Sevgili okuyucularım,
Uçağın 120 Yıllık Evrimi dizi yazımın ilk ikisinde Havcılık Öncüleri ve Jet Çağı uçaklarını yazmıştım. Dizinin bu son bölümünde konumuz ses hızının üzerinde uçan süpersonik uçaklar ve iki motorlu uçakların ETOPS uçuşlarını olacak.
Ses Hızı ve Süpersonik uçaklar
Ses hızı, deniz seviyesinde ve 20 °C sıcaklıkta 343.2 metre/saniye, yaklaşık 1235.5 km/saat olarak alınır. Ses hızı frekansa bağlı olarak değişmez, her frekansta aynı hızda gider. Ancak, uçağın yerden yüksekliği, havanın sıcaklığı ve yoğunluğuna göre değişir, soğuk havada azalır. Ses hızı MACH olarak adlandırılır. Mach sayısı, akışkanlar mekaniğinde hareket halindeki bir kütlenin hızının, kütlenin içinde bulunduğu şartlardaki ses hızına oranıdır. Kısaltması “Ma” ya da “M”dir, adını Avusturyalı fizikçi ve filozof Ernst Mach’tan alır.
Süpersonik uçuşun özelliklerinden biri, uçak ses hızını aştığında meydana gelen ‘Sonik Patlama’dır. Uçaklar ses hızına eşit hızda uçmamaya özen gösterirler. Zira, ses bariyeri aşılırken bir sonik patlama oluşur, sonik patlama uçağın yapısına hasar verebileceği için Kritik Mach sayısında uçmak için tasarlanmamış bazı uçaklarda hız 1 Mach sayısına yaklaşıldığında otomatik olarak devreye giren hız önleyiciler vardır.
Ses hızından daha hızlı uçması tasarlanan Süpersonik uçak tasarımda bazı büyük değişiklikler gerektiriyordu :
- Yüksek hızda oluşacak güçlü sürtünmenin (Drag – Geri Sürükleme) üstesinden gelmek için önemli miktarda ekstra güce ihtiyaç olduğu görüldü.
- Kanat açıklığını azaltmak için kanatların yeniden tasarlanması gerekiyordu. Dünyanın ilk süpersonik yolcu uçağı olan Concorde’un tasarımında varılan çözüm, yüksek hızlarda çok daha verimli olan delta kanat oldu.
Supersonik Concorde yolcu uçağı, ilk uçuş denemesini 2 Mart 1969’da Fransa’nın Toulouse kentinde yaptı. Concorde’un ilk ticari uçuşu ise Londra-Bahreyn arasında gerçekleşti. Güvenilirliğinin az, yüksek maliyeti ve sınırlı yolcu kapasitesi olduğu için üretim devam edemedi. Concorde’un son ticari seferi, 24 Ekim 2003’te Londra-New York arasında yapıldı. 30 yıllık macerası boyunca toplamda sadece 20 Concorde uçağı üretildi. O zamanki üretim maliyeti 42 milyon dolardı.
Concorde’un 2000 yılında Paris kalkışında yaşadığı feci kazanın nedeni pist üzerindeki küçük bir metal parçasıydı. Concorde’un 25 Temmuz 2000 tarihinde kalkışından önce kalkış yapan başka bir uçaktan (bir DC-10-30) düşen bir metal parça önce uçağın tekerleklerine çarpmış, lastiğin parçalanmasına, sonra da oradan fırlayarak sol kanadın altındaki yakıt depolarına vurmuş, yakıt deposunun delinmesine, yakıt kaçağına ve havada yangına neden olmuştu. Air France’ın bu talihsiz 4590 sefer sayılı uçuşu, Paris Charles de Gaulle Havalimanı’ndan New York John F. Kennedy Uluslararası
Havalimanı’na gitmek için kalkış sonrasında ilk tırmanışta alev alarak düştü. Kazadan 3 yıl sonra 2003 yılında son uçuşunu yaptı ve emekliye ayrıldı.
Bu kazada 100 yolcu ve 9 mürettebattan kurtulan olmadığı gibi üzerine düştüğü Hotelissimo Les Relais Bleus Oteli’nin 4 çalışanın da ölümüne neden oldu. Kazadan 10 yıl sonra 2010 yılında kazanın davası görüşülmeye başlandı. Kalkışta metal bir parça düşüren ABD Continental Airlines suçlu bulunarak 200.000 Euro para cezası verildi.
Rus uçak üreticisi Tupolev tarafından geliştirilen bir diğer süpersonik uçak olan Tu-144 de bu yarışın içinde yer aldı. Tu-144, 1969 yılında ilk uçuşunu yaptı, 1975 yılına kadar Moskova ile Alma-Ata arasında posta uçuşlarında kullanıldı. Bu arada Boeing, Süpersonik-2707’yi (SST) üretmeye kalkıştı, ancak havayollarının düşük ilgi, düşük siparişler ve hükümetin desteğini çekmesi nedeniyle projeyi iptal etti.
Yüksek işletme maliyetleri, yüksek bilet fiyatlarına yol açmıştı. Süpersonik seyahat heyecan verici bir gelişme olmasına rağmen Concorde’un yaşadığı elim kaza sonrası erken emekli edilmesiyle sona erdi.
Ancak bu ilgisizlik durumu, ABD şirketi Boom Supersonic’in Mach 2.2 hızında süpersonik bir yolcu uçağı olacak Overture’u geliştirmesiyle yakında değişebilir.
Süpersonik uçakta kanat açıklığını azaltmak için kanatların yeniden tasarlanması gerekti. Concorde için yüksek hızlarda çok daha verimli olan bir delta kanadı seçildi. Sivri ve oldukça uzun bir buruna ihtiyaç vardı. Ancak, bu uzun burun pilotların iniş ve kalkışlarda pisti görmelerini önleyecekti. Buna çare olarak iniş ve kalkışlarda aşağı doğru sarkıtılabilen burun yapısı tasarlandı.
Concorde, İngiltere ile Fransa tarafından ortak geliştirilen bir uçaktı ve 1976’da piyasaya sürüldü. Sadece 20 adet üretildi ve şimdiye kadar sadece üreticisi olan ülkelerin bayrak uçurucu havayolları olan British Airways ve Air France tarafından uçuruldu. Genel olarak Paris-New York ve Londra-New York uçuşlarında kullanıldı. Ses üstü hızda uçtuklarında yarattıkları güçlü patlama sesi (Sonic Boom) nedeniyle kara üzerinde uçarken ses hızını aşmalarına izin verilmedi, sadece Okyanus üzerinde ses hızı üzerinde uçabildiler. Dünyanın ilk jet motorlu uçağı olan Comet gibi Concorde’da talihsiz olmalarına karşın, havacılıkta önemli bir kilometre taşıydılar.
Bu arada Boeing, 1960’lı yıllarda 250-300 yolcu taşıyacak ve 3 Mach hızda uçabilecek Süpersonik-2707’yi (SST) üretmeyi planladı ancak, yetersiz sipariş ve devlet desteğinin kesilmesi gibi nedenlerle 1971’de proje iptal edildi. Proje 1971 yılında İptal edilene kadar sadece 2 adet prototip üretilmişti. Prototiplerden birisi bir müzeye satıldı, Florida-Kissimmee’de “SST Aviation Exhibit Center’da 1973-1983 yılları arasında meraklıları için sergilendi.
Verimlilikte iyileştirmeler
Uçakların verimliliğinin iyileştirilmesi son birkaç on yılın ana odak noktası oldu. Bu konuda elde edilen başarıların çoğu muhteşemdi. Ancak, büyük ve ağır uçaklar, yakıtı sömüren aç motorlar ile yüksek emisyon seviyelerine ulaşıldı. Teknoloji geliştikçe ve karbon ayak izlerine yönelik tutumlar değiştikçe, üreticiler bu defa yakıt tüketimini azaltmak için değişiklikler yapmaya odaklandılar.
İki Motorlulara geçiş (Twin Engine) ve ETOPS
1970’lerden bu yana uçakları etkileyen önemli etkenlerden biri, iki motorluların performansı ve güvenliğindeki gelişmeler olmuştur. Comet, B707. DC-8 gibi İlk jet yolcu uçaklarının 4 motoru vardı. O zamanlar, iki motorluların uçabilecekleri menzil ciddi şekilde sınırlıydı. Rota planması, çalışan tek motora kalma durumunda inebilecekleri uygun havaalanından en fazla 60 dakika uzağında olacak şekilde yapılıyordu. Bu kural nedeniyle, direkt uçuş rotası yerine bir yay çizerek yolu uzatmak zorunda kalıyorlardı, okyanus ötesi uçuşlar uzun süre 4 motorlu ve daha sonra 3 motorlu uçakların alanı olarak kaldı.
Bu kısıtlayıcı durum, ETOPS’un (Extended Twin Engine Operation Standarts-Genişletilmiş Menzilli Çift Motorlu Operasyon Performans Standartları) ile 1980’lerde uygulanmaya başlaması ile değişti. Bu standartlar, çift motorlu uçakların, gelişmiş özel güvenlik standartlarını uygulayarak, uygun havaalanının 60 dakikadan daha uzağından uçmak için onaylanmasına izin verdi. 120 dakikalık ilk ETOPS onayı, Boeing 767 ile uçan TWA-Trans World Airlines’a verildi. ETOPS uçuşu yapacak uçağın, pilotun ve uçağı uçuşa veren teknisyenin ETOPS eğitimli olması ve uçağın sefer öncesi bu eğitimli teknisyen tarafından Etops Release edilmesi (uçağın Etops uçuşuna uygun olduğunu onaylanması) zorunlu hale getirildi. Ayrıca Etops uçuşu yapacak havayolunun da bağlı olduğu otoriteden onay alması gerekiyor.
Etops derecelendirmeleri o zamandan beri önemli ölçüde arttı. Örneğin A350, uygun havaalanının 370 dakika uzağından (6 saat ve 10 dakika) uçacak şekilde derecelendirilmiştir. ETOPS, 4 motorlu uçakların gözden düşmelerinde önemli bir faktör oldu ve çok daha verimli ve uygun maliyetli iki motorlu uçakların geliştirilmesine yol açtı.
ETOPS kuralları, çift motorlu uçakların, gelişmiş güvenlik standartlarını kabul ederek (uygulayarak), bir havaalanından 60 dakikanın daha uzağından uçacak şekilde rota planlamasına izin verdi. 120 dakikalık ETOPS uçuşu için ilk onayı iki motorlu Boeing 767 ile uçan TWA-Trans World Airlines’a verildi.
Dört motora artık yalnızca A380 gibi ağır gövdeler için ihtiyaç duyulmaktadır. Dört motor gerektiren tek yer Antarktika üzerinde yapılan uçuşlardır.
Antarktika
Dünyanın 7 kıtası (eskiden 5 kıta olduğu bilinirdi :) Avrupa, Afrika, Asya, Kuzey Amerika, Güney Amerika, Antarktika ve Avustralya olup Antarktika Kıtası, Güney Yarımkürenin en güneyinde, Güney Kutbu’nu içeren ve içinde ülke bulunmayan ve dünyanın en büyük beşinci kıtasıdır. Antarktika Antlaşması ile bu kıta, 1959 yılında bağımsız bir bölge olarak belirlenmiştir. Bu antlaşmaya göre kıta hiçbir ülkeye ait değildir.
THY, 1980’li yılların başlarında aldığı iki motorlu A310-200 uçakları ETOPS onaylı olmadıkları için İstanbul-New York-İstanbul uçuşları, 60 dakika kuralına uygun olarak Brüksel’e iniş yapar ve tekrar full yakıt alırlardı. Daha sonra filoya katılan A310-300 uçakları Etops onaylı oldukları ve SHGM’den ETOPS onayı alındığı için Brüksel’e iniş yapmak zorundan kurtulmuşu.
Uçağın verimliliğinin iyileştirilmesi
Uzun Etops değerlendirilmesine sahip olan yeni iki motorlu uçaklar tutuldukça, verimliliği artırmak için sürekli bir çaba gösterildi. Değişiklikler arasında daha verimli (ve elbette daha düşük emisyonlu) motorlar, komponentlerin güvenirliği, kanat tasarımı değişiklikleri ve uçak yapımında kompozit malzemelerin artan kullanımı yer alıyor.
Bunlar, son yıllarda üretilen dar gövdeli 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 aynısını yaptı. B737 MAX Serisi, A320neo ile rekabet edebilmek için bunu daha da ileri götürdü.
Geniş gövdeli uçaklarda da benzer bir gelişme yaşandı. B777 serisi, 1989’daki ilk tanıtımından bu yana verimlilik iyileştirmeleri de dahil olmak üzere birçok iyileştirme gördü. Yeni B777X bunu daha da ileriye taşıyacak gibi duruyor.
Wright kardeşler, ilk uçuşlarından 120 yıl sonra havacılığın buraya evrileceğini elbette tahmin edemezlerdi.
Peki biz, başka bir 120’de havacılığın nerede olacağını bugünden bilebilir miyiz?
Erhan İnanç (Eylül 2023)
Bölüm 1 ve 2 için resme tıklayınız…
Değerli büyüğümüz ve duayen teknik havacı ağabeyimiz ,sayın Erhan İNANÇ müdürümüze , gençlere örnek bizlere de değer katan bu eşsiz çalışmaları için bir kez daha sonsuz teşekürler…
“Bilgi paylaşıldıkça çoğalır” düsturunun en güzel örneklerini veren Erhan İnanç ağabeye çok teşekkürler. Emeğine, kalemine sağlık. Selamlar, sağlıklı günler
Çok emek verilerek hazırlanmış,her zaman bilgi almak için kullanılabilecek bir eser.Kutlarım,emekleriniz zai olmaz ve uzun yıllar kullanılır.Ben şahsen kütüphanemde de saklıyorum.En derin selamlarımla.