uçak kabininin basınçlandırılmasıdır. Basınçlandırma Giriş sonucunda iç basınç ve dış basınç arasındaki fark ise
Havacılık tarih boyunca ihtiyaçlar ve buluşlar kabinin zorlanmasına (şişmesine) sebep olur. Basınca göre doğrultusunda ilerlemiş, uçak teknolojileri gelişmiştir. kabin, şişer ya da büzülür. Bu tür gerilmelere radyal Zaman ilerledikçe hafif ve basit yapıdaki uçaklar gerilmeler denir. geliştirilmiş ve daha karmaşık yapıya sahip olmuşlardır. Gün geçtikçe uçakların yolcu ve kargo kapasiteleri Uçak Yapısına Gelen Yükler artmıştır. Artık gökyüzünde devasa büyüklüğe sahip Gerilmelere sebep olan yükler ikiye ayrılmaktadır. uçaklar uçmaktadır. 1. Yer yükleri Sabit kanatlı uçaklarda teçhizat hariç, yapının altı ana 2. Hava yükleri bölümden oluştuğu kabul edilir. Bu bölümler şu şekildedir: Yer Yükleri
• Kanat Yer yükleri iniş, kalkış ve taksi gibi yerdeki manevralar • Gövde sırasında etki eden yüklerdir. Yer yükleri, aerodinamik • Kuyruk takımı kuvvetler (taşıma ve sürükleme kuvveti), ağırlık, tepkili ya • Uçuş kontrol yüzeyleri da pervaneli uçaklarda çekme kuvveti, yer tepkisi, yer • İniş takımları sürtünme kuvveti ve atalet kuvvetleridir. Atalet kuvvetleri • Güç grubu (motorlar) hızlanma, yavaşlama, viraj, manevra veya sağnaklardan dolayı oluşan ivmelerin sonucu ortaya çıkarlar. Bu kuvvet Yapısal Elemanlara Etki Eden Başlıca Gerilmeler harekete karşı koyma kuvvetidir.
Uçakların boyutlarının ve hızlarının artması, uçak yapısal Hava Yükleri elemanlarına gelen gerilmelerin de artmasına neden olmuştur. Bundan dolayı uçak üzerinde kullanılacak Hava yükleri ise, havadaki ivmeli, ivmesiz tüm uçuş ve yapısal elemanlar seçilirken, bu elemanların hangi manevralarda ve rüzgarlı hallerde uçak yapısal gerilmelere maruz kaldıkları bilinmelidir. Yapısal elemanlarının maruz kaldığı yüklerdir. Hava yükleri, elemanlara etki eden başlıca gerilmeler aşağıdaki gibidir: aerodinamik kuvvetler (taşıma ve sürükleme kuvveti), ağırlık, tepkili ya da pervaneli uçaklarda çekme kuvveti ve • Çekme Gerilmesi: Bir yapısal elemanı çeken ve atalet kuvvetleridir. Manevra, Bir uçağa pilotun iradesiyle birim alana etki eden kuvvettir. yaptırılan ivmeli hareketlerin (iniş, kalkış, viraj vb.) • Basma Gerilmesi: Bir yapısal elemanı kısaltmaya tümüdür. çalışan ve birim alana etki eden kuvvettir. • Kayma Gerilmesi: Bitişik parçaların birbiri Uçağın havada rastladığı her türlü rüzgara sağanak adı üzerinde kaymasına neden olan ve birim alana verilir. Sağanaklar üç çeşittir:
etki eden kuvvettir. 1. Cephesel sağnaklar: Tepe ve dağların • Eğilme Gerilmesi: Çekme ve basma oluşturduğu sağnaklardır. Hava sirkülasyonu gerilmelerinin yapısal elemana bir veya daha vardır. fazla noktadan etkisiyle oluşur. 2. Termal sağnaklar: Daha çok deniz kenarlarında • Burulma Gerilmesi: Yapısal elemanın olur. Hava ve denizin farklı ısınmalarından dolayı burulmasına neden olan kuvvettir. hava sirkülasyonları oluşur. • Burkulma Gerilmesi: Basınç kuvvetine maruz 3. Fırtına sağnaklar: En tehlikelisidir. Fırtına kalan elemanlar, basınç yükü tarafından sağnaklar yüksek irtifalardaki bulutların oluşturulan yanal eğilme sonucunda göçmeye oluşturduğu sağnaklardır. Bu sağnaklar ani meyillidirler. Bu olaya burkulma adı verilir. taşıma kaybına sebep olurlar.
Bahsedilen bu gerilmelerden çekme, basma ve kayma Yapısal Elemanlara Gelen Yüklerin Büyüklüklerine gerilmesi temel; eğilme, burulma ve burkulma gerilmeleri Göre Sınıflandırılması ise bileşik gerilmelerdir. Temel gerilmelerde yapının Uçak yapısal elemanlarına gelen yükleri büyüklüklerine maruz kaldığı tek gerilme vardır. Bileşik gerilmelerde ise göre sınıflandıracak olursak bunlar aşağıdaki gibidir: yapıya birden fazla gerilme aynı anda etki etmektedir. 1. Emniyetli Yük: Emniyetli yük bir uçağın hizmet Bunların dışında bir de radyal gerilmeler vardır. Uçaklarda ömrü boyunca her zaman erişilebilen, ancak asla buna en güzel örnek kabin iç basıncıdır. Yüksek irtifalarda aşılmayan yüklerdir. uçan modern yolcu uçaklarında, uçak kabini 2. Sınır Yük: Akma sınırındaki yükü ifade eder. Bu basınçlandırılır. Bunun sebebi irtifa arttıkça hava tür yükler yerde ve havada, ivmeli ivmesiz tüm basıncının düşmesi, dolayısıyla oksijen miktarının uçuş hallerinde manevra veya sağnaklarla uçağa azalmasıdır. Bu yüzden yüksek irtifalarda yolcuların gelmesi muhtemel statik yüklerdir. yaşayabileceği bir ortam yaratmak gerekir. Bunun yolu da
3. Nihai Yük: Bu yük kopma sınırındaki yüktür. • Zero Datum Line (Fuselage Station 0.00): Nihai yük bir uçağın tamamının ya da herhangi Başlangıç noktası olarak bilinen bir referans veya bir elemanının kırılmaksızın dayanabileceği sıfır noktası, üretici tarafından belirlenir. Sıfır maksimum yüktür. noktasının uçaktaki yeri tamamen üretici firmanın kararıdır. Bu nokta uçağın burun Yapısal Sınıflandırma ucunda, buruna belli bir uzaklıktaki hayali bir Uçak dizaynında kullanılan malzemeler seçilirken, hangi noktada ya da uçak gövdesi üzerinde herhangi bir bölgede hangi malzemeye ne kadarlık bir yük gelebileceği yerde de olabilir. dikkate alınmalıdır. Bu bağlamda yapı malzemeleri • Water (Ground) Line: Uçak gövdesinin alt gruplandırılmalıdır. Bu gruplandırma aşağıdaki gibidir: tarafına belirli bir mesafede yerleştirilen yatay
1. Birincil Yapı: Bu parçalar iniş takımları, uçuş düzleme, dik uzaklıkların ölçülmesidir. kontrol yüzeyleri, motor bağlayıcıları ve çalışan • Buttock Line: Uçağın düşey merkez çizgisine kaplama (stressed skin) gibi uçak için birinci paralel olan bu düzlem sıfır noktası olarak derecede önemli olan yapı elemanlarını kapsar. belirlenir. Bu düzlemden kanat ve kuyruk Bu elemanlarda herhangi bir hasar oluştuğu uçlarına doğru mesafeler gösterilir. Verilen zaman uçuş güvenliği tehlikeye girer. Bu parçalar mesafeler simetriktir.
bakım manuellerinde ve çizimlerde KIRMIZI (bazen beyaz) renklerle gösterilir. Bölgesel numaralandırma yönteminde uçak yapısının, 2. İkincil Yapı: Bu parçalar da üzerlerine yüksek bölgelere ayrılacak şekilde numaralandırılması söz yüklerin geldiği parçalardır. Ancak konusudur. Uçaktaki her bir bölge bir rakamla gösterilir. hasarlandıkları zaman uçuş güvenliğini Bu rakamlar uçakta herhangi bir bölgedeki bir parçanın etkilemezler. Örnek olarak koridorlar, radom ve kolaylıkla bulunmasını sağlar. Uçak üzerindeki bölgelerin iniş takımı kapakları verilebilir. Bu parçalar gösteriminde kullanılan rakamlar şu şekildedir:
bakım manuellerinde ve çizimlerde SARI (bazen çizgi taramalı) renklerle gösterilir. • 100 – Gövde altı 3. Üçüncül Yapı: Bu parçalar üzerlerine düşük • 200 – Gövde üstü yüklerin geldiği parçalardır. Örnek olarak kaporta • 300 – Stabilizeler (Kuyruk kısmı) (üzerine çok az yük gelen), tekerlek ısı • 400 – Motor bölmesi (Nacelle) koruyucuları ve küçük parça dirsekleri verilebilir. • 500 – Sol kanat Bu parçalar bakım manuellerinde ve çizimlerde • 600 – Sağ kanat YEŞİL (bazen nokta taramalı) renklerle • 700 – İniş takımları gösterilir. • 800 – Kapılar
Uçak üzerindeki yük taşıyan kaplamalara çalışan kaplama Tasarım Yaklaşımları denir. Radom ve motor kaportası gibi kaplamalar yük taşımadıkları için çalışan kaplama değildirler. 1950’lerden itibaren hava taşıtlarının daha hızlı olması ve uçaklarda taşınan paralı ağırlığın yapısal ağırlığa göre Uçağın burun kısmında bulunan radom, hava radar artmaya başlaması ile, yapısal bazı problemler ortaya antenlerini koruyan ve aynı zamanda da gövdeye çıkmıştır. Bu problemlerin arasında en önemli olan aerodinamik düzgünlük veren bir yapısal elemanlara yorulma, çok sayıda hasara yol açmıştır (Bir parçaya random denir. etkiyen çevrimsel yükler (artan-azalan), elastik sınırın altında olsalar bile zamanla parçada hasara yol açabilirler. Tekerlek ısı koruyucuları, özellikle sert inişlerde ve sert Bu olaya yorulma adı verilir). Uçak yapılarında yorulma frenlemelerde iniş takımı jantlarındaki yüksek sıcaklığın sonucu meydana gelen çatlakların kontrol altına lastiklere ulaşmasını engelleyerek lastiklerin patlamasını alınabilmesi için tasarım yaklaşımları geliştirilmiştir.
önler. Jantın iç kısmını saran bu yapı çok yüksek sıcaklıklara dayanabilen bir malzemeden imal edilir. Bu tasarım yaklaşımları aşağıdaki gibidir:
Numaralandırma Yöntemleri • Emniyetli-Ömür (Safe-Life) Tasarımı: Bu yaklaşımda tasarlanan parça için bir ömür Uçaklarda yapısal elemanların yerleştirilmesinde kolaylık belirlenir ve belirlenen bu ömrün sonunda sağlamak amacı ile değişik numaralandırma sistemleri parçada herhangi bir çatlak olmasa bile parça kullanılır. Bunlar aşağıdaki gibidir: değiştirilir. Bu yaklaşıma göre, parçalar servise
sokulurken, çatlak ve benzeri hatalar • İstasyon Numaraları içermeyecek ve çalışma ömürleri boyunca bu tür • Bölgesel Numaralandırma hatalar oluşmayacaktır. Bu tasarım yaklaşımın bir
sonucu olarak da parçaların servis içinde İstasyon numaraları yöntemleri aşağıdaki gibidir: denetlenmeleri gerekmeyecektir. Belirlenen
emniyetli-ömrün sonunda, hava aracında kullanılan parçalar değiştirilmektedir. • Emniyetli-Hasar (Fail-Safe) Tasarımı: Bu yaklaşımda ise parçadaki çatlak tahribatsız muayene yöntemleriyle tespit edilse bile parça serviste kalır ve çatlak tehlikeli bir konuma gelmeden parça tamir edilir. Bu tasarımda çatlak içeren parçaya, uçuşta riskin olmaması ve çatlak ilerlemesinin yavaş olması şartıyla izin verilebilir. Emniyetli-hasar yapıları (gövde, kanat gibi) birden fazla yük yollarına sahiptir. Eğer herhangi bir parça üzerine düşen görevi yapamaz ya da yükü karşılayamaz duruma gelirse, geri kalanlar çalışma yükünü taşımaya devam edeceklerdir. • Hasar Toleransı Tasarımı: Emniyetli-ömür ve emniyetli-hasar tasarım prensipleri geliştirilerek, günümüzde kullanılan hasar toleransı tasarımı şekline dönüştürülmüştür. Hasar toleransı tasarımı, malzemede olması mümkün bazı hatalara rağmen yapısal bütünlüğün sağlanmasının mümkün olduğunun bilinmesi ile geliştirilmiştir.
Uçaklarda Kullanılan Malzemeler
Uçaklarda kullanılan malzemelerin, hafif, mukavemetli, kolay şekillendirilebilir, korozyon direnci yüksek, yorulma dayanımı yüksek, yüksek sıcaklığa maruz parçaların da sürünme dayanımlarının yüksek olması beklenir. Uçağın ana bölümlerinde kullanılan malzemeler genel olarak alüminyum alaşımları, titanyum alaşımları, paslanmaz çelikler, süperalaşımlar ve kompozit malzemelerdir.