Herkese yeni bir yazıdan merhaba! Bu yazımda Planörlerin Kaynağı Kuşlar hakkında konuşacağız. Ondan önce bu kaynaklama yöntemin adı olan Biyomimetik Nedir? ona bakalım.
Biyomimetik Nedir?
Biyomimetik (veya biyomimikri), karmaşık insan problemlerini çözmek amacıyla doğanın modellerinin, sistemlerinin ve öğelerinin taklit edilmesidir. Biyomimetiğin ilk örneklerinden biri, insan uçuşunu sağlamak için kuşların incelenmesiydi. Leonardo Da Vinci (1452–1519), bir “uçan makine” yaratmada hiçbir zaman başarılı olmamasına rağmen, kuşların anatomisi ve uçuşunun keskin bir gözlemcisiydi ve gözlemlerinin yanı sıra “uçan makinelerin” eskizlerine ilişkin çok sayıda not ve eskiz yapmıştır. 1903 yılında ilk havadan ağır uçağı uçurmayı başaran Wright Kardeşlerin, uçuş sırasında güvercin gözlemlerinden ilham aldığı iddia edilmektedir.
Kuşların Uçuşu Hakkında Genel Bilgiler
Winglet
Kuşların süzülme ve termik dönme uçuşlarında ki morfolojik özellikleri, planörlerin icadına ilham olmuştur ve günümüzde planör pilotları tıpkı kuşlar gibi uzun mesafeler kat edebilmek için termikleri ve süzülme uçuşunu kullanmaktadırlar. Başlı başına kuşların uçuşu ilk ornitopter (yani kanat çırparak uçan kuş) planını çizen Leonardo da Vinci için en önemli ilham kaynağıdır. Aynı şekilde günümüzde ki modern planörlerin mucidi olarak kabul edilen mühendis Sir George Cayley ve Alman havacı Otto Lilienthel kuşların uçuşları hakkında eserleri ve gözlemleri mevcuttur.
Modern havacılığın en popüler örneklerinden biri olan ve tüylerden esinlenmiş winglet tasarımı ile önemli havacılık firmaları büyük başarılar elde etmiş ve özellikle yakıt tasarrufu konusunda ilerleme kat edilmiştir. Aynı şekilde kuşlarda yavaş uçuşta ve askıda kalma uçuşunda sıklıkla kullanılan kanatlarda ki alula yapısından esinlenilen slot-slat yapıları ticari uçuşlarda sıklıkla kullanılmaktadır. Günümüzde ise azalan fosil yakıt kaynakları nedeniyle alternatif enerjilere olan ihtiyaç gün geçtikçe artmaktadır. Bu nedenle enerji kullanmadan uzun süreler uçabilen kuşlardan esinlenerek yapılacak hava aracı tasarım çalışmaları oldukça büyük önem taşımaktadır.
Her ne kadar bazı kuş türleri uçamasa da balıklar nasıl suyun ustaları ise kuşlarda havadaki ustalardır. 10000’e yaklaşan tür sayısına bu türlerin 8500’ü kendi özgü yöntemlerle uçabilmektedir. Bu yöntemleri birçoğu oldukça büyüleyici yöntemlerdir. Örneğin bazı kuş türleri oldukları yerde askıda kalabilmekte veya çok süratli hızlarda dalış yapabilmektedir.Kuşların kanat yapısının uçakların kanatlarına olan benzediği bilinen bir gerçektir. Bu yakınlık neticesinde, kuşların uçuşuna dair birçok keşif aerodinamik biliminin getirdiği verilerle ortaya çıkmıştır. Fakat gene de kanat kuşlar ve uçakların kanat yapıları arasında belirgin farklılıklar vardır.
Kuşun iç kanadındaki kanat profili (A) daha fazla taşıma kuvveti oluşmasını sağlar- ken, dış tarafındaki kanat profili (B) daha fazla itki kuvvetinin oluşmasını sağlamaktadır.
Havada kalmak için, kuşlar sürükleme ve ağırlık kuvvetlerinin üstesinden gelmek, bu kuvvetlere ters ve onlara eşit kuvvetler oluşturmak zorundadır. Bu kuvvetler itki ve taşımadır. Taşıma yukarı doğru olan basınç kuvvetidir ve aşağı doğru olan ağırlık kuvvetinin aksi yönündedir, ağırlık kuşun ağırlığı olarak ifade edilir. İtki, toplam olarak sürükleme diye ifade edilen, yavaşlatıcı etkisi olan türbülans ve sürtünme kuvvetlerini dengeleyen ileri doğru olan kuvvettir. Bu dört kuvvet; itki, sürükleme, ağırlık ve taşıma dinamik dengede olduğunda, kuş sabit bir hızda düz uçuştadır. İtkiyi motorlarından, taşımayı kanatlarından üreten uçaklar- dan farklı olarak, kuşlar her ikisini de kanatlarından sağlar.
İnsansız Planörlerin Tasarımı için İlham Alınacak Kuşların Özellikleri
Kuşlar genel olarak kanat çırpma uçuşları ile bilinmekle beraber, bazı kuş türleri uçuşlarını kanat çırpma aktivitesini minimize ederek gerçekleştirmek üzere adapte etmiştirler. Bu konuda süzülmek üzerine adapte olan kuş türleri ile termikleri kullanmak üzere adapte olan kuş türlerini ayırabiliriz. Yırtıcı kuşlar genel olarak termikleri kullanmak üzere adapte olmuşturlar. Bu sayede enerji harcamadan uzun süreler havada kalabilirken, bu süre içerisinde potansiyel avlarını rahatlıkla arayabilirler. Kuşlarda, kanat alanının yüksek olması sebebiyle açıklık oranı 5.5-7 arasında değişiklik gösterir.
Bu yüksek kanat alanı daha düşük kanat yüklemesine yol açar, bu sayede çökme hızı ve dönüş yarı çapı azalır ve termiğin daha verimli kullanmasını sağlanır. Yırtıcı kuşlar aynı zamanda termik içerisinde daha yavaş kalabilmek için alula ve primer tüyleri sürekli olarak kullanmaktadır. Alula bu uçuşta, slot-slat görevi yaparak daha düşük süratlerde kanat üzerinde ki hava akışını düzenlemektedir. Primer tüyler ise vinglet olarak kullanılarak indükleme sürükleme kuvvetinin ve kanat ucu türbülansının düşürülmesinde rol almaktadır.
Planörlerin Kaynağı Kuşlar yazımın sonuna geldik. Diğer yazıma buradan ulaşabilir, Planörlerin Kaynağı Kuşlar ile ilgili görüşlerinizi bana ulaştırabilirsiniz. Görüşmek üzere.
Kaynak
- Romei, F.2008, Leonardo Da Vinci, The Oliver Press. p. 56. ISBN 978-1-934545-00-3
- tmmob
- Keskin, G., 2019, Kuşlardan Esinlenmiş Motorlu Bir İnsansız Planör Konsept Tasarımı, Yüksek Lisans Tezi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
