Bu da Tabiattaki Mühendislik

İnsanoğlunun başdöndürücü icatlarında en büyük ilham kaynaklarından birisi de hiç şüphesiz tabiattır. Tabiattaki mühendislik o kadar mükemmeldir ki bu mükemmelliği anlamak bile çok zordur. Kuşların kanatları ve balıkların yüzgeçlerinin incelenmesi neticesi elde edilen bilgiler aerodinamik teorisinde yeni bir çığırın açılmasına sebep olacak kadar ehemmiyetlidir.

Araştırmayı California Üniversitesi'nden P. Van Dam, Milli Havacılık ve Feza Dairesi Langley araştırma merkezinde yaptı. Bu araştırma merkezinde yeni projeler için tabiat inceleniyordu. Meselâ, köpek balığının kuyruk yüzgecindeki çentik veya akbabanın kanat uçlarındaki yayvan tüyler hidrodinamik veya aerodinamik bir avantaj sağlıyor muydu? Van Dam birçok kuşun kanatlarının ve birçok balığın kuyruk yüzgeçlerinin geriye doğru kavislenmesinin sebebini merak etmeye başladı.

1920'lerde Alman Fizikçisi Ludwing Prandtl ve M.M.Munk tarafından neşredilen klasik aerodinamik teorisine göre ideâl kanat çok değişik bir görünüş arzetmektedir. İdeâl kanat, verilen bir direnç için en fazla kaldırmayı, balık bahis mevzuu olduğunda ise en fazla ileriye itmeyi yapan kanattır. Klasik kanat ses hızının (Mach 1) çok altındaki hızlarda, kabaca eliptik ve gövdeden düz çıkmakta idi. (Ses hızına yaklaşıldığında kanatlarda şok dalgalan oluşur ve bu durum sürüklenmeyi çok arttırır; bu artmayı önlemek için hemen hemen bütün uçakların kanatları arkaya doğrudur) Van Dam geriye doğru kavislendirilmiş kanatların kaldırma verimliliğini bir NASA araştırmacısının 1982'de geliştirdiği kompüter programı ile analiz etmeyi kararlaştırdı. Bu teknik, kanadı bölümlere ayırmakta, her bölümdeki basıncı ve daha sonra basınçlar arasındaki karşılıklı kompleks müesseriyeti hesaplamakta idi. Neticeler gayet açıktı: Balinanın kuyruğunda olduğu gibi, yarım ay şeklindeki kanat ideâl kanadı temsil edebilirdi; ön ve arka kanatların her ikisinin de arkaya doğru kavislendiği hilâl şeklindeki kanatlarda meselâ kırlangıçta bu verim daha da artmaktaydı.

Van Dam verimin artmasını kanat üstündeki düşük basınçta oluşan girdaplarla kanadın altındaki yüksek basınçta oluşan girdapların arka kenarda birleşerek dönmesi neticesine bağlıyor. Klasik teori bu girdapların kanattan geriye paralel yönde hareket ettiğini söylemesine rağmen Van Dam'ın hesaplamaları girdapların bilhassa kanat uçlarında paralel olduğu kadar dik olarak döndüğünü göstermekte. Hilâl şeklindeki bir kanat veya geriye doğru uçları olan kanat diklemesine girdaplanmayı arttırarak kanadın bir yelken olarak iş görebilmesine sebep olmakta ve normalde sürtünmeyi arttıran girdap enerjisinin bir kısmını ileri itmeye çevirmektedir.

Tabiattan ilham alınarak omurgası inşâ edilen Stars and Stripes yatı Amerikan Yat yarışlarında diğer yatlara göre avantaj sağladı. Van Dam'ın çalışmasına dayanan kanatlar NASA'nın Langley araştırma merkezindeki rüzgâr tünellerinde tecrübe edildi. Bu araştırmayı Langley'de yöneten Bruce J. Holmes'e göre bu tip kanat tarzı başarılı oldu. Yakıt ikmâli yapmadan dünyanın etrafım ilk defa dönen Voyager adlı uçağın tasarımcısı Burt Rutan, Boeing ve Lear Siegler şirketleri uçları geriye doğru kavislenmiş kanatların güç ve kabiliyetlerini araştırıyorlar.

Scientific American'dan Y. Mak. Müh. Mehmed Sami Polatöz