Kanatlar pürüzsüz yüzeylerden oluşur ancak birden fazla parçaya sahiptirler ve geometrileri bir uçaktan diğer uçağa farklılık gösterir. Ancak belli bir uçakta bile, uçuşun farklı anlarında kanadın geometrisi değişir. İşte biz de yazımızda bu durumu ele alacağız. Adından da anlaşılabileceği gibi, bunlara aşırı taşıma düzenekleri adı veriliyor, bu tür parçaların amacı taşımayı arttırmak olduğu gibi bu yazıda bahsedeceğimiz başka görevlere de sahiptirler.

 

Küçük boyutlu basit bir uçaktan büyük boyutlu karmaşık yapıdaki bir uçağa kadar neredeyse tüm uçaklarda bulunan en yaygın taşıma düzeneği flaplardır. Flaplar, uçağın firar kenarında ve kanadın uç kısmında bulunur.

 

Cessna 172'deki açık flaplar

 

Flapların en çok kullanıldığı anlar bir uçuşun kalkış ve iniş safhalarıdır. Çünkü bu safhalar bir uçağın uçuş boyunca nispeten en yavaş hıza sahip olduğu anlar olup dolayısıyla uçuşun en riskli olduğu zamanlardır. Buna ek olarak, bir uçağı havada tutan taşıma kuvveti, büyük ölçüde uçağın hızına bağlıdır.

Taşımanın denklemi:

 

 

 

 

Burada;

 : taşıma kuvvetidir. 

 : havanın yoğunluğu

 : yüzey alanı

 : hız

 : taşıma katsayısı

 

Bu denklem bize taşıma kuvvetinin nasıl hesaplandığını,  hızın karesi alındığı için dolayısıyla hızdaki 2 kat düşüşün taşıma kuvvetinde 4 kat azalmaya yol açacağını gösterir. Düşük hızlarda flaplar kanadın yüzey alanını ve taşıma katsayısını  arttırarak ek taşıma kuvveti sağlamak için devreye girerler (daha sonra göreceğimiz bazı durumlardaki gibi). Flaplar,  katsayısının artmasına dolayısıyla taşıma kuvvetinin artmasına neden olacak şekilde kanat genişliğini uzatırlar.

 

Daha önce de bahsedildiği gibi, flaplar uçuşun birçok fazında kullanılır. Kalkış esnasında flaplar tamamen açılmaz, sadece 10/15° kadar açılır, çünkü ekstra taşıma kuvveti sağladıkları gibi ekstra sürükleme kuvvetine de neden olurlar bu da kalkış için kötü bir tırmanış oranı demektir. Dolayısıyla, taşıma kuvveti için bir nevi tırmanış oranını değiştiriyoruz. Belli bir hızda ve yükseklikte, daha iyi tırmanış oranı elde etmek için flaplar geri çekilecektir. İniş esnasında flaplar tamamen açılır (eğim açısı değişmektedir, bazı uçaklar 105 ° flap açısına sahip olabilir!). Bu kez yine düşük hızda ekstra taşıma kuvveti sağladıkları gibi aynı zamanda sürüklemeyi de arttıracaklardır. İniş esnasında, emniyetli bir iniş için hem uçmaya devam etmesini sağlamak hem de uçağı mümkün olduğunca yavaşlatmak istediğimiz için sürükleme kuvveti iniş için önemli bir konudur.  Son olarak, bazı uçaklar daha yavaş uçarak dar dönüşler sağlayacak manevralar için biraz flap kullanırlar. Bu yöntem savaş uçakları için faydalı olan ve II. Dünya Savaşı sırasında, örneğin Japon Ki-43 uçakları tarafından kullanılmış bir yöntemdir.

 

Değişik türde flaplar mevcuttur, biz temel olanlarından ve onların farklılıkları ile hangi durumda hangisinin iyi bir tasarım seçeneği olacağından bahsedeceğiz.

 

- En basit ve ilk görülen flaplar düz flaplardır. Bu flaplar kanadın alçalabilen arka kısmındadır, bu nedenle uygulandığında ilave bir yüzey alanına ihtiyaç duyulmamaktadır. Düz flaplar en verimlileri olmasa da, ekonomik uçaklarda basit bir şekilde kullanılmaktadır.

 

 

Kanat profili üzerindeki düz flabın taslağı. Bir önceki Cessna uçağının fotoğrafında düz flaplar bulunmaktadır.

 

- Yarıklı (split) flaplar düz flaplara benzer, ancak kanatın üst kısmı yerinde dururken, alt kısmı aşağı iner. Sonuç olarak, uçağın trimini veya dengesini değiştirebilen yunuslama momentinde bir artışa yol açar.  Geniş açılarda spoiler olarak da davranabilirler ki bu durumdan daha sonra bahsedeceğiz.

 

Yukarıda yarıklı flap gösterilmiştir. İlk kez en yaygın olarak DC-1 yolcu uçağında kullanılmıştır.

 

 

- Oluklu ( slotted) flaplar temel olarak düz flaplar gibidir, ancak kanat ile flap arasında kanadın alt kısmındaki havanın üst kısmına akmasını sağlayan dolayısıyla verimliliği arttıran bir boşluk vardır.

 

Açık ve kapalı hallerinde oluklu flap. Burada yine alan artışı yoktur.

 

 

- Kayan (fowler) flaplar, önce geriye, sonra da aşağıya doğru gider. Bunu yaparak kanat genişliğini ve ardından kamburluğu arttırırlar.

 

 

Kayan flap, görüldüğü gibi yüzey alanını arttırıyor.

 

- Krueger flap, kanadın arka kenarında olmayıp, hücum kenarında bulunan tek flaptır. Hem kamburluğu hem de kalınlığı arttırır, ancak bir slattan farklıdır  (ne olduğunu daha sonra açıklayacağız) çünkü üst kısmı bir slat gibi hareket ederken ileri hareket eden kısmı kanadın alt kısmıdır.

 

Bazen flap ve kanatçıklar, flaperon olarak adlandırdığımız tek bir mekanizmada birleştirilir. Bazı savaş uçaklarında ve ikonik Concorde uçaklarındaki gibi delta benzeri kanatlarda bulunan kontrol yüzeyleridir. Bunun nedeni, bu tip uçaklarda yatay dengeleyicilerin olmamasıdır. Dolayısıyla yunuslama kontrolü dönüş ile aynı kontrolde yapılır. Eğer pilot yukarıya doğru gitmek istiyorsa, her iki flaperon da yukarı doğru hareket eder; eğer dönmek istiyorsa flaperonlar ters yönde hareket ederler. Ve flap olmaları için de nötr seviyeden birkaç derece aşağıya doğru yönelirler.

 

Şimdi, slatlar hakkında konuşmak için kanadın hücum kenarına geçelim. Slatlar stall (tutunma) hızını düşüren daha yüksek hücum açılarında uçmaya izin veren yüzeylerdir (onlar olmadan bir uçak yaklaşık 15 ° civarında giderken onlarla bu açı 22/25 ° 'ye kadar çıkabilir). Aşağıda neye benzediklerini görebilirsiniz:

 

Solda, slatlar açık iken (slat ve kanat arasındaki açıklığı görebilirsiniz), sağda kapanmış haldeler.

 

 

-              Otomatik: Örneğin 2. Dünya Savaşının popüler Alman savaş uçağı Bf109'da otomatik slatlar vardı. Bunlar uçak çok yüksek bir hücum açısına ulaştığı anda açılarak aerodinamik kuvvet altında uçağı perdövitesden (stall)  koruyordu.

 

-               Sabit: Bunlar yarık ( slot) olarak adlandırılır ve düşük hızda uçan uçaklar için kullanılır. Buna bir örnek yine İkinci Dünya Savaşında kullanılan Alman keşif uçağı Fiesler Storch’du.

 

 

İşte bir Fiesler Storch'un kanadının yandan görünüşü, hücum kenarındaki slatlar gösteriliyor.

 

Slotlar düşük hızda keşif yapan bu tip uçaklar için çok yararlı olup, ancak gözle görülür dezavantajları da beraberinde getirir: daha fazla sürükleme gerçekleşir ve geri kapanamadıklarından dolayı yakıt tüketimi yüksek olur.

 

Son olarak, spoyler (spoiler) hakkında konuşacağız. Adından da anlaşıldığı gibi bu aletler, kanatların yarattığı taşımanın bozulmasına neden oluyor. Aşağıdaki gibi görünürler:

 

 

İşte A319'un iniş sırasındaki kanadı, flaplar tam açık iken kanadın üstündeki spoylerler de açık vaziyettedir.

 

Spoyler, kanadın üstündeki hava akışını saptırarak ayrıca büyük bir sürükleme kuvveti oluşturarak kanadın hızını keser ve uçağı büyük oranda aşağıya doğru yavaşlatır. Savaş uçaklarında bulunan hava frenleri de buna benzerdir, ancak savaş uçakları ticari uçaklara nazaran daha yüksek hızda iniş yaptıklarından hava frenleri daha küçüktür ve spoyler’leri veya hava frenlerini açmak için uygulanan kuvvet hızla birlikte artar.

Bütün bu düzenekler, bir uçağın uçuşu için çok daha fazla kontrol mekanizması ve emniyet sağlamakta olup kanatları daha da karmaşık hale getirmektedir.