış 2 jet motorlu bir uçaktır. Bu uçaklar Almanya’da askeri maksatlar için üretilmişti. Artık Jet Çağı başlıyordu.
De Havilland Comet (Kuyruklu Yıldız)
Dünyanın gördüğü ilk jet motorlu yolcu uçağı, 1952’de hizmete giren Comet (de Havilland Comet) oldu. Comet prototipin ilk uçuşu 1949’da yapıldı. Havacılıkta ileriye doğru önemli bir adım olan bu ilk dört jet motorlu yolcu uçağının bir takım ciddi sorunları oldu. Ghost Turbojet motorlar kanadın gövdeye yakın ve ilginç bir şekilde kanat içine gömülüydüler. Tasarım ilgi çekiciydi ama, bu nedenle motorların çıkardığı ses ve vibrasyon yolcu kabininde ciddi rahatsızlık yaratıyordu. 70’li yılların başında Amsterdam-Londra arasında bir Comet uçağı ile uçmuş ve bu rahatsızlığı bizzat yaşamıştım.
Havayollarında servise girdikten sonraki 12 ay içinde 3 Comet uçağı düştü. Bunun üzerine servisten çekildiler, kapsamlı bir teste ve tasarım değişikliğine tabi tutularak 1958’de uçuşa geri döndüler. En ciddi sorun, gövde, pencereler ve basınçlandırma ile ilgili sorunlardı. Uçuş sırasında basınç altındaki kabin, dikdörtgen yolcu pencerelerinin alt köşelerinden yarılıyordu. Diğer Jet yolcu uçağı tasarlayan üreticiler Comet’in bu hatalarından önemli dersler çıkardılar. Comet ilk jet motorlu uçak olarak kendini yakmış ama diğer üreticileri aydınlatmıştı.
Comet uçağı ile detaylı bilgiye ; https://www.airlinehaber.com/kanada-pasific-airlies-comet-dunyadaki-ilk-olumlu-jet-yolcu-ucagi-kazasinin-oykusu/ linkinden erişebilirsiniz.
Boeing 707
Comet’in DC-8, Vickers VC-10, Tupolev Tu-104 ve Boeing 707 dahil olmak üzere birçok rakibi oldu. Bunların hepsi jet motorlu ilginç uçaklardı, ancak Boeing’in 707’si en başarılısı olarak öne çıktı.
Boeing, B707 yolcu jetini askeri uçaklarda elde ettiği başarılarının deneyimi üzerine üretti. Boeing, 707’de, B-52 Stratofortress Stratejik Bombardıman uçağı ile aynı Pratt & Whitney JT3D Turbojet motorlarını kullandı. B707ilk olarak Aralık 1957’de uçtu ve 1978 yılına kadar 856 adet üretilip havayollarına teslim edildi.
B707 ilk jet motorlu yolcu uçağı olmasa da, başarılı olan ilk uçaktı ve genellikle yolcu uçaklarında jet çağını başlatan olarak tanındı ve Boeing’i baskın bir sivil yolcu uçağı üreticisi haline getirdi. Boeing, kendinden önceki Comet uçaklarının yaşadığı sorunları doğru değerlendirerek ve müşterilerin geri bildirimlerine dayanarak birçok yeni tasarım öğesini getirdi.
1950’lerden sonra uçak gövdesi tasarımında temel değişiklikler oldukça az oldu. Silindirik gövdeli standart uçak şekline devam edildi. Hidrokarbon Jet Fuel (Kerozen) yakıtla çalışan jet motorları güç ve verimlilik açısından, kabin ve kokpit teknolojisi de benzer şekilde geliştirildi.
Boeing’in 737 serisi
Boeing, 4 motorlu B707 ve 3 motorlu B727 ile yakaladığı ticari başarının ardından, rekabetle başa çıkabilmek ve müşterilerin isteklerini karşılamak için yeni bir uçak olarak iki motorlu B737’yi tasarladı. Uçak, 1967’de piyasaya çıktı ve rakiplerinden ayrılan çeşitli tasarım farklılıkları sundu:
– Üç veya dört yerine 2 motor. İki motor özellikle maliyetleri düşürmek isteyen müşterilere hitap ediyordu.
– Kanatların ön-altına monte edilen motorlar, bakım için kolay erişim ve daha geniş bir kabin sağladı.
– Tek koridorlu, aynı sırada 6 oturma koltuğu ve standart kargo konteynerlerinin taşınmasını sağlayan geniş bir gövde.
B737, 1967’den beri pek çok model üreterek günümüze kadar piyasada kalmayı becerdi. Bunların her biri, havayollarının tercihlerini ve taleplerini karşılamak için sürekli güncellemeler gördü. Ancak, örneğin temel tasarımdaki gövde yapısı ve kanat tasarımı hemen hemen aynı kaldı.
Boeing B737, bugüne kadar en çok satılan uçak oldu ve en son eklenen B737 MAX‘ın, yazılım hatasından kaynaklandığı anlaşılan, iki ölümcül kaza ve ardından bu tipin uzun süreli yere indirilmesi nedeniyle yaşadığı ciddi tökezlemeye rağmen, başarılı gidişatını sürdürecek gibi görünüyor. Boeing’in Kasım 2022’deki sipariş ve teslimat verilerine göre, üreticisi bugüne kadar, 737 ailesinin tüm varyantları için, toplamda 18.008 sipariş aldı. Yani, 50 küsur yıldır üretimi devam eden bir şampiyon.
Airbus A320
Avrupalı Airbus’ın A320’si B737 ailesi ile benzer bir strateji izliyor. 1987’deki lansmanından bu yana Airbus, birkaç farklı varyant sundu. Motor seçeneğinde yaklaşık %15 daha iyi yakıt verimliliği sunan yeni motor seçeneğine, neo‘nun eklenmesi de dahil olmak üzere, teknoloji ve verimlilik yükseltmelerini sağlamak için devamlı olarak geliştirildi.
Airbus uçak üretimine Boeing’den çok sonra başlamış olsa da, muazzam bir başarı elde etti. Kısa bir süre için olsa da, A320 ailesi sipariş edilen uçak sayısında Boeing 737’yi geride bıraktı. Ancak, Ekim 2022 tarihli sipariş ve teslimat verilerine göre, şu anda toplam 17.567 ile Boeing’in birkaç yüz uçak gerisine düşmüş bulunuyor.
Boeing 747 (Jumbo Jet)
Jet uçaklarının popüler olmasından bu yana, önemli değişiklik büyük gövdeli uçakların geliştirilmesi oldu. Buradaki en iyi örnek, (yakında havaya çıkacak olan B777X de dahil olmak üzere) 2.352 sipariş alan B777, tüm varyantlarda 1.768 adet ile en çok satan geniş gövdeli Jumbo Jet Boeing 747, 1970 yılında piyasaya çıkmıştı.
Boeing’e Jumbo’nun üretim talebi ilk defa Pan American World Airways’ten (PanAm) geldi. PanAm, Boeing’den 707’nin yaklaşık 2,5 katı büyüklüğünde bir uçak tasarlamasını istedi. Tasarım, PanAm’ın Nisan 1966’da 25 uçak siparişi vermesiyle başladı. Böylesine büyük bir uçak, önceki uçak tasarımlarından oldukça fazla değişiklik gerektiriyordu :
– Uçağa ikinci bir kat eklenmesi. Bu ikinci katın başlangıçta tam bir kabin olması planlanmıştı, ancak o sıradaki güvenlik kuralları kısıtlamaları nedeniyle bunun mümkün olmadığı anlaşıldı. Bunun yerine çok daha küçük bir ikinci kat tasarlandı.
-Bu daha büyük, daha ağır uçak gövde için yeni bir High Bypass Turbofan Motor tasarımına ihtiyaç oldu. Pratt & Whitney, JT9D motorunu özellikle onun için tasarlayarak B747’nin geliştirilmesine katıldı.
B747 sadece teknik açıdan değil, aynı zamanda ekonomik açıdan da önemli gelişmelere neden oldu, uçak yolculuğunu birkaç önemli yönden değiştirdi. Havayollarının yolcularına daha düşük ücretlerle daha uzun rotalar sunmasına izin verdi. Piyasaya girdiğinde daha çok yolcunun uçmasını sağladı. Bir diğer deyişle, sadece zenginlerin değil, orta halli insanların da uçak yolculuğu yapmasına imkân tanıyarak uçak ile yolculuk yapanların sayısını önemli ölçüde artırdı.
Geniş, ferah yolcu kabini, havayollarına yeni imkânlar seçenekler sağladı. Geniş koltuklu First Class kabin ve dinlenme alanları da dahil olmak üzere sivil hava yolculuğunun ilk yıllarında görülen bazı lüksler geri döndü. 1970’lerde bazı havayolları ekonomi kabinlerinde Premium Class oluşturması başladı ve 1980’lerde yeni bir sınıf olarak Business Class olarak bildiğimiz sınıf oluşmasına yol açtı.
Airbus A380 Super Jumbo
Airbus A380’in geliştirilmesine kadar uçak boyut sınırları zorlanmamıştı. Airbus, mevcut büyük gövdeli uçakların çeşitli versiyonlarını inceledi. Bu incelemeler sonunda iki katlı bir uçak tasarımına yol açtı. A380, Farnborough Air Show‘da, B747’den %15 daha düşük işletme maliyeti hedefiyle resmen görücüye çıktı. Uzunluğu 73 metre, kanat açıklığı 80 metre olan A380 ilk uçuşunu 27 Nisan 2005 tarihinde yaptı. 25 Ekim 2007 tarihinde kullanıma sunuldu.
Diğer geniş gövde tasarımlarına bakınca, 1993 yılında 2 katlı olarak düşünülen McDonnell Douglas MD-12, müşteri havayollarının böyle büyük uçağa ilgisizliği nedeniyle iptal edildi.
Lockheed Martin, 1996’da 900’den fazla koltuk kapasiteli bir uçak planladı, ancak aşılamayacağı anlaşılan birçok teknik zorluklarla karşılaştı ve vaz geçildi.
Rusya, 1000 koltuk kapasiteye kadar daha büyük bir Sukhoi KR-860 düşündü, gerçekleştiremedi.
İki katlı A380 harika bir uçak olmasına karşın, B747’nin sipariş/satış başarısının yanından bile geçemedi. İki katlı bir uçak tasarlayıp üretmek muhakkak olağanüstü bir başarıydı. Super Jumbo A380’in son kaderini belirleyen havayollarının tercihlerdeki keskin değişiklikler oldu. Ve tabii ki, küresel sağlık krizi (COVID-19), A380’nin ve birçok havayolunun erken ölümüne neden oldu.
A380 üretimi duruncaya kadar toplamda sadece 251 adetlik sipariş aldı ve son A380, Aralık 2021’de Airbus’ın Fransa Toulouse’daki tesislerinden çıktı. Tasarımı sırasındaki fikir, havayollarının onu yüksek kapasitesi ile merkezden merkeze rotalar için kullanmasıydı. Ancak, birçok havayolunun daha verimli, daha düşük kapasiteli uçaklarla yapılan işletme modelini tercih etmesiyle A380’in sonu belirlendi.
Aynı zamanda, devasa boyutu ve geniş kanat açıklığı nedeniyle uçabileceği havalimanlarını ciddi şekilde kısıtlanmıştı. Boeing, bu havalimanı kısıtlamasını aşmak için, 777X’inde menteşeli-katlanır kanat uçlarını geliştirmesine neden oldu.
Jet çağının zirvesine, süpersonik uçuşla ulaşıldı. Ses hızı bariyeri, ilk olarak 1947’de Amerikan deney uçağı Bell X-1 ile pilotu Charles Yeager, 1.07 Mach hıza erişmişti. Bu uçak, sıvı oksijen ve etil alkol kullanan roket tabanlı bir motorla güçlendirilmişti. Bu başarı ile havacılıkta ses hızının aşılabileceği ispat edilmiş oldu. Süpersonik Concorde yolcu uçağı 1960’lara kadar geliştirilemedi ki, onu son bölümde göreceğiz.
Verimlilikte iyileştirmeler
Son birkaç on yılın odak noktası, uçakların verimliliğinin iyileştirilmesi oldu. Bu konuda elde edilen başarıların çoğu muhteşem olmasına karşın, büyük ve ağır uçaklar, yakıta aç motorları ile yüksek emisyon seviyelerine neden oldu. Teknoloji geliştikçe ve karbon ayak izlerine yönelik karşı tutumlar güçlendikçe, uçak ve motor üreticileri bu defa yakıt tüketimini azaltmak için teknik değişiklikler yapmaya odaklandılar.
Çift (iki) motoru uçaklar için ETOPS
1970’lerden bu yana uçakları etkileyen önemli değişikliklerden biri, 2 motorlu uçakların performansı ve uçuş güvenliğindeki gelişmeler olmuştur. Comet, B707 ve DC-8 gibi İlk jet uçaklarının 4 motoru vardı. Kurallara göre, 2 motorlu uçakların uçabilecekleri menzil ciddi şekilde sınırlıydı. İki motorlu bir uçağın tek motora kalması durumunda acil olarak inebilecekleri uygun havaalanından en fazla 60 dakika uzağında olacak şekilde rota planlamaları gerekiyordu. Bu nedenle okyanus aşırı uçuşlar, 4 motorlu ve daha sonra 3 motorlu uçakların alanı olarak kaldı.
ETOPS konusunu da son bölümde daha detaylı olarak inceleyeceğiz.
Yeni uçakların iyileştirilmesi
Yeni 2 motorlu uçaklar tutuldukça, verimliliği artırmak için sürekli çaba gösterildi. Değişiklikler arasında daha verimli (ve elbette daha düşük emisyonlu) motorlar, aerodinamik ve kanat tasarımı değişiklikleri ve uçak yapımında metal yerine kompozit malzemelerin artan kullanımı yer alıyor.
Bunlar, son yıllarda tanıtılan yeni B737 ve A320 serilerindeki en büyük değişikliklerden biri olmuştur. Örneğin, B737’nin her yeni serisi ilave iyileştirmeler getirdi, motorları ve aerodinamiği iyileştirildi; Yeni Nesil (NG) serisi, yeni A320 ile rekabet edebilmek için tasarlanmıştı. B737 MAX Serisi, A320neo ile rekabet edebilmek için iyileştirmeleri daha da ileriye götürdü.
Geniş gövdeli uçaklarda da benzer bir gelişme yaşandı. B777 serisi, ilk tanıtımından bu yana verimlilik iyileştirmeleri de dahil olmak üzere birçok iyileştirme gördü. Yeni 777X bunu daha da ileriye taşıyacak gibi duruyor.
Boeing 787 bunun bir başka mükemmel örneği. Program başlangıçta “7E7 Programı” olarak biliniyordu. “E” harfi, uçağın verimlilik, ekonomi ve çevre standartlarında yapacağı iyileştirmeleri temsil ediyordu.
777X ve verimlilikte daha fazla iyileştirme
Şu an için uçakların yakın geleceği daha fazla teknoloji ve verimlilikte yatıyor. En çok beklenen yeni uçaklardan biri olan Boeing 777X, üretiminde yaşanan sorunlara bağlı yaşanan uzun gecikmeler nedeniyle gölgelendi, 2025’te hizmete girmesi bekleniyor.
B777X, aşağıdakiler dahil olmak üzere yeniliklerle inanılmaz yakıt verimliliği vaat ediyor:
– Sivil bir uçaktaki şimdiye kadarki en büyük motorlar (kompozit fan teknolojisiyle daha hafif hale getirildi).
– Daha büyük kanatların verimliliği artırmasından yararlanmak için yere indikten sonra katlanan kanat uçları havaalanı operasyonlarını kısıtlamaz.
– Kompozit kanat yapısı ve eğimli kanat uçları.
Boeing, yeni uçaklarda verimliliği artırma konusunda yalnız değil. Airbus A350 aynı zamanda %53 oranında kompozit yapısı, sürtünmeyi azaltmak için gelişmiş aerodinamik iyileştirmeleri ile yakıt açısından oldukça verimli bir uçak olacak gibi duruyor.
Yeni güç teknolojisi
Biraz uzağa baktığımızda, uçakların güç kullanma şeklini kökten değiştirecek bazı önemli çalışmalar var. Küresel ısınmayı durdurmak için, öncelikli olarak dünyanın petrol bazlı yakıtlara olan bağımlılığının üstesinden gelinmesi gerekiyor. Operasyonları karbondan arındırmak, CO2 emisyonlarını azaltmak için yenilikçi yollar keşfetmek zorundayız. Şu anda araştırılmakta ve geliştirilmekte olan seçenekler arasında pil teknolojisi ve hidrojen gücü var.
Hidrojen-Elektrikli yakıt hücreleri, 2026 yılına kadar 30 yolcu koltuklu boyutundaki küçük uçaklara uyarlanabilecek. İlk elektrikli uçağın birkaç yıl sonra hizmete girmesi bekleniyor. Airbus, 2035 yılına kadar hidrojenle çalışan orta büyüklükte bir uçağa sahip olacağımızın sözünü verdi. Önünde daha 13 yıl var, bakalım sözünde durabilecek mi?
Hem elektrik hem de hidrojen teknolojisinin bilinen oldukça fazla zorlukları var. e-VTOL‘ler (Elektrikli Dikey Kalkış ve İniş yapabilen uçaklar) dahil olmak üzere elektrikli uçakların yanı sıra hidrojen-elektrikli yakıt hücreleri için girişimler ve yatırımlar güçlenerek devam ediyor.
Bölüm III, Supersonik Uçaklar ve Etops önümüzdeki hafta yayınlanacaktır.
Erhan İnanç (Ağustos 2023)
Sevgili Erhan agbim
Kalemine yureğine saglik okadar guzel anlatmissinki havaciliga ilgi duyan genc kusaga isik tutacak ucakcilik bilgilerii
Cok tesekkurler.
Erhan abi verdigin bilgiler için çok teşekkürler .