Uçaklarda aerodinamik yapısal ve sistemsel problemlere yol açan donma probleminin irdelenmesi

Abstract

Uçaklarda buzlanma olayı, havacılıkta karşılaşılan en tehlikeli durumlardandır. Hava akımının içerisindeki aşırı soğumuş su damlacıklarının uçak üzerinde toplanması ve buz halini alması bu tehlikeli durumu doğurur. Buzlanma uçuş kalitesini düşürür, uçağın ağırlığını ve uçağa etki eden sürüklenme kuvvetini artırır ve böylece uçağa etki eden kaldırma kuvvetini azaltır. Uçak üzerinde meydana gelen buzun ağırlığından çok uçak üzerinden geçen hava akımına etkisi çok daha önemlidir. Sürüklenme kuvvetinin artması ve kaldırma kuvvetinin azalmasını karşılamak için uçağın harcadığı güç ve kanatların kritik hücum açısı artar. Buzlanma uçak kanatları, gövdesi, pencereler, sensörler, motor girişleri, antenler, pitot tüpü gibi gibi kısımlarında görülür. Buzlanmayı önleme ve oluşan buzu gidermek için anti-icing ve de-icing olmak üzere iki farklı buzdan korunma yöntemi uygulanır. Bu çalışmada Boeing 737-800 uçağının kanatları için uygulanan termal buz önleme sistemi üzerinde çalışılacaktır. Termal buz önleme sistemi sıcak havanın, buzlanmaya maruz kalmış ya da kalacak olan kanat üzerine belli miktarda püskürtülür. Burada, farklı uçuş yüksekliklerinde, kabul edilmiş hava şartlarına göre, sınır tabaka denklemleri kullanılarak, buzlanmaya karşı gerekli olan ısı ihtiyaçları hesap edilmiş ve buna göre termal buz önleme sisteminin sıcak hava üfleme kapasitesi elde edilmiştir.