Uçaklarda Neden Köşeli Camlar Tercih Edilmez?

Ulaşım alanında mesafeleri kısaltan, bir noktadan öteki noktaya saatler içerinde ulaşmamıza olanak sağlayan uçaklar tasarımları noktasında tahmin edemediğimiz mühendislik harikaları barındırmaktadır. Bu mühendislik harikalarından birisi de uçak camlarıdır.

Yaşamakta olduğumuz 21. Y.Y teknoloji alanında en üst seviyelere ulaştığımız bir çağ olmuştur. Yaşantımızda bir çok alanda hayatımız kolaylaştıran bu teknolojiler ardında bilmediğimiz bir çok mühendislik harikaları barındırmaktadır. Bu noktada uçaklar yaşadığımız asrın ulaşım noktasında en büyük imkanlarını bizlere sunmuş vaziyette. Bir noktadan varmayı planladığımız nokta arasında geçen süreyi oldukça kısaltan bu teknoloji insan hayatına büyük artılar sağlamış görünüyor. Başlı başına bir teknoloji ve tasarım harikası olan uçaklar her bir parçasında onlarca detay barındırıyor. Bu yazıda hepimizin uçak yolculuklarında hayran hayran baktığımız o camları ve tasarımsal olarak köşeli biçimin tercih edilmeme sebeplerini inceleyeceğiz. 

Her uçak seyahatinde yolculuk boyunca manzarayı izlemek çoğu insana huzur veren bir süreçtir. Bu güzellikleri görmemize imkan sunan camlar ve bu camların tasarımlarının neden öyle olduğu pek çok kimsenin aklına gelmez. Gelin bu sorunun cevabını birlikte inceleyelim. Yıllar süren çalışmaların sonucunda uzay ve uçak mühendisliği alanının katkılarıyla birlikle uçak teknolojisinde çok büyük sıçrayışlar meydana geldi. Yıllar boyu süren bu gelişim kaçınılmaz bir şekilde uçak tasarım yapılarında da bir değişime sebep oldu. İlk dikkat çeken durumlar 20. Yüzyılın ortalarına doğru ticari uçuşların artış göstermesi ile hava yolu şirketlerinin uçaklarını daha yüksek irtifada uçurması oldu. Bu durum aslında uçuş maliyetlerini düşürmek amaçlı tercih edilmişti. Çünkü yükseklik arttıkça azalan hava yoğunluğu uçakların daha az dirençle hareket etmesine olanak sağlıyordu. Uçuş maliyetlerini düşüren bu hamle ilk bakışta olumlu olarak değerlendirilse de beraberinde bir sorun teşkil etmekteydi. Öyle ki artan yükseklik değerleri insan sağlığı açısından olumsuzluklar oluşturmaktaydı. Bilimsel olarak ortaya konulan verilere göre 10.000 metre (30.000 feet) ve üzeri değerler insan sağlığı açısından uygun olmayan koşullar içermektedir. İçerisinde yüzlerce yolcu taşıyan bu uçan devler için bu durum büyük bir sorun demekti. Ortaya çıkan bu problemi çözmek amacıyla mühendisler iç basıncın dengelenmesi için kabinleri silindirik bir yapı olarak tasarladı. Sorunun giderilmesi amacıyla yapılan bu değişiklik gerekliydi ancak tek başına yeterli değildi. Uçak gövdesi gibi camların da şeklinin değişmesi gerekiyordu ancak bu durum değiştirilmedi ve eski hali tercih edildi. Yapılan bu hatanın bedeli çok ağır oldu. 1953 yılında cam tasarımları alışkın olduğumuz şekli ile kare biçiminde olan üç uçak havada bir anda parçalara ayrıldı. Toplamda 43 kişinin hayatını kaybettiği bu olayların ardından hatanın camların tasarımında olduğu anlaşılmıştı. Uçaklar köşeli yapıda olan camları sebebi ile yüksek basınca dayanamamış ve paramparça olmuştu. 

Fiziksel olarak köşeli tasarımların köşeleri zayıf noktalar içerir. Bu zayıflığa neden olan sivri köşelerde birim başına düşen kuvvetin katlanarak artması durumudur. Bu durumu basit bir örnekle şöyle açıklayabiliriz:

Hareket halinde olan akışkan bir maddenin karşısına hiçbir engel çıkmazsa bu madde dümdüz bir şekilde yoluna devam eder. Öte yandan hareket halindeki bu akışkanın karşısına kare biçiminde bir engel yerleştirmiş olsaydık akışkan maddemiz bu cismin etrafında dolaşmak amacıyla yön değiştirme eğilimi içerisine girecektir. Bu yön değiştirme eylemi tam da o noktada basıncın aşırı artması anlamına gelmektedir. Her cismin kendine özgü bir direnç değeri olduğundan dolayı bu sivri köşeli tarzdaki tasarımın köşelerindeki malzemenin parçalanması çok daha kolay gerçekleşecektir. Basıncın artmasına sebep olan yön değiştirme hareketinin etkisini en aza indirmek amacı ile akışkan maddenin hareketi ile daha uyumlu olan yassı şekiller tercih edilmelidir. Kare biçimli pencerelerin 4 adet köşesi ve doğal olarak 4 farklı zayıf noktası bulunmaktadır. Bu durum yüksek irtifalarda uçakların maruz kaldığı hava basıncı ile parçalanmasını mümkün kılmaktaydı. Camların kavisli şekli tercih edilerek köşelerde oluşacak baskı dağıtılmış ve parçalanma riski ortadan kaldırılmış oldu. Havacılık tarihinde gerçekleşen bu basit ama bir o kadar etkili tasarımsal değişiklik günümüzde güvenli bir şekilde seyahat etmemize olanak sağlamıştır.