 Göğün engin mavilikleri insana hürriyeti ve hayatın güzelliğini hatırlatır. Rûhen huzursuz olduğunuz zamanlarda etrafınızdaki en yüksek tepeye çıkarak, kollarınızı kuşların kanatları gibi açın ve bir aşağılara, bir de semaya uçan kuşlara bakın. Sonra gözlerinizi kapatın ve kulağınızı rüzgârın sesine vererek bir müddet öylece kalın… Kuşlar gibi hafif hissedeceksiniz kendinizi. Belki de psikolojik tahlil gerektirecek bu durum, insanların yüksek dağlarda kendilerini daha hür hissetmelerini açıklayacaktır. 'Kuşlar gibi', 'kuş kanadı kadar hafif', 'mutluluktan uçmak' gibi tâbirlerden, insanoğlunun uçma isteği ve merakını anlayabiliriz.
Her şey hayalle başlar
Yerçekiminin prangalı varlıkları olarak, bu vücut yapımızla uçmamız imkânsız. Yaratıcı'mız bize uçmaya elverişli bir vücut yapısı ve kanat vermemiş; bunun yerine akıl, hayal gücü ve merakla kâinatı hallac edebilecek ilim gibi bir nimet vermiştir.
İnsanoğlu tarih boyunca çeşitli uçma deneyimlerine girmiştir. Hezarfen Ahmet Çelebi, 1630'lu yıllarda yaptığı ince hesaplamalarla, lodoslu bir havada kuş kanatlarına benzer bir kanat takıp kendini boşluğa bırakıyor ve bir süre uçtuktan sonra Üsküdar'da Doğancılar olarak bilinen yere inmeyi başarıyordu. Bu uçuş ona, ‘uçan ilk adam’ unvanını kazandırıyordu. Hezarfen Ahmet Çelebi, kendinden yüzyıllar önce yaşamış İmam Cevheri'nin başarısızlıkla neticelenen deneyi üzerinde uzun süre düşünmüş ve onun açtığı yoldan uçmayı başarmıştır. Hezarfen Ahmet Çelebi özellikle hava akımları ve kuşların uçuşunu inceleyerek, çalışmalarını geliştirmiştir.
Fransız Montgolfier kardeşlerin icat ettikleri balon, Kasım 1783'te başarıyla uçuş yapabilen ilk âlet olarak bilinir. Havadan daha hafif gazlarla doldurulmuş bu balonlar, âdeta uçabilen araçların müjdecisiydi. Ve tarihler Aralık 1903'ü gösterirken Orville ve Wilbur Wright kardeşler yaptıkları uçakla uçmayı başarıyorlardı. Aradan geçen zaman zarfında uçma konusunda çok mesafeler alındı, hattâ insanoğlu Ay’a gitmeyi başardı, Mars yüzeyinde incelemeler yapıldı.
Bütün bunlara başlangıçta ilham kaynaklığı yapan kuşların yapısındaki mükemmellik ve uçma kabiliyeti değişik yönleriyle anlaşıldıkça, daha yolun başında olduğumuz anlaşılıyor.
Esnek ve hareketli kanatlar
Yapılan araştırmalara göre, uçuş teknolojisi bakımından böcek ve kuşlara göre çok gerilerde olduğumuz anlaşılmaktadır. Uçak kanatları, kuşların aksine, havadayken de yerdeyken de aynı görünüme sahiptir. Birçok farklı model uçakta kanatlar, vücuttan daha geniş olduğu gibi, kolay bükülmemesi için belirli bir sertliğe sahiptir. Uçak kanatlarının sâbit olması, uçağın kontrol edilmesini mümkün kıldığından, pilotlar için bir emniyet faktörüdür. Zîrâ bu teknik özelliklerde tasarlanmış uçaklarda sağlamlık açısından bu durum gereklidir. Kuşlara ise, esnek kanatların manevralarını ve hareket kabiliyetlerini kaldırabilecek mükemmel bir mimarîye sahip vücutla birlikte, bu manevraların koordineli olarak yürütülmesinde rol alan sinir sistemi ve beyin de ihsan edilmiştir. Kuşlardan ilhamla uçuş teknolojisine ne gibi yenilikler getirebiliriz? Bu sorunun cevabını sağlıklı bir temele oturtmak için evvelâ kuşlardaki harika vücut ve kanat mekanizmasını teferruatıyla ortaya koymamız gerekmektedir. Bir kuş gövdesindeki hareket ve manevra kabiliyetini kontrolde vazife verilmiş milyonlarca sinir hücresinin hususî bir programla işletilmesini, insan yapımı uçaklarda yakalamamız imkânsız görünebilir. Ancak sâbit bir gövdenin manevra zenginliği, belli ölçülerde esneklik ve harekete sahip kanatlarla sağlanamaz mı?
Duruma göre şekil değiştirebilen kanatlar
1990'lardan beri NASA'da uçakların yüzeyi ve kanat geometrisi üzerine çalışmalar yoğun bir şekilde devam etmektedir. Bu araştırmalar meyvesini vermiş ve son yıllarda gelişmiş uçaklarda kullanılabilecek şekil değiştirebilen yeni kanatlar (Morphing Wings) üretilmiştir. ‘Morphing’ uçaklar üzerindeki çalışmaların ve yeni uçak tasarımlarının tahminen 2023 yılında biteceği belirtilmektedir. Eski uçak kanatlarına kıyasen daha esnek olan yeni dizaynın şekli ve yüzey yapıları, içine konan kontrol algoritmalarıyla kumanda panelinden yeniden düzenlenebilecek ve uçakta uçma şartlarına göre değişiklikler yapılabilecektir. Mevcut hâliyle bile 'Morphing Wings' mekanizması, girift bir işleyişe ve kontrol sistemine sahiptir. Yapılmaya çalışılan şey, mevcut uçak kanatlarının uçuş şartlarına uygun, gerekli değişiklikleri yapabilir hâle getirilmesidir. Halbuki insanoğlunun yapmaya çalıştığı bu kanat mimarisi, kuşların kanatlarına yaratılıştan konmuş ve binlerce yıldır hatasız şekilde kullanılmaktadır. Kanat ve kuyruklardaki tüylerin köklerindeki hücrelerle bağlantılı nöronlar vasıtasıyla uçuş esnasında her türlü hava değişikliği kuşların beyinlerine yerleştirilen kontrol algoritmalarına iletilmektedir. Merkezî sinir sisteminde işlenen bu hava durumu bilgileri değerlendirildikten sonra kaslara gönderilen cevabî emirlerle kuyruk ve kanatlar yönlendirilir. Şekil değiştirebilen hareketli uçak kanatları, hakikatte kuşların ömürleri boyunca hiç farkında olmadan ve zorlanmadan sevk-i ilâhîyle yaptıkları kanat hareketlerinin basit bir taklididir.
Yırtıcı kuşlardan ‘doğan’, avlanma sırasında kanatlarını vücuduna âdeta yapıştırır. Ses altı hızda uçan uçaklarda kanatlar gövdeden dik olarak dışa doğru uzanır. Ses üstü hızda uçan uçaklarda ise, kanatlar üçgen şeklinde ve gövdeye yapışık tır. Bunun sebebi, ses üstü hızda ortaya çıkan şok dalgalarının uçak kanat ve gövdesine temas etmemesidir. Çünkü şok dalgalarında akışkanın fizikî özellikleri anî ve büyük değişiklik gösterdiği için zararlı olabilmektedir. Doğan ve atmaca gibi avcı kuşlar, normal uçuşlarda kanatlarını açarlar. Dalış yaptıklarında ise, hızlarını daha da artırmak ve havaya karşı direnci en aza indirmek için, kanatlarını toplarlar. Yırtıcı kuşlar deniz üstünde süzülürken kanatlarını dışarı doğru tamamen genişletir.
Kuşların duyu sinirleri vasıtasıyla alınan havaya ait fizikî özellikler beyne gönderilmekte, kuş beyninde mu’cizevî bir süratle değerlendirilen bu bilgilere göre geliştirilen cevaplar, kuşun kanadı üzerindeki hava direncini azaltmakta, uçuşu kolaylaştırmakta, performansı artırmaktadır. Mühendislerin en büyük hedefi, uçuş şartlarına göre kanat yapısını değiştirebilen yeni uçaklar yapabilmektir. ‘Morphing’ özelliği ile inşa edilecek yolcu uçaklarında yakıt tasarrufu ve sürati artırma da ilâve bir hedeftir.
Uçuş özelliği bakımından kuş ve uçaklardaki en bariz fark; değişken hava akımlarının, bu iki sistemde zıt tesirlere sebebiyet vermesidir. Böcek ve kuşlarda türbülanslı (çalkantılı), hava, verimli uçmada pozitif bir faktör iken; uçaklarda büyük tehlikeler oluşturmaktadır. Uçakla seyahat esnasında türbülansa girildiğinde meydana gelen korkutucu sarsıntılar, insanların yüreğini ağzına getirir. Çünkü türbülans, havanın kanatlara uyguladığı sürtünme kuvvetini artırır, neticede sâbit kanadın kaldırma kapasitesinin azalmasına sebep olur. Böcek ve kuşların kanatları Sonsuz İlim ve Kudret Sahibi tarafından öyle bir mimarîde yaratılmıştır ki, kanatlarda türbülanslı akış bizzat meydana getirilir; bu sâyede hem kaldırma kuvveti ve manevra kabiliyeti artırılır, hem de hava sürtünmesi azaltılır. Morphing kanatlar araştırması aslında bir sistem çalışmasıdır ve hava akımlarındaki her değişikliği algılayabilen sensörler (alıcılar); alınan verilerin değerlendirildiği ve gerekli cevabın oluşturulduğu bir bilgisayar paneli; yüzeyi değişebilen kanat ve kuyruk sisteminden ibarettir. Bu sistem uçaklarda kullanılabilecek kıvama geldiğinde kuşların uçuş tekniğine bir adım daha yaklaşmış olacağız.
Kaynaklar
- Steven Ashley (2005): Flying on flexible wings. Scientific American. January Issue.
- Scientifik Amerikan-Ocak 2005 (flaying On Flexible Wings)
- Müslüman İlim Öncüleri Ansiklopedisi
|
|
