Yusufçuğun Kanatları

Zeynel Soylu

“Yusufçuğun uçuş şekli bize yeni uçak modelleri ilham edebilir.”

Yazın kırlara çıktığımızda çevremizde birçok uçan, yürüyen böcek görürsünüz. Bunların içinde ince, uzun vücudu ve ayni şekildeki kanatlarıyla havada hemen hemen hiç oynamadan asılı kalabilen bir uçan böcek dikkatimizi çekmiştir. Bu hayvan halkımız arasında Yusufçuk diye bilinir.

Yusufçuk uçarken havada ince bir iplik gibi görünen, çok güzel, narin bir hayvandır. Havada imrenilecek bir kolaylık ve güzellikle uçar.

Yusufçuk havada sabit dururken oldukça hızlı bir şekilde sağa sola veya arkaya. doğru uçabilir. Saatte 45 kilometre yol alıp, kendi ağırlıklarının 15 katına kadar olan cisimleri de kaldırabilir. Yusufcuğun bu harika uçuş kabiliyeti uçak mühendislerinin dikkatini çekmiş ve onun bu kabiliyetini aerodinamik ilmi metodlarıyla incelemeye başlamışlardır.

Bu konudaki son araştırmalar Yusufcuğun kararsız aerodinamik denilen ve bugünkü uçakların ve kanat çırpmadan havada süzülen kuşların uçuş şeklinden tamamen farklı bir prensiple uçtuğunu ortaya çıkarmıştır. Yusufcuk, kanatlarını çırparken vücudunun altında hızla değiştirebildiği hava akımı meydana getirir ve bu hava akımını kontrol ederek vücudunu kaldırır veya olduğu yerde sabit tutar. Buna karşılık; uçaklar kanatlarının alt ve üst yüzeylerinde meydana getirdikleri düzgün hava akımı ile uçarlar. Bu şekilde uçabilen sistemler için ise türbulans ölüm demektir.

Bu konuda ABD’de bir araştırma merkezinde çalışmalar yapan Muhammed Gad-el Hak “Şimdiye kadar kararsız aerodinamik üzerinde hiç çalışılmadı, çünkü bu çok karmaşık bir uçuş şeklidir.” demektedir.

Çeşitli araştırma grupları, düzgün olmayan hava akımları üzerinde çalışmaya başlamışlardır. Bu araştırma; üstün manevralı savaş uçakları veya daha verimli motorlarının tasarımlarına katkıda bulunabilir.

Bu konuda yapılan araştırmalarda önemli metodlardan birisi de uçan böceklerin incelenmesidir. Yusufçukların biri ön diğeri de arkada olmak üzere, saydam, hemen hemen sert sayılabilen iki çift kanatları vardır. Bu kanat çiftleri birbirinden müstakil çalışırlar. Üstelik kalkmak ve süzülmek için vücut şekillerini değiştirmek zorunda değildirler.

Araştırmacılar “aynı uçuş mekanizmasını kullandığını sandığımız diğer bazı böcek türleri de var. Fakat onlar Yusufcuk kadar basit yapılı değiller” demektedirler. Mesela; sinek kuşlarının tüyleri uçuş sırasında devamlı olarak aşağı yukarı oynar ve vücutları da titrer.

İlim adamları bu hayvanlardan yüzlerce yakalamış ve üzerinde çalışmalar yapmışlardır. Onların ne kadar ağırlık kaldırabildiklerini ölçmek için vücutlarını kuvvet ölçer alete bağlı yatay bir tele yapıştırmış ve saniyede kanatlarını 25—30 defa çırptığını hesaplamışlardır.

Stroskopik flaşlı fotoğraf tekniği ve zehirli olmayan sis akımlarıyla Yusufçuğun uçuşu incelendi. Yusufçuğun kanatlarının hız ve açılarındaki ani değişmelerin, akarsularda, suların hızla daireler çizerek döndükleri “göz” lere benzeyen hava girdapçıkları gibi kararsız akımların meydana gelmesine sebep olduğu söylenmektedir. Ayrıca bu hava girdapcıkları hayret verici bir şekilde düzenli aralıklarla meydana gelmektedir.

Bunun yanında araştırmacılar; kanatların çırpılması sırasında ön kanatlar yukarıdayken arka kanatların aşağıda veya ön kanatlar aşağıdayken arka kanatların yukarıda olduğunu, bu yolla ön kanatların meydana getirdiği dönen havadan müteşekkil girdapların fazla enerjisinin arka kanat tarafından kullanıldığını buldular. Böylece Yusufcuk daha fazla yük kaldırabilmektedir.

Fakat bu prensibi aerodinamiğe uygulamak oldukça zordur. Çünkü; her zaman aynı hareketlerin tekrarıyla standart sonuçlar elde etmek oldukça ileri bir teknoloji gerektirir. Luttges; “10 yıl öncesine kadar bu tür hava akımları tehlikeli görülmekteydi. Karmaşık hava akımları uçakların verimliliğini düşüren onları bozan bir faktör olarak görülüyordu. Mesela helikopterlerin arasıra kanatlarının kırılmasının sebebi buydu. Bir kanat diğerinin meydana getirdiği düzensiz titreşimin etkisiyle aşırı yükten dolayı kırılıyordu.” demektedir. “Eğer biz bu düzensiz hava akımlarını kullanabilirsek helikopterlerin bu hava akımından zarar görmesi bir yana, faydalanabilirler de” demektedir. Aynı esaslar uçakların daha kısa mesafede iniş yapabilmelerini sağlayacak şekilde de kullanılabilir. Hatta bir firma ürettiği yarış arabalarında bu hava girdapç ıklarını yüksek hızda kullanarak arabanın yükünün motora daha az binmesi yolunda çalışmalara başlamıştır.

ABD’de Colorado Üniversitesi, İllinioro Teknoloji enstitüsünün ve Seattle’deki Boing şirketinin araştırmacıları bu konuda daha doğru ve güvenilir bilgiler elde etmek amacıyla, hayvanları incelemenin yanında, onlardan elde edilen bilgileri bilgisayarda değerlendirip rüzgar tünelinde uygulamaktadırlar.

Luttges ve arkadaşları, mesela ilk uygulama olarak uçağın kanat uçlarına istendiğinde aşağı yukarı bükülebilen parçalar ekleyerek, ihtiyaç halinde kanatların kapasitelerini artırmak üzerinde çalışıyorlar. Bu parça uçağın hızı kontrol edilemeyecek kadar azaldığında otomatik olarak oynayarak ve bu hareket kanatlarının yüzeyleri üzerinde hava girdapçıkları meydana getirerek uçağın irtifa kazanmasına sebep olacak ve bu da kanatların muhtemel bir hasarını önleyecektir. Üzerinde çalışılan diğer bir konu da uçağın ön tarafına küçük bir kanat eklemektir. Bu fazladan kanat öyle bir açıyla yerleştirilecektir ki daha geniş yüzeyli arka kanatların altında dönen hava girdapçıkları meydana getirecek ve böylece uçak istendiğinde irtifa kazanacaktır.

“Yusufçuğun uçuşunu taklitle yapılabilecek bir sürü şey var” diyor Muhammed Gad-el Hak. “Fakat yine de kararsız hava akımı kullanan uçak yapmak şimdilik epey uzakta görünüyor. Bunları gerçekleştirmek için önce bu konuda epey çalışıp, kararsız dinamiğin esaslarını belirlemek, yapmamız gereken ilk şeydir” diyor.

Gad el-Hak laboratuarında üç boyutlu kanat modellerinin aniden ve periyodik ,olarak akışkan ile arasındaki açıyı değiştirdi.

ği zaman meydana gelen akım şekilleri üzerinde çalışıyor. Bu tecrübelerde 18 mt genişliğindeki florasan boyası kullanılan su tünellerinden yararlanılıyor. Florasan boyası daha net fotoğrafların çekilmesini sağlar.

Bütün bu çalışmalara rağmen Luttges ve diğerleri Yusufçuğun hava akımı üzerindeki tam kontrolu nasıl sağladığını “tam” olarak anlayamadılar. Luttges şimdi de Yusufçuğun sinir sistemini incelemeye başladı. Bu yolla belli bir manevrayı yaparken meydana getirdiği hava girdapçıklarını ve bunları her değişik durumda nasıl başarıyla kontrol edip kullanabildiğini öğrenmeye çalışıyor.

Yusufçuk üzerindeki çalışmalar daha önce anlar üzerinde yapılanlarla birlikte göstermiştir ki; uçan böceklerin herbiri uçuş için değişik bir kararsız hava akımı yolunu kullanmaktadır. Bunları taklit eden makinalar yapmak ise mevcut teknoloji için ulaşılması zor görünüyor.

En az 200 milyon yıldan beri bu yolu kullanan yusufçuk acaba bunu hangi tek. nolojiden öğrendi? Peki ya arılar ve diğer uçan hayvanlar?

Teknolojinin başdöndürücü bir hızla geliştiği çağımızda, uçan böceklerden öğre neceğimiz çok şeyler vardır. Şu ana kadar geliştirilmiş uçak modelleri ve uçaklar yusufçukla ayni kefeye konulduğunda çok kaba ve hantal kaldıkları görülmektedir. İnsanoğlunun halen sırlarına vakıf olamadığı uçan böceklerin fevkalade ve maharetli uçuş teknikleri onlara acaba “kim” tarafından ilham edilmiş olabilir?