UÇAK DURUM GÖSTERGELERİ
1. HAVACILIĞIN DOĞUŞU:
Orville Wright (1871–1948) ve Wilbur Wright (1867–1912) kardeşlerin 17 Aralık 1903’de Kuzey Carolina/Kitty Hawk’da “uçan makine” adını verdikleri motorlu uçakla ilk uçuşu gerçekleştirmişti.
Kalkıştan sonra 12 saniye süren bu ilk uçuşta, 10 feet (yaklaşık 3 metre) yüksekliğe çıkılmış ve 120 feet (yaklaşık 36,5 metre) bir mesafe gidilebilmişti.
Wright kardeşlerin motorlu bir uçakla yaptıkları ve başarılı olan bu ilk uçuşu havacılığın başlangıcı olarak kabul edilir.
Wright Kardeşlerin 17 Aralık 1903’de Kitty Hawk’da Yaptıkları İlk Uçuş
Wright kardeşlerin yaptıkları ilk uçuşun ardından takip eden yıllarda hızlı bir gelişme ile uçak bilinen aerodinamik şekline kavuşmuştur.
Genel olarak bir uçak gövde, kanat, kuyruk, motor ve tekerleklerden oluşur.
Kanatlar: Kanadın ön kısmı "Hücum", arka kısmı "Firar" kenarı olarak tanımlanır. Firar kenarında, kanadın gövde ile birleştiği yer ile kanat orta noktasına kadar olan bölümde, her iki kanatta da simetrik olarak hareket eden, kaldırıcı kuvvete yardım ettiği için uçağın düşük süratlerde havada tutunmasını sağlayan, iniş-kalkışlarda kullanılan flaplar (Flaps) ve
Kanadın Firar kenarında, kanadın uç kısmından ortasına doğru, her iki kanatta asimetrik olarak hareket eden ve kanadın aşağı-yukarı hareket etmesini sağlayan kanatçıklar (Aileron) bulunur.
Kuyruk: Dikey ve yatay satıhlardan (Stabilizer) oluşmuş olup, dikey yüzeyin arkasında sağa-sola hareket eden yön dümeni (Rudder) ile her iki yatay yüzeyin arkasında bulunan ve aşağı-yukarı simetrik olarak hareket eden yükseklik dümeni (Elevator) yer alır.
3. UÇAĞIN TEMEL HAREKETLERİ:
Uçak havada üç ana eksende hareket eder. Bunlar:
—Uçuş yönünde burnun aşağı ve yukarı doğru yaptığı hareketler (PITCH),
—Kanatların aşağı ve yukarı yaptığı hareketler (ROLL),
—Gövdenin sağa ve sola yaptığı hareketler (YAW),
Pitch hareketi yükseklik dümeni (elevator),
Roll hareketi kanatçıklar (ailerons),
Yaw hareketi yön dümeni (rudder) ile kontrol edilir.
Uçağın "Pitch" Hareketi Uçağın "Roll" Hareketi Uçağın "Yaw" Hareketi
4. UÇUŞ GÖSTERGELERİ:
Uçağın üç ana eksendeki (pitch, roll, yaw) hareketleri ve motorun çalışmasının kontrolü ile seyrüseferin doğru olarak yapılmasını sağlamak için kokpit ön panelinde yer alan göstergeler üç ana grupta sınıflandırılırlar. Bunlar:
a. Uçak durum göstergeleri:
Uçak durum göstergeleri: Altimetre (Altimeter), durum cayrosu (Attitude Indicator), dikey hız göstergesi "Varyometre" (Vertical Speed Indıcator kısaca “VSI”), sürat göstergesi (Air Speed Indicator kısaca "ASI"), dönüş-kayış göstergesi (Turn and Slip Indicator), istikamet cayrosu (Heading Indicator) ve manyetik pusuladır (Magnetic Compass).
Uçak durum göstergelerinden; altimetre, varyometre ve hava hızı göstergesi pito statik (Pitot Static); durum cayrosu, dönüş-kayış ve istikamet cayrosu Jiroskopik (Gyroscopic) sistemle çalışır.
Görüşün çok kısıtlı olduğu durumlarda Pito Statik ve Jiroskopik Sistemle çalışan göstergelerin doğru, güvenilir olması aletli uçuş için son derece önemlidir.
PİTO STATİK SİSTEMLE ÇALIŞAN GÖSTERGELER
Altimetre Varyometre Sürat Göstergesi
JİROSKOPİK SİSTEMLE ÇALIŞAN GÖSTERGELER
Durum Cayrosu Dönüş-Kayış Gös. İstikamet Cayrosu
b. Seyrüsefer göstergeleri ve Hava-Yer haberleşme cihazı:
VOR (Very high frequency Omnidirectional Radio range) göstergesi, ADF (Automatic Direction Finder), NDB (Non Directional radio Beacon) ve VHF (Very High Frequency) telsiz (hava-yer haberleşme cihazı).
c. Motor göstergeleri:
Devir göstergesi (Revelutons Per Minute "RPM"/Dakikada Tur), yakıt göstergesi (Fuel Tank Level Indicator), yakıt akışmetre (Fuel Flow), eksoz ısı göstergesi (EGT “Ekshaust Gas Temparature”), yağ basıncı göstergesi (Oil Press), yağ ısı göstergesi (Oil Temperature) ve manifold basınç (Manifold Pressure) göstergesidir.
Genel olarak uçak durum göstergeleri ön panelin ortasında, motor göstergeleri ön panelde gaz koluna yakın (uçak tipine göre değişebilir) ve seyrüsefer göstergeleri ön panelin sağında yer alır.
Piston Tek Motorlu Uçak Kokpitinde Bulunan Gösterge Ve Kumandalar
(Açıklamalarda kullanılan mavi renk, uçak durum gösterge ve kumandalarını; yeşil renk, seyrüsefer göstergeleri ve kumanda kutularını; kırmızı renk, motor göstergeleri ve kumandalarını tanımlar.)
5. GÖSTERGELER, ÇALIŞMA SİSTEMLERİ VE İŞLEVLERİ:
(1) Pito Statik (Pitot Static) sistemle çalışan göstergeler:
.Uçak durum göstergelerinden; altimetre, dikey hız “VSI” (Varyometre) ve hava hızı göstergeleri "ASI" pito statik (Pitot Static) sistemle çalışır.
(a) Pito tüpü ve statik sistem:
Pito statik sistem kısaca; pito tüpünden gelen basınçlı havanın doğrudan hava hızı göstergesine (Air Speed Indicator "ASI") yönlendirilmesi, daha sonra dikey hız (Vertical Speed Indicator “VSI”) ve altimetreye (Attitude Indicator) aktarılması olarak tanımlanabilir.
Pito Statik Sistemin Şematik Görünümü
Cessna 172 Uçağında Pito Tüpünün Konumu Ve Yakın Görünümü
Pito tüpü; uçak park halindeyken içerisine sinek, arı ve benzeri böceklerin girerek tıkamasını önlemek amacıyla aşağıdaki fotoğrafta görüldüğü gibi kırmızı renkli üzerinde "Remove Before Flight!" (Uçuştan Önce Çıkar!) uyarısı bulunan kılıf ile koruma altına alınır.
İşlevini tam olarak yapamayan pito tüpü; bu sistemle beslenen altimetre, varyometre ve özellikle sürat göstergesinin hatalı çalışmasına neden olur. Pito tüpünün içerisinden geçen hava akışının azalması nedeniyle hatalı çalışan sürat göstergesinin birçok uçak kazasına sebep olduğu bilinmektedir.
Pito tüpünü koruyan kılıf, uçağın uçuş öncesi yapılan harici kontrollerinde pilot tarafından çıkarılır.
Soğuk havada veya yüksek irtifada yapılacak uçuşlarda pito tüpünde meydana gelen buzlanmayı önleyen ve buna bağlı olarak havanın kesintiye uğramadan akışını sağlayan pito ısıtıcısı ile statik alıcılar uçuştan önce kontrol edilir.
(I) Altimetre (Altimeter):
Altimetre uçağın yüksekliğini ölçen, kolayca okunan, son derece önemli ve pito statik sistemle çalışan bir göstergedir.
Havacılığın ilk yıllarında kullanılan altimetreler meydana gelen basınç değişiklikleri nedeniyle gerçek yüksekliği tam olarak gösteremiyordu.
Amerika Birleşik Devletleri’nde, 1928 yılında Paul Kollsman barometrik basıncın ayarlanabildiği ve yüksekliği doğru olarak gösteren bir altimetre icat ederek dünya havacılığında devrim yaptı.
Kollsman penceresi olarak bilinen bu pencerede barometrik basınç Inch/Hg değerinden bağlanabildiği için, uçulan yükseklik tam ve doğru bir şekilde okunabilmektedir.
Bu buluştan bir yıl sonra, 1929 yılında Jimmy Doolittle “kör uçuşu” yaparak havacılıkta bir ilki gerçekleştirmiştir.
Günümüzde de altimetreler Paul Kollsman’ın 1928 yılında bulduğu bu esasa göre çalışmaktadır.
Altimetre uçağın yüksekliğini deniz seviyesine (Mean Sea Level "MSL") göre "Feet" ölçü birimi cinsinden gösterir.
Güvenli bir uçuş için kalkıştan önce yapılan planlamada, yol boyunca (enroute) kat edilecek arazinin ve arazi üzerindeki insan yapısı engellerin ve inilecek meydanın yüksekliğinin bilinmesi çok önemlidir. Planlamalarda bu amaçla ve çok titiz bir şekilde hazırlanan havacılık haritaları (Aviation Chart) kullanılır.
Tepeler, televizyon/radyo anten direkleri, su kuleleri, yüksek gerilim hatları ve benzeri insan yapısı diğer engeller ile meydanların yükseklikleri bu haritalarda yer alır.
Havacılıkta kullanılan irtifalar beş başlık altında sınıflandırılmaktadır.
Göstergede Okunan İrtifa (Indicated Altitude):
Altimetreye yerel barometrik basınç doğru olarak bağlandığında göstergede okunan değerdir. Göstergede okunan bu değer deniz seviyesinden (MSL/Mean Sea Level) olan yüksekliktir. Yüksek irtifadan yapılan uçuşlar hariç, alet uçuşunda IFR (Instrument Flight Rule) kullanılır.
Basınç İrtifaı (Pressure Altitude):
18.000 MSL ve üzerinde, altimetreye deniz seviyesindeki standart atmosfer basıncı olan 29.92 Inch/Hg bağlandığında okunan değerdir. 18.000 MSL ve üzerinde olan yükseklikler Uçuş Seviyesi (Flight Level) olarak adlandırılır.
Yoğunluk İrtifaı (Density Altitude):
Yoğunluk irtifaı, sıcaklığı standart olmayan basınç irtifaının düzeltilmiş şeklidir. Bu, uçağın performansına bağlı olarak kabul edilmiş olan teorik bir değerdir. Normalin üzerindeki sıcaklıklar uçağın havada tutunmasını etkiler. Uçuş planlamasında bu durum dikkate alınarak uçulacak yükseklik, uçağa ait Dash One’daki (-1) grafiklerden yararlanılarak önceden belirlenir. Basınç ve yoğunluk irtifaı, sıcaklık standart olduğunda birbirine eşittir.
Gerçek İrtifa (True Altitude):
Gerçek irtifa, deniz seviyesinin üzerindeki nesnelere ait olan değerdir. Havacılık haritalarında meydanlar, kuleler, TV antenleri ve benzerleri bu değer üzerinden belirtilir. Altimetrede standart olan hava durumunda okunan değer bir farklılık göstermez. Standart olmayan ısı ve atmosfer basıncında gerçek yükseklik ile oluşan değer arasında farklılık olacaktır. Bu nedenle ısı ve atmosfer basınç değerleri dikkate alınarak gerçek yükseklik hesaplanmalıdır.
Mutlak İrtifa (Absolute Altitude):
Uçağın arazi yüzeyinden “insan yapısı engellerden” (AGL/Above Ground Level) olan yüksekliğidir
(II) Dikey Hız Göstergesi (Vertical Speed Indicator "VSI"), Varyometre:
Uçağın yükselme ve alçalmasını Feet/Dakika olarak gösteren dikey hız göstergesi pito statik sistemle çalışır.
Gösterge gecikmeli çalıştığı için yükselme ve alçalma değerleri birkaç saniye (6–9 saniye) sonra belli olur. Bu nedenle alçalma ve yükselme oranlarını takip etme daima ikinci öncelikte dikkate alınır.
Motor çalıştırıldıktan sonra ibrenin “0” değerini gösterdiği kontrol edilmelidir.
Gösterge uçağın alçalma ve yükselme değerlerini 1000 feet/dakika olarak gösterir. En küçük değer 100 feet/dakika olup, saniyede 16,6 feet veya 5 metredir.
(III) Sürat Göstergesi (Air Speed Indicator "ASI"):
Sürat göstergesi uçağın hızını genel olarak “Knot” (Deniz Mili) değerinden gösterir ve pito statik sistemle çalışır.
Resimde de görüldüğü gibi:
52-92 knot arasındaki beyaz çizgi flap kullanma limitlerini,
60-155 knot arasındaki yeşil çizgi normal uçuş hızını,
155-198 knot arasındaki sarı çizgi uçağın herhangi bir acil durumda ve geçici olarak uçabileceği hızı,
200 knot (kırmızı çizgi ) ve üzeri asla uçulmayacak olan hızı göstermektedir.
Göstergede okunan hız (Indicated Air Speed "IAS"):
İrtifa ve hava sıcaklığı gibi etkenlere karşı düzeltilmemiş, göstergede okunan hızdır.
Hakiki hava hızı (True Air Speed "TAS"):
İrtifa ve hava sıcaklığı gibi etkenler dikkate alınarak düzeltilmiş olan hakiki hava hızıdır.
Düzeltilmiş hava hızı (Calibrated Air Speed "CAS"):
Uçulan yüksekliğe ve yoğunluğa bağlı olarak düzeltilmiş olan hava hızıdır.
Deniz seviyesinde ve standart atmosfer basıncında CAS ve TAS birbirine eşittir.
Yer hızı (Ground Speed “GS”):
Uçağın yere göre hesaplanan hızıdır. Aşağıda yer alan çizimlerde rüzgâr istikameti ve hızına göre uçağın yer süratinin hesaplanması anlatılmaktadır.
(2) Jiroskopik (Gyroscopic) sistemle çalışan göstergeler:
Durum cayrosu (Attitude Indicator), Dönüş-Kayış göstergesi (Turn and Slip Indicator) ve İstikamet cayrosu (Heading Indicator) jiroskopik sistemle çalışır.
(a) Jiroskopik sistem:
Jiroskopik sistemle çalışan uçuş göstergelerinin jiroskopları ağır malzemelerden yapılır ve yaklaşık olarak dakikada 8.000 ila 18.000 devir aralığında dönecek şekilde tasarlanır. Elektrik motoruyla çalışan vakum pompası göstergelerdeki basıncı azaltır. Kabinden gelen filtrelenmiş hava doğrudan göstergelere gider ve rotorların hızla dönmesini sağlamak için rotor çarklarına yönlendirilir. Vakum göstergesinin normal çalışma değerleri 4,5 - 5,5 Inch/Hg aralığıdır. Vakum değeri düşerse rotorların dönmesi yavaşladığından göstergeler uçağın durumunu hatalı gösterir. Uçuş esnasında Vakum göstergesi pilot tarafından sık sık kontrol edilir.
Vakum sistemi ile çalışan göstergeler yüksek irtifa uçuşları için uygun değildir.
Vakum Sisteminin Şematik Görünümü
(I) Durum Cayrosu (Attitude Indicator):
Jiroskopik sistemle çalışan Durum Cayrosu uçağın ufka göre olan pitch-roll hareketini gösterir.
Günümüz durum cayroları, vakum sistemi normal olarak beslediğinde son derece doğru çalışan bir gösterge olup, uçağın 360 derece roll ve +/- 85 derece pitch hareketini güvenilir bir şekilde ve gecikmeksizin gösterir.
Göstergenin ortasında yer alan beyaz çizgi ufku ve turuncu kanat uçağı temsil eder. Turuncu kanadın ortasında bulunan küçük turuncu küre referans noktası olarak kullanılır. Pitch hareketinde küçük çizgiler 10, büyük çizgiler 20 derecelik değerleri, roll hareketinde küçük çizgiler 10 büyük çizgiler 30 derecelik değerleri gösterir. Üst kısımda yer alan turuncu üçgen uçağın roll hareketlerinin takibinde referans olarak kullanılır. Durum cayrosu normal olarak çalıştığında, kırmızı renkli uyarı işareti görülmez.
Aşağıda yer alan çizimlerde, sağa-sola dönüşle alçalma-tırmanma, irtifayı sabit tutarak sağa-sola dönüş yapma ve yatışsız alçalma-tırmanma hareketlerinde uçağın durum cayrosunda ufka göre almış olduğu konum anlatılmaktadır.
(II) Dönüş ve Kayış Göstergesi (Turn and Slip Indicator):
Jiroskopik sistemle çalışan Dönüş-Kayış göstergesinin ana işlevi, standart oranlı dönüşlerin gösterilmesini sağlamaktır.
Standart oranlı bir dönüş saniyede üç derecedir. Bu oranla 360 derecelik bir dönüş iki dakikada tamamlanır.
Standart oranlı bir dönüşün normal olarak tamamlanabilmesi için; dönüş esnasında eğer hakiki hava sürati (TAS) azalırsa, yatış açısı da azaltılmalıdır. Aksi durum olduğunda, yani hakiki hava sürati (TAS) arttığında, yatış açısı da arttırılmalıdır. Dönüşlerde bu hususlara dikkat edildiğinde standart oranlı bir dönüş doğru bir şekilde tamamlanır.
Dönüş-Kayış göstergesinin alt tarafında yer alan diğer bölümü de uçağın savrulma ve kayışını gösterir. Alt bölümün ortasında yer alan siyah kürenin hareketi ile standart oranlı yatış açısına uygun yön dümeni (rudder) kullanımı ile yapılıp yapılmadığı kontrol edilir. Örnek olarak; sağa dönüşte eğer siyah küre sağ tarafa gitmişse sağ pedalın, sola dönüşte sol tarafa gitmişse sol pedalın gerektiğinden fazla kullanıldığı anlaşılır. Bu gösterge uçağın pitch hareketini göstermez.
(III) İstikamet Cayrosu (Heading Indicator):
Uçağın uçtuğu yönü gösterir ve kullanılması kolaydır.
Jiroskopik sistemle çalışması nedeniyle, sulu pusulaya göre değerleri, sert dönüşlerde dahi tam ve doğru olarak gösterir.
Rota sabitlendikten sonra, gidilen yön sulu pusula ile de yaklaşık olarak her 15 dakikada bir kontrol edilerek doğru başta uçulup uçulmadığı gözlenmeli ve bu kontrol esnasında uçağın düz uçuşta olduğuna dikkat edilmelidir.
Durum cayrosunda olduğu gibi, yön göstergesinin de (İstikamet Cayrosu) pitch ve roll hareketlerinde kullanılması sınırlıdır. Göstergede büyük çizgiler 10 küçük çizgiler 5 dereceyi göstermektedir.
b. Sulu Pusula (Magnetic Compass):
Sulu pusula çoğunlukla hafif uçaklarda bulunur ve manyetik kuzeyi gösterir.
Sulu Pusulanın Kokpitteki Konumu Ve Yakın Görünümü
Sulu pusulanın güvenilir olarak kullanılabilmesi için sınırlamalarının ve doğal özelliklerinin iyi bilinmesi gerekmektedir. Bu özellikler; manyetik değişim miktarı, pusula sapması ve manyetik kuzeydir. Bunlara ek olarak, hakiki kuzey ile manyetik kuzey arasındaki açı farkı her zaman dikkate alınmalıdır.
Uçuş öncesi sulu pusulanın içindeki sıvının tam olduğundan emin olunmalıdır. Rule esnasında herhangi bir takılma olmadan çalıştığı ve referans olarak alınan noktalarda doğru gösterip göstermediği kontrol edilmelidir.
Gösterge tüm uçuş süresince kullanılacağından, uçuş öncesi kontrollerde arızalı olduğu anlaşıldığında asla uçulmamalıdır.
Kaynak: Kaynaklar Yurtdışı Sıra No.: 1, 2, 4, 24, 61, 62, 64