Günümüzde evlerde ve çoğu yapıda kare ya da dikdörtgen pencereler görmeye alışkınız. Ancak yolcu uçaklarında durum farklıdır. Pencereler yuvarlak ya da yuvarlatılmış formdadır; keskin köşeli tasarımlar kullanılmaz.
Geçmişte yaşanan üç büyük yapısal felaket, uçakların havada parçalanmasına yol açtı. Bu kazalarda tüm yolcular hayatını kaybetti. Bu olayların ardından sektör kare pencere tasarımını tamamen terk etti. Bu nedenle günümüzde yuvarlatılmış pencereler tercih edilir. Aynı yaklaşım uzay araçları ve gemilerde de uygulanır.
İlk Uçak Penceresi Aslında Yuvarlak Değil Köşeli Biçimdeydi
FAA verilerine göre, 1950’lerin başındaki de Havilland Comet 1 kazalarında köşeli pencere tasarımı önemli bir rol oynadı. Yapılan incelemeler, gövde yorgunluğunun beklenenden çok daha hızlı geliştiğini gösterdi.
Mayıs 1953’te BOAC 783 sefer sayılı uçuş Kalküta’dan kalktı. Uçak 7.500 feet irtifaya tırmandıktan kısa süre sonra havada parçalandı ve düştü. Uçaktaki herkes hayatını kaybetti.
Araştırmalar, kazanın şiddetli türbülansın yarattığı aşırı yüklenme ya da pilot kontrol girdilerinin etkisiyle yapısal kırılmaya yol açtığını ortaya koydu.
Ocak 1954’te BOAC’a ait bir uçak havada aniden parçalandı ve Elba Adası yakınlarında Akdeniz’e düştü. Bu kazanın ardından Comet filosu yere indirildi. Sorunun çözüldüğü düşünülerek bazı teknik değişiklikler yapıldı ve uçaklar Mart 1954’te yeniden hizmete alındı. Ancak gerçek neden henüz bulunamamıştı; yapılan düzeltmeler de işe yaramadı.
Hizmete dönüşten sadece birkaç hafta sonra, BOAC adına uçan South African Airways 201 sefer sayılı uçuş da havada parçalandı ve Akdeniz’e düştü. Bu kazada da kurtulan olmadı.
Detaylı incelemeler sonunda üç kazanın aynı nedene dayandığı ortaya çıktı. Kareye yakın pencere tasarımı, beklenenden çok daha yüksek gerilim birikimine yol açıyordu. FAA’nın da belirttiği gibi, bu gerilim pencere köşelerinde malzemeyi hızla yoruyor ve kısa sürede gövde yırtılmasına neden oluyordu.
Sonraki Comet 4 modeli ise yuvarlatılmış pencerelerle üretildi. Bu değişiklikle birlikte havacılık sektörü de standartlarını kalıcı olarak güncelledi.
Uçaklarda Kare Pencereler İle İlgili Sorun Nedir?
Yüksek irtifalarda hava direnci ve türbülans daha azdır. Bu yüzden uçaklar, daha verimli bir uçuş sağlamak için yüksek irtifalarda uçar. Ancak bu yüksekliklerde atmosfer basıncı oldukça düşüktür. Bu nedenle yolcuların ve mürettebatın hayatta kalabilmesi için kabin basıncı yapay olarak ayarlanır.
Uçak tırmandıkça kabin içi ve dış basınç arasındaki fark artar. İdeal durumda bu basınç gövdeye dengeli şekilde dağılmalıdır. Ancak gövdede pencereler gibi açıklıklar bulunduğu için bu denge tam olarak sağlanamaz. Basınç, özellikle pencere çevresinde yoğunlaşma eğilimi gösterir.
Tekrarlanan kabin basınçlandırma döngüleri (cycle), uçağın “etkin yaşını” uçuş süresinden daha fazla etkiler. Örneğin 30 dakikalık kısa bir uçuş ile 12 saatlik uzun bir uçuş, basınç kaynaklı yapısal yorgunluk açısından benzer etki yaratır.
Bu durum gövde kaplamasını, perçin hatlarını, ek yerlerini ve taşıyıcı çerçeveleri etkiler. En fazla yorgunluk ise genellikle kapı ve pencere bölgelerinde olur. Çünkü bu noktalar en yüksek basınç farkına maruz kalır.
Uçaklar, yuvarlak pencere kullanan tek araçlar değildir. Benzer bir yaklaşımı gemilerdeki klasik lombozlarda da görürüz. Bu pencereler de aynı yapısal nedenlerle dairesel olarak tasarlanmaktadır.
Bununla birlikte, denizde hareket eden bir gemi ile havada uçan bir uçağın maruz kaldığı fiziksel koşullar birebir aynı değildir. Nitekim modern yolcu gemilerinde büyük, dikdörtgene yakın pencereler vardır. Ancak bu pencereler güçlü takviyelerle desteklenmektedir.
Penceresiz Uçak Mümkün mü?
Bu soruna farklı bir yaklaşım da var: Pencereleri tamamen ortadan kaldırmak. Spike Aerospace, geliştirdiği süpersonik Spike S-512 Diplomat iş jetinde bu geleneği değiştirmeyi hedefliyor.
Şirket, küçük kabin pencereleri yerine tam boy ve yüksek çözünürlüklü dijital ekranlar kullanmayı planlıyor. Bu ekranlar yolculara dışarıyı sanal olarak sunarken, aynı zamanda gövde bütünlüğünü korumaya yardımcı oluyor. Pencerelerin kaldırılması, özellikle süpersonik uçuşta oluşan yüksek gerilimlere karşı uçağın dayanıklılığını artıracaktır.
Kaynaklar ve ileri okumalar:
- Why are all aircraft windows round?; Yayınlanma tarihi: 10 Şubat 2016; Kaynak site: Interesting Enginering. Bağlantı .Why are all aircraft windows round
- İzlemek isterseniz: Why are plane windows round?; Yayınlanma tarihi: 10 ocak 2016; Bağlantı: https://www.youtube.com/
- Here’s Why There’s a Tiny Hole in Airplane Windows; Yayınlanma tarihi: 11 Ağustos 2016; Kaynak site: Science Alert. Bağlantı: Here’s Why There’s a Tiny Hole in Airplane Window/
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
Teşekkürler verdiğiniz bilgi için