Uçakların tarihte ve günümüzde birçok farklı kanat tasarımları mevcuttur. Şüphesiz bunların her birinin getirdiği avantajlar ve dezavantajlar da bulunuyor. Bu yazıda örneklerle bunları kısaca inceleyeceğiz. Tam 8 farklı kanat yapısını sizler için derledik. Bazı kanat tipleri farklı kaynaklarda farklı şekillerde de isimlendirilmiş olabilir. Keyifli okumalar!
1) Ters Kanat
İngilizce “forward-swept wing” denilen ters kanat yapısı sayesinde, düşük hızlarda ve alçak irtifalarda diğer savaş uçaklarına göre çok daha iyi bir manevra kabiliyetine sahip olunabiliyor. Ancak bu kanat yapısı yüksek hızlarda uçarken ve dönüş yaparken hava akımı sebebiyle daha fazla basınca maruz kalıyor. Bu sebeple kanatları sağlamlaştırmak gerekiyor. Kanatları sağlamlaştırınca ağırlık ekstradan artıyor ve ters kanadın faydasından çok zararı oluyor. Aynı zamanda ters kanatlı uçakları kontrol etmek pilotlar için de zormuş zira istikrarsızlık gösterdiği söylenmektedir. Ek olarak, radarlarda çok kendine özgü ve eşsiz bir görüntüsü olacağı için askeri otoriteler bu tipe sıcak bakmadı.
Bu kanat yapısını önce Almanlar 1944 yılında Ju-287 ile, ardından ABD’liler 1984’de X-29 ile, daha sonra da Ruslar 1997 yılında Su-47 ile ilk uçuşlarını gerçekleştirerek tecrübe ettiler. Ruslar günümüzde tekrar denemeye karar verdi ve SR-10 jet eğitim uçağını geliştirdi. İlk uçuşunu 2015 yılında yapan SR-10 da seri üretime geçmeyi başaramadı. Tüm bu uçaklar 1-2 adet üretilerek deneysel olarak kaldı. Açıkçası bu kanat tipine benzerliğinden ötürü “yarasa kanat” da diyesi geliyor insanın.
2) Trapez / Elmas Kanat
İngilizce “diamond-shaped wings” veya “trapezoidal wing” olarak geçen, Türkçeleştirmesini ise “elmas kanat” veya “trapez kanat” şeklinde yapabileceğimiz tip kanattır. Elmas kanat, düz kenarlı ve gövdeden uçlara doğru gittikçe incelen bir kanat platformudur. Herhangi bir en-boy oranına veya ok açısına sahip olabilir.
Trapez/elmas şeklindeki kanat yapısı yüksek süratlerde daha az sürtünmeye yol açar. Bu da uçağın hızına ve ivmelenmesine olumlu katkı yapar. 1950’li yıllarda geliştirilen F-104’ün mach 2 hızına ulaşabilmesindeki sebeplerden biri de buydu. Ancak bu kanat yapısı manevra kabiliyetini olumsuz yönde etkiliyor. Zira havayla az sürtünme demek, az kontrol demek. Ki bu kanat yapısını taşıyan F-104 de YF-23’de manevra yeteneği tartışmalı uçaklar olmuştur. Hatta YF-23’ün YF-22’ye karşı ihaleyi kaybetmesinin sebeplerinden biri olarak da bu gösterilir. Bu kanat tipine de “baklava kanat” olarak benzetme yaparsak yanılmış olmayız…
3) Değişken Açılı Kanat
İngilizce “variable-sweep wing” olarak geçen “değişken açılı kanat” kalkış sırasında öne doğru açılarak havanın kaldırma kuvvetini arttırmakta, hız gerektiren uçuşlarda da geriye doğru kapanıp kanat alanını küçülterek sürtünmeyi azaltmakta ve hızı arttırmaktadır. Bu da uçağa sabit kanatlı uçaklarda sağlanamayacak bir avantaj vermektedir. Aynı zamanda düşük süratlerde uçağın açılıp genişleyen kanatları menzilini ve havada kalış süresini artırıyordu. Çünkü geniş kanat demek daha fazla süzülme oranı demektir. Dar kanat ise az sürtünme, yüksek hızdır. Bu kanat tipi özellikle F-14 ile ABD donanması için biçilmiş kaftandı. Zira uçak gemisinin üzerindeki sınırlı alana uçakların kanatları içeri bükülerek fazla sayıda uçak konuşlandırılabiliyordu. Bu kanatların dezavantajı ise sürekli aç kapa yapıldığı için ciddi yıpranmalara maruz kalması.
Mig-23, Su-24, F-111, F-14 ve Tornado uçaklarında kullanılan bu kanat tipi günümüzde pek tercih edilmiyor. 1960’lardan 80’lerin sonuna kadar oldukça popüler bir kanat tipiydi. Açıkçası estetik olarak mükemmel duruyor.
Bu tip için bir benzetme yapacak olursak bu kesinlikle “sinek kanat” olurdu.
4) Delta Kanat
İngilizceden aynı şekilde “delta kanat” olarak dilimize geçen ve “üçgen kanat” olarak da anılan bu kanat yapısı geçmişten günümüze çok popüler. Hatta kendi içinde dahi sınıflandırılmaktadır delta kanatlar (kuruklu delta, kuyruksuz delta, kırpılmış delta, bileşik delta vesaire). Özellikle Avrupa uçakları tarih boyunca bu kanat yapısını kullandı. Örneğin İsveç tarafına baktığımızda Jas-39 Gripen, Saab 35 Draken, Saab 37 Viggen’in hep delta kanat olduğunu görüyoruz. Aynı şekilde Fransız havacılığına baktığımızda da Rafale, Mirage 2000, Mirage III ile delta aşkını görüyoruz.
Delta kanat tasarımı aslında klasik geriye doğru eğimli kanat tasarımının gelişmiş şekli olarak kabul edebiliriz. Ses hızı aşıldığında oluşan şok dalgası kanatlara etki eden sürtünme kuvvetinin belirgin şekilde artmasına neden olur. Delta kanatların çoğunlukla sesten hızlı hareket edebilen uçaklarda tercih edilmesinin sebebi, uçak ses hızında iken oluşan ses duvarı nedeniyle hava sürtünmesindeki artıştan daha az etkilenmeleridir. Yani yüksek süratler için çok verimli bir yapı. Bu kanat yapısının bir diğer avantajı da yüksek faydalı yük kapasitesi ile bolca silah istasyonu sağlaması. Kanat, gövdeye uzunca bir bölgeden bağlı olduğu için çok daha sağlam ve dayanıklı oluyor. Bu yüksek faydalı yükü getiriyor. Kanadın yüzey alanı da gövdeyle bütünleşik olmasından ötürü bolca silah istasyonuna sahip olabiliyor. Bu yüzden Eurofighter Typhoon da Rafale de 13-14 silah istasyonu ile günümüzün en fazla silah istasyonuna sahip uçaklarındandır. Yalnız burada bir Gripen parantezi açmak isterim. Zira Gripen sadece 9 silah istasyonuna ve düşük faydalı yük kapasitesine sahip -tıpkı F-16 gibi-. Bunun sebebi de her şeyden önce uçağın diğer delta kanatlı hasımlarının aksine tek motorlu olması. Bir diğer sebep de uçağın uzunluk ve genişliğinin Rafale ve Typhoon’dan hatırı sayılır miktarda küçük olması.
Delta kanadın olumsuz taraflarında ise kötü süzülme oranı yer alıyor. Klasik düz ve klasik ok açılı kanatlara (F-16, Su-35) göre özellikle düşük süratlerde süzülme oranı düşük. Diğer bir dezavantajı ise yine düşük süratlerde stall olmamak için (yani uçuş özelliğini yitirmemesi için) yüksek hücum açısına sahip olması gerektiğidir. Bu sebeplerden dolayı delta kanatlı uçaklarda kokpitin yan kısımlarında yer alan “kanard” dediğimiz küçük bıyıklar bulunur. Bu bıyıklar (kanard) uçağa kaldırma kuvveti sağlar ve faydalı yük kapasitesini de olumlu etkiler. Fakat! Getirdiği bu avantajların yanında ödenen bedel, uçağın daha az manevra enerjisinin olması ve büyüyen ek kanat alanı nedeniyle artan radar yansımasıdır. Özellikle 5. nesil uçak iddiasında bulunan J-20 bu sebeple görünmezliğinden sıkıntı yaşamaktadır. Zaten bu sebepledir ki Avrupa, Tempest ve FCAS gibi 6. nesil uçak projelerinde delta kanat tasarımını terketmiştir!!!
Benim merak ettiğim nokta ise neden ABD ve Rusya’nın delta kanat tasarımlarını pek tercih etmediği… Evet birkaç deneysel modelleri var fakat asla seri üretime geçmediler. Bu konu hakkında bilgisi veya fikri olan yorum kısmından yazarsa seviniriz.
5) Geri / Arka Ok Açılı Kanat
İngilizcede “sweptback wing” olarak geçen, dünyada en çok kullanılan kanat yapısı budur. Yüksek hızlarda, özellikle ses hızının üstündeki uçuşlarda iyidir. Bunun sebebi yüksek hızlarda havanın bu kanat profili üzerindeki davranışının verimli olması. Bu kanat yapısı hem uçağa güzel miktarda kaldırma kuvveti sağlarken, hem de manevra yeteneği ile yüksek sürat yeteneklerinden taviz vermemesini sağlıyor.
Bu kanat tipi Su-35, F-16, F-35, MMU TF-X (?) ve Mig-29 gibi en popüler uçaklarda kullanılmakta. Aynı şekilde ülkemizin geliştirdiği HÜRJET de bu kanat tipinde. Tam anlamıyla en safkan örneği ise İngiliz Hawker Hunter uçağıdır. Tam performans uçakları için uygun olan bu kanat tipi, neden F-35’i diğerleri kadar kıvrak yapmıyor diye düşünebilirsiniz. Fakat unutmayın ki kanat manevra yeteneğinde sadece bir etken. Uçağın ağırlığı, boyutu ve diğer aerodinamik yapıları daha önemli etkenler.
Burada ek olarak TF-X ve F-22 Raptor parantezi açmak isterim. Bu iki uçak da iki kanat tipinden özellikler taşımaktadır: Arka Ok Açılı Kanat ve Trapez Kanat. Her iki kanat tipinin de faydalı özelliklerinden istifade etmek için özel olarak tasarlanmış açılara sahipler. Zaten buna da mühendislik deniyor. Bu sebeple örneğin F-22 çeşitli kaynaklarda arka ok açılı kanat olarak veya trapez kanat olarak geçebiliyor.
Zaten mühendislik dediğimiz kavram da bunu ayarlamaya yönelik değil midir? Faydaların ortak noktasını bulmak… Ağırlık artarsa zırh artar ancak hız ve çeviklik düşer. Keza hava araçlarında da kanat boyu büyürse daha stabil ve güvenli uçuş sağlanır fakat hız ve çeviklik düşer.
6) Düz Kanat (Dikdörtgen Kanat)
İngilizcede “straight wing” veya “rectangular wing” olarak geçer. Yani düz kanat / dikdörtgen kanat olarak… Bu kanat yapısı da havacılık tarihinde en köklü ve en çok kullanılmış olan tiplerden biridir. Yüksek güvenli bir uçuş sağlar. Aynı zamanda kaldırma kuvveti en sağlam olan kanat tipidir. Süzülme oranı da çok çok iyi oluyor düz kanatların. Çünkü hava ile temas eden kanat alanı diğer kanatlara nazaran çok fazladır. Bu da daha az güç kullanarak daha uzak mesafeye uçmanızı sağlıyor. Tüm bu yüksek güvenlik, iyi kaldırma kuvveti ve iyi süzülme oranı yanında bazı olumsuzlukları da getiriyor.
Bu olumsuzluklardan biri, bu kanat tipinin yüksek süratler için hiç uygun olmaması. Bu kanadı kullanan uçaklara baktığımızda da en fazla saatte 700 km hıza ulaşan uçaklar olduğunu görüyoruz zaten. 1960’larden itibaren savaş uçaklarında kullanımı kalkmaya başladı. Günümüzde ise bazı sivil uçaklarda, eğitim uçaklarında ve İHA’larda kullanılmaktadır. Tabi planörleri de unutmamak gerek.
Dikdörtgen / düz kanatların diğer olumsuz özelliği de düşük manevra kabiliyeti. Tabi sivil uçaklarda, planörde ve Aksungur gibi İHA’larda manevra kabiliyetinin önemi yoktur zaten. İhtiyaca yönelik tasarım yani.
7) Martı Kanat
İngilizcede “gull wing” veya “pulaski wings” olarak geçen martı kanat tasarımını aslında bu listeye almayı doğru bulmuyordum. Çünkü yukarıda saydığımız tüm kanat tasarımları kanadın üstten görünümüne göre sınıflandırılmıştı. Martı kanat ise “dihedral” açıdan, yanı uçağın karşıdan görünümüne göre sınıflandırılan ayrı bir konu. Dihedral, uçak kanatlarının yatay düzleme yaptığı açıya denir. “M”, “W”, “V” veya ters “V” şeklinde olabilir. Ülkemizde Akıncı bu kanat yapısını kullandığı için kısaca değinelim.
Bu tasarım kanatlar ilk önce planörlerde ortaya çıkıyor. 1930’lu yıllarda ise PZL-24 ile savaş uçaklarında da kullanılmaya başlanıyor. Bu kanat yapısının avantajları şöyle ki; dönüşlerde savrulmayı önleyerek daha stabil bir şekilde hava aracının dönmesini sağlıyor. Aynı zamanda kanatlardaki kaldırıcı yüzeyi artırdığı için hava aracının düşük süratlerde havada tutunmasını sağlıyor. Beriev Be-12 gibi deniz uçakları için ekstradan bir avantajı daha vardı bu kanat yapısının. O da motorları daha yukarıya konumlandırarak suyla temasın önlenebilmesiydi.
Martı kanatların dezavantajı ise, kanat üzerindeki büklüm yerinin kanat ağırlığını ciddi arttırmasıdır. Diğer bir dezavantaj ise tıpkı düz/dikdörtgen kanatlar gibi yüksek süratlere elverişli olmamasıdır.
8) Çapraz Kanat!
İngilizcede “oblique wing” ve “slewed wing” olarak geçen çapraz kanat yapısı sadece deneysel olarak kullanılmıştır. NASA tarafından teknoloji demosu olarak geliştirilen ve bir adet üretilen AD-1 uçağı bu yapıyı kullanmakta. 1979 yılında ilk uçuşunu gerçekleştiren uçak müzede sergilenmekte. Tıpkı F-111, Su-24 ve F-14 gibi değişken açılı, dönen bir kanat yapısı bu. Bu tipin dünyadaki ilk fikir babası Amerikalılar değil, Almanlar -her zaman olduğu gibi-. Ancak Nazi Almanya’sının yıkılmasıyla proje kağıt üzerinde kalmıştı. Alman projesinin adı: Blohm & Voss P.202
