Katalog

H A V/ Rüyaların uçağı gerçek olabilecek mi? İstanbul'dan kalktıktan sonra uzaya çıkıp 1 saat sonra dikine New York'a inecek hipersonik yolcu uçağını ilk gerçekleştirmek için Amerikalılar ve ingilizler rekabet halinde. Bir geçiş aşamasını oluşturan uzay mekiği gibi pahalı ve sorunlu bir sistem artık geçerliliğini yitiriyor. Sıradan havaalanlarına konup kalkacak hipersonik uçak projesl, çok özel motorlarla uzaya tesis taşıyabilecek, 7 saatlik mesafeleri 1 saatte alabilecek. Çeviri: Murat Arın R eagan, 1984 ağustosunda ABD Hava Kuvvetleri'nin baskısı sonucu, 2000'lı yıllarda uzayda Amerikan üstünlüğünü sağlayacak ulusal uzay stratejisini kabul etti. Böylece hipersonik uçakla ilgıli bütün projeler gözden geçirilmeye başlandı. Sonuçta, 1985temmuzunda "Aerospace" uçağı projesi Pentagon ve Beyaz Ev'in resmi desteğini al mayı başardı. Bu arada, gelişmelerden hemen sonra gerçekleşen Challenger kazası, o güne kadar kuşkuyla bakılan projeye ilginin artmasını sağlamıştı. Mekiğin gereksinımlere yanıt vermediği artık herkes tarafından anlaşılmıştı. Aslında mekikteki tek sorun güvenlik değildi; tahmin edilen rakamların on katına mal olması, uçuşta, önceki hazırlıkların bir aydan fazla sür mesi, mekiğin atmosferdeki hava koşullarından etkilenmesi ve manevra yeteneğinin çok az olması, diğer kusurlu yönlerini oluşturuyordu. Mekiğin uzay gemisi olamayacağı belli otmuştu. Buna karşın, hipersonik uçak projesi çok çekici gözüküyordu. Projeye göre, birden çok uçak aynı anda sıradan havaalanlarından kaldırılabilecek; Concorde'a yakın manevra yeteneği olacak uçak, sivil ve askeri görevlerde kullanılabilecek. Bu projenin yürürlüğe girmesinde, yalnızca ABD'nin teknik üstünlük kazanma isteği rol oynamıyor: Hipersonik uçak, aynı zamanda, yıldız savaşları (SDI) projesinde de kullanılabilecek. Nükleer santrallar gibi ağır tesisleri taşıyacak istasyonlar, rekor sayılacak bir sürede yörüngeye yerleştirileDilecek. Ayrıca, Sovyetler'inkilerden beş kez daha hızlı uçaklara sahip olma düşüncesi projenin diğer çekici yönünü oluşturuyor. Amerika'da bu gelişmeler yaşanırken, Avrupa da oyuna katılmakta gecikmedi. Thatcher, uydu yerleştirebilecek ve LondraSidney arasını 67 dakikada alacak Hotol adlı pilotsuz uçağın yapımı için 1984'ten beri izin isteyen British Aerospace ve Rolls Rpyce'un isteklerini kabul etti. de'un üretildiği alüminyum alaşım anc 150°'ye dayanır; daha yüksek ısıda a şım erimeye başlar. Amerikan Blackbird uçağıysa 3.3' yalnızca birkaç dakika uçabilir. 400° ı ya dayanabilen uçak bu sınıra Mach 3' ulaşır. Isı, hızın karesi oranında artar Projenin gerçekleştirilebilirliğini daha iyi anlamak, iki soruyla bugünkü durumu gözden geçirmek istiyoruz: I Uçaklar nlçin daha hızlı ve daha yüksekten uçamıyorlar? Dünyanın en hızlı uçakları 15 yıldır hiç değişmediler. Ticari alanda, ilk olarak 1970'te, Concorde Mach 2'de (sesten iki kere hızlı) uçtu. Askeri alanda, Lockheed'in ürettiği Amerikan casus uçağı Blackbird SR71, Mach 3 sınırına 6O'lı yılların sonlarında ulaştı. Bugün Concorde Mach 2.15'e, Blackbird Mach 3,3'e kadar çıkabiliyor. Oysa hipersonik hız kavramı Mach 5'ten sonrasını içeriyor. Mach 1 sayısı, uçağın yol aldığı atmosfer bölgesindeki sesin hızını belirler. Ses, atmosfere yayılan bir dizi basınç dalgasıdır. Dalgaların yayılma hızı havanın sıcaklığına bağlıdır. Ses hızı 20°'de 1234 km/saat olurken, kuzey kutbunda ya da sıcaklığı 60° olan bir stratosfer bölgesinde 1062 km/saate düşer. Bir an için Concorde'un Mach 2.5 hızına çıktığını düşünelim. öncelikle yakıt hızla azalmaya başlayacaktır. Çünkü belli bir sınırdan sonra, uçağın özyapısı gereğince, enerji kullanımı oransız olarak artar. Uçağın, havadaki ilerleyişine karşı direnci yükselir. Motorların kapasitesi hızlanmayı karşılayamaz. Ancak, Mach 2.5'ta karşılaşılacak asıl sorun sıcaklıktır. Örneğin 16000 m. yükseklikte sıcaklık 60°'dir. Bu yükseklikte, Mach 2.15'te, uçağın burnu ve kanatlarının ön bölümündeki ısı 130° olur. Mach 2.5'taysa sıcaklık 200°'ye ulaşacaktır. Oysa, Concor iki önemli soru Stratosferin alçak kısımlarında, 11: km. arası yükseklikte sıcaklık 56°'d Burada, uçağın ön kısımlarındaki Mach 2'de 117°'yi, Mach 3'te 390°' Mach 4'te 638°'yi bulur. Hipersonik I za girilen Mach 5 teyse sıcaklık 1028°' ulaşır. Oysa saf alüminyum 660°'de erir. A lında uçağın Mach 2.2'yi geçmesi pla lanıyorsa, alüminyum alaşımlarınm ye ne sıcağa daha dayanıklı metaller kull nılması gerekır. Blackbird'ün Mach 3' uçması, yalnızca yassı ve delta biçimi deki aerodinamik yapısına bağlı değild uçak, i650°'de eriyen titandan elde e< len alaşımlarla üretilmiştir. Turboreaktör motorların ısısı da hız birlikte artar, çünkü uçağın içinden ge tiği havayı kullanırlar. Hava, kompres rün pervaneleri arasından geçerek yal tın yandığı odaya girer. i000°'den dat sıcak olan gazlar türbinin pervaneleri çevirirler ve itici gücü oluşturmak iç uçağın hızından daha fazla hızla dış£ atılırlar. Uçağın hızı arttıkça, havanın m tora giriş ısısı da yükselir. Bu artış turb reaktörün bütün bölümlerine yansır. Süper alaşımlar 200 derece sıcaklık HlperSOnİk hlZİandiriCI • Yedek pro/e olarak düşunülüyor. Turbostato füze motorlarıyla donatılı hızfandırıcı, fuze motoruyla çalışan uzay gemislni sırtında taşıyor. Bu durumda alüminyum kullanmak sc konusu değildir. Ses duvarını aşamaye Boeing 747 de bile türbine gelen ge 1300° sıcaklığa ulaşır. Bu nedenle, erç me ısısı 1450° olan nikel içeren süp< alaşımlar kullanmak gerekir. Concorde unkiler gibi, 747'nin turboreaktörleri ö nikel ve titan alaşımlarından olu: maktadır. Turboreaktörlerin hıza karşı metalürj sınırı Mach 3.5'tur. BirçoK soğutma yöı temine karşın, en modern türbin perv; neleri bile daha yüksek hıza dayan; mazlar. Şimdi Concorde'la, Blackbird SR7 uçağının 26000 m'lik yükseklik rekorunu kırılmaya çalışıldığını düşünelim. Conco de 16000 m.'de uçuyor ve 10 km. dah yükselmek istiyor. Gazlar maksimuma ç karılsa bile başarısız olur; yükselme ora nı düşmeye başlar, motorlar çok fazla yz kıt tüketirler, uçak dengesini kaybeder v> düşme tehlikesiyle karşılaşır. Başarısızlığın nedeni havanın yoğun luğunun azalmasıdır. 1626 k,n. arası, ha vanın 1 m3>teki ağırlığı 0,166'dan 0.035'ı düşer. Bu yüzden, kompresörler daha a. hava basar, motorların itici gücü azalır Işte İlk sorumuzun yanıtı: Uçaklarıı daha hızlı uçamamalarının nedeni ısınıı artması daha çok yükselememeleriniı