Uçaklarda Buzlanma

Buzlanma, havadaki buhar veya sıvı haldeki nemin herhangi bir nedenle soğuyarak yüzeyler üzerinde katılaşmasıdır. Buzlanma, uçakların performansına ve uçuşuna etki eden belli başlı meteorolojik olaylardan biridir. Bu yazımızda buzlanmanın uçaklara etkisini inceleyeceğiz.

Uçakların kanatları ve gövdesi aerodinamik açıdan pürüzsüz tasarlanır. Hava, uçağın kanatlarının altından ve üstünden engelsiz bir şekilde akıp gider. Buzlanma, uçağın kanatlarındaki pürüzsüzlüğü bozarak, havanın engebeli bir yol izlemesine yol açar. Bu da uçağın performansını oldukça etkiler. Buzlanma yüzünde uçaklar, daha fazla motor gücü ve yakıt kullanımına ihtiyaç duyar. Ayrıca buzlanma uçuş esnasında kazalara da davetiye çıkartabilir. Uçaklarda kritik bir yüzeyde veya motorda buzlanma olursa, uçak performansı için bazı şeyler ters gidiyor demektir. Buzlanma nedeniyle havacılık tarihinde birçok kaza yaşanmıştır. Havacılıkta her kural kanla yazılmıştır sözü buzlanma içinde geçerlidir. Yaşanan kazalar, uçakların teknolojik ve tasarım gelişmesine yol açarak, buzlanma yüzünden kaza riskini en aza indirmiştir.

Yüzeylerde Buz Oluşumu

•      Sıvı(donmamış halde) suyun varlığı.
•       Dış hava sıcaklığının 0°C’nin altında olması.
•       Uçak yüzey sıcaklığının 0°C’nin altında olması.

Uçak yüzeyinde oluşan buzlanma hava akışını oldukça etkiler. Uçağın yükselme gücünü azaltır ve uçağın ağırlık ve sürtünmesini artırır. Ayrıca buzlanma uçağın kanat, kuyruk, motor ve pitot tüpü gibi yapısal parçalarına zarar verir.

Buz Çeşitleri

Uçaklarda 2 çeşit buzlanma vardır. Bunlar parlak ve mat buz olarak adlandırılır. Küçük su damlaları donarlar ve havayı içerisinde hapsederler. Oluşan bu buz-hava karışımı mat buz olarak adlandırılır. Mat buz 0°C’nin altındaki sıcaklıklarda oluşur. Buzun görünümü oldukça mattır, mat buz yüzeyde tutunamaz, bu sebeple kanatların üzerinde fazla yer kaplamaz. Mat buzlanma dışa doğru keskin bir şekilde çıkıntı yapar. Mat buz, buzlanmayı önleyici sistemlerle önlenebilir.

Büyük su damlaları kanat ile temas ettiğinde bir bölümü donarken, donmadan kalan bölüm kanattan akarken donar. İçinde hava kalmayan su damlacığı yüzeye iyi tutunma özelliğine sahiptir. Bu buz çeşidi parlak buz olarak adlandırılır. Şeffaf, yoğun ve sert bir yapıya sahiptir. Soğuk hava koşullarında uçak kanatlarının üst yüzeylerinde oluşan parlak buz tabakası kanatların alt yüzeylerinde de buzlanmaya neden olmaktadır. Parlak buz uçak yüzeyinde geniş bir alana yayılarak yüzeyin şeklini alır. Yüzeye güçlü bir şekilde tutunur ve yüzeyden ancak kırılma ile uzaklaşır. Parlak buz çoğunlukla 0°C ile -10°C arasında oluşur. En tehlikeli buzlanma türüdür.

Buzlanmanın Uçuşa Etkileri

•  Buzlanma uçağın yapısal parçalarını(Statik basınç delikleri, pitot tüpü, ön siperlik motorlar, rotor sistemi, kanat ve kuyruk) oldukça etkiler.
•  Buzlanma iniş takımlarına zarar vererek, sistemin çalışmamasına neden olur.
•  Buzlanma, uçağın aerodinamik verimini oldukça düşürür. İniş ve kalkışta uçaklarda problemlere neden olur.
•  Aşırı buzlanma uçaklarda yakıt kanallarını ve havalandırma kanallarını kapatabilir.
•  Buzlanma, sürükleme artışına neden olur. Bu da uçağın hızında düşüşe yakıt kullanımında artışa neden olur.

Buzlanmaya Etki Eden Faktörler

Sıcaklık

0 ile -40oC sıcaklıkları arasında buzlanma görülmesi muhtemel sıcaklık aralığıdır. -25°C’ye kadar yoğun bir şekilde buzlanma görülürken, 30°C’nin üzerinde ender buzlanma görülür. Yükseklikte ise 30.000 ft’e kadar buzlanma görülebilir.

Su Miktarı

Bulutta bulunan su miktarı buzlanma oranının belirlenmesinde oldukça önemli faktördür. Bulut ne kadar alçak olursa ve sıcaklığı ne kadar yüksek olursa bulutun içindeki su miktarı da o kadar fazla olur. Soğuk su damlacıklarının sayısının artması da buzlanma olasılığını arttırır.

Damlacık Boyutu

Damlacık boyutu buzlanmada önemli bir etkiye sahiptir. Boyut büyüdükçe buzlanma olasılığı da artar .

Birikim

Uçak yüzeyinde biriken su damlacıkları çoğaldıkça buzlanmanın etkinliği artmaktadır. Burada uçak yüzeyinin yapısı ve büyüklüğü su damlacıklarının tutunmasını belirler.

Aerodinamik Isınma

Aerodinamik ısınma arttıkça buzlanma azalır. Aerodinamik ısınma uçağın hızına ve yüksekliğine göre farklılık gösterir. Uçak üzerinde buzlanma meydana gelmesi için sıcaklığın 0˚ C altında olması gerekir.

 Bulutluluk

Bulutun üzerine yükselmek buzlanma olasılığını oldukça azaltır. Bulutların alt tarafında sıcaklık artıkça buzlam riski de oluşur.