Kanart, sabit kanatlı hava araçlarında ana kanadın önünde bulunan yardımcı bir yapıdır. Genelde delta kanat tipine sahip uçaklarda kullanılan kanart yapısı hem yatay sabitleyici hem de ekstra bir kontrol yüzeyi veya taşıma kuvveti oluşturma görevi görür.
20. yy’ın başlarında yapılan bazı tasarımlar kanart konfigürasyonundan sayılsa da günümüzdeki kullanımının ilk örnekleri 1960’lı yıllarda üretilen XB-70 ve SAAB 37 Viggen uçaklarıdır. Şimdi işin mühendislik kısmına bakalım.
Genellikle delta kanat tipine sahip, kuyruksuz uçaklarda kullanılan kanart yapısı, ana kanat yükünü azaltmak, ana kanat hava akışını daha iyi kontrol etmek ve özellikle yüksek hücum açılarındaki uçuşlarda uçağın manevra kabiliyetini artırmak için kullanılır.
Taşıma üreten kanart (lifting-canard): Bu tip kanatlar, ana kanada yardımcı olarak taşıma üretir. Bu konfigürasyon, taşıma kaynaklı sürüklemenin azalmasını (induced drag) ve uçuş süresinin artmasını sağlar. Şöyle ki, genellikle hava araçlarında ağırlık merkezi aerodinamik merkezinin önündedir bu sayede uzunlamasına stabilite artırılır. Oluşan momentin dengelenmesi için kuyruğun aşağı doğru bir kuvvet oluşturması gerekir (downforce). Statik olarak dengenin oluşması için ise taşıma kuvveti, ağırlık ve downforce’un toplamına eşit olmalıdır. Örneğin, 1000 kg’lık bir aracın kuyruğunun oluşturduğu negatif yöndeki taşıma 250 kg ise, kanadın taşıması 1250 kg olmalıdır.
Şimdi kanart yapısına sahip bir uçağı düşünelim. Bunu kuyruğun öne taşınmış hali olarak yorumlayabiliriz. Ağırlık merkezinin aerodinamik merkezinden önde olduğunu varsayarsak, momentin dengelenmesi için kanartın pozitif taşıma üretmesi gerekir. Statik denge için ise kanat taşıma kuvveti ve kanart’ın taşıma kuvvetinin toplamı, ağırlığa eşit olmalıdır. Yani, 1000 kg’lık bir aracın kanart’ının oluşturduğu taşıma 250 kg ise, kanadın taşıması 750 kg olmalıdır. Toplam taşıma kuvveti düştüğünden dolayı, indüklenmiş sürükleme de azalır. Ayrıca, taşıma artışına bağlı sürükleme parabolik bir şekilde artar dolayısıyla 100 kg’lık bir taşıma yerine 70 + 30 kg’lık bir taşıma daha az sürükleme oluşturur.
Şimdi kanart yapısının olumsuz yönlerini inceleyelim. Öncelikle, kanart konfigürasyonun aerodinamiği ve stall davranışı karmaşıktır. Kuyruğa sahip konvansiyonel bir uçakta kanat, stall’a girerse elevator ile bu durum kurtarılabilir. Eğer uçakta kuyruk yerine kanart yapısı varsa ve bu durumda ilk kanat stall olursa uçağın burnu sürekli olarak yukarı hareket eder. Bu durumda uçak, kurtarılamaz bir stall’a girer çünkü kanart kurtarma için yeterli olmaz.
Bu durumu çözmek için kanattan önce kanart yapısının stall’a girmesi sağlanır. Kanadın kritik hücum açısını kanart’ın hücüm açısından daha yüksek yapmak buna bir çözümdür. Bu, kanadın alanını artırarak sağlanabilir fakat bu da çeşitli dezavantajları getirecektir.
Kontrol yüzeyi kanart’ı: Bu konfigürasyonda kanart, yunuslama momenti oluşturmak için kullanılır, normal seyirde taşıma üretmez. Bu da uçağın manevra kabiliyetini artırır. Modern savaş uçaklarında genellikle bu konfigürasyon kullanılır ve uçuş kontrol sistemi tarafından yönetilir.
Bazı kanartların arkasında flaplar bulunur, bunlar hava aracına trim vermek için kullanılır.
Sonuç olarak, kanart konfigürasyonun aerodinamiği ve uçuş mekaniği etkileri karmaşıktır, dikkatli analiz gerektirir. Ana kanada etki edecek hava akışına etkisi, uçağın stabilite durumu ve stall karakteristiği gibi konular üzerinde ciddi mühendislik çalışmaları yapılmalıdır.
Ek bilgilere aşağıdaki adreslerden ulaşabilirsiniz.
Referanslar
- https://en.wikipedia.org/wiki/Saab_37_Viggen
- http://niquette.com/puzzles/canards.htm
- https://aerocorner.com/aircraft/saab-ja-37-viggen/
- https://en.m.wikipedia.org/wiki/File:Typhoon_f2_zj910_canard_arp.jpg
