Drag Kuvveti

Uçaklar Nasıl Uçar serimizin bu yazısında Drag kuvveti konusunu ele alacağız. Bir uçağın uçuş esnasında maruz kaldığı bu kuvvet ile Power ilişkisini inceleyeceğiz. Yazımıza başlamadan önce bu serinin önceki yazısını okumak için Power Eğrisi linkine tıklayabilirsiniz. Ayrıca uçaklar hakkında bazı terimlere aşina olmanız için Uçakların Terminolojisi ve Mach Sayısı, Basınç ve Pitot Tüpü ilgili yazılara göz atabilirsiniz.

Şimdiye kadar, drag kuvveti hakkında kısa bilgiler vererek power konusunu uzunca açıkladık. Power konusunu anladıktan sonra şimdi ise pilot kültürünün ve kelime dağarcığının bir parçası olan drag kavramını anlayabilecek bir pozisyondayız. Drag, uçağın hareketine direnç gösteren bir kuvvettir. Yani açıkça söylemek gerekirse düşük miktarda drag etki eden bir uçak yüksek miktarda drag kuvvetine maruz kalan bir uçaktan daha hızlı uçacaktır. Ayrıca, daha az drag kuvvetine maruz kalan bir uçağın, yüksek drag kuvvetine maruz kalan uçak ile aynı hızda uçması için daha az power ihtiyacı olacaktır. Peki, power, drag ve hız arasındaki ilişki nedir?

Drag ile ilgili NASA web sitesindeki slaytlara erişmek için tıklayabilirsiniz.

drag formülü
Şekil 1: Drag formülü.

Power-Drag İlişkisi

Power, işin yapılma hızıdır. Matematiksel olarak ise kuvvet çarpı hız olarak hesaplanır. Drag bir kuvvettir ve power / hıza eşittir. Induced ve parasitic power’ın hıza bağlılığını bir önceki yazıdan zaten biliyoruz. Power / hız olarak ifade edildiği için drag kuvvetinin de hıza bağlı olduğunu söyleyebiliriz. Induced power, hız ile ters orantılı olarak değişirken, induced drag ise hız’ın karesi ile ters orantılı olarak değişir. Parasitic power hızın küpü ile orantılı olarak değişirken, parasitic drag ise hızın karesi ile orantılı olarak değişir. Şekil 2, induced, parasitic ve toplam drag değerlerinin uçağın hızına bağlı olarak nasıl değiştiğini göstermektedir.

Bundan önceki bölümde, induced power’ın ağırlığın karesi ile orantılı olarak arttığını gördük. Drag kuvvetini power / hız olarak ifade ettiğimiz için, induced drag’ın ise ağırlığın karesi ile orantılı olarak arttığını söyleyebiliriz. Power hakkında öğrendiğimiz her şeyi hıza bölerek kolayca drag kuvvetini anlamak için kullanabiliriz.

Drag vs. Hız
Şekil 2: Drag vs. Hız.

Drag kuvveti pilot kültürünün ve kelime dağarcığının bir parçasıdır demiştik. Bu doğru, ancak çoğu zaman bu terim kullanıldığında, power anlamına gelebilir. Anlayabilmek için bir örneğe bakalım. İniş takımları katlanabilen küçük bir uçakla uçan bir pilotu ele alalım. Düz ve sabit irtifalı uçuşlarda tam güç verilirse, uçak bir miktar hızlandıktan sonra daha fazla hızlanamaz. Pilot uçağın hızının drag kuvveti ile sınırlı olduğunu söyleyebilir.

Power Available

Bir uçağın, toplam drag kuvvetini ve toplam power miktarını ölçen iki ölçüm aletine sahip olduğunu varsayalım. Bu uçak için her iki değeri de en yüksek hızdayken kaydedeceğiz. Pilot iniş takımını ve flapları açarak motoru tam güçte bırakır. Böylesi bir durumda ihtiyaç duyulan power miktarında ve oluşan drag kuvvetinde önemli bir artış oluşur. Bu durum elbette uçağı yavaşlatır. Uçağın önceki toplam power gereksinimine yavaşladığını ve toplam drag kuvvetinin öncekinden daha yüksek olduğunu göreceğiz. Pilot, toplam drag kuvvetini önceki değerine getirmek için power’ı azaltmalıdır. Yani en yüksek hız, toplam drag ile değil, toplam power (drag çarpı hız) ile belirlenmiş olur. Yani, pilotlar drag dediğinde genellikle power anlamına gelir.

Pilot için drag üzerinde power kavramının etkisini anlamak oldukça kolaydır. Power gereksinimleri sadece motordan talep edilenlerle ilgilidir. Drag, power gereksinimini anlayarak karşılayabilmek için anlaşılması gereken uçağın hızı ile ilişkili bir kuvvettir. Belirli bir hız değerindeki drag miktarı, hızı iki katına çıkardığımızda oluşacak drag için tüketilen power değerinin yarısı olacaktır. Yani netice itibariyle motorun power available değeri önemlidir.

Yazar: Osman Veysel Özdemir

Necmettin Erbakan Üniversitesi Uçak Mühendisliği bölümünden 2019'da mezun oldu. Sivas Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Savunma Teknolojileri alanında yüksek lisans yapıyor. Mühendisliğin, dersleri yüksek notlarla geçmekten ibaret olmadığını ve gerekirse aynı dersin 3 kez alınabileceğini savunan adam. Ayrıca bilgisayarlara ve kodlamaya dair özel bir ilgisi var. "İman varsa imkan vardır." #NecmettinErbakan #AbbasibnFirnas #%0.7 #AGD #AeronauticalEngineer #UçakMühendisi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir