020 Uçak Genel Bilgisi İçindekiler BÖLÜM 1 BÖLÜM 2 BÖLÜM 3 BÖLÜM 4 BÖLÜM 5 BÖLÜM 6 BÖLÜM 7 BÖLÜM 8 BÖLÜM 9 BÖLÜM 10 BÖLÜM 11 BÖLÜM 12 BÖLÜM 13 BÖLÜM 14 BÖLÜM 15 : Gövde : Gövdeye Uygulanan Yükler : Motorlar : Motorun Soğutulması : Motorun Yağlanması : Ateşleme Sistemleri : Karbürasyon : Uçak Yakıtı ve Yakıt Sistemleri : Pervaneler : Motorun Kullanımı : Pito-Statik : Altimetre : Cayroskoplar : Manyetik Pusula : Diğer Uçuş Aletleri 49
BÖLÜM 1 1.0 Genel : (General) Uçakların genel yapıları, havacılıkta kullanılacağı sektöre göre dizayn edilirler. Bir uçağın ana yapısında bulunan kısımlar Gövde, Motor, Kanatlar, Kuyruk ve İniş takımlarıdır. Bu belirtilen kısımların dışında uçağın havada yüzdürülebilmesi için o uçağın kendine ait kompüterler, uçuş aletleri, hava, elektrik ve hidrolik güçlere ihtiyacı vardır.bu nedenle, hava nakliyesinde önemli bir yeri olan uçakların, emniyetli şekilde uçurulması uçuranın uçağının iyi tanımasına bağlıdır. 1.1 Gövde: (Structure) Gövdenin kanatla kuyruğun birbirine birleştirmesi görevi yanında, çeşitli yardımcı sistemleri, iniş takımlarını, yolcuları ve motorları taşımak gibi görevleri de vardır. Uçağın kullanıldığı yere ve şartlara göre değişik gövde şekilleri kullanılır. Deniz uçaklarının gövdesi denize inip kalkmaya elverişli bir şekilde yapılır. Yüksek irtifalarda uçabilen uçakların gövdeleri meydana gelebilecek basınç farkına dayanacak şekilde yapılır. Uçaklarda pilot ve öğrenci kabininin yan yana veya arka arkaya olması gövdenin şekline tesir eder. Büyük yolcu uçaklarında gövde, yolcuların rahat edebilecekleri şekilde büyük bir silindir gibi yapılır. Savaş uçaklarında ise gövde sadece kanat, motor ve pilot kabinini bir araya getirecek ve sürtünmeyi en düşük seviyede tutacak şekildedir Şekil 1.1 Gövdenin yapısı taşıdığı yük, kanat, motor, iniş takımı ve kuyruk gibi kısımların ağırlığını ve basınç farklarını taşıyabilecek mukavemette olmalıdır. Bu noktadan haraketle üç çeşit gövde yapısı geliştirilmiştir. Bunlar; iskelet karkas yapı, yekpare blok gövde yapısı ve yarı blok tip gövdedir. İskelet karkas yapı gövdenin kuvvetleri taşıması için bir kafes-kiriş iskeleti yapılır ve bunun üzeri bez, plastik veya hafif maddeden saçlarla kaplanarak aerodinamik şekli verilir. Yekpare blok gövdelerde iskelet yoktur, bütün kuvvetleri kaplama saç taşır. Yarı blok tip gövdedeyse yükleri hem iskeleti meydana getiren kirişler hem de kaplama taşır. 1.2 Kanatlar: (Wings) Şekil 1.2 Basit Karkas Kanatlar, uçakların en önemli ana elemanıdır. Uçağın taşıma kuvveti bunlarla sağlanır. Ayrıca iç kısımları yakıt deposu olarak kullanılır, Motor, iniş takımlar,ı kanatcıklar (Aileron) flaplar üzerine yerleştirilmesi kanadın diğer özelliklerini teşkil eder. Uçağa üstten bakınca, kanadın uçağın ön tarafındaki kısmına hücum kenarı, arka kısmına firar kenarı denir. uçağın en sağ ve en sol uç noktalarını teşkil eden kısmına ise kanat ucu denir. Uçak boyuna paralel olarak kanat kesilirse mekik şeklinde bir kesit elde edilir. Kanat profili olarak adlandırılan bu airfoil kesit kanadın şeklini belirleyen en önemli faktördür. Burada en büyük faktör BERNOULLI TEOREMİ dir. Süreklilik denklemi akış hızı ile alan arasındaki ilişkidir. Venturı boğazı, akışkan buradan geçerken basıncı düşer hızı ve sıcaklığı artar, kanat üstünden gecen düşük basınçlı hava LIFT kuvvetini meydana getirerek uçağın havada tutunmasını sağlar. Bu konu ATPL de detaylı işlenecektir. 50
Kanatlar ihtiyaca bağlı olarak gövdeye göre yukarda, aşağıda ya da ortada bağlanabilmektedir. Kanadın kaldırma kuvvetini meydana getirmesi için kanat alanının belirli bir değerde olması gerekir. Kanatların diğer bir görevi de kanatçık, slat, flap ve spoyler gibi uçağın manevra kabiliyetini ve kaldırma kuvvetini arttırmaya yarayan yüzeyleri üzerinde taşımaktır. Kanatçıklar(Aileron), sağa sola yatışları sağlarlar ve kanadın firar kenarında bulunurlar ve kanat açıklığı boyunca uzanmayıp sadece az bir kısmını işgal ederler. Kanadın hücum kenarında bulunan slatlar hava akışını düzenlerler. Flaplar, uçağın iniş ve kalkış anlarında hızı düşünce uçağın havada tutunabilmesi için ek bir kaldırma kuvveti sağlarlar. Spoylerler, inişten sonra kısa bir mesafede uçağı durmak için hızın düşürülmesi gerektiğinde ki durumlarda spoylerl açılırlar havada ise uçağın hızını keserler. Kanatların içi dolu olmayıp tesir eden kuvvetleri karşılamak için kiriş ve profil şekillerinden meydana getirdiği bir iskeletten ibarettir. Bu iskeletin dışı profile uygun bir şekilde kaplanarak içi yakıt deposu olarak kullanılır. Şekil 1.3 Uçak Kanat Yapısı 1.2.1 Kanat Çeşitleri: (Wing Kind) Kanatlar, havada uçağın ağırlığını destekleme durumunda oldukları için bu görevi yerine getirebilmeleri yeterli sağlamlığa ve kuvvete sahip olmalıdırlar. Kanat imalat tipi, kanadın kalınlığı, taşıma ve kaldırma yükü ile uçaktan istenen sürat gereksinimine bağlı olarak belirlenmiştir. İmalat tipleri aşağıdadır. a) Çift kanatlı b) Payandalı tek kanatlı c) Tek noktadan destekli tek kanatlı Çift Kanatlı İmalat Çift kanat sistemiyle üretilen uçakların çok azı düz uçuş halinde 200 Knot ın üzerinde uçar ve bu yüzden onlara etki eden yük düşüktür, bu da onların basit iskeletlerinin kumaş ile kaplanmasının yeterli olacağı anlamına gelir. Kanat boyunca uzanan ve asıl yük taşıyıcı konumunda olan kanat kirişleri, kanatlar arasındaki destek dikmeleri ve gergi telleri, kanadın bükülme ve katlanmalara karşı oldukça dayanıklı bir kafes oluştururlar. Payandalı Tek Kanatlı İmalat Bu tür imalat tasarımı düşük süratli uçakları kapsamaktadır. Payandalar, uçakların kanat yüklerini gövdeye aktardıkları gibi kanatların uçuşta esnemesine mani olurlar. Şekil 1.4 Şekil 1.5 51
Tek Noktadan Destekli Tek Kanat İmalatı Burada ana taşıyıcı kanat, uçağın uçuş halinde havada karşılaştığı gerilim ve sürüklenme güçlerini absorbe edecek ve yerdeyken de tek noktadan kendi ağırlığını taşıyacak şekilde tasarlanmıştır. Şekil 1.6 1.3 Kuyruk: ( Tail) Kuyruk, düşey ve yatay stabilize denen yüzeylerden ibarettir. Uçağın dengesini sağladığı gibi sağa sola dönmeyi burun aşağı veya yukarı gelecek şekilde yunuslama ve dalış, tırmanış hareketlerini de sağlar. Ayrıca büyük uçaklarda yükseliş dümeninin hareket ettirilmesine yardımcı olan fletner de yatay stabilizenin firar kenarında bulunurlar. İstikamet dümeni uçağın sağa sola dönmesini sağlayarak istikametini ayarlar. Bu sebeple buna istikamet dümeni de denir. 1.4 Birincil Uçuş Kumanda Yüzeyleri (Primary Flight Control Surfaces) Uçağın birincil uçuş kumanda yüzeyleri; kanatçık, istikamet dümeni, irtifa dümeni ve spoilerdir. Bu kumanda yüzeyleri sayesinde uçağın temel manevraları yapılır. Bu elemanları sırasıyla inceleyelim. Şekil 1.7 Kuyruk Elemanları 1.4.1 Kanatçıklar (Ailerons) Uçaklarda yatış hareketinin gerçekleşmesini sağlayan kontrol yüzeyidir. Uçağın uzunluk ekseni etrafında hareketlerini kumanda ederler. Kanatçıklar, firar kenarına ve flaptan hemen sonra kanadın uç kısmına takılırlar ve birbirlerine zıt yönde çalışırlar. Kanatçıklar simetrik olarak hareket ederler. Aşağı indikleri miktar kadar yukarı çıkarlar. Pilot levyeyi sola eğdiğinde soldaki kanatçık kalkar, sağdaki kanatçık ise iner. Sağdaki kanatta kısmi bir bölgede kamburluk arttığı için sirkülasyonun şiddeti artar ve uçak sola yatar. 1.4.2 İstikamet Dümeni: (Rudder) YAW (Uçağın sağa ve sola dönüşlerini sağlar) İstikamet dümeni uçağı dikey eksen etrafında döndürmeye yarayan bir uçuş kumanda yüzeyidir. İstikamet dümeni de diğer uçuş kumanda yüzeyleri gibi kiriş, profil ve kaplamadan oluşur. İstikamet dümeninde operasyonu kolaylaştırmak ve titremeyi azaltmak amacıyla statik veya aerodinamik dengeleme kullanılabilir. 1.4.3 İrtifa Dümeni: (Elevator) PITCH (Burun aşağı-burun yukarı) Uçağın enlemesine ekseni boyunca yunuslama hareketini sağlayan kumanda yüzeyleridir. Yatay stabilizenin arka sparındaki menteşelere tutturulmuşlardır. Diğer kumanda yüzeyleri ile aynı yapıdadırlar. Statik veya aerodinamik dengelemeli veya dengesiz olabilirler. Kumanda verildiğinde uçağın burun aşağı burun yukarı hareketlerini verir. Şekil 1.8 Elevator 52
2.6.4 SPOILER : Spoilerler kanadın taşımasını azaltmak amacıyla kullanılan kumanda yüzeyleridir. Kanatçıklarla aynı anda açılıp kapanarak yatış kontrolünde kanatçıklara yardımcı olurlar. Bazı uçaklarda kanatçık görevini tümüyle üstlenirler. Spoilerler kanadın üst yüzeyinde genellikle firar kenarına yakın yerlerde bulunurlar. Flapların hemen önünde kanat üst yüzey kaplamasında bulunan dikdörtgen şeklinde, yukarı doğru açılan plakalardır. Spoilerler açıldığında kumada yüzeyi yükselir taşımayı azaltır ve sürüklemeyi arttırır. Spoilerlerin üç ana görevleri vardır. Bunlar: - Aynı anda belirli açılarda açılarak kanat üstündeki hava akımını karıştırır hem kaldırma gücünü azaltırlar, hem de hava akışını engelleyerek geri sürüklemeyi artırır uçağın hızını motor gücüyle oynamadan azaltırlar. - Tekerler yere değdiğinde hepsi birden dike yakın bir açıyla açılarak hava freni görevini yapar uçağı pistte yavaşlatırlar ve tekerlek frenlerine yardımcı olurlar. - Kanatçıklarla aynı anda açılıp kapanarak yatış kontrolünde kanatçıklara yardımcı olurlar. Şekil 1.10 Spoillers 1.5 İkincil Uçuş Kumanda Yüzeyleri: Uçakların oldukça geniş hız tiplerinde ve değişik ağırlık dağılımlarında uçmaları istendiğinden bunun sağlanması amacıyla ikincil uçuş kumandaları geliştirilmiştir. Bu kumanda yüzeyleri fletner, flap, slat ve slottur. Bunlar düşük hızlarda taşımayı sağlarlar ve özellikle iniş, kalkış ve yatay uçuşlarda kullanılırlar. 1.5.1 Fletners : Birincil uçuş kumandalarının firar kenarlarına takılan ufak ikincil uçuş kumandalarıdır. Bunlar pilotun uçuş kumanda yüzeylerinin davranışını kumanda etmek için uygulayacağı kuvvetlerin oluşturduğu iş yükünü azaltmak amacıyla kullanılır. Ayrıca kumanda yüzeylerinin normal veya trimlenmiş merkez konumuna geri dönmesi içinde kullanılırlar. Sabit veya hareketli olabilirler. Şekilde farklı tipte kumanda fletneri yapılandırılması gösterilmiştir. Sabit fletner; normalde sıfır kumanda kuvveti oluşturacak şekildedir. Şekil 1.11 Fletner ayarı deneme-yanılma işlemlerine göre yapılır. Pilotun raporuna uygun olarak ayarlama yapılır. Sabit fletnerler hafif uçaklarda istikamet dümeni ve kanatçığı ayarlamak için kullanılır. Fletnerler kablo, elektrik, motor veya hidrolik ile kumanda edilebilir. 1.5.2 Flaps Flapların amacı kanadın eğriliğini arttırarak kanat alanını arttırmak suretiyle taşımayı arttırarak iniş ve kalkış sırasında düşük hızlarla uçuşu sağlamaktır. Flaplar tamamen açıldıklarında sürüklemeyi arttırırlar. Pilot flapları derece olarak açabilir. Flaplar genelde kapalı 0 dereceden tamamı açık 40 dereceye kadardır. Flaplar 15 dereceye kadar uçağın daha çabuk havalanmasını sağlamakta 20 dereceden daha fazla açıldığında ise taşımadan çok sürüklenmeye neden olmaktadırlar. 20 dereceden fazla açılarda flaplar genelde yaklaşma veya inişlerde kullanılır. Flap çeşitlerinden bazıları aşağıda ifade edilmiştir. 53
Düz Flaplar basit bir menteşe ile tutturulmuşlardır. Kanadın firar kenarı aşağı doğru hareket eder. Düz flaplar basit ve ucuz oldukları için küçük uçaklarda kullanılır. Split Flaplar kanadın firar kenarında aşağı doğru uzarlar, fakat kanadın üst yüzeyi hareket etmez. Slottted Flaplar düz flapların çalışmasına benzer. Fakat kanat ve flaplar arasında boşluk bırakırlar. Bu şekilde kanadın altından gelen havanın flabın üstünden geçmesi sağlanır. Bu akış düşük hızlarda taşımayı arttırır. Fowler Flaplar en karmaşık ve en verimli flaplardır. Aşağı ve geriye doğru uzarlar. Kanat alanını ve kanadın eğriliğini artırırlar Şekil 1.12 Flap Tipleri 1.5.3 Hücum Kenarı Flapları ve Slatları: Kanadın hücum kenarında bulunurlar. Perdövitesi geciktirerek taşımayı kaybetmeden daha fazla hücum açısı sağlama ve daha fazla taşıma sağlamak amacıyla kullanılırlar. Kanadın hücum kenarındaki boşluktan kanat üzerindeki akışı hızlandırıcı hava geçirmek ve taşımayı arttırmak slatlarla mümkündür. Sabit olanına slot hareketli olanı ise slat denir. Şekil 1.13 Slat ve hücum kenarı flabı 1.6 İniş Takımı 1.6.1 Genel: Uçağın yere inmesini, yerden kalkmasını ve yerdeki hareketlerini sağlamak için iniş takımları kullanılır. Deniz, kara ve hem denize hem karaya inip kalkabilen amfibi uçakların iniş takımları farklılık gösterirler. Uçağın kara ile irtibatı tekerlek ile denizleyse kayık ve uçak gövdesiyle sağlanır. İkisi ana, biri yardımcı olmak üzere iniş takımları üç tekerlekli yapılır. Yardımcı iniş takımı uçağın burun veya kuyruk kısmında bulunur ve uçağa yerde yön vermede ve ana iniş takımlarının yüklerini taşımada yardım eder. Pilot bu tekerleği sağa sola döndürmek suretiyle uçağın yerdeki istikametini ayarlar. İnişte uçak hızının yatay ve düşey iki bileşeni vardır. Pilot inişte daha yere değmeden önce uçağı olduğu kadar yatay uçuş pozisyonuna getirerek düşey hız bileşenini en aza indirmeğe çalışır. Yatay hızın sebep olduğu kinetik enerji uçak frenlenerek yutulurken, düşey bileşenden ileri gelen enerji iniş takımları tarafından yutularak ısıya çevrilir. Bunu sağlamak için iniş takımlarında yay, amortisör ve tekerleğin lastiği gibi elemanlardan faydalanılır. Üç tekerlekli iniş takımlarında ana tekerlekler kanatlarda, yardımcı tekerlek ya burunda veya kuyruk kısmında olabildiği gibi çok tekerlekli ağır nakliye ve yolcu uçaklarında ana tekerlekler dört grup hâlinde gövdenin içine arka arkaya yerleştirilir. İniş takımları; 54 Şekil 1.14 Yağlı Havalı Dikme
a) Yerde iken uçağa manevra yaptırılmasına imkân sağlamak, b) Uçak pervanelerinin ve kanatçıkların vb. aksamlarının yere nazaran emniyetli bir yükseklikte bulunmalarını ve yükleme işinin kolaylıkla yapılmasını sağlamak, c) İnişte meydana gelen kinetik enerjiyi ve sürat azaltılmasını kontrol etmektir. 1.6.2 İniş Takımı Tipleri: Sabit ve toplanabilir olmak üzere iki çeşit iniş takımı bulunmaktadır. (a) Sabit İniş Takımı: Sabit (geri toplanamayan) iniş takımları düşük süratli, hafif uçaklar ile sadelik ve basitliğin esas kabul edildiği büyük uçaklarda, kullanılmaktadır. Sabit iniş takımları; basitlik, bakım giderlerindeki azalma ve ilk satın alma fiyatındaki düşüklük gibi avantajlara sahiptir. Sabit iniş takımları, uçuş esnasında oluşan sürtünmeden dolayı verim azalmasına sebep olmaktadır. Sabit iniş takımları; yaylı çelik bacaklı, lastik lifli ve yağlı havalı dikmelerden imal edilen iniş takımlarıdır. - Yaylı Çelik Bacaklar/Ayaklar: Yaylı çelik ayaklar genellikle ana iniş takımı bölgelerinde kullanılır. Bu ayakta bir boru veya tavlanıp inceltilmiş çelik yayın üst ucu cıvatalarla uçağın gövdesine tespit edilirken diğer ucu tekerlek ve frene monte edilir. - Lastik Lif: Darbe emici olarak lastik lifin kullanıldığı iniş takımlarıdır. - Yağlı Havalı Dikmeler: Bazı sabit tip ana dikmelerde ve sabit burun dikmelerinin çoğunda yağlı havalı darbe emici iniş takımları kullanılmıştır. (b) Geri Toplanabilir / İçeri Alınabilir İniş Takımı: Yüksek verimli uçaklarda sürüklenme etkisi büyük önem arz etmektedir. Bu nedenle uçuş esnasında gövde veya kanat içerisindeki yuvalarına alınan, toplanabilir iniş takımları tercih edilmektedir. 1.6.3 Uçak Tekerlekleri: Uçaklarda dubleks lastikler kullanılmaktadır. Lastiklerin aşınıp aşınmadığı tekerlek üzerindeki izlere bakılarak anlaşılır. Kalın birer şerit halindeki çıkıntılarda bir aşınma varsa ve limitlere gelmişse değiştirilmelidir. Bu lastikler kaplama atölyesinde birkaç defa kaplanarak tekrar uçağa takılabilir. Ancak, patlayan lastik kesinlikle bir daha kaplanarak kullanılmamalıdır. Uçak lastiklerinin içine yüksek irtifalarda herhangi bir etkisi olmayan azot gazı basılır. Kinetik enerji emici ve uçağı taşıma yerde yönlendirme görevi yapan lastiklerin havaları her uçuş öncesinde kontrol edilmelidir. 1.6.4 Uçak Fren Sistemleri: Uçak fren sistemleri, otomobillerde kullanılan ABS'nin bir benzeridir. Çalışma prensibi olarak fren balataları belirli aralıklarla diski sıkıyor. Böylece ilk defa uçaklarda uygulanan bu sistem sayesinde uçaklar çok kısa pistlere inip kalkabiliyorlar. Fren balataları çelikten ya da karbondan imal edilmektedir. Genellikle eski nesil uçaklarda çelik kullanılıyor. Frenleme sırasında balatalar çok ısınırlar. Uçakların ağırlıkları arttıkça frenlerdeki ısınma daha da artmaktadır. Uçağın dengesini sağlayan ön veya arka iniş takımlarında genelde fren sistemi bulunmaz. Tekerleklerin içindeki jantlar alüminyumdan imal edilmektedir. Tonlarca ağırlıktaki uçakları durdurabilmek için reverse' denilen motor frenleri kullanılmaktadır. Uçak kalkmadan önce yapılan tüm kontrollerde mutlaka balatanın durumu kontrol edilmelidir. Şekil 1.15 İniş Takım Fren Lastik 55
2.0 Uçak Yüzeylerine Etki Eden Yükler ( Kuvvetler): BÖLÜM 2 Yapı sistemleri; kirişler, plakalar, kaplamalar veya bunların birleşimlerinden oluşur. Bir yapı elemanı, genelde dıştan etkiyen yüklere; gerilme, sıkıştırma, burulma, kayma (kesme) ve eğilme veya bu dördünün çeşitli bileşimlerinden oluşan iç yüklere karşı koyar. Her hava taşıtı, özel görevini emniyetle yerine getirmek üzere tasarlanır. Bunun sonucunda, boyut, yapılış ve performansına bağlı çok çeşitli yapılar ortaya çıkar. Ticari amaçlı ulaştırma uçakları özel olarak, bir havaalanından diğerine yolcu ve kargo taşımak için tasarlanır. Bu tür uçaklara asla keskin manevra yaptırılmaz. Avcı ve bombardıman uçakları ise, keskin manevralara dayanacak şekilde tasarlanır. Tasarım koşulları genellikle uçak yapısının göçmesine neden olacak yük katsayısına erişilmeden önce pilotun bilinici yitirmeyeceği ve insan vücudunun dayanabileceği en büyük ivmeye göre saptanır. Dizaynın optimumluğu yanında, hava taşıtlarının emniyeti, yapı bütünlüğü ve güvenirliğini sağlamak için hem sivil hem de hükümet organları, çeşitli hava taşıtlarının yapı dizaynında kullanılacak yüklerin şiddeti ile ilgili belirli şartnameler ve gereksinimler oluşturmuşlardır. Sivil veya askeri kuruluşlarca belirlenen sınır yükler taşıtın bütün ömrü boyunca maruz kalacağı en fazla yüklerdir. Gerilme, sıkıştırma, burulma, kayma (kesme) ve eğilme kuvvetleri uçağa ve elemanlarına etki eden kuvvetlerdir. Aşağıdaki tanımlar tüm bu kuvvetlerin özelliklerin anlaşılmasında yardımcı olacaktır. Bu yüklerin yapı üzerindeki etkileri şekilde gösterilmiştir. Şekil 2.1 Uçak Yapılarını Etkileyen Yükler Sıkıştırma: (Compression) Birbirine çarpma veya presleme eğilimindeki kuvvettir. İniş takımları uçak yere indiğinde sıkıştırmaya maruz kalırlar. Gerilme: (Tension)Elemanın boyunu uzatmaya çalışan kuvvettir. Parçaları birleştiren cıvatalar gerilime maruz kalırlar. Motor veya uçağı kaldırmaya yarayan kablolarda gerilime maruz kalırlar. Burulma:(Torsional) Kmaya, döndürmeye çalışan kuvvettir. Dönen şaftlar burulmaya maruz kalır. Eğilme: Sıkıştırma ve gerilimin bileşimidir. Bir çubuk büküldüğünde çubuğun dış kısmı gerilimin etkisinde uzar iç kısmı ise sıkıştırmanın etkisinde kısalır. Uçağın kanatları eğilme kuvvetleri etkisindedir. 56
Kayma (Kesme):(Shear) Bir tabakayı bitişiğindeki diğer bir tabaka üstünde kaymaya zorlayan kuvvettir. İki tabakayı birleştiren perçin veya cıvatalar kesmeye maruz kalırlar. Uçak tasarlandığında uçağa ve elemanlarına etkiyen ve uçuş süresince etkiyecek olan kuvvetler dikkatlice hesaplanır ve analiz edilir. Kuvvet analiz performansı, herhangi bir arıza ortaya çıkmadan uçağın onaylanan özelliklerini yerine getirmesini sağlar. 2.1 Çökme/ Çukurlaşma / Göçme: Çökme, ince metal yüzeylere nokta halinde takoz / destek üzerlerine de sıkıştırıcı güç tatbik edilmesi sonucu oluşur. Uçak yapı elemanları yukarıdaki gerilim çeşitlerinin bazılarına veya tamamına maruz kalabilir ve bunların sonucunda uzama, büzülme, eğilme veya bükülüp katlanma gibi istenmeyen durumlar meydana gelebilir. Bununla beraber, meydana gelen bozulma, malzemenin doğal yapısındaki esneme sınırları içerisinde ise, bozulmaya sebep olan etkinin kaldırılması halinde malzeme asıl boyutlarına geri dönecektir. Etki eden güç, malzemenin esneme miktarını onun doğal sınırları dışına taşıracak olursa bozulma sabit kalacaktır. 2.2 Yük Dayanıklılığı Tasarım Sınırı ( DLL): DESING LIMIT LOAD.(Yük Dayanıklılığı Tasarımı Sınırı.) Tasarımcının, uçak ana yapısının veya bağımsız elemanlarının uygulamada karşılaşabileceğini tahmin ettiği yükün üst sınırıdır. 2.3 Deneme Yükü: Bu yük normal olarak DLL x 1.125 e eşittir. Uçak ana yapısına veya elemanlara bu yük tatbik edildiğinde onlarda kalıcı bir bozulma meydana gelmez ve uçağın uçuşla ilgili bütün kontrolleri, diğer sistemleri normal çalışmalarını sürdürür. 2.4 Tasarım Yükü Üst Sınırı (DUL): DESING ULTIMATE LOAD. (En Son Yükleme Dizaynı.) Bu yük, DUL = DLLx Emniyet Faktörüdür. Tasarımda dikkate alınması gereken emniyet faktörü değerinin alt sınırı 1.5 tir. Uçak yapısı DUL yüküne dayanabilecek şekilde imal edilmektedir. 2.5 Emniyet Faktörü: Emniyet faktörü, uçağın yapı elemanlarının önceden belirlenmiş olan hasar toleransları ve güvenlik payları olarak tanımlanabilir. Emniyet faktörü, DUL un DLL ye oranıdır. 2.6 Uçak Kumandaları Kullanımı ve Kumanda Kilitleri: Şekil 2.2 Uçak Uçuş Kumandaları 57
Uçuş kumanda yüzeylerinin hareketleri, pilot mahallindeki (cockpit) kumandalardan sağlanır, bunlar; Mekaniki olarak: Kumanda yüzeyleri pilot mahallinde bulunan kumandalara kablolar, rotlar, kollar ve zincirlerle direkt olarak bağlanır. Hidroliki olarak: Kumanda yüzeyleri hidrolik gücü ile hareketlendirilir. Elektriki olarak: Pilot mahallindeki kumandaların hareketi, kumanda yüzeylerine elektriki sinyal gönderilir kumandaların hareketi hidrolik motorların gönderdiği hidrolik basıncı ile sağlanabilir. Levyenin geri hareketi, irtifa dümeninin yukarı hareketini sağlar, buda uçağın burnunu yukarı kaldırır; ters hareketi ise, dümeninin aşağı hareketini sağlar, buda uçağın burnunu aşağı verir. Yatışlar (Rol) kanatçıklarla sağlanır. Kumanda simidinin sağa çevrilmesi, sağ kanatçığın( Aileron ) yukarı kalkmasını ve sol kanatçığın( Aileron ) aşağı inmesini sağlar, böylece sağa yatış sağlanır. İstikamet (Yaw) pedallarla sağlanır. Sağ pedalın ileri hareketi istikamet dümeninin sağa hareketini sağlar böylece uçağın sağa dönüşü sağlanır. İrtifa dümenindeki bu hareketler benzer olarak ayarlanmış kablolar, itme çekme çubukları ve zincirler tarafından sağlanır. 2.7 Kumanda Sistem Muayenesi: Sistem üzerinde bazı kontrol ve muayeneler pilotlar tarafından yapılır. Sistem üzerinde yapılması gereken ana kontroller: a) Kablo tansiyonu (Pilot elle ve gözle) b) Emniyet ve kumanda kilitlemesi (Kumanda kablolarının gövdeye bağlantılarının kontrolü) c) Kumandaların hareket mesafesi (çalışma serbestliği ve doğruluğu yönünden) d) Sistem sıkılığı e) Sistem boşluğu f) Kumanda kabloları kırılma kontrolu, pamuklu bir bez yağlanarak kablo üzerinde gezdirilir ve kırık bulunduğunda çelik kablonun bir başı sökülerek kablo kırık bölgesi yay konumuna getirilerek kırık açığa çıkartılır. Bu durumda kablo en kısa bir zaman içinde değiştirilmelidir. 2.7.1 Kablo Tansiyonu Kumanda kablolarında doğru kablo tansiyonunu sağlamak önemlidir.yüksek irtifalarda hava sıçaklığinın eksilerde oluşu kabloların aşırı gerilmesine,çok sıçak havalarda ise kablolar aşırı ısıdan genleşmeye uğradıklarında gevşiyerek kumandaların gec algılaması olasılığından bütün kumanda kabloları bir tansiyometre aleti ile günün barometrk değerlerini gösterir çizelge değerlerinde TORK lama işlemi yapılır. Eğer tansiyon çok düşük olursa, kablo gevşek olur ve kablonun aşırı hareketine (salınımına) neden olur. Eğer kablo tansiyonu çok yüksek olursa, Kumandaların oynatılması çok sıkı olur. Şekil 2.3 Basit bir tansiyometre 2.7.2 Kumanda Hareketlerinin Mesafesi: Kumanda yüzeyleri normal durumundan herhangi bir yöne hareketi sınırlandırılmıştır böylece çalışma koşullarında gerekli olan kumanda dışına taşmazlar.. Kumanda hareketinin her yöne aynı oranda olma zorunluluğu yoktur. Örneğin kanatçıkların (Aileronlar) yukarı hareketi aşağı hareketinden daha fazladır. 58
Kumanda yüzeylerinin hareketi mekaniki bir durdurucu (STOP) tarafından sağlanmaktadır. Kumanda yüzeylerinin hareketini kısıtlayan durdurucuya ilk durdurucu denir. Kumanda lövyesini ve pedalları durduran durdurucuya ise ikinci durdurucu denir. Yüzey ilk durdurucuya temas ettiği zaman kumandanın ikinci durdurucuya çok az bir mesafesi kalır. 2.7.3 Kumanda Sistemlerin Sıkılığı: Kumanda sistemindeki sıkılık uçak sabit durumdayken kumandaların oynatılmasına karşı bir kuvvettir. Uçuşta lövye kuvvetleri kumada satıhlarına hava kuvvetinin baskısı ile artar. Kumanda sistemindeki aşırı sıkılık aşırı tansiyon veya yağsız bilyelerden de olabilir. Kumanda sisteminde boşluk olmamalı. Boşluk, kumanda lövyesinden herhangi bir yöne hareket verildiğinde serbestlik ve boşluk olarak hissedilir. Bu kumanda sisteminde aşınma veya yanlış ayarlamayı gösterir. 2.7.4 Kumanda Kilitleri: Uçak açıkta park edildiği zaman, kuvvetli rüzgar veya fırtına kumanda yüzeylerine baskı yaparak durduruculara çarpmasına ve zarar vermesine neden olur. Bu duruma engel olmak için kumanda kilitleri takılır. Kumanda kilitleri haricen veya dâhili olarak, kumandalara veya kumanda yüzeylerine takılabilir. Eğer pilot mahallindeki kumandalara takılırsa kumanda kilidini çıkarmadan gaz kollarının açılmasını engelleyici bir placard düzenlemenin yapılması gerekir. 59
BÖLÜM 3 3.0 Uçak Motorları:( Aircraf Engines ) Uçak motorlarının tipleri şöyledir: - Pistonlu (pervaneli) - Turboprop (Pervaneli) - Turbojet - Turbofan Pistonlu motorlar, hızı saatte 500 km.ye varmayan pervaneli uçaklarda kullanılır. Hava soğutmalıdırlar. Yüksek oktanlı benzin kullanırlar. Pervane veriminin en üst düzeyde olması için pervane kendi eksenleri etrafında dönecek şekilde hatveli yapılır. Turboprop sistemlerde pervaneyi gaz türbinleri çevirir. Pistonlu motorlardan daha yükseklerde ve daha hızlı uçuşa elverişlidir. Genellikle nakliye ve yolcu uçaklarında kullanılır. Turbojet sistemler, yani jet motorlarında da gaz türbini kullanılır. Motor egzozundan çıkan hızlı sıcak gazların tepkisi ve thrust gücü elde edilir. Pistonlu ve turboprop motorlarda sınırlı olan uçuş hızı jet motorlarıyla aşılarak ses hızının üstünde uçan süpersonik uçaklar yapılması mümkün hale gelmiştir. Uzun menzilli yolcu uçakları, avcı ve bombardıman uçaklarında jet motorları kullanılmaktadır. Turbofan sistemleri de jet motorlarının bir çeşididir. Motorun ön veya arka kısmında bulunan ve pervaneye benzer fan kısmı motorun içinden geçen havayı arttırıp tepki kuvvetinin artmasını sağlar. 3.1 İçten Yanmalı Dört Zamanlı Motorun Çalışma Prensipleri: Piston silindir içinde aşağı yukarı hareket eder. Bu hareket piston kolu ile krank miline aktarılır ve krank milinin ekseni etrafında dönmesini sağlar. Krank milinin doğrusal hareketiyle pervane dönerek uçağa güç sağlanır. İçten yanmalı motorun bir silindirinde bulunan ana parçalar şekilde görülmektedir. Bir motorda gücün sağlanması dört zamanı gerçekleşir. (Emme, sıkıştırma, yanma ve egzoz) Birinci Zaman: Piston silindirin üst seviyesinden aşağıya doğru hareket etmeye başladığında emme supabı açılarak yanma odasına benzin / hava karışımı(orani) alınır. İkinci Zaman: Emme supabı kapandıktan sonra piston yukarı hareket ederek benzin / hava karışımını sıkıştırır. Üçüncü Zaman: Sıkıştırmanın en üst seviyesinde bujinin çıkardığı kıvılcımla benzin/hava karışımı ateşlenir. Benzin/hava karışımın yanmasıyla meydana gelen genleşme nedeniyle piston hızlı aşağı hareket eder. 60 Şekil 3.1 Uçak Silindiri Ana Parçaları Dördüncü Zaman :: Piston tekrar yukarı harekete başladığında eksoz supabı açılarak yanmış karışım dışarı atılır. Bu şekilde çalışan motorlar, dört zamanlı motor olarak adlandırılır. Pistonların silindir içerisinde piston üst ölü noktadan, alt ölü noktaya gidişine PISTONUN KURSU denir. 3.2 İçten Yanmalı Motorun Temel Yapısı: Pistonlu uçak motorları; silindirleri düz bir hat üzerinde sıralı (inline), V veya silindirleri bir daire oluşturacak (radial) şekilde üretilir. Motorun dönmesi nedeniyle benzin silindirlere, silindirdeki emme valfın açılmasıyla akar. Her silindirdeki pistonun hareketi, piston kolu ile krank miline aktarılmakta ve krank milinin ekseni etrafında dönmesi sağlanmaktadır. Ayrıca karbüratör ve gaz kolu bulunduğundan, motorun devri istenen şekilde
ayarlanabilmektedir. Ayrıca, süpaplar (Valve) hareketi ana mile dişli tip bir kam mili, tij ve kürbütör denilen yaylı sistemlerden alırlar. Kam mili üzerine açısal olarak yerleştirilen kamlar motorun zamanına göre süpapları açıp kapatarak, motorun strokunu oluşturur. 3.3 Erken Yanma ve Vuruntu Nedenleri: Şekil 3.2 Motorun Çalışma Prensibi Erken yanma, yanma odasında sıkıştırılmış karışımın, buji ateşlemeden kendi kendine yanmaya başlamasıdır. Yanma odasında ki karbon birikintisi, yanma odası hacmini küçültüp, sıkıştırma oranını arttırdığı gibi karbon üzerinde kalan kıvılcımlar erken ateşlemeye neden olur. Silindir kapak contasının içeri doğru taşma yapması, soğutma sisteminin yeterli çalışmaması, taşlama sonucu çok incelmiş supap tablası kenarları erken ateşlemenin nedenleridir. Yanma odasındaki hava/yakıt karışımının, kendi kendine patlamasıdır. Buji çaktıktan sonra oluşan alevin; bir alev cephesi halinde yanma odasının diğer kısımlarına ulaşmadan, başka noktalardan karışımın tutuşması sonucu vuruntu oluşur. Vuruntunun şekli, motor parçaları üzerine çekiç ile vuruluyormuş gibi etki yapar. Karbüratör ayarları, soğutma sisteminin iyi çalışması, ateşleme zaman ayarının uygun olması ve yakıtın kalitesi vuruntuyu önleme çareleridir. Vuruntu sonucu; piston, piston kolu, krank mili ve yataklar üzerine yük biner, motor parçaları kısa sürede aşınır ve kırılır, motor gücü düşer ve yakıt tüketimi artar. 3.4 RPM İN Fonksiyonu Olarak Güç Çıkışı: Dakikada motor devir sayısı gaz kolunun hareketi ile artırılıp çoğaltılabilir. Motor devri uçağın tırmanış, düz uçuş, alçalma ve taksi durumuna göre değişir. Şekil 3.3 de,soldaki kol GAS KOLU, ortadaki pervane HATVE AYARI ve sağ başteki ise MIXCER KOLU dur.. Şekil 3.3 Gaz Kolu ve RPM Saati 61
4.0 Motorun Hava İle Soğutulması: Uçak güç sistemleri için geliştirilen motorlar hava soğutmalı olarak, günümüzde yalnız hava soğutmalı motorlar kullanılmaktadır. Tek motorlu pervaneli uçaklardaki soğutma elemanları şekillerde görülmektedir. BÖLÜM 4 4.1 Cowling (Hava Alığı) Dizaynı ve Soğutma Panelleri ile Cowl Flapları: Şekil 4.1 Hava Soğutması Şekil 4.2 Cowling (Hava Alığı) 4.2 Silindir Başı Hararet Saati:( CYLANDER HEAD TEMPRETURE) Şekil 4.3 Exzost Flap Silindir başı harareti göstergesi soğutma kanatları olan uçak motorlarında bulunmaktadır ve motor göstergeleri grubunda yer almaktadır. Bu gösterge pilota, silindir başlarından birinin hararetini ölçerek, motorun soğutulması hakkında doğru indikasyonu sağlar. Yüksek oranlı tırmanışlarda ve harici hava sıcaklığının fazla olduğu durumlarda silindir başı harareti kontrol altında tutulmalıdır. Yüksek silindir başı harareti motor ömrünü azaltır. Bu nedenle yüksek çalışma hararetlerinden kaçınılmalıdır. Motor yağ hararet ve silindir başı hararet göstergelerinin normal değerlerinin üzerinde olması, fakir karışım ile yüksek motor takatinin kullanıldığını gösterir. Bunu düzeltmek için karışım zenginleştirilir, takat azaltılır (eğer varsa) soğutma kapakları açılır ve hız arttırılır. Yetersiz yağlama, motorun yeterli soğutulmaması silindir başı hararetinin artmasına sebep olur. Ayrıca; Silindir içerisinde ve piston üzerlerinde aşırı karbon oluşması, Exshust valve lerinde (Supaplar) kaçak olması ve Hava filtresinin aşırı kirlenmesi de silindir başı hararetinin artmasına sebep olur Şekil 4.4 Silindir Başı Hararet İndikatörü 62
BÖLÜM 5 5.0 Yağlamanın Fonksiyonu ve Metotları: Motor içindeki hareket eden kısımların yağlanması için temel olarak yağ kullanılır. Yağlama aynı zamanda silindirlerdeki sıcaklığı alır ve sürtünmeyi azaltarak motorun ısınmasının azaltılmasına yardımcı olur. Yağ, sump denilen motor karterindeki toplanma yerinden veya tanktan bir yağ pompası vasıtasıyla beslenir Yağ doldurma kapağına motor kaportasından ulaşılabilir. Yağlama; a) Motor içindeki hareketli parçaların birbiri ile eş olarak sürtünmesinden dolayı oluşan aşınmayı önlemek, b) Yatak bölgelerinde sirkülasyonu sağlayarak motorun,sürtünmeden dolayı oluşan ısıyı almak.,, c) Sirkülasyonu sırasında kir, toz, karbon ve su gibi istenmeyen maddelerin filtrede birikmesini ve korozyona duyarlı parçalar üzerinde film tabakası oluşturarak parçaları nemden ve oksijenden korumak amacıyla kullanılır. 5.1 Yağlama Sistemleri: Uçak motorlarında yağlama sistemi ıslak (wet) ve kuru (dry) karter olmak üzere iki çeşittir. Islak karterli sistemler genellikle piston motorlarında kullanılır ve yağ motorun altındaki karterde depolanır. Karterden alınan yağ pompa ile basınçlandırılır ve değişik hatveli pervanelerde governora,ana milin yataklarına süpap kürbüratorleri dişli kutusuna basınçlı yağ ikmali yapılır. Governorde hatve değişikliği diğer bölümlerde ise dişlilerinin yağlanması sağlanır. Sistem basit olarak pompa, boşaltma pompası, basınç tahliye valfi, filtre, yağ soğutucusu (oil cooler), yağ sıcaklık ve basınç göstergelerinden oluşur. Motorda işlevini yerine getiren yağı, depoya çekmek için boşaltım pompası (scavenge pomp) kullanılır. Motorda yeterli yağlamayı sağlamak için yağ basıncı her zaman sabit tutulmalıdır. Motor yüksek devirde döndüğü zaman yağ basıncı artar. Bunun sonucunda da yağlama sistemi elemanları zarar görebilir. Bunu önlemek için genelde pompa çıkışına basınç tahliye(check valve) valfı yerleştirilir ve yağın sabit basınçta motora gitmesi sağlanır. Yabancı maddelerin yağlama sisteminde devamlı sirkülasyon yapmasını önlemek için sistemde filtre ve süzgeç kullanılır. Depo içerisindeki yağ seviyesini ölçmek için(dip stick) yağ seviyesi kontrol çubuğu kullanılmıştır. Uçuş öncesi kontrollerde pilotun yağ seviyesini kontrol etmesi önemlidir. 5.2 Yağın Kalitesi ve Çeşitleri: Şekil 5.1 Yağlama Sistemi Motor yağının seçiminde birçok faktör vardır. Bu faktörlerden en önemlisi viskozitedir. Pistonlu uçak motorları çok yüksek dönülerde çalıştığı için yüksek viskoziteli yağ seçilir. Özgül ağırlık, renk, akma noktası, parlama ve ateş alma noktası ise motor yağı seçiminde kullanılan diğer parametrelerdir. Havacılıkta kullanılan değişik motor yağları vardır. Tavsiye edilen tip motor yağı kaporta kapağında bir plaket ile veya pilot işletme elkitabında belirtilmiştir. 63
5.3 Yağ Basınç ve Isı Kontrolü: (a) Yağ Basınç Göstergesi: Yağ basınç göstergesi temel motor aletlerinden birisidir ve genellikle yağ hararet ve yakıt göstergeleri ile bir grup halinde bulunur. Yağ basınç göstergesi motorun hareketli parçalanma gönderilen sistemdeki yağın basıncını inch kareye pound olarak(psı )cinsinde gösterir. Yağ basınç göstergesi, motor çalıştıktan sonra pilotun gözlemlemesi gereken ilk aletlerden biridir. Motor çalıştıktan sonra ilk 30 saniye içerisinde yağ basıncında artış görülmezse motorun kapatılmasını ve kontrol edilmesi gerekir. (b) Yağ Hararet Göstergesi: Yağ hararet göstergesi, her iki göstergenin aynı anda kontrol edilebilmesi amacıyla genellikle alet panelinde yağ basınç göstergesi ile birlikte bulunur. Yağ hararetinin, yağ basıncı gibi hızlı hareket etmeyeceğinin unutulmaması gerekir. Yağ harareti, motor yağ soğutucusunun çıkışından sonra ölçülür. Bu nedenle hararetin ölçülmesi için kullanılan "bulb" yağlama devir daim sistemi içinde yağ pompasının basınçlı tarafına ve genellikle yağın soğutucuyu terk ettiği bir yere yerleştirilir. Pilot yağ hararet göstergesini yüksek hararete sebep olabilecek manevralar sırasında daha dikkatli takip etmelidir. 5.4 Yağ Sistem Arızasını Teşhis Etme: Motora giden yağın basıncı psi (per square inch), sıcaklığı ise derece C olarak gösterilir. Motorun emniyetli çalışmasını sağlamak üzere yağ basıncının uygun saha içersinde olduğunun gösterilmesi için, yağ basınç göstergesinde renkli işaretler kullanılmıştır.sıkalanın alt tarafındaki kırmızı çizgi, motor rölantide iken olabilecek minimum basıncı ve üst taraftaki kırmızıçizgi ise müsaade edilir maksimum yağ basıncını gösterir. Yeşil saha ise normal çalışma sahasını belirler. Yağ hararet göstergesi de renklendirilmiştir. Üst kırmızıçizgi müsaade edilir maksimum harareti gösterirken yeşil saha normal çalışma sahasıdır. Şekil 5.2 Yağ Basınç ve Hararet Göstergeleri 64
BÖLÜM 6 6.0 Ateşleme Sistemleri: (Ignition System) 6.1 Manyeto Ateşleme Prensipleri: Ateşleme sisteminin görevi, silindirdeki hava yakıt karışımını ateşlemek üzere kıvılcım meydana getirmektir. Bunu yapmak üzere motor, iki manyeto, her silindir için iki buji, buji kabloları ve bir manyeto anahtarı ile teçhiz edilmiştir. Uçak ateşleme sisteminin temel kaynağı motor krank mili tarafından döndürülen bir mile bağlı manyetodur. Mıknatıs tarafından üretilen akım, akım kesiciler ve bir tali bobin üzerinden geçirilerek kuvvetlendirilir. Bu noktadaki voltaj yaklaşık olarak 20,000 volttur ve buda bujilerde ark yaratmak ve silindirlerdeki karışımı ateşlemek için yeterlidir. Seconder sargılarda üretilen yüksek voltaj dağıtıcı vasıtasıyla uygun buji kabloları üzerinden motor ateşleme sırasına göre silindirlerdeki bujilere iletilir. 6.1.1 Yapı ve Fonksiyonu: Manyeto anahtarı alet paneline yerleştirilmiştir ve pilota bir ateşleme sisteminden diğerine ve tekrar her ikisine geçme kolaylığı sağlar. Manyeto anahtarının 4 pozisyonu vardır; OFF (kapalı), RIGHT (sağ), LEFT (sol) ve BOTH (her ikisi). RIGHT pozisyonu sağ manyeto ve kendisine bağlı buji takımını kontrol eder. LEFT pozisyonu sol manyeto ve kendisine bağlı buji takımını kontrol eder. Anahtar BOTH pozisyonunda olduğunda motor çift ateşleme ile çalışır. 6.1.2 Bağlanma Amaç ve Prensipleri: Manyeto diğer bütün takat kaynaklarından bağımsız çalışması nedeniyle oldukça güvenilirdir. Böyle olmasına rağmen uçak motor uygulamalarında yinede çift ateşleme sağlayan iki manyeto kullanılır. Böylece daha fazla motor takati ve daha iyi motor performansı için etkili bir yanma elde edilmiş olur. Bir uçak motoru, RPM de bir miktar düşüş ve buna bağlı olarak da takat kaybı olmasına rağmen tek manyeto ile çalışabilir. Motor çalıştırıldıktan sonra master switch kapatılsa dahi motorun çalışmaya devam ettiği görülecektir. Her silindir için, biri üstünde diğeri altında olmak üzere iki buji vardır. 6.2 Bakım Kontrolleri, Arızaların Farkına Varma: Ateşleme sistemindeki bir arıza sistem BOTH dan RIGHT a ve sonra BOTH dan LEFT e alındığında rpmzalma ile belirlenebilir. Bir buji takımı ile çalışmada müsaade edilir rpm azalması, değişik motorlar için farklı olupdoğru değer için pilot el kitabına bakılması gerekir. Şekil 6.1 Ateşleme Sistem Eğer motor bir manyetoya alındığında tamamen duruyorsa veya rpm azalması verilen değerden fazla ise, bu problem düzeltilinceye kadar o uçağın uçurulmaması gerekir. Yanma sebebiyle bazı bujilerde karbonlaşma, buji kablolarında kopukluk veya gevşeklik olabilir veya manyetolar bujileri uygun zamanda ateşleyecek şekilde ayarlanmamış olabilir. Unutulmaması gereken manyeto anahtarının uçuş esnasında BOTH durumunda ve motor susturulduktan sonra OFF durumunda olmasıdır. Eğer manyeto anahtarı ON olarak bırakılmışsa ve pervane birisi tarafından döndürülürse motor çalışır. Keza manyeto anahtarı ground bağlantısı kopmuşsa, manyeto anahtarı OFF yapılsa bile manyeto ON durumunda kalır ve motor çalışmaya devam eder. Ateşleme sistemi kabloları, telsizlerde parazit meydana getirmemesi için blendajlı olarak yapılır. Eğer bu blendajda kopma, yırtılma, sıyrılma veya gevşek temas varsa bu telsizlerde parazite sebep olacaktır. 65
BÖLÜM 7 7.0 Karbürasyon: İçten yanmalı motorlarda, emme zamanında silindire alınan yakıt hava karışımı sıkıştırma zamanı sonuna doğru, uygun bir zamanda bujinin attığı kıvılcım ile ateşlenerek yakılır. Açığa çıkan enerji pistonu iterek mekanik işin oluşmasını sağlar. Silindirin dışında yakıtla havanın belirli oranlarda karıştırılma işlemine karbürasyon, işlemi uygun karışımı sağlayan aygıta karbürator denir. Sistemin görevi, yakıtın motora doğru zamanda ve doğru miktarda gönderilmesini sağlamaktır. 7.1 Yüzer tip (Şamandıralı) Karbüratörün Prensipleri: Yakıt, tanklardan, yanma odalarına akışındaki son aşamalarından biri karbüratördür. Uçak karbüratörleri, doğru oranda yakıt ölçmek, yakıtı uygun oranda hava ile karıştırmak ve bu karışımın yanma odalarına atomize olarak gitmesini sağlamak üzere dizayn edilir. Float tip (Şamandıralı) karbüratörlerin çalışma prensibi, (venturi boğazı) ve hava girişindeki hava basınçı farklı esasına dayalıdır. 7.2 Karbüratörün Yapısı ve Fonksiyonu: Şekil 7.1 Karbüratör Karbüratörün temel yapısını oluşturan elemanlar şunlardır; - Sabit seviye kabı: Sabit seviye kabı, karbüratörün ihtiyacı olan benzini belirli miktarda hazır bulundurur. Yakıt pompası çalıştığı müddetçe karbüratöre yakıt gönderir. - Şamandıra: Sabit seviye kabındaki yakıtın aynı miktarda (seviyede) bulundurulmasını sağlayarak zengin veya fakir karışımı önlemektir. - Meme ve Rölanti Memesi: Ventüriye yakıt püskürten elemandır. Rölantide çalışma esnasında rölanti memesinden yakıt püskürtülür. Rölantide çalışma, mümkün olduğu kadar düşük devirde az yakıt sarfiyatıyla gerçekleşmelidir. Motor rölantide çalışırken efektif olarak motordan güç çıkışı söz konusu değildir ve bu çalışma konumunda motorun gücü sadece iç sürtünmelerin önlenmesinde harcanır. - Kapış pompası: Motor düşük hızda çalışırken gaz kelebeği kapalı durumda bulunur. Bu kelebek aniden açılınca atmosferik basınç altındaki hava birden bire, emme manifolduna hücum eder ve manifold vakumu ani olarak düşer. Hava akımının bu kadar ani olarak artması sonucu, karışımın geçici olarak zenginleştirilmesi gerekir. Bu nedenle, gerek duyulan fazla benzin karbüratördeki kapış pompası ile sağlanır. - Hava Kelebeği: Hava yakıt karışımı hava kelebeği tarafından kontrol edilir. Kelebek gaz koluna bağlıdır ve karışım bu vasıtayla kontrol edilir. 66
Yakıt Şekil 7.1 de görüldüğü gibi sabit seviye kabındaki yakıt miktarı belli bir seviyeye ulaştığında şamandıra valfı kapatır. Haznedeki yakıt motor tarafından kullanıldıkça, float valf de açılıp kapanarak yakıtın haznede belli bir seviyede kalmasını sağlar. Harici hava motora giderken önce, motor kaportası ön tarafına yerleştirilmiş, karbüratör hava girişindeki filtre üzerinden geçer. Bu filtre temizlik açısından periyodik olarak kontrol edilmelidir. Hava filtre edildikten sonra, karbüratör üzerindeki venturiden geçer. Bu venturi böğazı BERNOULLI S PRINCIPLE Airfoil prensibine benzer bir şekilde, karbüratör boğazında alçak basınçlı bir saha meydana getirir. Şamandıra haznesinin atmosfere havalandırması olması ve venturideki alçak basınç nedeniyle, yakıt atmosfer basıncı ile şamandıra haznesinden, karbüratör boğazına itilir. Yakıt karbüratör boğazında ana memeden çıkarken dışarıdan gelen hava ile karışır. 7.3 Doğru Karışım Sağlama Metotları: Doğru karışım panele yerleştirilmiş olan mixture kolu ile sağlanır. Mixture kolu ana memeden karbüratöre gelen yakıt miktarını belirler. Mixture kontrol kolu genellikle gaz kolu yakınındadır ve normal olarak kırmızıdır. Eğer yakıt/hava karışımı çok fakir ise motor çalışmasında vuruntu, kesilmeler, geri tepme, aşırı ısınma ve önemli bir takat kaybı meydana gelebilir. Motorun maksimum takate yakın çalışırken, kalkış, tırmanış ve pas geçme gibi durumlarda fakir karışımdan özellikle kaçınılmalıdır.5.000 feetin altındaki irtifalarda fazla fakir karışım ciddi aşırı hararete ve takat kaybına sebep olabilir. Bunun aksine yüksek irtifalarda, hava yoğunluğu(ağırlığı) azaldıkça, karışım ilerleyen bir şekilde zenginleşir. Aşırı zengin karışım takat kaybına neden olabilir. Bu şartlar altında pilot, mixture kontrolü ile daha fakir karışımında neticeleri kontrol etmelidir. Keza fazla yakıt yanma odasında normalin altındaki hararetlere neden olacaktır. Bujilerin, karbon ve kurşunların yakmak için yeterli ısıya ihtiyaç duyması nedeniyle, karışım zengin olduğunda bujilerde problem meydana gelebilir. En çok kullanılan karışım kontrol sistemi iğne tiplidir. Mixture kontrol kolu ileri hareket ettirildiğinde, mixture iğnesi geri çekilir ve yakıtın karbüratör boğazındaki boşaltma memelerine serbestçe akmalarına müsaade eder( daha zengin karışım). Mixture kontrol kolu geri çekildiğinde, iğne yakıt miktarını sınırlayacak şekilde yakıt hattına doğru hareket eder. Karbüratör boğazından geçen aynı miktar hava ile sınırlandırılmış yakıt miktarı daha fakir bir yakıt/hava karışımına neden olur. Karbüratörler normal olarak deniz seviyesindeki çalışmalar için kalibre edilirler. Bu da mixture kontrol kolu full rich de iken doğru hava/yakıt karışımı deniz seviyesinde elde edilebilir. İrtifa yükseldikçe hava yoğunluğu azalır. Bu da, 1 cm3 hava alçak irtifada olduğundan daha hafif olacak demektir. Yani irtifa yükseldikçe karbüratöre giren havanın hacmi aynı olmasına rağmen ağırlığı azalacaktır. Karbüratöre gelen yakıt miktarı havanın ağırlığına değil hacmine bağlıdır. Bu nedenle irtifa arttıkça, eğer mixture kontrol kolunun pozisyonu değiştirilmezse, karbüratöre gelen yakıt miktarı gaz kolunun belirlenmiş şekline göre hemen hemen aynı kalacaktır. Karbüratöre aynı miktar(ağırlık) yakıtın gelmesi ancak havanın azalması, yükselen irtifalarda yakıt/hava karışımının zenginleşmesine neden olacaktır. Doğru yakıt/hava karışım oranını muhafaza etmek için pilot, irtifa yükseldikçe gelen hava ile yakıt karışım miktarını ayarlayabilmelidir. Bu da karışımı fakirleştirmekle olur. Yakıtın uygun fakirleştirilmesi için referans, pilot's operating handbook ta bulunabilir. 7.4 Vuruntudan Kaçınma: Detonation (patlama, vuruntu) anormal hızlı yanma olarak açıklanır. Eğer yakıtın yanma oranı çok hızlı ise, silindir içindeki basınç çok çabuk oluşacak ve kalan karışım aniden patlayacaktır. Detonasyon meydana geldiğinde çalışmanın devam etmesi halinde motorda hasar meydana gelecektir. Düşük vasıflı yakıt, çok fakir yakıt/hava karışımı, yüksek silindir başı hararetleri ve motor düşük hızlarda çalışırken gaz kolunu ani açılması, detonasyona neden olacak bazı temel sebeplerdir. Detanasyonun aşırı hararet meydana getirmesi nedeniyle pilot, harareti limitler dâhilinde tutmaya çalışmalıdır. Normal çalıştırma şartları altında, motor harareti takat azaltılarak, mixture zenginleştirilerek veya uçak hızını arttırmak suretiyle kontrol edilebilir. 7.5 Püskürtme Sistemleri, Prensipleri ve Kullanımı: Motorun ilk harekete geçirilebilmesi için, silindirde tutuşabilir düzeyde karışımın sağlanması gerekir. Bunun için de, motor ilk harekete geçirilirken karışımın zenginleştirilmesi zorunludur. Bu zenginliği sağlamak üzere sabit seviye kabına yerleştirilen bir buton elle kumanda edilmek suretiyle şamandıra aşağıya doğru bastırılır ve gerekli zengin bir karışımın silindire dolması sağlanır. 67
8.0 Uçak Motor Yakıtı 8.1 Yakıtların Sınıflandırılması: (a) Pistonlu Motor Yakıtları: BÖLÜM 8 Pistonlu motorlar AVGAZ (Havacılık benzini) başlığı altında toplanan yakıtları kullanırlar. Havacılık benzini kalite gereklerini azami ölçüde karşılayacak şekilde üretilir. Benzinin oktan ölçüsü bir derecelendirme ile belirtilir; AVGAZ 100, %100 oktan değerliğinde bir benzin demektir. Daha yüksek oktanlı benzinler yüksek sıkıştırma oranına sahip daha yüksek verimli motorlarda kullanılırlar. Halen yaygın olarak kullanılmakta olan AVGAZ dereceleri aşağıdadır. Derecesi Performans No Rengi Yoğunluğu AVGAZ 100LL 100/130 Mavi 0.72 Düşük Kurşunlu AVGAZ 100 100/130 Yeşil 0.72 Yüksek Kurşunlu AVGAZ 115 115/45 0.72 NOT: AVGAZ 100 ve AVGAZ 100LL aynı performans numarasına sahip olmalarına rağmen renkleri ile kolayca ayırt edilebilirler. Yüksek buharlaşma özelliğine sahip, karbüratör buzlanması ve buhar kilitlemesi ihtimali fazla olan MOGAZ (Motor benzini) da bazı pistonlu uçaklarda, otorite tarafından belirtilen emniyet tedbirleri yerine getirilmek suretiyle kullanılabilmektedir. (b) Türbinli Motor Yakıtları: Türbinli uçak motorları kerosin türü yakıtlar kullanırlar. Sivil uçaklarda kullanılan iki ana tip yakıt özellikleri ile birlikte aşağıda belirtilmiştir. AVTUR (Havacılık türbin yakıtı) a) Her türlü çalışma ortamında yeterli akışkanlığa sahip olmak, b) Her koşulda tam yanma sağlamak, c) Yüksek enerji verme gücüne sahip olmak, d) Paslandırmazlık özelliğine sahip olmak, e) Yanma sonucu ortaya çıkan maddelerin motora zarar verici olmamaları, f) Düşük yangın tehlikesi özelliğine sahip olmak, g) Motoru harekete geçirme kolaylığına sahip olmak, h) Yağlayıcı (kayganlık) özelliğe sahip olmak, 68 Şekil 8.1 Yakıtlar - JET A, 15 santigrat derecede, yoğunluğu 0,8 olan kerosin tipi yakıttır. Tortulaşma noktası 40 derece santigrattır. Yakıt sadece Amerika Birleşik Devletlerinde bulunmaktadır. - JET A1, 15 santigrat derecede, yoğunluğu 0.8 olan kerosin tipi yakıttır. Bu yakıt tipi Avrupa Ülkelerinde ve Orta Doğu da kullanılır. AVTAG (Havacılık türbin benzini) JET B, 15 derece santigratta 0.77 yoğunluğa sahip çok yaygın kullanımı olan benzin/kerosin karışımı bir yakıttır. Tortulaşma noktası 60 derece santigrattır. JET B, JET A1 yerine kullanılabilecek bir yakıttır, ancak parlama özelliği çok yüksektir bu nedenle genellikle sivil uçaklarda kullanılmaz. Türbin yakıtları tanınmaları amacıyla boyanmazlar, saman sarısı ile tamamen renksiz durum arasındaki bir yelpazede kendi tabii renklerini muhafaza ederler. 8.2 Kalite Gerekleri: Pistonlu veya gaz türbinli motorlar için ideal bir yakıtın sahip olması gereken özellikler aşağıda belirtilmiştir.
Uygulamada bunların tamamının karşılanması maliyet yönünden sıkıntılar oluşturduğundan bazı özelliklerde fedakârlık yapılması zorunlu hale gelmektedir. 8.2.1 Eğer bir yakıt örneği bulanık veya puslu görünümde olursa bunun birçok sebebi olabilir. Bulanıklık alınan örneğin üst tarafına doğru hızlı bir şekilde hareket ediyorsa o zaman yakıt içerisinde hava var demektir, eğer bulanıklık yavaş bir şekilde örneğin tabanına doğru hareket ediyorsa o zaman yakıtta su var demektir. Yakıt örneğinde bulanıklılık (gölgelenme) görülmesi, genellikle yakıt içerisinde su bulunduğunun bir göstergesidir. 8.2.2 Tortulaşma, düşük sıcaklık derecelerinde yakıt içerisindeki ağır karbonların dibe çökerek birikmesidir. Biriken maddeler parafin kristalleri haline dönüşürler ki bunlar da yakıt filtresinin tıkanmasına ve netice olarak yakıt kontrol cihazının görevini yapamamasına sebep olabilirler. Tortulaşma aşağıdakilerin yapılmasıyla en alt düzeye indirilebilir: a) Rafineri kademesinde yakıt içerisindeki ağır hidrokarbonların düşük seviyede tutulmasıyla, b) Motor yakıt sistemi içerisinde yakıt ısıtıcısı bulundurulmasıyla. (Karbüratör ısıtıcı). 8.2.3 Yakıtın (özellikle jet motoru yakıtlarında) özelliklerini artırmak amacıyla, içerisine çeşitli maddeler karıştırılabilir. Bunlardan en yaygın olanları aşağıda listelenmişlerdir. (a) Yakıt Sistemi Buzlanma ve Mantar Gelişimi ile Paslanma Önleyici Madde (FSII): Bütün yakıtların içerisinde belli bir miktarda su bulunur. İrtifa artıkça yakıtın soğuması nedeniyle su zercikleri yakıt sistemini tıkayacak şekilde buz kristallerine dönüşebilir. Aynı şekilde su zerrecikleri paslanmaya neden olabileceği gibi Cladasporium Resinae denilen mikrobiyolojik bir mantar ile birleşerek uzun yeşil iplikçikler oluşturur ve yakıt sisteminde arızalara nede olabilir. Yakıta FSII maddesinin eklenmesi bu problemlerin önlenmesine yardımcı olacaktır. (b) Yağlandırıcı madde (HITEC): Yakıt sistemi bölümlerinde (pompalar, yakıt kontrol cihazları vb.) meydana gelebilecek yıpranmayı önlemek amacıyla yakıt içerisinde bir yağlandırıcı madde eklenir. (c) Statik dağıtıcı katkı maddeleri; modern, yüksek akış oranlı yakıt aktarma sistemlerinde, özellikle yeniden yakıt doldurma veya boşaltma esnasında oluşacak statik elektriğin zararlı etkilerini kısmen yok etmek amacıyla, yakıt içerisine ilâve edilirler. (d) Paslanma önleyiciler, yakıt depolama ve aktarma sistemlerindeki yakıt depoları ve boru hatları gibi paslanabilir maddeler içeren malzemelerin paslanmalarını önlerler. Bu pas önleyici maddelerin belirli bir kısmının bazı türbin yakıtlarının yağlandırıcı özelliklerini arttırıcı niteliklere sahip oldukları gözlenmektedir. (e) Metal de-aktivatörler özellikle bakır gibi bazı metallerin, yakıt oksitlenmesi üzerindeki katalitik etkilerini azaltırlar. 8.3 Yakıt Süzücü ve Tahliye Borularının Kullanımı: (a) Üreticinin kalite kontrol verimliliğine, taşıma ve depolama sırasında alınan koruyucu önlemlere bağlı olarak değişik oranlarda olmak üzere yakıt içerisinde bir miktar su bulunur. Ayrıca yakıt ikmalinde depo içerisinde hava kalması da depoda su oluşumuna neden olacaktır.. Burada dikkat edilecek husus; deponun ağzına kadar doldurulmasının ardından çevre sıcaklığının artması halinde depo içerisindeki yakıtın genleşmeye uğraması sonucu tahliye deliğinden taşma meydana gelme tehlikesinin varlığıdır. Yakıt deposunun ağzına kadar doldurulmasının bir diğer tehlikesi de, yakıttan dolayı uçağın ağırlığının mevcut trafik yükü ile kalkışı için çok fazla düzeye gelerek performansının düşmesi ve buna bağlı olarak da yakıtın boşaltılması ihtiyacının doğabileceğidir. Yakıtın içerisinde su birikmesini en alt seviyeye indirmek amacıyla, yakıt uçağın deposuna aktarıldıktan sonra da ilave bazı tedbirler uygulanabilir: (a) Su boşaltma vanaları (muslukları). Eğer yakıtın depoya konmasından sonra bir dinlenme süresi var ise, su tanecikleri yakıttan ağır olduklarından, yakıt deposunun dibine çökecekler ve su boşaltım vanası (musluğu) yoluyla da depodan dışarıya çıkarılabilecektir. (b) Türbin motorlu uçakların yakıt sisteminde, yakıt içerisindeki suyun donmasının ve yakıt filtrelerinin tıkanmasının önüne geçmek için yakıt ısıtıcı bir sistem mevcuttur. 8.4 Yakıt Depolama Sistemi: (a) Yakıt, uçağın içerisinde veya üzerinde bulunan sabit veya takılıp çıkarılabilir depolarda muhafaza edilir. Uçağın sistem bütünlüğü içerisinde bulunan depolar kanat içleri ve uçağın tipine bağlı olarak, gövde bloğunun merkezî kısmı ve yatay Şekil 8.2 Yakıt Tahliyesi 69