2-) GÖVDE YAPILARI

                             Uçak gövdeleri yapıları:

Genellikle günümüzde çok rastlanan gövde yapıları yarı-monokok ve daha az rastlanan monokok yapılar şeklindedir. Üçüncü bir yapı şekli olan kafes kirişlere artık çok hafif ve hafif uçaklarda rastlamak mümkündür. Monokok yapılara basit bir örnek verilmek istenirse soba borusu gösterilebilir. Monokok yapılarda yük esas olarak gövde kaplaması tarafından taşınır.

a) yarı-monokok gövde yapıları: Kesme, eğilme, burulmanın sebep olduğu gerilmelerin hepsinin gövde kaplaması tarafından taşındığı monokok yapılara günümüzde artık fazlaca rastlanmamaktadır. Bunun sebebi gövde yapısının çeşitli kesitlerine gelen yüklerin farklı olması nedeniyle buralarda sabit kaplama kalınlığı kullanmak yapısal ağırlığı artırır.

Bunu gidermek için ve çeşitli kesip çıkarmaların bulunabileceği uygun bir yapı şekli yarı-monokok yapıdır. Yarı monokok yapıda takviyeler lojerondan daha küçük ve hafiftir. Biraz rijitliği olmasına rağmen birinci görevi gövde kaplamasına şekil vermek ve bağlantı yeri oluşturmak. Mukavim ve ağır lonjeronlar balkhedler ve kaburgaları tutar. Bütün bunlar birleşerek rijit bir gövde yapısı oluşturulur.

Takviyeler ve lonjeronlar çekme ve basınca çalışarak gövdeyi eğilmeye karşı korurlar. Takviyeler genelde tek parça alüminyum alaşımdan ektrusyonla (çekme), dökme ve dövme usulüyle elde edilir. Lonjeronlar da takviyeler gibi alüminyum alaşımından yapılır fakat tek veya birleştirilmiş parçalar halinde inşa edilir.

Sözü edilen bu yapısal elemanlar yalnız başlarına gövdeye mukavemet vermezler. Bunlar birbirlerine perçin, civata somun veya saç vidası ile bağlanır.

Metal kaplama, lojeronlara, balkhedlere ve diğer yapısal elemanlara perçinlenir. Gövde genellikle kısım kısım inşa edilir. Küçük uçaklarda gövde genellikle iki veya üç parça olarak inşa edilirken büyük uçaklarda altı yedi parça olarak inşa edilir.

Uçağın gövdesine bulunan çeşitli sistem ve aletlere ulaşmak için birçok giriş kapısı, gövde paneli, iniş takımları yuvaları ve çeşitli kapaklar bulunur.

b) kafes-kiriş gövde yapısı: Daha çok hafif uçaklarda kullanılmaktadır. Kafes-kiriş yapıların esas elemanları çubuklardır. Çubukların mafsallı bağlantılarla birbirine bağlanmış olsalar bile bunların analizinde mafsallı bağlantı olarak kabul edilmesi, analizde kabul edilebilir hatalar verir.

Pratik olarak çubukların çekme ve basınç kuvvetleri taşıdığı farz edilir. genellikle dairesel kesitli, köşebent profillerden seçilir. Basınca çalışan çubukların profilleri burkulmaya karşı koyacak şekilde seçilir. Boru şeklindeki çubuk elemanlar özel birleştirme parçaları ile veya kaynakla birbirine bağlanır.

Helikopter gövde yapıları:

Sabit kanatlı uçak gövdeleri gibi helikopter gövdeleri de kaynak edilmiş kafes kirişlerden, monokok konstrüksiyon veya yarı-monokok konstrüksiyon şeklinde imal edilir. Gövdenin dış görünüşü uçaklardan oldukça farklı olmasına rağmen bir çok helikopter gövdesi sabit kanatlı uçakların gövdesinde kullanılan elemanların benzerleri kullanılır. Örneğin bir çok helikopterde gövdeyi düşey olarak kavrayan balkhed, kaburga ve halkalar kullanılır. Günümüzde yüksek hızlı helikopterlerin gövde görünüşleri, sürüklemenin mümkün olduğu kadar düşürülmeye çalışılması nedeni ile akıma uygun şekiller verilmeye gayret edilir.

Klasik imal usulünde tipik bir helikopter gövdesi ve kuyruk bumu alüminyum balkhedlere, lonjeronlara ve takviyelere perçinlenmiş gerilmeli düz veya kanallı kaplamadan oluşur. Yangın duvarı ve motor kısmı genellikle paslanmaz çelikten yapılır. Normalde kuyruk bumu alüminyum balkhedler, ekstruzyon lonjeronlar, kaplama panelleri veya kaynaklanmış çelik tüplerden yarı-monokok olarak inşa edilir. Günümüzde daha hafif ve korozyona mukavim helikopter gövdelerini yapmak üzere kompozit yapılar kullanılmaya başlanmıştır.

Avcı uçaklarının gövdeleri:

Avcı uçaklarının gövdeleri amaçlandığı görevi yerine getirecek motorları, yakıtı, aviyonikleri, silah sistemlerini içine alacak şekilde en küçük hacimde yapılır. Belirli bir motoru veya motorları faydalı ağırlığı, kokpiti, teçhizatı, yakıtı içine alacak gövdenin dış görünüşü, çeşitli şekillerde seçilebilir. Bunlardan bir tanesi hava üstünlüğü sağlayacak olan aerodinamik ve performans şartlarını sağlar.

Gövdenin şeklini etkileyen kısımlar motor/motorlar, kanatlar, kanat-gövde aerodinamik girişimi önemlidir, hava alıkları, silah sistemleridir.

Uçak gövdeleri:

Ana karakteristikleri:

1. Belirli bir mesafeye taşınacak paralı ağırlığı veya faydalı ağırlığı içine alan bir kabuk yapı teşkil eder. Gövde, paralı ağırlığı alçak basınca, şiddetli rüzgara, soğuk ve sıcak gibi iklimsel tesirlere karşı koruduğu gibi gürültüye karşıda korur.

2. Uçakta kokpiti barındıracak en uygun yer gövdedir. Bunun da en işlevli kısmı burundur.

3. Gövde, kanadın, kuyruğun bazen de motorlar gibi belli başlı kısımların bağlandığı esas yapı olarak düşünülür. Bazı uçaklarda özellikle kuyruk ve motorlar, kuyruk bumu ve kanat gibi diğer kısımlarda bağlanır. Avcı uçaklarında ise gövde özellikle motorları içine alır.

4. Yakıt ve/veya iniş takımları ile uçak sistemleri olan hidrolik teçhizat, uçuş donanımları, elektriksel sistemler, silah sistemleri ve yedek güç sistemleri genellikle gövdeye bağlanır.

Yukarıda belirtilen karakteristikleri taşıyan fakat aerodinamik bakımdan çeşitli farklılıklar gösteren çeşitli gövde şekilleri düşünülebilir. Bunlardan biri diğerine nazaran daha iyidir, bunun belirlenmesinde uçağın, kanat kuyruk, motor gibi diğer kısımlarının etkisini göz önünde bulundurmak gerek.

Ses altı hızlarda sıfır taşımadaki sürüklemenin % 20-40' ını gövde sürüklemesi oluşturacağından gövdenin sürüklemesini mümkün olduğu kadar azaltmak gerekir. Gövde anahatlarındaki keskin değişimlerden mümkün olduğu kadar kaçınılmalıdır.

Ulaşım uçaklarında, sesaltı hızlarda, belirli bir dinamik basınçtaki sürükleme esas olarak gövdenin şekli ve ıslak (akışkanın temas ettiği) alanla ilgilidir. Gövde çapı gerektiğinden %10 daha fazla tutulan bir uçakta toplam sürükleme %1,5-3' lük bir artış gösterir. Bu durum belirli bir menzil için fazla yakıt veya daha fazla kalkış ağırlığı anlamına gelir. En düşük sürüklemeyi elde etmek için sarf edilecek gayreti uçağın işleme şekli belirler. Yıllık kullanım şekline bağlı olarak düşük hızlı bir yük uçağında kolay ulaşılabilir bir arka kapı imkanı veren bir gövde şekli iyi bir aerodinamik şekle tercih edilebilir. Avcı uçaklarında gövde sürüklemesi az ve arzu edilen sistemleri içine alan ve düşük hacimde genellikle en hafif ve en az maliyetli yapıdır.

Gövde yapısı yeterli mukavemet, rijitlik ve hafiflikte olmalıdır. Belirli bir faydalı ömre sahip ve kolay yükleme, boşaltma ve bakım imkanı verilmiş olmalıdır. 3000 m' den daha yüksek irtifalarda uçan uçak gövdelerindeki yolcu kabinleri basınçlandırıldığından, dizayn safhasında, yorulma arızalarını önlemek için kaplama gerilmelerinin müsaade edilebilir en yüksek değerin biraz altında tutulması tercih edilir. Basınçlandırılmış kabinlerde mukavemet bakımından dairesel veya daire parçalarından oluşan kesitler tercih edilir.

Gövde yalnızca kuyruğu taşımayıp aynı zamanda bunun düzenlenmesini de etkiler. Gövdenin yunuslama ve yalpa momentlerine kararsızlık katkısı, kuyruk yüzeylerinin kararlılık katkıları ile giderilir. Bu daha çok uçuş hızlarına bağlı olarak gövdenin kuyruk uzantısı uzunluğuna bağlıdır.

Bir uçak gövdesi mümkün olduğu kadar küçük, derli toplu olmalıdır. Gövdeyi derli toplu yaparken yolcularyn rahatsız olacağı sıkıntılı bir durum yaratmaktan da kaçınılmış olunması gerekir. Avcı uçaklarında gövde hacmini azaltmak isterken silah ve yakıt sistemlerinin bir kısmı asılı şekilde gövde ve kanatlara bağlanır, fakat bu takıların uçağın aerodinamik düzgünlüğünü bozacağı unutulmamalıdır.

Ulaşım uçaklarında gövdenin orta kısmının silindirik yapılmasında başta gelen sebepler şunlardır.

• Yapısal dizaynda ve imalatta büyük bir basitlik sağlamak.

• Az bir yer kaybı ile uygun bir iç düzenleme elde etmek.

• İleride gövdenin uzatılabilme imkanı yaratmak.

• Koltuk düzenlemesinde esneklik yaratmak.

Uçağın gövdesi uzatıldığında kuyruk yüzeylerinin alanları azaltılır fakat gövdenin kuyruk kısmının uzun tutulması narinliğin artmasına ve gövde yapısında özel bir tedbir alınması halinde rijitliğin yetersiz kalmasına sebep olabilir.

Gövde uzunluğunun karakteristik gövde genişliğine, silindirik gövdelerde gövde çapına oranyna NARİNLİK ORANI denir. İki kişilik bir eğitim veya turizm uçağında kokpitin yan yana veya arka arkaya düzenlenmiş olması halinde narinlik oranı 6 ila 8 arasında değişir. Planörlerde belirli bir kokpit şekline göre minimum sürükleme yaratacak bir gövde kesiti seçilir ve narinlik oranı 2,5- 3' dür. Süpersonik hızlar için dizayn edilmiş yolcu uçaklarında bu değer 20' ye kadar çıkar.

Havayolu ve genel havacılık uçaklarının gövdeleri:

Konforun ve paralı ağırlık yoğunluğunun önemi:

Yolcu uçaklarında yolcuların oturma durumları çeşitli kriterlere göre kararlaştırılmasına rağmen sağlaması gereken asgari şartlar bulunur. Konfor şartı genel olarak şu hususlara bağlıdır:

1. Koltuk şekli ve bunların düzenlenmesi: bu özellik koltuğun ayarlanabilirliği ve uygun yolcu ayak yeri imkanı ile ilgilidir

2. Yolcuya kabin içinde hareket imkanı verebilmek

3. Kabin içinde yaratılan estetik uyum, özellikle sınırlı boyutlar dahilinde ferahlık duygusu yaratabilmek

4. Kabindeki iklim: sıcaklık, nem, hava ceryanı ve ayarlanabilir temiz hava besleme imkanı. Tırmanma ve alçalma sırasında basınç değişimlerini kabul edilebilir sınırlar içerisinde tutabilme

5. Gövdedeki uçuş ve iniş sırasındaki uçuş yörüngesine dik ivmelerin ve yalpa ivmelerinin şiddetli hava şartları gibi dış etkenler yanında kanat dizaynı ve gövdenin yapısal esnekliği ile etkilenir

6. Kabindeki gürültü ve akustik

7. Tırmanma ve alçalma sırasında uçağın tavrı

8. Seyahat süresi

9. Tuvaletlerin, yıkanma yerlerinin varsa dinlenme yerlerin sayısı, kullanışlığı

10. Hostes servisi, ağırlama, ikram servisi vb.

Yolcu başına düşen hacim ; konfor ve ortalama yolculuk süresi ile ilgilidir. Uçaklar kara ulaşım vasıtaları olan metro, özel araba, uzun mesafe otobüsleri ile karşılaştırıldığında mevkisine bağlı olmakla birlikte yolcu başına daha fazla hacim ayrılır. 11 000 kg' dan daha fazla kalkış ağırlığındaki uçaklarda yük yoğunluğunun fazlaca değişmediği istatistiklerden çıkarılabilir. Bu değer 70-90 kg/m³ arasında oynar. Yaklaşık 11 000 kg' lık kısa menzilli uçaklarda yük yoğunluğu 20-800 kg/m³ arasındadır.

Kabin dizaynı:

• gövde kesiti: gövde kesiti belirlenirken atılan ilk adım kesite yerleştirilecek koltuk sayısının belirlenmesidir. Yolcu uçakları yeri geldiğinde yük taşımak içinde kullanılabileceği düşünülerek koltukların çıkarılıp yük taşıma şekline getirilebileceği göz önünde bulundurulmalıdır. FAR 25-817 her bir taraftan koridora açılan koltuk sayısı üç ile sınırlıdır. Buna göre eğer bir sıraya altıdan fazla koltuk konulması düşünülmekte ise en az iki koridor yerleştirilir. Koridor sayısı ve genişliği konfora bağlı olarak da değişir. Koridorda yolcuların başlarını tavana çarpmadan geçebilecekleri bir yüksekliğe ihtiyaçları vardır. Basınçlandırılmış kabinlerde genellikle kesitler dairesel veya daire parçası şeklindedir. Kabin dış çapı yapı, izolasyon ve dekorasyon için her bir tarafa 10 cm' lik bir duvar kalınlıkları eklenerek bulunur.

koltuk sayısı	koridor genişliği	koltuk arası
10 veya daha az	305 mm	381 mm
11 ila 19	305 mm	508 mm
20 veya daha çok	381 mm	508 mm

• Koltukların konumlandırılması ve kabin boyutları: Kabin iç düzenlemesinin esnekliğini artırabilmek için koltuklar döşemeye gömülü raylara tespit edilir. Arka arkaya olan bulunan iki koltuğun aynı noktaları arasındaki mesafe olan koltuk hatvesi ayarlanabilirdir. İşletme şartlarına göre tipik koltuk hatve değerleri şunlar verilebilir.

 
Müsaade edilebilir döşeme yükü en az 350-500 kg/m2 olmalıdır, fakat döşeme üzerinde yükte taşınacak ise bu değer 1000 kg/m2' ye çıkar.