Tarihin En Hızlı Yolcu Uçağı: Concorde
Sesten 2 kat fazla olan hızı, farklı stili ve mühendisliğiyle süpersonik taşımaya bir süreliğine hizmet etmiş bu muazzam uçağı biraz yakından tanıyalım.
14 Ekim 1947'de roketlerle takviye edilmiş Bell X-1 uçağını test eden Chuck Yeager, bu denemeyle ses hızını aşan ilk insan unvanını kazandı. Bu olaydan sonra dünya, ABD’nin gizli yürüttüğü bu projeyi öğrenmeye ve yavaş yavaş süpersonik hava yolculuğunun mümkün olabileceğini düşünmeye başladı.
SSCB ve ABD’nin uzay yarışını çoğunlukla kenardan izleyen Birleşik Krallık da 1950'lerde kendi ufak çaplı SST (süpersonik taşıma) uçaklarını inşa etmeyi denemiş ama başarılı olamamıştır. 1956 yılında ise ‘Sesten Hızlı Uçak Komitesi’ adlı bir komite kurulmuştur. Yapılan araştırmalarda havacılık uzmanları böyle bir uçağı inşa etme maliyetinin çok fazla olacağını söyleyince İngiliz hükümeti müttefik arayışına girerek 1962 yılında Fransa’yla Concorde Anlaşmasını imzalamıştır. Fransızca bir isim olan Concorde uyum, birlik gibi anlamlara gelmektedir.
Uçakta savaş jetlerinde kullanılan Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 turbojet motordan 4 adet kullanılmıştır. Bu motor, dünyanın ilk 2 makaralı eksenel akışlı turbojet motoru olan Bristol-Siddeley Olympus’un soyundan geliyor. Uçuş sırasında motorun termal verimi yaklaşık %43 civarındaydı, bu değer o sırada herhangi bir normal termodinamik makinede kaydedilen en yüksek değerdi. Kalkışta ve Concorde Mach 1'den Mach 2'ye yaklaştığında*, motor egzozuna ham yakıt enjekte edilerek güçlü bir destek sağlandı. Bu art yakıcı sistem, bugün savaş uçakları ve uzay mekiklerinde kullanılan teknolojiye benzemektedir.
*Mach ya da Mach sayısı, hareket halindeki bir kütlenin hızının, kütlenin bulunduğu şartlardaki ses hızına oranıdır. Deniz seviyesinde, 1 atm basınçta ve 15°C sıcaklıkta 1 mach=340 metre/saniyedir. Ses hızı 1 mach’tır. Ses hızının (1 mach) üzerindeki hızları belirtmede süpersonik ifadesi kullanılır.
Uçağın dış yüzeyi hafif ve ısıya dayanıklı bir madde olan titanyumla kaplandı, gövde ise çoğu zaman beyaza boyanıyordu. Beyaz rengin seçilme sebebi ise yansıtıcı özelliğinin yüksek olması ve süpersonik hızların ürettiği fazla ısıyı daha rahat dağıtabilmesiydi. Uçuş esnasında uçağın gövde sıcaklığı 90°C, burun kısmı sıcaklığı ise 130°C’lere çıkıyordu. Bu ısınma sebebiyle uçuş sırasında uçağın boyunun 7.5 cm uzadığı saptandı.
İniş ve kalkış sırasında alçalan eğimli bir burnun kullanılması pilotların pisti rahat görebilmesine olanak sağladı. Süpersonik uçuşlarda burun hidrolik olarak kaldırılarak havayı verimli bir şekilde delerken, iniş ve taksilerde burun indiriliyordu.
İniş hızı yaklaşık 300 km/s olan uçağın fren sistemleri de özel olarak geliştirildi ve 1960'lar için bu son teknolojiydi. Otomobil ve uçaklarda standartlaşmış kilitlemeyi önleyici frenler ilk olarak Concorde’un yüksek hızlı inişlerde kaymasını önlemek için geliştirilmiştir. Uçağın burnuna yakın iki ve her kanadın altında dört lastiğe ek olarak, uçağın kalkış veya iniş sırasında yere düşme ihtimaline karşı kuyruğunun altında “tampon dişli” bulunmaktadır.
Görünüşü itibarıyla süpersonik bir uçaktan çok aerodinamik bir rokete benziyordu. Boeing 747 ile yaklaşık aynı uzunlukta olmasına rağmen gövdesi 3 kat daha dardı. Bu uzun ve ince gövde süpersonik uçuşun neden olduğu sürtünmeyi azaltmıştır.
40 yıl önce geliştirilmiş hava giriş sistemleri ise bugün hâlâ en ileri teknolojilerdendir. Küçük bir mantıkla kolayca, eğer bir jet motoru havayı süpersonik hızda içeri alırsa pek de iyi bir performans gösteremez diyebiliriz. Concorde’un hava girişleri ise motora hücum eden havayı önce yavaşlatıyordu, bu da uçak yüksek seyir hızlarına ulaştığında bile motora giren hava akış hızının düşük kalmasına olanak sağlayarak performansı arttırdı.
Uçak 31500 galon (119bin litre) yakıt taşıyordu, boş ağırlığı ise yaklaşık 78 tondu. Bu ağırlık, kalkış esnasında uçağın ağırlık merkezinin değişmesine sebep oluyordu, yakıt transfer sistemi bu sorunu çözerek ağırlık merkezini ayarlıyor ve uçağı dengede tutmaya yardımcı oluyordu. Kalkıştan önce ve süpersonik hızlara hızlanma esnasında yaklaşık 20 ton yakıt uçağın kuyruk ve kanat kısmındaki tanklara geri taşınırken, yavaşlama sırasında ise yakıt uçağın merkezine yakın bir tanka pompalanıyordu.
Uçakta en dikkat çekici şeylerden biri kuşkusuz delta kanatlar. Delta kanatlar çoğunlukla yüksek hız gerektiren savaş uçaklarında kullanılan bir tasarımdır, yolcu uçaklarında tercih edilmezler. Bugüne kadar ticari hizmet vermiş sadece 2 uçak delta kanat kullandı. Biri Concorde, diğeri de Tupolev Tu-144 uçağıdır. İki uçak tasarım açısından birbirine oldukça benzemektedir.
Bu kanat yapısı oldukça basit görünse de uçakta kanatların tasarım ve yapımından daha fazla uğraşılan başka bir parça muhtemelen yoktur. 55 derecelik açıyla geriye giden kanatların kimi yerlerde bükülüp sarkması da tasarımı daha karmaşık bir hale getirmiştir.
Bu karmaşıklık kanadın hücum açısını artırarak düşük hızlarda yeterli kaldırma sağlamasına ve aynı zamanda çok az sürtünme oluşturduğundan yüksek hızlarda çok verimli performans göstermesine olanak sağlamıştır.
Kanattaki delta şeklinin bir diğer faydası ise uçak inişe geçtiğinde oluşan yer etkisidir. Uçak yere yaklaştıkça, kanat ile yer arasındaki havanın aşağıya doğru akması bir yastık oluşturur. Havadan oluşmuş bu yastık sayesinde, yüksek hızlarda gerçekleşen iniş daha yumuşak sonlanabiliyordu.
Son olarak, kanadın tasarım ve yapımında güç ve ağırlık da çok önemliydi. Uçakta bölümler birbirine cıvata ya da perçinlerle birleştirilmedi, yekpare bir metal parçasıyla başlayan heykel frezeleme adı verilen bir işlem uygulandı. Daha sonra gerekli şekilleri çıkarmak için sayısal olarak kontrol edilen bir freze makinesi kullandılar. Bu işlemin tercih edilmesi, parçaların çok daha yakın toleranslarda yapılabilmesini sağlarken kaynak ve perçin gibi ekleme kısımlarının olası zayıflığını da ortadan kaldırdı. Ayrıca güçten ödün vermeden ağırlık azaltılmış oldu. Tasarımcı ve mühendisler optimum şekle sahip olduklarından emin olmak için yaklaşık 5000 saat rüzgar tüneli testi yaptı.
2000 yılının temmuz ayında bir Air France Concorde uçağının lastiği, pistteki metal bir parça sebebiyle patladı. Patlayan lastiğin parçalanması ve yakıt depolarını da patlatmasıyla uçak kısa sürede alev alarak düştü. Kazada 113 kişi öldü.
Yüksek uçuş maliyetleri, bu maliyetlerin beraberinde getirdiği fahiş bilet fiyatları, süpersonik hız sonucu gerçekleşen ses patlamaları sebebiyle rotasının su üzeriyle sınırlı kalması gibi sebeplere kaza da eklenince firma 2003 yılında son uçuşunu yaptı.
Bir mühendislik, teknoloji ve havacılık harikası olan, Atlantik’i 3 saatte aşarak süpersonik taşımacılığa ticari bir boyut kazandırmış Concorde toplamda 20 adet üretilmiştir, 6'sı test için olan uçakların günümüze kadar ulaşmış 18 tanesi dünyanın çeşitli yerlerinde sergilenmektedir.
