(Balance Tab, Anti-Balance Tab, Servo Tab ve Spring Tab)
Uçuş kontrol yüzeyleri, pilotun uçağı yönlendirmesi sırasında karşılaştığı kuvvetlerin azaltılması amacıyla çeşitli dengeleme sistemleriyle donatılmıştır. Özellikle büyük ve hızlı uçaklarda, pilotun uygulaması gereken kuvvetlerin büyüklüğü kontrolü zorlaştırabileceğinden, aerodinamik dengeleme yöntemleri hayati önem taşır. Bu makalede, havacılıkta sıkça kullanılan Balance Tab, Anti-Balance Tab, Servo Tab ve Spring Tab sistemleri ele alınacaktır.
Balance Tab:
Balance Tab, doğrudan ana kontrol yüzeyine (örneğin elevator, aileron veya rudder) bağlı küçük bir yardımcı sekme yüzeyidir. Pilot, lövyeyi (kontrol kolunu) hareket ettirdiğinde, Balance Tab yüzeyi ana kontrol yüzeyinin tersi yönde hareket eder. Bu ters hareket, ana yüzeyin hareketine yardımcı olacak bir aerodinamik kuvvet oluşturur.
Örneğin, pilot yukarı yönde bir elevator (irtifa dümeni) hareketi istediğinde, Balance Tab aşağı doğru hareket eder. Böylece hava akımı, elevatorun yukarı kalkmasını kolaylaştırır. Bu mekanizma, pilotun uygulaması gereken lövye kuvvetini önemli ölçüde azaltır.
Balance Tab sisteminin avantajı, düşük hızda ve yüksek hızda kontrollü bir yardım sağlamasıdır. Ancak, tab yüzeyinin hareketi, ana kontrol yüzeyinin etkinliğini bir miktar azaltabilir. Bu nedenle tasarım aşamasında bu kayıp dikkatle hesaplanmalıdır.
Uygulama Örnekleri:
· Beechcraft Bonanza gibi küçük genel havacılık uçaklarında elevatorlarda Balance Tab kullanılmaktadır.
· Douglas DC-3 gibi klasik yolcu uçaklarının rudder ve elevator yüzeylerinde de görülür.
Avantajları:
· Pilotun uygulaması gereken kuvveti azaltır.
· Karmaşık hidrolik veya elektrikli sistemlere gerek kalmadan hafif bir yardımcı kuvvet sağlar.
· Özellikle küçük ve orta büyüklükteki uçaklar için uygundur.
Dezavantajları:
· Ana kontrol yüzeyinin etkinliğinde hafif bir azalma meydana gelebilir.
· Yüksek hızlı uçuşlarda tam etkinlik sağlayamayabilir.
Anti-Balance Tab:
Anti-Balance Tab, Balance Tab’ın aksine, pilot lövyeyi hareket ettirdiğinde ana kontrol yüzeyiyle aynı yönde hareket eden bir tab yüzeyidir. Yani, elevator yukarı kalkarken Anti-Balance Tab da yukarı hareket eder.
Anti-Balance Tab sistemi, pilotun uygulaması gereken kuvveti artırarak, özellikle yüksek hızlarda aşırı hassas kontrol yüzeyi hareketlerini önlemeye yardımcı olur. Bu sistem, uçağın yüksek hızlarda daha kararlı olmasına katkı sağlar ve pilotun kontrol hassasiyetini iyileştirir.
Özellikle Boeing 707 ve Boeing 727 gibi büyük yolcu uçaklarında, sapma kontrol momentlerini artırmak amacıyla Anti-Balance Tab uygulamaları yaygındır. Ayrıca, avcı uçakları ve akrobasi uçaklarında da pilotun kontrol kuvvetlerini artırmak ve yüzey tepkilerini daha belirgin hale getirmek amacıyla kullanılmaktadır.
Uygulama Örnekleri:
· Boeing 707 ve Boeing 727 gibi klasik jet yolcu uçaklarında Elevator ve Rudder kontrolünde Anti-Balance Tab sistemleri bulunur.
· Avcı ve akrobasi uçaklarında (örneğin Hunter uçağı) aşırı kontrol hassasiyetini önlemek amacıyla kullanılır.
Avantajları:
· Yüksek hızlı uçuşta aşırı yüzey sapmalarını önler, uçuş stabilitesini artırır.
· Pilotun bilinçsiz küçük hareketlerinin büyük yüzey hareketlerine sebep olmasını engeller.
Dezavantajları:
· Pilotun daha fazla kuvvet uygulamasını gerektirir, özellikle uzun uçuşlarda yorgunluk yaratabilir.
· Yavaş hızlarda kontrol yüzeyi tepkileri azalabilir.
Servo Tab:
Servo Tab, doğrudan ana kontrol yüzeyinin hareketinden bağımsız olarak hareket eden ve ana yüzeyi dolaylı olarak yönlendiren bir sistemdir. Bu sistemde pilot doğrudan ana kontrol yüzeyine kuvvet uygulamak yerine sadece Servo Tab’ı hareket ettirir. Servo Tab’ın oluşturduğu aerodinamik kuvvet, ana kontrol yüzeyinin hareketini sağlar.
Bu yöntem özellikle büyük uçaklarda çok faydalıdır, çünkü doğrudan büyük yüzeylerin hareket ettirilmesi için gerekli olan kuvvetler çok yüksektir. Servo Tab sayesinde, küçük bir kuvvetle büyük bir kontrol yüzeyinin yönlendirilmesi mümkün olur. Özellikle büyük ve ağır yüzeylerin manuel kontrolü zor olduğu durumlarda kullanılır.
Uygulama Örnekleri:
· Lockheed Constellation gibi büyük yolcu uçaklarında Elevator ve Rudder yüzeylerinde Servo Tab kullanılmıştır.
· Modern bazı askeri kargo uçaklarında yedek sistem olarak bulunabilir.
Avantajları:
· Çok büyük kontrol yüzeylerinde bile minimum pilot kuvveti ile hareket imkânı sağlar.
· Hidrolik veya elektrikli sistemlerin arızalanması durumunda mekanik bir yedek sağlar.
Dezavantajları:
· Yavaş hızlarda etkinlik kaybı yaşanabilir çünkü sekmenin yarattığı aerodinamik kuvvet yetersiz kalabilir.
· Kontrol gecikmesi yaşanabilir (pilot sekmeyi hareket ettirir, yüzey daha sonra cevap verir).
Ancak, Servo Tab sisteminin bir dezavantajı vardır: Düşük hızlarda hava akımının zayıflaması nedeniyle tab yüzeyinin oluşturduğu kuvvetin etkisi azalır. Bu da düşük hızlarda kontrol yüzeyi tepkisinde bir gecikmeye yol açabilir.
Spring Tab:
Servo Tab sisteminin düşük hızlardaki zayıflığını gidermek amacıyla geliştirilen çözüm, Spring Tab sistemidir. Spring Tab, Servo Tab’ın geliştirilmiş bir versiyonudur ve bir yay (spring) mekanizması içerir.
Spring Tab’ın çalışma prensibi şöyledir:
· Düşük hızlarda, pilot lövyeye uyguladığı kuvvet doğrudan hem ana kontrol yüzeyine hem de tab yüzeyine iletilir. Bu sayede, zayıf hava akımı koşullarında dahi yeterli hareket sağlanır.
· Yüksek hızlarda ise artan aerodinamik kuvvetler sayesinde yay mekanizması sıkışır ve pilotun uyguladığı kuvvet doğrudan sadece Servo Tab üzerinde etkili olur. Böylece, kontrol yüzeyi gereksiz yere aşırı hareket etmez ve uçuş güvenliği korunur.
Spring Tab sistemi sayesinde hem düşük hızlarda hem de yüksek hızlarda kontrollü bir uçuş performansı elde edilir.
Uygulama Örnekleri:
· Republic F-84 Thunderjet gibi erken jet dönemindeki avcı uçaklarında Spring Tab kullanılmıştır.
· Bazı klasik askeri nakliye uçaklarında da bulunur.
Avantajları:
· Yüksek ve düşük hızlarda uyumlu kontrol sağlar.
· Pilotun düşük hızlarda doğrudan kontrol sağlayabilmesine imkân verirken, yüksek hızlarda aerodinamik kuvvetin yardımı ile yüzeyler hafifletilir.
Dezavantajları:
· Mekanik yapı daha karmaşıktır; bakım ve arıza durumları daha fazla olabilir.
· Yayın elastik özelliklerine bağlı olarak kontrol hassasiyetinde küçük değişimler olabilir.
Hinge Moment (Menteşe Momenti):
Yukarıda bahsedilen sistemlerin ortak amacı, kontrol yüzeylerinde oluşan hinge moment yani menteşe momentini azaltmaktır. Hinge moment, kontrol yüzeyinin menteşe hattı etrafında döndürülmesi için gereken kuvvettir. Bu moment: M = F × d formülü ile ifade edilir. Burada:
· M : Moment (Nm)
· F : Kuvvet (N)
· d : Kuvvet kolu, yani menteşe ekseni ile kuvvet uygulama noktası arasındaki mesafe (m)
Dengeleme sistemleri, bu momenti azaltarak pilotun iş yükünü hafifletmeyi hedefler.
Genel Karşılaştırma Tablosu:
Sonuç:
Modern havacılıkta pilotun kontrol yükünü azaltmak ve uçuş güvenliğini artırmak amacıyla Balance Tab, Anti-Balance Tab, Servo Tab ve Spring Tab gibi çeşitli aerodinamik dengeleme yöntemleri kullanılmaktadır. Her sistemin avantajları ve sınırlamaları bulunmakta olup, uçak tasarımında uçuş profilinin gereksinimlerine göre uygun sistem kombinasyonları tercih edilmektedir.
Özellikle büyük yolcu uçakları ve savaş uçaklarında, yüksek hızlar ve büyük kontrol yüzeyleri nedeniyle bu dengeleme sistemlerinin doğru şekilde tasarlanması ve uygulanması kritik öneme sahiptir.
Vasıf Yüceliş
E.Hv.Albay
Antalya Bilim Üniversitesi ATPL Dersleri Öğretmeni
