Kanadın Ucundan
Cumartesi, 15 Şubat 2020

Sonlu bir kanat kaldırma kuvveti üretmeye başladığında, kanadın ucundaki akış etkileri sebebiyle özel bir girdap yapısı oluşur ve dökülmeye [Resim.1] başlar. Bu etki olabildiği kadar sâde bir şekilde açıklanmaya çalışılırsa; akışkan, kanadın uç bölgesi civarında, kanat yüzeyi etrafından oluşan enine ve boyuna basınç dağılımına bağlı olarak, basınç tarafından emiş tarafına doğru, akışa yaklaşık olarak dik yönde hareketlenir, bunun yanında akışkan firar kenarından kanadı terk ederken aşağı yönde bir harekete de zorlanır ve bu iki temel hareketin bileşkesi bölgedeki akış hatlarını burmaya başlar ve nihâyetinde kanat dümensuyu boyunca ilerleyen oldukça karmaşık bir girdap yapısı [Resim.2] meydana gelir.

Kanatucu girdabının boya yardımıyla su tünelinde izlenmesi

Resim.1) Bir yüksek-Re doğal laminer akış kesiti olan HSNLF(1)-0213 ile üretilmiş kanat deney modelinin ucunda oluşan girdap yapılarının boya yardımıyla su tünelinde incelenmesinden.[1]


Kanatucu girdapları çeşitli açılardan mühendislik çözümlerinin iyileştirebilmesi için oldukça önemlidir. Öncelikle bu tür girdaplar "Uyartılmış Direnç" adı verilen önemli bir direnç bileşeninden sorunlu olduğu için direnç azaltma açısından dikkât çekmektedir ve bilhassa havacılık alanında konunun önceliği de bu doğrultudadır. Ek olarak helikopter (döner) kanatlarının ses izlerinin azaltılmasına yönelik yeni uç tasarımlarının geliştirilmesine yönelik aeroakustik çalışmalardan da bahsedilebilir.

Kaldırma kuvveti üretmenin kaçınılmaz bir yan etkisi olan kanatucu girdabını zayıflatmak için uzun zamandır çalışılmakta ve çeşitli yaklaşımlar geliştirilmektedir. Bunlardan en meşhuru ise İkinci Dünya Savaşı esnasından ingilizleri muhtemel mağlubiyetten tek başına kurtaran etken olan Spitfire uçağının kanat tasarımında gizlidir...

Bununla birlikte bizim asıl mevzumuz olan denizcilik söz konusu olduğunda kanatucu girdaplarının, sebep oldukları dirençten çok daha önemli etkileri mevcuttur. Yelkenleri vs. bir kenara bırakırsak bir suüstü gemisi için kanatucu girdabına mâruz kalan temel yapılar; sevk sistemleri ve manevra sistemleri olarak iki farklı başlıkta incelenebilir.

Pervaneler üzerinde kanatucu girdapları genellikle kavitasyonla beraber oluşur ve mesele daha da karmaşıklaşır. Dümenler, salmalar vs. üzerinde oluşan bu tür girdap yapıları da ihtiyaçlara ve araçların türlerine göre değişen farklı önem seviyelerine sahiptir.

Kanatucu girdabının evreleri

Resim.2) Kanatucu girdabının evreleri.[2]


Sualtı gemileri söz konusu olduğunda ise konu tamamen askerî bir hüviyete büründüğü için meselenin önemi, iz etkileri sebebiyle âzamî seviyeye yükselir. Kanatucu girdapları son derece uzun ömürlü olduğundan, bir denizaltının geçtiği bölgede saatler, hatta günler sonra tespit edilebilecek izler bırakır. Denizaltı derin suda hareket etse dahi, söz konusu girdap yapılarının serbest yüzey ile etkileşimleri konuyu daha da karmaşık ve önemli bir hâle getirir.

Böyle kısa bir girişten sonra devamında kanatucu girdaplarının incelenmesi, önişlem safhasıyla başlanmak üzere, yayınlanacak örnek çalışma dosyaları vasıtasıyla, alâkadar ziyaretçilerle birlikte hesaplamalı olarak devam edecektir, eğer beklenmedik bir aksilik olmazsa.

Tabii dikkâtli ziyaretçilerin fark edeceği üzere, bu çalışma dizisinin nihâyetinde varacağı son nokta olan asıl alengirli hedef ise şimdiden bellidir ;)

♦ Kaynaklar

1. Flow Visualization Studies of Blowing From the Tip of a Swept Wing, 1990, Jeannette W. Smith - Raymond E. Mineck - Dan H. Neuhart
2. An Experimental Investigation of Wing Trailing Vortex Formation, 1976, Michael S. Francis
 
Telif Hakkı © 1997-2021 [uskudar.biz]
- sürüm 6.0.0 - Bütün Hakları Saklıdır.
Kullanım şartları için tıklayın!