TEK BAŞIMA UÇMAK İÇİN EĞİTİM ALMAK İSTİYORUM : 0542-277 21 22
YOLCU OLARAK UÇUŞ YAPMAK İSTİYORUM : 0532-336 84 16
bilgi@ankahavacilik.net | Şeker Mah. 1407 Cad. Diamond Rezidans No: 4A-4 06820 Etimesgut / ANKARA

Yamaç Paraşütü Aerodinamik

Yamaç Paraşütü Aerodinamik

AERODİNAMİK

Amaç;

     Aerodinamik dersinde yamaç paraşütü ile motorsuz uçuşun temel ilkelerini anlamak amaçlanır. Yamaç paraşütünün nasıl uçtuğu ve hangi durumlarda uçuştan kesildiğini anlayarak paraşütümüzü verimli kullanmayı öğreneceğiz.

Bir pilot uçtuğu hava aracını iyi tanıması gerektiğini ve uçuşla ilgili teorik bilginin çok önemli olduğunu unutmamalıdır. Bu nedenle aerodinamiğin temel kurallarını her pilotun bilmesi şarttır. Teorik bilgisi iyi olan pilot kanadını daha performanslı uçurur, karşılaştığı problemleri daha bilinçli olarak çözer.

Yamaç paraşütü nasıl uçar;

-Kanat şiştiği zaman zaman kanat görevi görür.

-Hücum kenarından(bu kenarın karşı kenarı(firar kenarı) kapalıdır) havanın içeri girmesi  paraşüt yükselir.

-Bu da iki yolla gerçekleşir, ileri doğru kalkış veya ters kalkış

-Kanadın şeklinden dolayı hava kanadın aşağısından değil de üstünden geçer bu daha uzak mesafe kat etmesini sağlar. Havanın yukarıdan geçmesi daha aşağıdan geçmesine göre daha az baskı uygular.

-Yukarıdan yapılan bu ekstra baskı ile aşağıdan yapılan baskıyı bir birine eşitlemek isteriz. Bu kuvvetler paraşütün yükselmesi için mükemmel bir kaldıraç görevi görür.

-Kanat belli oranda süzülmek için tasarlanmıştır. Sadece havanın kaldırıcı görev yaptığı durumlarda yükselir. Örneğin termal veya sırtlarda dinamik kaldırıcılar ile kendi kendine yükselir.

 

1- Temel İlkeler,

Aerodinamik hareket halinde olan bir cisim üzerinde havanın yarattığı etkiyi inceleyen bilim dalıdır. Havanın kuvvete etkisini inceler. Aerodinamik kuvvetler cismin boyutlarına, şekline ve hızına bağlıdır.

Bu kuvvete;

– Gazın yoğunluğu,

– Sıkıştırıla bilirliği,

– Viskozite derecesi,

– Sıcaklık derecesi,

– Basıncı etki eder.

Havanın Ataleti ve Newton’un Hareket Kanunları;

Hava bir cisimdir ve bir kütlesi vardır. Kütlesi olan her cismin de ataleti (eylemsizliği) mevcuttur. Çoğunlukla uçuş olaylarının izahını yapan, hatta kaldırma kuvvetinin açıklanmasında büyük rol oynayan bu kanun, cisimlerin hareket ve eylemsizliklerini inceler. Havanın içinde hareket eden cisim ile havanın birbirlerine olan etkilerini inceler.

Newton’un hareket kanunları şunlardır;

  1. Kendisine bir kuvvet etki yapmadıkça hareketsiz olan bir cisim hareketsiz kalır hareket halinde olan ise, yön ve hızını muhafaza eder.
  2. Eğer cismin durumunda bir değişiklik istiyorsak o cisme bir kuvvet tesir ettirmemiz gerekir. Tesir edecek kuvvetin şiddeti istediğimiz değişiklikle orantılıdır.
  3. Etki, tepkiye eşittir. Cisme ne kadar bir kuvvet tatbik edersek, cisimde o kuvvete eşit ve aksi yönde bir hareketle tepki gösterecektir.

Motorlu hava araçları motor gücü ile hızlanırken motorsuz hava araçları ise süzülüş prensibi ile hız kazanır ya da uçuş hızlarını korurlar. Kanat ileri ve aşağı doğru uçuşunu(süzülüş) sürdürürken üzerinde hava akımları oluşturur.

Bernoulli prensibine göre, bir kanat profili etrafından hava akımı geçmeye başlayınca havanın hızında bir artış olur. Kanat alt yüzeyine göre, üst yüzeyin bombeli şekli hava akımının burada daha hızlı ve dolayısıyla basıncın düşük olmasını sağlar. (Akışkanlar mekaniği kanununa göre basınç ile hız ters orantılıdır)

Bernolli Prensibi;

Bernolli akışkanlar (gaz, sıvı, hava) kanununu çıkaran bir araştırmacıdır. Bernolli prensibi hızlanan akışın basıncının düşeceği şeklindedir. Şekilde görülen fizik kuralında geniş bölgeden dar bölgeye giren havanın hızı artar, basıncı düşer. Kanatta üst kısımdan ve alt kısımdan geçen hava aynı zamanda arkada birleşir. Bu durumda üstten geçen havanın hızı daha fazla, basıncı daha az olur. Alttan geçen havanın basıncı fazla olduğundan kanat havada kalır.

Kanat Yapısı;

Su damlası şeklinde sert profil. Minimum sürtünme.

Kanada Etki Eden Kuvvetler;

Havada hareket eden bir kanat üzerinde üç temel kuvvet oluşur. Bunlar;
– Yer Çekimi(Ağırlık),
– Kaldırma Kuvveti,
– Havanın Direnci(Sürükleme),

Uçuş hızı kazanıldıktan sonra aerodinamik kuvvetler oluşur. Oluşan bu kuvvetlerin bileşkesi (toplamı) bizim ağırlığımıza eşit ve ters yöndedir. Hareket doğrultusuna dik olan kuvvete kaldırıcı kuvvet, hareketin aksi yönünde olan kuvvete sürtünme/direnç kuvveti denir. Uçuş sırasında ağırlığın bir bileşeni kaldırma kuvvetine karşı iş görerek alçalmamızı sağlar. Diğer bir bileşeni direnç kuvvetine karşı gelerek kanadımızın ileriye gidişini sağlar.

Uçuşta kanat üzerine etki eden kuvvetler:

W: Yerçekimi kuvveti               D: Sürükleme kuvveti                               R: Kaldırıcı kuvvet L/D bileşkeni

L:  Kaldırma kuvveti                 V: Uçuş hattı üzerindeki ileri hız            B: Basınç merkezi

-Yer Çekimi(Ağırlık),

Dünyanın üzerinde bulunan cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvvetidir. Yerçekimi nedeniyle meydana gelen ve hava aracını dünyanın merkezine(aşağı) çeken kuvvettir. Uçuş sırasında pilotun ve uçuş ekipmanlarının(kanat, ipler, harnes vb.)ağırlık kuvvetidir. Yamaç paraşütü havadan ağır olduğu için havada tutunabilmesi bu ağırlığı yenecek bir kuvvete sahip olmasına bağlıdır. Yer çekimi yamaç paraşütünün motorudur, yer çekimi kuvveti kanadın rüzgara karşı ileri hareket etmesini ve böylece uçmasını sağlar.

-Kaldırma Kuvveti;

Kanadın airfoil yapısı sayesinde üzerinde oluşan bir kuvvettir. Atmosferde hava molekülleri bir denge içindedir ve atmosfer bu dengeyi sürekli korumaya çalışır. Toplam ağırlığı yenmek veya dengelemek için lüzumlu olan faydalı kuvvettir.  Ağırlığın aksine hava aracını yukarı doğru çekerek havada tutar. Kaldırıcı kuvvet ileri hareket sonucu kanatların alt ve üst yüzeyleri arasındaki basınç farkından doğmaktadır (Bernoulli Prensibi).

Kaldırma Kuvvetine Etki Eden Faktörler;

Bütün hava hareketleri difüzyon yasası gereği yüksek basınçtan, alçak basınca doğru hareket eder. Kaldırma kuvveti; uçuş hızı, kanat yüzey alanı, profil tipi, kanat şekli, açıklık oranı, hava akımının sürati(Nisbi rüzgar), hücum açısı ve hava yoğunluğu ile orantılıdır.

-Havanın Direnci(Sürükleme);

     Uçuş yönüne zıt yönde oluşan kanadın ileri hareketini engelleyen kuvvetlere direnç denir. Sürükleme aerodinamik kuvvetin nisbi rüzgara paralel ve kanadın hareketinin tersi yönde olan kötü bileşendir. Direnç hava içinde ilerleyen cismin şekliyle ve yüzey yapısı ile ilgilidir.

Hava içinde ilerleyen cismin şekline bağlı olarak değişik oranlarda dirençler oluşur.

a-Parazit (Parasitik)Sürükleme:

Yüzey yada engellerin neden olduğu sürtünmedir. Hava akımı kendi yolu üzerinde bir cisim ile karşılaştığında, hava molekülleri cismin hareketini engelleyecek yönde bir kuvvet oluşturur. Cisimlerin havadaki sürati arttıkça meydana gelen sürükleme de o oranda artar. Hızın karesine, kesit alanına ve cismin şekline bağlıdır. Parazit sürüklenme hız ile doğrudan orantılı olarak artar.

Parazit (Parasitik)Sürükleme ikiye ayrılır:

1-Profil(yüzey)sürtünme: Kanat yüzeyi ile üzerinden akan hava akımının arasında oluşan sürtünme direnç kuvvetidir.  Bir cismin üzerindeki hava kuvvetidir. Hareket hızının iki katına çıkması profil direnci dört katına çıkarır. Yüzeyin kaygan veya pürüzlü oluşu bunu etkiler.

2-Form(şekil)sürükleme: Hava moleküllerinin,  pilot, ipler, harnes, kanat gibi katı maddelere çarpması sonucu oluşan direnç kuvvetidir. Hava akımının bozulmasından ve anaforlaşmasından ortaya çıkar.

b- Emme (induced) Sürükleme:

     Aerodinamik kuvvetler nedeniyle oluşan dirençtir. Kanadın hareketi havanın durumunu bozar ve emme sürükleme yaratır. Buna ek olarak pilot, harnes ve iplerde benzer şekilde sürükleme kuvveti meydana getirir. Emme sürükleme en fazla kanat uçlarında oluşur, paraşütün hava içinde ilerlemesi ile oluşan, havanın düzgün yapısının bozulması ve arkada tamamen bozuk bir hava yapısı bırakmasıdır, hız arttıkça azalır.

Kanat ucundaki hava akımının bozulması neticesi nisbi rüzgara karşı bir engel oluşur ve kanadın hareketinin aksi yönünde bir kuvvet meydana gelir. Kaldırma kuvveti bu bölgede yukarıya ve geriye doğru bileşenlere sahiptir. Buna kanat ucu vorteksi denir. Derinlik artarsa vorteks etkisi artar, performans düşer. Önünüzde uçan kanada fazla yaklaşırsanız, öndeki kanadın oluşturduğu dağınık, karışık hava kütlesinden etkilenip kapanmalar yaşayabilirsiniz.

Kanadın görünüş oranına göre hesaplanır ve çöküş oranını belirler.

-Havanın Direnci(Sürükleme);

Hava hızı artınca birim zamanda çarpan molekül sayısı artacağı için direnç artar.

Hava yoğunluğu arttıkça karşılaşılan direnç de artar.

Parazit ve emme sürüklemenin en ideal noktası aynı zamanda süzülme oranının en iyi olduğu hızdır. Toplam sürükleme eğrisinde kaldırmanın sürüklemeye oranının maksimum olduğu bir nokta vardır. Bu noktadaki sürate trim hızı denir.

2- Hücum Açısı

Kanat üzerindeki açılar;

-Hücum açısı,

-Durum açısı,

-Süzülme açısı,

– Hücum Açısı:

Kiriş ekseni ile uçuş yönü(hava akımının kanada çarptığı doğrultu) arasındaki açı. Diğer bir deyişle hava hareketi ile kanat düzlemi arasındaki açıdır. Hava hareketi aslında bizim süzülüş doğrultumuz ile aynıdır. Hücum açısını speed sistem, trimler ve frenler ile kontrol ederiz. Hücum açısı kanadın hızını kontrol eder. Hücum açısı arttıkça kanat yavaşlar. Hücum açısı azaldıkça kanat hızlanır. Belirli limitler içinde kanat verimli ve güvenli uçar. Kanadın hızını, süzülüşünü, çöküşünü ve stabiletisini doğrudan etkiler.

-Düşük Hücum Açısı (Negatif):

Düşük hücum açısında hava akımının hücre ağızlarına değil de kanadın üst yüzeyine çarpacak şekilde geldiği durumdur. Kanadın hücum açısını çok düşürürsek sabit olmayan kanat yapısı bozulmaya başlar, kanadın ön tarafındaki sel ağızları içeri doğru kırılır. Bu durum önden kapanma olarak adlandırılır.

-Yüksek Hücum Açısı (Pozitif):

Yüksek hücum açısında ise kanat üzerinde daha az hava akımı olur ve kanat daha yavaş hareket eder. Eğer hücum açısı aşırı fren nedeni ile daha çok arttırılırsa hava kanadın üzerinde düzenli olarak akamaz ve kanat geriye doğru yıkılmaya başlar, kanadın üst yüzeyinde türbülans oluştuğundan alçak basınç alanı bozulur ve kanat uçma özelliğini kaybederek stola girer. Kanat stol durumunda artık uçamaz. Pilot kumandası dışında yamaç paraşütleri stol olmaz. Çoğu kanat da bel hizası fren stol sınırı olduğundan fren seviyelerine dikkat edilmelidir. Bir kanat stola girdiğinde otomatik olarak dalışa geçmeye, hızını artırmaya ve tekrar uçmaya çalışır.

-Durum Açısı:

Kanat doğrultusu ile ufuk çizgisi arasındaki açıdır. Kanadın yatış açısı. Dönüşlerde yukarı kalkan kanadın yer düzlemiyle yaptığı açı.

-Süzülme Açısı:

Uçuş yönü ile ufuk çizgisi arasındaki açıdır. Bu açı kanadın performansını belirler.

Kanadın Havadaki Konumu;

-Normalde kubbedeki toplam kaldırma kuvveti ile toplam ağırlık tam ters yönlerde ve birbiri ile denge halindedir.

-Eğer üst limitte uçarsak kanat hızlanacak, R-W dengesi bozulacak hız ve çöküş artacaktır.

-Eğer alt limitte uçarsak R-W dengesi kurulamayacak en ufak hava hareketinden olumsuz etkilenecektir.

???????????????????????????

3- Süzülme ve Çökme Oranı,

Süzülme oranı(Glide Ratio);

Yamaç paraşütü düz uçuş halindeyken, ağırlık, kaldırma kuvveti ve direnç denge halindedir. Kaldırma kuvveti ile direnç kuvveti arasındaki ilişki (L/D) bu dengenin meydana geldiği süzülüş oranını belirler.

Bir hava aracının durgun havada yatay düzlemde kat ettiği mesafenin, kaybettiği irtifaya olan oranına süzülme oranı denir. Süzülme oranı, hava aracının uçuş performansının ölçümünde önemli bir faktördür.

Süzülme açısı(L/D oranı);  L=Kaldırma gücü, D=Toplam sürükleme(direnç)

En iyi L/D oranı, kaldırma gücünün sürüklenmeye göre en yüksek olduğu noktada oluşur. Örneğin 100 m yükseklikten kalkan kanat 600 m ileride yere iniyorsa bu oran 1/6 dır. Yüksek süzülme oranına sahip kanatlar düşük olanlardan daha fazla mesafe kat edebilirler.

Çökme Oranı(Sink rate);

Yamaç paraşütünün havada yol alırken çöktüğü en yavaş orana “çökme oranı” denir. Çökme oranı saniyede aşağıya inme oranıdır. Modern kanatlar 0.9 m/sn orana sahiptir. Bu oran yükseldikçe kanat performansı düşer.

Maximum kaldırma kuvveti minimum çöküş oranında elde edilir. Minimum çöküş oranına ulaşmak için 30 cm kadar fren uygulayın, kollarınız omuz seviyesinde veya hemen altındadır ve frenlerde pozitif bir gerilim (1-1,5 kg)vardır.

Çöküş oranı saniyede 1,1m olan bir kanat 1000m lik dağdan uçtuğunda; 1000/1,1 = 909 sn/60sn = 15 dk uçuş yapar.

4- Polar Eğrisi;

Bir hava aracının farklı hızlardaki, farklı çöküş oranları bir grafikte noktalar halinde işaretlenir. Bu noktaların birleştirilmesiyle hava aracının polar eğrisi elde edilir. Her hava aracının polar eğrisi farklıdır ve kendisine özgüdür. Maksimum süzülüş oranı, hava aracının performansın ölçümünde en önemli kriterdir. Yüksek süzülüş oranlı bir kanat, düşük süzülüş oranına sahip diğer kanattan daha uzağa gidecektir. Polar eğrisini; Kanat yapısı, hava koşulları, taşınan yük, gibi faktörler etkiler.

5- Uçuş Hızı;

Hava hızı, rüzgar ve yer hızı yamaç paraşüt pilotları için çok önemlidir. Onların arasındaki farkı ve uçuşu nasıl etkilediklerini bilmek gerekir.

Yer hızı: Yer hızı kanadın yere göre bağıl hızıdır. Diğer bir değişle kanadın yerdeki gölgesinin hızıdır. Yer hızı kanadın uçuş hızı ile rüzgar hızının bileşkesidir.

Hava hızı: Bir kanadın hava içinde hareket ediş hızıdır. Havanın kanat üzerinden akış hızı olarak da ifade edilebilir. Bu değer kesinlikle rüzgar şiddetinden etkilenmez. Hava hızı kanadın yapısına ve uçuştaki fren konumlarına bağlıdır. Uçuş sırasında pilotun yüzüne vuran havanın hızı kanadın hava içindeki hareket ediş hızıyla aynıdır. Kanadın ilerlediği yöne göre adlandırılır. Hava hızı güvenlik demektir. Sıfır rüzgarda hava hızı ve yer hızı eşittir. Eğer havada hiç rüzgar yoksa yamaç paraşütünün hava hızı o anda gps de okunan değere eşittir, ancak hava çoğu zaman rüzgarlıdır.

Rüzgar hızı: Uçuş sırasında bulunduğumuz bölgedeki rüzgar şiddetidir. Esen rüzgarın o anki hızıdır, rüzgarın geldiği yöne göre adlandırılır. Arkadan alınan rüzgar önemlidir çünkü hava hızı düşmüş yer hızı artış olacaktır. Bu yüzden tepelere arka rüzgarla yanaşılmamalıdır.

Her kanadın aerodinamik yapısı sayesinde farklı trim hızları vardır.  Günümüzde kanatlar 38-45 km/h trim hızlarında üretilmektedir.

 

6- Görünüş Oranı(Aspect Ratio);

Uzunluk genişlik oranı, kanat uzunluğunun karesinin, toplam alana bölünmesiyle bulunur. Bu oranın kanat performansında önemli etkileri vardır. Yüksek görünüş oranına sahip kanatlar, aynı yüzey alana sahip kanatlardan daha fazla kaldırma gücü ve daha az sürükleme kuvveti sağlarlar.

Aspect Ratio= SPAN ² / AREA

Yüksek rakamlar; yüksek performansı, düşük güvenliği belirtir. Kanat açıklığı 12 metre, yüzey alanı 24 m² olan kanadın görünüş oranı; 12*12=144/24=6 Aşağıdaki kanatların alanları eşittir fakat üsteki kanadın kenar kısımları küçük olduğundan vorteks etkisi daha azdır.

Yarışma kanadı (G.O: 7,0)=24,5 m2

Orta düzey kanat  (G.O: 6,0)=24,5 m2

Eğitim kanadı (G.O: 4,5)=24,5 m2

Kanat Performansı Faktörleri;

Hücre büyüklüğü, hücre sayısı, süzülme oranı, sürtünme, kaldırma kuvveti, hız, stabilite, görünüş oranı kanat performansını etkiler.

Yüksek performans, düşük güvenlik. (yarışma kanadı EN-D)

Kanat Performansı;

-Yüksek görünüş oranı,

-Küçük cell ağızları,

-Çok sayıda hücre,

-Yüksek süzülüş oranı,

-Yüksek hız,

-Düşük çöküş,

-Düşük iç basınç,

-Az sayıda ip,

-Dacronsuz ipler,

-Düşük Stabilite,

-Düşük Emniyet.

Düşük performans, yüksek güvenlik. (eğitim kanadı EN-A)

Kanat Performansı;

-Düşük görünüş oranı,

-Büyük cell ağızları,

-Az sayıda hücre,

-Düşük süzülüş oranı,

-Yüksek çöküş,

-Düşük hız,

-Yüksek iç basınç,

-Çok sayıda ip,

-Yüksek stabilite,

-Yüksek emniyet.

 

7- Dönme Eksenleri,

Yamaç paraşütünün her üç eksende yaptığı hareketlerdir.   Kanadın üç eksenli hareketinde (Dalış, yatış ve dönme) pilot genelde dalış ve dönüş eksenini kontrol eder.

Dalış Ekseni                                 Yatış Ekseni                        Dönüş Ekseni

Pitch(Dalış Ekseni):

Kanadın yukarı ve aşağıya doğru hareketidir. Pilot veya hava hareketleri ile oluşur. Yunuslama da denir.

Roll(Yatış Ekseni):

Soldan veya sağdan hareket, pilot tarafından gerçekleştirilen yada kanadın bir tarafının termiğe girdiğinde olan yuvarlanma hareketleridir. Yamaçparaşütü bu eksen etrafında kayış ve yatış adıyla anılan genel hareketleri yapar.

Yaw (Dönüş Ekseni):

Pilot ve kanadın merkezinden geçen bir eksen boyunca gerçekleşen tüm hareketleri içerir. Gövdenin sağa ve sola dönme hareketi bu eksende olur. Bu hareket pilot tarafından dönmek için veya darbeli havada rüzgar aniden yön değiştirdiğinde gerçekleşebilir.

8- Stabilite,

     Kanadın kapanmalara dirençli olması ve kararlı uçuşunu koruması stabilite olarak adlandırılır. Stabilitesi düşük kanat kapanmalara direnci düşük ve tepkileri sert ve ani anlamındadır.

Bir yamaç paraşütü için iki tür stabiliteden söz edebiliriz. Statik ve dinamik stabilite.

Statik Stabilite:

Bir yamaç paraşütünün dışarıdan bir kuvvet etki etmedikçe (pilot kumandası ya da hava hareketleri gibi) her üç eksende de dengede kalması, herhangi bir dönme, dalış veya yatış eğilimi göstermeden düz uçuşunu sürdürebilmesidir.

Dinamik Stabilite:

Bir yamaç paraşütünün dengeli uçuşu herhangi bir nedenle (pilot kumandası, türbülans, darbe vs.) bozulduğunda, etki ortadan kalktıktan sonra, tekrar eski denge durumuna dönebilme yeteneği

Performansı yükseltmek için ince kanat kesiti, yüksek görünüş oranı kullanılır. Stabilite azalır ancak süzülüş oranı, hız artar.

Güvenlik için kalın profil düşük görünüş oranı kullanılır. Stabil fakat yavaş ve düşük süzülür.

“HAYATTA EN BÜYÜK EĞLENCE BAŞKASININ YAPAMAZSIN DEDİĞİNİ YAPMAKTIR”

Sohbeti Başlat
Bize Ulaşın