Tırmanış ve Süzülüş: Fazla Güç ve Süzülme Oranı

Dokuzuncu adımda toplam sürüklemenin en düşük olduğu, yani L/D’nin en yüksek olduğu bir hız bulunduğunu gördük. Bu hız, motor kapandığında çok değerli hâle gelir.

Süzülüş: yerçekimi itkinin yerini alır

Motor kapandığında uçağı ileri çeken bir itki kalmaz. Uçak, ağırlığının bir bileşenini “itki” gibi kullanarak hafifçe alçalır. NASA’nın süzülüş açısı sayfasındaki ilişki çok sadedir:

tan γ = h / d = D / L = 1 / (L/D)

Burada γ süzülüş açısı, h yükseklik kaybı, d yatay mesafedir. Yani durgun havada:

Yatay mesafe ≈ Yükseklik × L/D

L/D’si 10 olan bir model, 100 m yükseklikten durgun havada yaklaşık 1.000 m süzülür. L/D’si 30 olan bir planör aynı yükseklikten 3 km gider. Bu yüzden L/D’ye süzülme oranı da denir.

hd = h × L/D durgun havaγKarşı rüzgâr: daha kısaArka rüzgâr: daha uzuntan γ = h / d = 1 / (L/D)Süzülme süresi rüzgârla değişmez, yere göre mesafe değişir.

En iyi süzülme hızı

L/D sabit bir sayı değildir; hızla değişir ve en yüksek değerine en iyi süzülme hızında ulaşır. FAA’nın uçuş el kitabı, motor arızasında bu hızın hemen kurulmasını öğütler. Bu hızdan daha yavaş ya da daha hızlı uçmak, aynı yükseklikten daha kısa mesafe gitmek demektir.

FAA’nın el kitabı ilginç bir noktaya daha dikkat çeker: Ağırlık, doğru hızda uçulduğu sürece süzülüş mesafesini değiştirmez. Ağır bir uçak, en iyi süzülme hızı daha yüksek olduğu için daha hızlı alçalır ama aynı açıyla, aynı mesafeye süzülür. Planörlerde su balastının amacı da budur: aynı süzülme oranıyla daha hızlı ilerlemek.

Rüzgârın etkisi

Uçak havaya göre uçar. Havanın kendisi hareket ediyorsa uçak da onunla birlikte taşınır. 100 m’den 12 m/s hızla süzülen ve L/D’si 10 olan modelimiz saniyede yaklaşık 1,2 m alçalır ve 83 saniye havada kalır. Bu süre rüzgârdan bağımsızdır. Değişen, yere göre gidilen mesafedir:

• Durgun havada: yaklaşık 995 m
• 3 m/s karşı rüzgârda: yaklaşık 745 m
• 3 m/s arka rüzgârda: yaklaşık 1.245 m

FAA’nın el kitabı da karşı rüzgârın süzülüş mesafesini kısalttığını, arka rüzgârın uzattığını belirtir. Güçlü karşı rüzgârda en iyi süzülme hızının biraz üstünde uçmak, yere göre mesafeyi artırabilir.

Tırmanış: fazla itki ve fazla güç

Düz uçuşta itki sürüklemeye eşittir. İtki sürüklemeden büyükse aradaki fark uçağı tırmandırır. FAA’nın performans bölümündeki ayrım şöyledir:

• Tırmanma açısı fazla itkiye bağlıdır: sin γ = (T − D) / W
• Tırmanma hızı fazla güce bağlıdır: dikey hız = (T − D) · V / W

Bu iki büyüklüğün en iyi değerleri farklı hızlarda elde edilir. FAA’nın uçuş el kitabı bunları şöyle tanımlar:

• Vx (en iyi tırmanma açısı hızı): Yere göre birim mesafede en fazla yükseklik. Engel aşmak için.
• Vy (en iyi tırmanma oranı hızı): Birim zamanda en fazla yükseklik. Normal tırmanış için.

Örneğimizde 1,4 kg’lık model 12 m/s’de 1,37 N sürüklemeye sahiptir. Motor 3 N itki verirse fazla itki 1,63 N’dir; uçak yaklaşık 6,8°’lik bir açıyla, saniyede yaklaşık 1,4 m tırmanır.

Model uçakçı için pratik sonuçlar

• Motor kesilirse burnu hafif indirin ve hızı koruyun. Burnu kaldırarak “uzatmaya” çalışmak hızı düşürür; hem süzülüş kısalır hem stall riski doğar.
• Rüzgâra karşı inişi planlayın. İniş noktanız rüzgâr altındaysa beklediğinizden önce yere inersiniz.
• Engel varsa Vx’e yakın, yoksa Vy’ye yakın tırmanın. Model uçakta bu hızlar ölçülmez ama prensip aynıdır: Dik tırmanış için gereğinden fazla yavaşlamayın.

Kendin dene

Önce itkiyi 0’da bırakıp rüzgârı −5 ile +5 m/s arasında değiştirin; havada kalma süresinin değişmediğine, iniş noktasının değiştiğine dikkat edin. Sonra itkiyi 3 N’ye çıkarın ve uçağın tırmanışa geçmesini izleyin.

Bir sonraki adım

Uçuşun en kritik iki anına geçiyoruz: kalkış ve iniş. Rüzgârın, flapların ve pist yüzeyinin kalkış mesafesini nasıl değiştirdiğini göreceğiz.