Ünite 4: Uçak Elemanları-İniş Takımları

Giriş

Uçakların iniş-kalkış ve yerdeki hareketlerinde, yer ile teması sağlayan uçağın yatay ve düşey hareketinden dolayı oluşan yükleri karşılayan komponentlere iniş takımı denir. Uçak iniş takımları, uçağın inişi ve yerdeki hareketlerinde, uçağın tüm ağırlığını taşırlar. İniş takımları uçağın birincil yapı elemanlarına bağlanırlar, şekilleri işe uçağın dizaynına ve kullanım amacına göre değişmektedir. Uçaklarda kullanılan iniş takımları son derece pahalı ve karmaşık sistemlerdir. İniş takımlarının dizaynı ve imalatı çok önemlidir. İlk iniş takımları, uçağın yerde kaymasını sağlayacak basit tahtadan yapılmış kızaklardı. Ancak kızakların kullanım zorluğu ve gövdeyi tam taşıyamaması nedeniyle tekerleklerden imal edilen iniş takımları geliştirildi. Wright kardeşlerin ilk uçuşlarında kullandıkları at arabası tekerleklerine benzeyen yapıdaki basit şekilleriyle uzun süre kullanılmıştır. Zaman ilerledikçe uçakların gelişmesiyle bu basit yapıdaki iniş takımları da ihtiyacı karşılayacak şekilde geliştirilmiştir. İniş takımları, uçak ağırlığının %3- %7’sini ve uçak maliyetinin %2-%4’ünü oluşturmaktadır. İniş takımlarının şekilleri uçağın dizaynına ve kullanım amacına göre değişmektedir. Çoğu iniş takımı, uçak pisti gibi sert yüzeylerde uçağın kolay hareket edebilmesi için tekerlekli olarak yapılır. İniş takımları ihtiyaca göre çeşitlilik göstermektedir. Suya iniş yapabilmek için bot şeklinde, kar veya buza inebilmek için kızak şeklinde, karaya inebilmek için ise tekerlekli iniş takımları çeşitleri vardır.

İniş Takımlarının Görevleri

İniş takımları, çok genel olarak, ana iniş takımları ve yardımcı iniş takımlarından meydana gelmektedir. Ana iniş takımları uçağın üzerine binen yükleri absorbe ederken, yardımcı iniş takımları uçağa yerde yön vermeye yarar. İniş takımı sisteminin üç temel görevi vardır. Bunlar;

• Uçağın kalkış-inişlerde ve yerdeki hareketlerinde üzerine binen yükleri, sahip olduğu sistemlerle sönümlemek,
• Uçağın yerdeki hareketlerini sağlayan tekerlek, fren ve yön sistemi gibi ünitelerini üzerinde taşımaktır.

İniş takımlarının genel görevleri; yerde hareket, kalkış ve iniş olarak üç başlık altında toplanabilir.

Yerde Hareket

Uçağın yerdeki hareketi, taksi hareketi ve inişten sonra duracağı yere kadar gelmesinden ibarettir. Uçağın yerde hareket etmesi ile ilgili en önemli konu uçağa yön verilmesidir.

Kalkış Hareketi

Kalkış; hızlanma, yerden kesilme ve tırmanışa geçmek için uçağın burun yukarı yönelerek yerden uzaklaşmaya başlamasıdır. Kalkışa başlamış olan bir uçakta motor arızası olabileceği gibi, çok motorlu uçaklarda motorlardan birinin duracağı göz önüne alınır ve bu anda pilotun kalkıştan vazgeçerek uçağı pist sonuna kadar frenleyerek durdurabilmesi istenir. İniş takımlarının bu durumda görevini tam olarak yapması beklenir. Kalkış yapan bir uçak, mümkün olan en kısa zamanda hızlanmalı ve tırmanış hızına ulaşmalıdır. Bunun için de iniş takımlarının meydana getirdiği p arazit sürüklemeyi bir an önce azaltmak gerekir.

İniş Hareketi

İniş yapan bir uçak, yere değdiği zaman hem yatay hem de düşey hız bileşenlerinin kinetik enerjisini taşımaktadır. İniş takımlarının yere temasından önce pilot uçağı yere paralel uçuş yapacak şekilde düzeltir ve uygun olan en küçük düşey hız ile tekerlekleri yere değdirir. Aerodinamik, motor ve tekerlek frenleri kullanılarak, uçak yerde emniyetle taksi yapacağı hıza düşürülür ve durdurulur.

İniş Takımı Çeşitleri

Uçakların iniş takımlarını;

• İniş takımlarının yerleştirilmesine göre,
• İniş takımlarının sabit ve içeri alınabilir olmasına göre iki şekilde sınıflandırabiliriz.

İniş Takımlarının Yerleştirilmesine Göre Yapılan Sınıflandırma

İniş takımları yerleştirilme düzenine göre üç gruba ayrılırlar. Bunlar:

• Kuyruk tekerlekli iniş takımı
• Tandem iniş takımı
• Burun tekerlekli iniş takımı

Kuyruk Tekerlekli İniş Takımı: Kuyruk tekerlekli iniş takımları, çok eski uçaklarda da kullanıldığı için bu yerleştirme tipi konvansiyonel olarak da adlandırılır. Tek motorlu hafif uçaklarda uçağın burun kısmında motor ve motorla ilgili teçhizat ve çoğu zaman yakıt deposu bulunduğu ve iniş takımı yerleştirmek zor olduğu için kuyruk tekerlekli iniş takımı tercih edilmektedir. Bu iniş takımının yetersizlikleri;

• Pilotun önünü iyi görememesi ve bu yüzden yerde emniyetle hareket edememesi,
• Frenlemede uçağın burnunun üzerine dikilmesi tehlikesi sebebi ile maksimum frenleme yapılamamasıdır.

Tandem İniş Takımı: İniş takımlarının kanat içine yerleştirilmelerinin zor olduğu uzun, ince ve kısa kanatlı uçak modellerinde gövde altı iniş takımları kullanılır. Bu tip uçaklarda kanatlarda iniş takımlarının yerleştirilmeleri için yeterince boşluk yoktur.

Burun Tekerlekli İniş Takımı: Kuyruk tekerlekli iniş takımlarında karşılaşılan olumsuzluklar burun tekerlekli iniş takımlarında ortadan kaldırılmıştır. Bu tip iniş takımları, jet uçaklarında yaygın olarak kullanılır. İki ana iniş takımı her kanadın altına, burun iniş takımı da uçağın burun kısmının altına yerleştirilmiştir. Ana iniş takımları uçağın ağırlık merkezinin arkasında, yardımcı iniş takımı ise ağırlık merkezinin önündedir. Bu yapıda, uçağın burnunun yukarı kalkma riski az olduğu için frenler tam kuvvetle uygulanabilir. Uçağın yer hareketlerinde görüş imkanı daha iyidir. Bu tip iniş takımı dizaynı, inişlerde uçağın takla atma riskini de ortadan kaldıran bir etkendir. Burun tekerlekli iniş takımı günümüz uçaklarında da yaygın olarak kullanılan iniş takımı çeşididir.

İniş Takımlarının Sabit ve İçeri Alınabilir Olmasına Göre Yapılan Sınıflandırma

Sabit İniş Takımı: Çoğu küçük, tek motorlu, hafif uçaklarda sabit iniş takımı kullanılır. Yüksek hızda uçmaları gerekmeyen bu uçaklarda, yapı basitliği ve ekonomisi ön plana alınarak iniş takımlarını sabit yapmak en iyi çözümdür. Sabit iniş takımları dışarıda durur ve kullanıma hazırdır. Bu tip uygulamada, iniş takımları parazit direncini minimuma indiren damla biçimli kaportalarla örtülürler.

İçeri Alınabilir İniş Takımı: İçeri alınabilir iniş takımları, kalkıştan hemen sonra gövde veya kanat yapısı içerisine alınabilir yapıya sahiptir. İniş takımları, uçak inişe geçmeden hemen önce aşağıya indirilerek tamamen açılmış duruma getirilir. İniş takımları, açıkken büyük bir sürükleme kuvveti meydana getirirler ve uçağın hızı arttıkça iniş takımlarının meydana getirdiği sürükleme daha da artar. Bu nedenle uçak hızları arttıkça parazit direnç oluşturan iniş takımlarının, uçak yapıları içine alınmaları gereksinimi doğmuştur.

İniş Takımı Dikmelerinin Yapısı

Günümüzde kullanılan modern uçaklarda iniş takımları içeri alınabilir yapıya sahiptir. İniş takımları, taksi hareketi sırasında uçağı taşımanın yanı sıra, iniş sırasında uçağın üzerine binen darbeli yükleri de karşılamalıdırlar. Bazı iniş takımları darbeli yükleri gövdeye dağıtarak gönderirler, bazıları da şoku sönümleyerek ışı enerjisine çevirirler. Şok sönümleyiciler polimerik, metalik yaylar veya piston-silindir şeklindeki amortisörlerden oluşmaktadırlar. İnişte, iniş takımı tarafından sönümlenmesi gereken enerji hem dikme hem de tekerlek lastiği tarafından karşılanacaktır. Her iki eleman da yük altında sıkışacak ve kendi payına düşen enerjiyi sönümleyecektir. İniş takımları görevlerini yerine getirmek için birçok sisteme sahiptir.

Dikmeler

Dikmeler, uçak yere indiğinde oluşan sarsıntı ve darbeleri sönümleyerek uçağın ana yapısını korurlar. Uçağın burun kısmındaki dikmeler, burun dikmesi , arka kısmındaki dikmeler ise ana dikme olarak adlandırılırlar. Kenar dikmesi ve sürükleme dikmesi ana dikmenin parçalarıdır. Bunlar ana dikmenin dengede kalmasını sağlarlar. Kenar dikmesi iki parçadan oluşur ve bağlayıcılarla ana dikmeye monte edilmiştir. Kenar dikmesi iniş takımı içeri alınırken menteşeden katlanır. Sürükleme dikmesi , ana dikmenin dengede kalmasını sağlar. Bir noktası ana dikmeye bağlı iken diğer noktası bağlantı parçasına bağlıdır. Ana dikme, uçak yapısına bağlı olan bir silindir ile tekerleğe bağlı olan bir piston kolundan oluşmaktadır. İnişte, tekerleğe etkiyen kuvvet, pistonun (dikme şaftının) silindir içinde hareket etmesine neden olacaktır. Dikmeler, üzerlerine etkiyen yükü sönümleyen, dâhilî veya harici amortisörlere sahiptirler.

Haricî Amortisörlü Dikmeler: Adından da anlaşılacağı gibi amortisör dikmenin haricinde bir yerdedir. Amortisör, dikmenin üzerine binen yükü karşılar.

Dahilî Amortisörlü Dikmeler: Amortisörlerin dikmenin içinde yer aldığı bu tür dikmeler, uçaklarda yaygın olarak kullanılırlar.

Dikme yapısı, uçak yapışına bağlı olan bir silindir (dış silindir) ile tekerleğe bağlı olan bir pistondan (veya iç silindirden) oluşmaktadır. Uçağın inişinden hemen önce, iniş takımları açılmış durumdadır. İnişten önce iniş takımları açılmışken piston kolu tamamen dışarı çıkmış (uzamış) durumdadır. Tekerlek yere değdiğinde, darbe anında, piston silindir içerisine doğru hareket eder. Ölçüm pimi de pistonla beraber yukarı doğru hareket eder. Bu hareket sırasında, silindir alt bölümünde sıkışan sıvı dar kanallardan üst bölmeye doğru akışa zorlanır. Üst bölmede bulunan basınçlı hava tekerleğin yere çarpması sonucu meydana selen şok etkisine karşı bir direnç yaratarak tampon görevi yapar, hidrolik sıvı işe amortisör görevi yapar. Fakat basınçlı hava, tek başına bütün şoku kaybetmeye yeterli değildir. Dar kanallar sıvı akışını geciktirir. Sıvı akışına karşı olan direnç, dar kanallardan geçen sıvı akış hızının artması oranında fazlalaşır. İniş takımı dikmeleri, dar kanallar ve ölçüm pimleri sayesinde meydana gelen sıvı akışına karşı meydana gelen direnç ve sıkıştırılmış gaz sayesinde iniş yüklerini karşılarlar.

Dikmeler, silindir ve piston bölümlerinden meydana gelmiştir. Silindir bölümü sabit, piston bölümü hareketlidir. Piston, dikey eksende aşağı ve yukarı hareket eder ve kendi ekseni etrafında dönebilecek yapıdadır. Pistonun kendi ekseni etrafında dönüşünü engelleyen ve tekerleğin hareket yönünde kalmasını sağlayan parçalara makas adı verilir. Makaslar pistonun yukarı aşağı hareketini engellemez, sadece pistonun kendi etrafında dönüşüne engel olur. Makaslar iki parçadan meydana gelir. Bunlar;

• üst makas,
• alt makas

Üst makas dikme şilindir bloğuna, alt makas işe piston üzerinde bulunan sabit bir kulakçığa tespit edilmiştir.

Ana iniş takımlarının açılması ve toplanmasını sağlayan elemanlara hareket ettirici (akçüatör) adı verilir. İniş takımları kilit mekanizmalarına sahiptir. Kilit mekanizmaları, uçak yerde iken iniş takımlarının aşağıda  kilitli pozisyonda kalmasını, uçak havadayken iniş takımlarının, yuvasında hareket etmemelerini sağlar. Her değişik tip uçağın iniş takımlarının gövde veya kanat altındaki yuvalarında tutulma yöntemleri değişiktir. Bazı uçakların iniş takımları yukarıda hidrolik basınç altında tutulurken bazı uçaklarda kilit mekanizması veya kancalarla sabit tutulurlar. Kilit mekanizması da hidrolik olarak çalışır.

Burun dikmesinin , ana dikme ile çalışma prensipleri benzerdir. Burun ana dikmeden farkı ise uçağa taksi hareketi sırasında yön vermesidir. Bu görev için dikme üzerine bir damper ünitesi ilave edilmiştir. Burun dikmesine verilen kumanda, damper ünitesi vasıtasıyla tekerleklere iletilir. Uçağa yön vermek için burun dikmesinin kullanılması bir problemi de beraberinde getirir.

İniş takımı kapakları: İniş takımı yuvasının aerodinamik direncini azaltmak için kapaklara ihtiyaç vardır. İniş takımı kapakları, parazit sürüklemeyi azaltmak ve türbülans nedeni ile meydana gelecek titreşimleri yok etmek için uçuş süresince kapalı tutulur. Bu kapaklar, ya dikme bacağına sabit olarak bağlanırlar ve dikme kapandığı zaman yuvayı örterler ya da ayrı parçalar olarak menteşelerle uçak yapısına bağlanırlar. Genel olarak, kapaklar iniş takımları içeri alınırken kapanmaya, açılırken de açılmaya başlarlar.

İniş Takımları Kontrol Ve Gösterge Sistemleri

İniş takımları kontrol levyesi, normal durumlarda iniş takımlarının açılıp kapanmasını sağlar. Şekli iniş takımı tekerleğine benzediği için diğer levye ve kumanda kollarından kolaylıkla ayrılır. İniş takımı pozisyon gösterge sistemi, içeri alınabilir iniş takımına sahip uçaklarda çok gerekli bir sistemdir. Bu sistem iniş takımlarının açık ve kapalı pozisyonda emniyetli olarak kilitlenip kilitlenmediğini gösterir.

İniş Takımları Kontrol Levyesi

Mekanik olarak çalışan sistemlerde kontrol levyesi yukarı, aşağı ve kapalı olmak üzere üç tip pozisyona sahiptir. Levye açık pozisyona alındığında iniş takımları açılır. Uçak yerde iken levyenin yukarı pozisyona gelmesi sistem tarafından önlenir. Böylece uçak yerde iken iniş takımlarının kapanması önlenerek istenmeyen kazalar önlenmiş olur.

Kumanda Paneli

İniş takımları kumanda paneli dört bölümden oluşur:

1. Topuzlu iniş takımları kumanda kolu
2. Üç adet yeşil renkli emniyet ikaz lambası
3. Aşağı kilitlemeyi iptal düğmesi
4. Gürültü ve korna susturma düğmesi

Kumanda kolu: Topuzlu iniş takımları kumanda kolu olarak da isimlendirilen bu kol, genellikle bir iniş takımına veya tekerleğe benzer saydam plastikten yapılmış olup topuzun içinde gereken durumlarda kırmızı olarak yanan bir lamba vardır. Kumanda kolunun topuzu içinde bulunan kırmızı lamba, iniş takımları aşağı ve yukarı konumda kilitsizken sinyal vererek, dikmelerin emniyetsizliğini ikaz eder. Bu ikaz sistemi, uçağın hızı, irtifası ve gaz kolunun konumu ile ilgilidir.

Üç adet yeşil renkli emniyet ikaz lambası: İniş takımları sadece açık ve aşağıda kilitli iken yanarak emniyetsiz bir durumun olmadığını bildirirler. Üç yeşil lambanın ortada olanı burun dikmesi, diğer iki lamba sol ve sağ iki ana iniş takımı ile ilgilidir. İniş takımlarının üzerinden gövde ağırlığı kalktığı zaman herhangi bir arızadan dolayı levye yukarı pozisyona gelmiyorsa aşağı kilitlemeyi iptal düğmesi ile iniş takımlarını en kısa zamanda yukarı konuma almak mümkün olur.

İniş takımlarının acil durumda açılması: Uçak sistemlerinin pek çoğunda normal çalışma sistemine alternatif olarak acil durum çalıştırma yöntemleri de vardır. Bir uçağa ait iniş takımlarının, acil durumda çalıştırılabilmesi için iniş takımı sistemini çalıştıran hidrolik ve elektrik sistemlerin devreden çıkmış olması gerekir. İniş takımlarının, inişi gerçekleştirmek için açılması gerekir. Bunun için ana bordo panelinde bulunan kol çekilerek iniş takımlarının açılması sağlanır.

İniş Takımı Tekerlek ve Fren Sistemleri

Tekerlekler

Uçak tekerlekleri, iniş takımı sisteminin önemli elemanlarındandır. Uçağın yer ile temasını tekerlekler sağlar. Tekerleklerin üzerine monte edilmiş lastikler, inişkalkış ve taksi hareketleri sırasında uçağın tüm ağırlığının taşınmasına destek olurlar. Tekerleklerin yapımında kullanılan malzeme uçağın tipine göre değişir fakat genellikle alüminyum alaşımları, magnezyum alaşımları, yüksek mukavemetli alaşımlı çelikler, titanyum alaşımları gibi malzemeler kullanılmaktadır. Ana iniş takımı tekerlekleriyle burun iniş takımı tekerlekleri özellikleri bakımından birbirine benzer yapıdadır. Ana iniş takımı tekerlekleri, frenleme ünitesine sahiptir. Fren ünitesi tekerleğin iç parçası üzerindedir.

Fren Sistemi

Fren sistemleri kalkış, iniş ve pist üzerindeki hareketleri sırasında uçağın hızını azaltmak ve belli bir zamanda da durdurulmasını sağlamak için tasarlanmıştır. Bazı durumlarda taksi sırasında yön vermeye de yararlar. Çoğu fren sisteminde, rudder pedallarına mekanik ve/veya hidrolik bağlantılar, pilotun frenleri kontrolünü sağlar. Frenlemenin temeli, kinetik enerjinin sürtünme ile ısıya çevrilmesinden ibarettir. Frenleme sırasında, fren sistemi üzerinde çok büyük yük ve ısı artışı meydana gelir. Bu yüzden bu sistemlerin kontrollerinin, bakımının ve ayarlarının çok iyi yapılması gerekir. Uçaklarda kullanılan fren tipleri; tek diskli, çift diskli ve çok diskli frenler olmak üzere üç gruba ayrılır.

Fren sistemleri güvenlik amacıyla kendi içinde alt sistemlere ayrılmıştır. Bunlar;

• Normal Fren
• Alternatif Fren
• Park Freni
• Uçuş Freni
• Kayma Önleyici Fren
• Otomatik Fren

Normal Fren: Normal fren sistemi, yeşil hidrolik sistemden beslenir. Sistemde frenlemeden sonra fren kuvvetini oluşturan sıvının geri dönmesini sağlayan dönüş hattı bulunur.

Alternatif Fren: Alternatif fren sistemi yapısı itibarıyla normal fren sistemine benzer, sadece sistemin hidrolik beslenme kaynağı farklıdır. Yeşil hidrolik sistem, besleme yapamadığı zaman frenleme için besleme hattını mavi hidrolik sisteme bağlar.

Park Freni: Park freni uçak yerde iken kullanılan fren sistemidir. Park freni, uçak park alanına çekildiği zaman uçağın ana iniş takımı tekerleklerine yapılan frendir.

Uçuş Freni: Uçak yerden kesildikten sonra iniş takımları koluna bağlı olarak ana dikme tekerleklerini frenlemek ve dönmeden yuvalarına girmelerini sağlamak için kullanılır.

Kayma Önleyici Fren (Antiskid Fren Sistemi): Yüksek hızlı uçaklarda, frenleme sırasında problemle karşılaşılmaması için çok küçük tekerlek kullanımı ve tekerleklerin yüksek basınçla şişirilmesinden kaçınılır. Normalde, frenleme, pilotların pedallara uyguladığı kuvvetle orantılıdır. Fakat uçakların pilotların tekerlekleri hissedemeyeceği kadar büyümesinden sonra kayma ya da kızaklamasız frenleme yapabilmek için antiskid fren sistemi geliştirilmiştir. Antiskid sistem tekerleklerin frenleme etkisiyle kilitlenerek kaymasını önleyen ilave bir sistemdir. Bu sistem tekerlek hızını kademeli olarak azaltır. Tekerleğin yavaşlama hızı sürekli olarak denetlenerek, maksimum fren etkisi için yeterli basıncın tekerleklere uygulanması sağlanır.

Otomatik Fren: Bazı uçakların iniş ve kalkışları sırasında pilota düşen görevler mümkün olduğunca azaltılmıştır. Amaç meydana gelebilecek anormal durumlardaki panik havasını azaltıp uçağın emniyetini sağlamaktır. Otomatik fren sistemi, bu amaçla dizayn edilmiş bir sistemdir. Görevi inişte ve kalkışta uçağın hızını antiskid sistemle birlikte yavaşlatmaktır.