Uçan Canlılardaki Üstün Tasarım Ve Uçuş Teknolijisi

Kuşlarda ve uçan böceklerdeki üstün tasarım, bilim adamlarını hem hayrete düşürüyor hem de onlara uçak tasarımlarında yol gösterici oluyor.

Kuşlar uçarken kanatlarını maruz kaldıkları şartlara göre en iyi biçimde kullanırlar. Kuşlar, rüzgar gibi değişkenlere göre gerekli değişiklikleri otomatik olarak yapacak bir şekilde yaratılmış oldukları için en iyi uçucu olarak kabul edilirler. Şimdi uçak teknolojisine yön veren firmalar onların bu yaratılış özelliklerinden ders çıkarmaya çalışıyor: NASA, Boeing firması, ABD hava kuvvetleri uçağa yerleştirilmiş bir bilgisayardan gelen bilgilere göre biçim değiştirme yeteneği taşıyan, cam liflerden yapılmış esnek bir kanat tasarlamıştır.

Söz konusu bilgisayar, aynı zamanda uçuş koşullarını (sıcaklık, rüzgar kuvveti) bildiren ölçü aygıtlarının verdiği bilgileri işleme yeteneğine de sahip olacaktır. Bilgisayar bu şekilde aldığı bilgilere göre, kanatların eğriliğini en uygun biçimde değiştirebilecektir.

Bu konuda çalışan bir başka firma da Airbus'tır. Airbus da uçağın kanatlarına, tıpkı kuşlarınki gibi uçuş koşullarına göre şekil alabilme özelliği kazandıracak uyarlanabilen kanatlar (adaptive wings) yapmaya çalışıyor. Amaç, yakıt sarfiyatını ve emisyonları azaltmak.

Kısacası kuşların uçuş şekilleri ve kanat yapıları tam anlamıyla bir tasarım harikasıdır. Kuşlardaki bu eşsiz tasarım yıllardan beri uçak mühendislerinin ilham kaynağı olmuştur. Allah bu canlıları uçmaya en elverişli sistemlerle donatmıştır. Kuşlarda apaçık görülen bu tasarımı ve bunun yalnızca herşeyi düşünen, kusursuz bir akla sahip olan bir Yaratıcı'nın eseri olabileceğini hiç kimse inkar edemez. Allah Kuran-ı Kerim'in bir ayetinde bu canlılardaki yaratılışa şöyle dikkat çekmektedir:

"Onlar, üstlerinde dizi dizi kanat açıp kapayarak uçan kuşları görmüyorlar mı? Onları Rahman (olan Allah')tan başkası (boşlukta) tutmuyor. Şüphesiz O, herşeyi hakkıyla görendir." (Mülk Suresi, 19)

Kuşların Kanatları Uçak Yapımına Yön Veriyor
Kuşların uçuşunun incelenmesi uçak kanatlarının yapılarında önemli değişikliklere neden olmaktadır. Bu değişikliklerden ilk yararlanan uçaklardan biri, bir Amerikan avcı uçağı olan F-111'dir. Artık bu uçağın kanatlarında, yönü değişebilen hareketlerle uçağın sağa ya da sola dönmesini sağlayan kanatçıklar bulunmamaktadır. Uçak dönüşlerini, kuşların yaptığı gibi, kanatlarının biçimlerini, kanadın yandan görülen eğriliğinin artması ya da azalması biçiminde, değiştirerek yapmaktadır. Yön değiştirirken, klasik yüzgeçli kanatları olan uçağın geçici dengesizliklere düşmesine karşın, kanadın yansal eğriliğinin değişmesi ile sağlanan üstünlükten yararlanan uçaklar, dönüşlerde dengeli kalabilmektedirler.

Akbabanın Telekleri Havacılık Araştırmalarına Yol Gösteriyor
Bir uçak uçarken kanadının ucunda basınç farklılıklarından kaynaklanan büyük burgaçların oluşması söz konusudur. Bu tip burgaçlar, uçuş esnasında uçakta olumsuz etkiler yaratır.
Havacılık araştırmalarında, akbabaların incelenmesiyle, onların uçarken teleklerini (kanatlarının uçlarında yer alan büyük tüyler) bir elin parmakları gibi açtıkları görüldü. Yapımcılar, bu gözlemin sonucunda akbabanın kanat uçlarını kopya ederek, metalden küçük kanatçıklar yapmak ve bunları körük olarak sınamak düşüncesini edindiler. Bu aygıtın bir dizi küçük burgaç doğmasına yol açtığı ve önceki büyük burgacın yerini alan bu burgaçların daha az zararlı olduğu kanıtlandı. Şimdi küçük kanatçıkların, uçakların kanat uçlarına uyarlanması için çalışılıyor.
Bilim, Böceklerin Uçmak İçin Kullandığı Aerodinamik Teknikleri Henüz Çözemiyor

Bir böcek uçarken ortalama olarak saniyede birkaç yüz defa kanat çırpar. Hatta kanatlarını saniyede 600 defa çırpabilen böcekler bile vardır. Bir saniyede bu kadar hareketin, üstelik olağanüstü bir hassaslıkta yapılması, bu tasarımın teknolojik olarak taklit edilmesini imkansız kılmaktadır.

Nitekim California Üniversitesi'nde Biyoloji Profesörü olan Michael Dickinson ve arkadaşlarının meyve sineklerinin uçuş tekniğini ortaya koyabilmek için geliştirdikleri robot, meyve sineğinin 100 katı büyüklükte ve ancak binde biri hızla kanat açıp kapama hareketi gerçekleştirebilmektedir. Üstelik her beş saniyede bir kanat hareketi yapan robot sineğin bu hareketi için 6 ayrı motor kullanılmak zorundadır.

Bilim adamları yıllardır böceklerin kanat çırpma hareketlerinin ayrıntılarını ortaya koymak için çeşitli deneyler yapmaktadırlar. Bunlardan biri de California Universitesi'nde bir biyolog olan Prof. Michael Dickinson'un meyve sinekleri üzerinde yaptığı deneylerdir. Bu deneyler sırasında Dickinson sinek kanatlarının -basit menteşelerle tutturulmuş gibi- düz hareketler yapmadığını, aksine son derece kompleks aerodinamik tekniklerden yararlandığını tespit etmiştir. Ayrıca her çırpmada kanatların yönü değişmektedir: Aşağı hareket eden kanatta üst kısım yukarı bakarken, yukarı harekette kanat dönerek, bu kez kanadın alt kısmı yukarı bakmaktadır. Bu kompleks uçuş tekniğini analiz etmek isteyen bilim adamları ise, uçak kanatları için kullanılan "klasik aerodinamiğin" yetersiz olduğunu ifade etmektedirler.

Nitekim meyve sinekleri de uçmak için birden fazla aerodinamik özellikten yararlanmaktadırlar. Örneğin kanatlar bir vuruş meydana getirdiğinde arkasında girdaplı, komplike bir hava dalgası bırakır. Kanat geri dönerken de bunu dümen suyu gibi dalganın içinden geçirerek, daha önce kaybettiği enerjisinin bir kısmını yeniden devreye sokmuş olur. Saniyede 200 kez kanat çırpan 2,5 milimetrelik meyve sineği ve diğer böceklerin uçuş kasları en güçlü kaslar olarak nitelendirilir. Kanatların yanı sıra sahip oldukları keskin gözler, denge için kullandıkları ufak arka kanatlar ve kanatların zamanlamasını ayarlayan alıcılar gibi daha pek çok detay da tasarımlarındaki mükemmelliği artırmaktadır.

Burada göz ardı edilmemesi gereken bir konu da, böceklerin milyonlarca senedir bu aerodinamik kurallardan yararlanarak uçtuklarıdır. Günümüzde en gelişmiş teknolojileri kullanan bilim adamlarının bile, böceklerin uçuş tekniklerini tam olarak açıklayamamaları, yaratılışın apaçık delillerinden biridir. Allah hikmetle bakan gözler için, küçücük bir böcekte de aklının ve ilminin benzersizliğini sergilemektedir. Bir ayette Allah buna şöyle dikkat çekmektedir:

Baykuş Sessizliği

Baykuşlar, geceleri avlarını, farkında olmadıkları bir anda yakalamak için üzerlerine sessizce çullanırlar. Hampton, Virginia'daki NASA Langley Araştırma Merkezi'ndeki araştırmacıların belirttiğine göre, birçok kuşun uçuş tüylerinin belirgin, düzgün şekilli kenarları olmasına karşın baykuşların uçuş tüyleri, havanın kanat üzerinden geçerken ortaya koyduğu türbülansı -ve böylelikle gürültüyü de- azaltacak şekilde yumuşak saçaklara sahip bulunuyor. Baykuş kanatlarını taklit ederek, askeri tasarımcılar hayalet uçakları olduklarından daha da gizli hale getirebilmeyi umuyorlar. Baykuşlardaki tasarım sayesinde radarlar tarafından görülmeyen uçakların hiç duyulamayacak kadar sessiz olması hedefleniyor.

Kanat şekilleri
Kuşların kanat şekli uçabilmelerinde rol oynayan bir numaralı faktördür. Şahin, atmaca ve kırlangıç gibi hızlı uçan kuşların kanatlarının uçları, diğer kuşların kanatlarına göre arkaya doğru daha çekik, dar ve sivri uçludur. Kuşların bu özellikleri uçak mühendisleri için yol gösterici olmuştur.

Düz kanatlar daha fazla kaldırma kuvveti sağlar. Bu kalkış ve iniş sırasında önemlidir. Ancak yüksek hızlarda en iyisi uçları geriye doğru çekik kanatlardır. Bu iki özellikten de yararlanmanın tek yolu konumlarını değiştirebilen kanatlar yapmaktır. Bunlara hareketli kanatlar denir. F-111, Tornado gibi savaş uçakları böyle kanatlara sahiptir. Bu uçaklar hız kazandıkça kanatları kuyruğa doğru konum değiştirir.