Çocuklar nasıl uçakçılık oynar? Onlara “Hadi uçak olalım!” dediğimizde ne yaparlar? Çocuklar kollarını iki yana kaldırırlar ve kanatları hazırdır. İleri doğru koşar, hız kazanırlar. Dönmek istediklerinde kollarını bir aşağı bir yukarı yaparak yön değiştirirler. Uçakçılık oyunu boyunca gönüllerince koşar, oynar, eğlenirler. Gelin, biz de hem bu oyunu hatırlayalım, çocukluğumuza dönelim hem de birlikte A320 NEO’nun dönüş kontrolünü çalışalım ve yenilikleri öğrenelim.

Bu yazıyı okumayı bitirdiğimizde cevap bulacağımız sorular şunlar olacak.

1. Hangi durumlarda aileronlar aynı yöne hareket edebilirler?

2. Hangi durumda beraber aşağı inerler veya ne olursa beraber yukarı kalkarlar?

3. Hangi şartlar olursa bu hareketler gerçekleşebilir?

Uçakçılık çocuk oyunundan bildiğimiz bu hareketler A320 uçağının da dönüş esnasında uyguladığı hareketlerdir. Çocuk bir kolunu indirir. Hangi kolunu indirdi ise o yöne doğru döner. A320’de aynıdır. Uçağın kanadı aşağıya doğru indirilir. Hangi kanat aşağıya dogru iniyorsa uçak da o yöne doğru dönüş yapar. 

Çocuğumuzu haftasonu parka götürdüğümüzü hayal edelim. Parka geldiğimizde onun elini bıraktık ve heyecan içinde koşar adım ileri atıldığını izliyoruz. Çocuğun arkasından bakan baba olalım. Gerçek uçakta da uçağın arkasından bakarak komponentlerin yönlerini tespit ederiz. Koşan çocuğu arkasından bakarak incelediğimizde sağ kol yukarı kalktığında ve sol kol aşağı indiğinde onu sola doğru döner görürüz. Gerçek uçakta da durum aynı. Havada uçağa yine arkadan bakarsak sağ kanat yukarı ve sol kanat aşağı indiğinde A320 NEO da sola yatış yapar. 

Çocukluğumuzdan beri en bilinen uçak hareketi az önceki oyunda da senaryolaştırdığım uçağın yana doğru yatması yani rolll hareketidir. Bu yatış hareketini gövdenin yuvarlanması olarak da düşünebiliriz. Yani rolll hareketi aynı oyun oynayan cocuğun yaptığı gibi uçağın sağa veya sola doğru yatması hareketi uçak gövdesinin havada yuvarlanması olarak da anlaşılabilir. Gövdeyi bir silindir olarak görelim. Gövdenin önünden arkasına doğru bir hayali çizgi çekelim. Uçağa yine arkadan bakıyoruz. Bu çizgiye uzunlamasına eksen (longitidunal axis) diyelim. İşte rolll hareketi bu uzunlamasına eksen üzerinde gerçekleşir. Roll esnasında kanatlardan biri aşağı diğeri ise yukarı hareket eder. Roll hareketini sağlamak için kanatların aşağıya veya yukarıya hareket etmesini sağlamak gerekir. İşte bu kanat hareketini sağlamak için A320 NEO’da aileron adı verilen kanatçıklar bulunur. Aileronlarında kumanda edilmesi gerekir. İşte aileronların kumanda edilmesi gereği A320 NEO’da roll kontrol sistemleri bulunur. Roll kontrol sistemleri ile kanat uçlarına takılan aileron yüzeyi kumanda alır, hareket eder. Kanat ucunda kaldırma artışı veya azalışı sağlayarak roll hareketini üretirler. Roll kontrolünü sağlamak için A320’de aileron adı verilen kumanda yüzeyleri vardır. A320’de tek parça aileron vardır. Aileron tab yoktur. Aileronlar her kanat’da bir tanedir. Aileronlar kanat uçlarının firar kenarlarına takılmışlardır. Rol kontrolü için aileronlar birbirlerine zıt yönde çalışır. Biri yukarı doğru hareket ederken diğeri aşağı doğru hareket eder. Arıza gereği uçak tek aileron konfigurasyonu durumuna düşse bile yine roll hareketini yapabilir. Aileronlara yardımcı olacak şekilde spoiler’lerde dönüş için kumanda alabilirler. Ancak şimdilik arızalar ve spoiler konusu baska bir yazının konusu olsun. 

Uçuş kumanda sistemleri nelerdir?

Dünyada bilinen iki çeşit uçuş kumanda kontrol sistemi vardır. Sistemlerden biri çelik kablolar ve makaralar ile kumandalama yapılan yani mekanik kumandalı ve hidrolik çalışan geleneksel kumanda sistemidir diğeri ise elektrik kabloları ile sinyal iletimi yoluyla yapılan yani elektronik kumandalı hidrolik çalışan fly by wire adı verilen kumanda sistemidir. 

A320 aileron kumandası hangi uçuş kumanda sistemi prensibi ile çalışır? 

Avrupalı uçak üreticisi Airbus’ın tek koridorlu aile (Single Aisle Family) olarak isimlendirdiği dar gövdeli A318, A319, A320, ve A321 uçaklarının kanat uçlarında birer tane Aileron adı verilen uçuş kumanda yüzeyi bulunur. Aileron havada uçağa dönüş (roll) hareketi yaptırır. A320 uçağında aileronlar fly by wire prensibi ile kumanda edilirler. Fly by wire prensibinde asıl olan uçağın tepkilerini de bir kontrol inputu olarak almak ve bunu temin etmek için yeni kumandaları otomatik olarak üretmektir. Roll hareketi için aileronlar birbirine zıt yönde hareket eder. 

Yuvarlanma hareketi (roll) nedir?

Uçağın düz uçuşunu sağlamak için her iki kanadın eşit kaldırma (lift) üretmesi gerekir. Eğer kanatların ürettikleri kaldırma kuvveti arasında fark olursa bir kanat yukarı diğer kanat aşağı yönelicek böylece gövdeye bağlı olan kanatlar sayesinde gövde yuvarlanma hareketi yani yatış yapacaktır. Gövdenin yatması için aileronlar ile kanatların uç bölgelerinde farklı kaldırma kuvveti oluşumu sağlamak gerekecektir. Örneğin dönüşün sol tarafa doğru olması için sol kanatta uç bölgesinde kaldırma azaltılır. Sağ kanatda ise kanat uç bölgesinde kaldırma arttırılır. Bu sol kanatdaki aileronun yukarı kalkması ile sağ kanatta ise aileronun aşağı sapması ile yapılır. Sağ kanat sol kanada göre daha fazla lift üretir. İki kanat arasında oluşan bu lift farkı ile uçağın gövdesi sola doğru yuvarlanmaya başlar. Kanatların kökleri gövdeye bağlı olduğu için kanatlarda oluşan bu kuvvet gövdeyi yuvarlayacaktır. 

Hangi durumda aileronlar aynı yöne hareket eder?

İki durumda aileronlar aynı yöne hareket edebilir. İlk durum ikisinin birden aşağı inmesidir. İkinci durum ise ikisinin birden yukarı kalkmasıdır. Sağ ve sol aileronun birlikte aşağı inmesine Aileron droop denir. Her ikisininde yukarı kalkması durumuna ise aileron anti-droop denir. Aileron droop iniş veya kalkış fazında tutunma verimliliği artışı sağlarken aileron anti-droop inişten sonra fren verimlilik artışı sağlar. Şimdi bu iki durumuda tek tek inceleyelim. İlk olarak aileron droop fonksiyonuna bakalım. 

Her iki aileronun birlikte aşağı sapması durumu 

ELAC - Aileron droop fonksiyonu (Tutunma verimliliği artışı)

Kanat firar kenarında kanat kökünden kanat ucuna doğru gittiğimizde dış flap (outboard) bittiği yerde aileron başlar. Yani flaplar ile kanatta sınırlı bir bölgede kaldırma artısı saglanır. Kanat uc kısmında aileronun bulunduğu kanat uç bölgesi için flapların açılması kaldırma artışı sağlamaz. Burda iniş veya kalkış fazında flap acılarak hızın nispeten düşük olduğu durumlarda kaldırmayı arttırarak tutunma saglanır. Aileronla tutunma verımlılıgı artırılmıştır. Aileronu Elevator and Aileron Computer (ELAC) kontrol eder. ELAC’lara flapların açılma bilgisi giderse ELAC bu bilgi ile gidip aileronların her ikisinide 5 derece aşağı yönlü hareket ettirir. Böylelikle aileronlar için yeni nötr noktası 5 derece aşağıya kaymış olarak çalışmaya devam eder. ELAC artık bu yeni nötr noktası üzerinde aileronlara kumanda verir. Bu düşme durumuna Aileron droop denir. Bu sayede aileronlar flaplar ile birlikte artık lift artışı için katkı sağlamış olurlar. Flaplar kanadın kök bölgelerinde, aileron ise kanadın uç bölgesinde lifti arttırır. Bu fonksiyon ile aileron ile tutunma verimliliği artmış olur. Aileron Droop ELAC’ın içinde bir fonksiyon olarak çalışır. Flap kolunu 0 unit’den 1 unite aldığımızda Flap ve Slat birlikte açılmaya başlar. 1 unit için Slat 18 derece Flap ise 10 derece açılır. ELAC Flap kolundan talep edilen slat/flap açma isteği ile aileron droop fonksiyonunu aktive eder ve aileronları aşağı doğru yeni nötr noktasına indirir. İşte aileronun simetrik olarak hareket etmesi durumlarından biri budur. Aileronlar bu durumda aşağı doğru birlikte hareket ederler. Flapları daha fazla açmak droop açısını arttırmaz. Sadece 0’dan 1’e aldığımızda bir kere droop olur. Aileronların normal nötr’e göre 5 derece aşağıda yeni bir nötr noktası olur. Sonra bir unit daha açmak daha fazla aileronu aşağı düşürmez. Flapları topladığımızda ise aileron tekrar normal 0 noktasına geri döner. Bu aileron droop olma durumu kokpitten sistem ekranında (System Display) f/ctl (flight control) sayfası ecam control panel’den seçildiğinde aileronun aileron pozisyon indikasyonu üzerinde yeni nötr noktasına indiği pilota gösterilir. ELAC’a flap açıldı bilgisini veren bilgisayar Slat Flap Control Computer (SFCC)’dir. SFCC Flap/Slat pozisyon bilgisini Slat ve Flap için ayrı ayrı bulunan Power Control Unit (PCU)’lar üzerinde bulunan Position Pick-off Unit (PPU) aracılığı ile ölçer.

Peki her iki aileron birlikte yukarı doğru kalkabilir mi? 

ELAC - L83 & L91’de sunulan Aileron Antidroop fonksiyonu (Frenleme verimliliği artışı)

Uçak yere inince roll hareketi yapma lüzumu ortadan kalkar, fakat uçağın inişten sonra durmasını kolaylaştırmak için sürüklenme (drag) ihtiyacı vardır. Durma mesafesini azaltarak fren performansını arttırması sebebiyle aileronları yukarı kaldırarak kullanabiliyoruz. Aileron için geliştirilen aileron anti-droop özelliği sayesinde sürüklenmeyi arttırarak durma mesafesini azaltabiliyoruz. Aileron’a yerde iken atanan bu özellik ile fren verimliliği artışı ve kanat uç bölgesindeki kaldırma kuvvetinin azaltılması sağlanmıştır. Bu özelliğin adı Aileron Anti-Droop fonksiyonudur. 

Aileronun hareketlerini ELAC adı verilen bir bilgisayar ile kontrol ediyoruz. ELAC bilgisayarına pin programlama yaparak tüm tek koridorlular için bu özelliği aktif hale getirebiliyoruz. Aileronun ana görevi uçağa roll hareketi yaptırmaktır. Yani uçağın gövdesini havada iken yuvarlamaktır. Gövde silindir şeklinde olduğu için kanatların yukarı aşağı hareketi gövdede dönme hareketi olarak görülür. Ancak burda konu aileronun roll fonksiyonu ile ilgili değil ground spoilerlara yardım ederek durma performansını arttıran aileron anti-drop özelliği hakkındadır. 

Uçuşta sağa veya sola doğru manevra yapacaksa bunu kanatları yukarı veya aşağı hareket ettirerek ve gövdesini yana doğru yatırarak yapar. Gövde silindir şeklinde olduğu için yana yatma esnasında yuvarlanır duruma gelir. Gövdenin yuvarlanmasını sağlayan uçuş kumanda yüzeylerimizden birinin adı ailerondur. 

Aileron uçak kanatların en uç kısmında yani gövdenin en uzağında bir noktada kanadın arka tarafına bağlı ve oradan kanada yukarı veya aşağı yönlü kuvvet uygulanmasını sağlıyor. Aileronun kanada uyguladığı kuvvetin sebebi aerodinamik etkilerle bukulen havanın oluşturduğu aileron geometrisinden kaynaklanan etkidir. 

Aileron anti-droop fonksiyonu iniş performansını arttırma amacı ile inişten sonra veya kalkıştan vazgeçme esnasında aileronun yukarı yönlü hareket etmesine olanak tanır. Bu fonksiyon operatorlerin uçaklarını kısa meydanlarda kullanmalarına olanak sağlamak için geliştirilmiştir. Bu fonksiyon yanlızca uçağı manuel kumanda ettiğimizde mümkündür.

Frenleme verimliliğini artırmak için aileron anti droop fonksiyonunu nasıl arm olur?

niş veya kalkıştan vazgeçme (RTO) ve kısa pistlerde operasyon uygunluğu olması gerekir

Ground Spoiler fonksiyonu bu durumda sadece spoiler’ların tamamı yerine tüm spoiler’ları ve aileronları kullanır.

Bu değişiklikle aileronlar şu durumlarda yukarı doğru kalkar:

• Ground Spoiler extend

• Normal kanunlarda uçuş

• Otomatik pilot KAPALI

• Kanatlar clean CONF konumunda değil

• Pitch açısı 2,5°’nin altında.

Not: Ground spoileri kısmen açıldığında (partial lift damping) aileronlarda anti droop fonksiyonu çalışmaz.

Bu değişiklikle, ground spoilerlar kapatılırsa veya uçağın konumu değiştiğinde aileronlar da eski haline döner.

Sonuç olarak aileronlar 3 farklı iş gereği kullanılabilirler. Bunlar roll kontrolü, aileron droop ve aileron anti-droop olarak sınıflandırılabilir. 

Uçakçılık çocuk oyununa dönecek olursak bundan sonra artık parkta çocuğunuzla bu oyunu oynama imkanınız olursa bunları hatırlayabilirsiniz. Onun kollarını sağa veya sola yatırarak sadece dönme hareketi değil aynı zamanda iki kolunuda kaldırarak yavaşlayabileceğini veya her iki kolunu indirerek havada tutunabilirliğini arttırabileceğini de oyuna ekleyebilirsiniz.