Uçak Gövdesinin Yapı Türleri

Mühendislik harikası olan uçaklar, insanları ve yükleri bir yerden başka bir yere taşımak için tasarlanmış ulaşım araçlarıdır. Uçaklar, hakkında birçok detay vardır. Motorundan kokpitine lastiğinden gövdesine her parçanın ayrı ayrı görevleri vardır. Bu yazımızda uçakların ana yapısal parçası olan gövdeyi inceleyeceğiz.

Gövde, başta kuyruk ve kanat yüzeyleri olmak üzere iniş takımlarının ve diğer çeşitli parçaların bir araya getirildiği yapıdır. Gövde bir uçağın ana yapısal parçasıdır, mürettebatı, yolcuları, kargoyu ve diğer gerekli ekipmanları barındıracak şekilde tasarlanmıştır. Uçaklar görevlerine bağlı olarak birçok farklı şekil ve boyutta tasarlanmaktadır. Gövde istenilen kapasite ve aerodinamiğe göre minimum sürükleme yaratacak bir forma sahip olmalıdır. Süpersonik bir savaş uçağı yüksek hızlarda sürüklemeyi azaltmak için çok ince bir aerodinamik gövdeye sahiptir.

Uçakta kokpiti ve yolcu kabinini barındıracak en uygun yer gövdedir. Gövde, uçağı basınca, şiddetli rüzgarlara, soğuk ve sıcak gibi iklimsel etkilere ve gürültüye karşı korur. Ayrıca, yakıt deposu, iniş takımları, teçhizat, uçuş donanımları, elektriksel sistemler, silah sistemleri ve yedek güç sistemleri genellikle gövdeye bağlanır.

Uçak ve helikopter gibi hava araçlarının gövde yapısında iki önemli fonksiyon vardır. Bunlardan biri gövdeye uygulanan kuvvetlere karşı direnç göstermek, diğeri ise gövdenin aerodinamik yapısı ile içindeki yapısal parçaları çevre şartlarından korumaktır. Burada belirtilen karakteristikleri taşıyan fakat aerodinamik bakımdan farklılıklar gösteren çeşitli gövde şekilleri vardır, bunlar; kafes-kiriş gövde, monokok gövde ve yarı monokok gövdedir.

Kafes-Kiriş (Truss) Gövde

Bazı uçaklarda gövdenin kuvvetleri taşıması için bir kafes-kiriş iskeleti yapılır. Bu tip gövde yapılarının iskeletini birbirine çapraz olarak kaynak edilmiş  kafes-kiriş adı verilen bir dizi üçgen şekil olarak aliminyum veya çelik borular oluşturur. Daha çok tek motorlu hafif uçaklarda tercih edilmektedir. Genellikle borular, dairesel kesitli, köşebant, basınca ve burkulmaya dayanıklı profillerden seçilir. Kafes yapısı ilerledikçe bu yapılar önce bez daha sonra  fiberglas veya hafif maddeden saçlarla kaplanarak aerodinamik şekil verilmiştir.

Monokok Gövde

Uçaklarda monokok gövde, kalıp hâlinde imal edilmiş dairesel kiriş-çember (Frame), basınç bölmeleri ve ayrı olarak bağlanan kaplama sacından oluşur. Monokok gövde hiçbir takviye elemanı ile takviye edilmeden, farklı yüklere dayanacak şekilde dizayn edilen kabuk veya kaplamaya da monokok gövde denir.

Monokok gövde uçaklarda iskelet yoktur, asıl yükü metal saç veya kompozit malzemeden yapılmış gövde kaplaması taşır. Monokok yapılarda günümüz uçaklarında bulunan stringer ve longeron gibi boylamasına uzanan yapı elemanları bulunmaz. Ayrıca gövde sacı doğrudan Frame’lere bağlanır. Monokok yapı uçaklar sağlam olabileceği gibi uçağın gövde yüzeyine gelebilecek herhangi bir hasar, yapının bütünlüğünü tehlikeye atabilir. Bu Yüzden monokok gövde yapılarında onarımlar ve modifikasyonlar oldukça zordur. Monokok yapının bu sınırlı tasarımından dolayı günümüz uçaklarında pek tercih edilmemektedir. Çoğu bükülme ve eğilme stresi açık bir çerçeve yerine dış deri tarafından taşındığından, iç destek ihtiyacı ortadan kaldırılmış veya azaltılmış, ağırlıktan tasarruf edilmiş ve alan maksimuma çıkarılmıştır.

Yarı Monokok Gövde

Yarı monokok gövde bulkhead, frame, longeron gibi ana parça ve keel beam(omurga kirişi) gibi yardımcı yapısal parçaların, uçak gövdesine perçinlenmesi ile oluşturulan yapı biçimidir. Bu gövde türü günümüz uçaklarında kullanılan yapı türüdür. Yarı monokok gövdeler, birçok parçanın imal edilmesi ve bunların birbirlerine perçinlenmesiyle ile elde edilir. Günümüzde modern yolcu uçağı üreten Airbus ve Boeing gibi firmalarda yarı monokok inşa yöntemi uygulanmaktadır. Bu yöntem uçakların imalatı ve bakımı açısından oldukça kolaydır. Ayrıca bu inşa yöntemi ile uçak üzerindeki yükler çeşitli elemanlara dağıtıldığı için uçak servis ömrü de uzatılmış olur.