3.5. İniş Takımları

Uçakların iniş ve kalkışı sırasında, gerekse yerdeki hareketlerinde (taksi yaparken) yer ile temasını sağlayan, sürtünme direnci az olan, ve uçağın yatay ve düşey yönlerdeki hareketlerinden doğan yükleri en iyi şekilde karşılayan elemanlara -iniş takımlarına- ihtiyaç vardır.

Uçakların iniş takımları hakkında bilgi verirken kara uçakları, deniz uçakları ve amfibiler ile özel iniş takımı olan uçaklar olarak ayırım yapılmaktadır.

Bu bitirme ödevinde uçak(airframe) yapıları kapsamında yer alan iniş takımlarına detaylı şekilde girilmeyecektir, yalnızca bir giriş yapılacak iniş takımlarının ne amaçla kullanıldığı, iniş takım çeşitleri ve iniş takımların yerleştirilmesinden bahsedilecektir tüm bunlar tanıtılırken yalnızca kara uçaklarının iniş takımları hakkında bili verilecektir.

3.5.1. İniş Takımlarının Görevleri

İniş takımının görevlerini üç başlık altında toplayabiliriz.

Yerde hareket

Kalkış

İniş

3.5.1.1. Yerde hareket: Uçakların kara ile teması tekerlekler, su ile teması da ya kayıklar veya uçağın gövde yapısı ile sağlanır. Ancak diğer taşıtlardan farklı olarak, uçakların yerde hareketi ana tepki kaynağından, yani uçuş için kullanılan güçten elde edilir. Pervaneli uçaklar için pervanenin çekme kuvvetinden, jet uçaklarında ise doğrudan doğruya motorun tepkisinden faydalanılır. Tekerlekler yerde hareket için kullanılmazlar, çünkü bu çözüm uçak yapısını arttıracağı gibi, uçağın, uçağın esas görevi yerde hareket etmek olmadığı için gereksizdir de.

Uçağın yerde hareketi ancak durduğu yerden kalkış yapmak üzere pist başına kadar gitmesi, ve inişten sonra duracağı yere kadar gelmesinden ibarettir. Bakım ve revizyon için uçak meydanı ile bakım hangarı arasındaki geliş gidişler için uçakların traktörle çekilmeleri en ekonomik ve emniyetli yoldur.

Uçağın yerde hareket etmesi ile ilgili en önemli konu yön verebilme yeteneğidir.

Uçakların hem hafif hem de yerdeki hareketlerde yeteri kadar dengeli olabilmeleri için üç tekerlekli iniş takımı kullanılmaktadır. Bunlardan ikisi sağ ve sol taraflarda olmak üzere ana iniş takımları, biride uçağın burnunda veya kuyruk kısmında olan yardımcı iniş takımıdır. Ana iniş takımları esas yükleri taşımakta, yardımcı iniş takımları yerde uçağa yön vermeğe yaramakta ayrıca iniş yüklerini taşımakta ana iniş takımına yardım etmektedir.

3.5.1.2. Kalkış: Hızlanma, yerden kesilme ve tırmanışa geçmek için burun yukarı dönerek yerden uzaklaşmaya başlamasıdır.

Uçağın yerden kesilmesi ve havada tutunabilmesi için her ne kadar minimum uçuş hızı yeterli ise de, emniyetli bir kalkış için bu hızın %15' i kadar fazlası öngörülmektedir. Şu halde uçağın yerde bu hızla hareketlerinde iniş takımlarının ve lastiklerin emniyetle vazife görebilmeleri şarttır.

Kalkışa başlamış olan bir uçağın tam yerden kesilmesi için burun yukarı dönme hareketine geçmesi anında motor arızası olabileceği, çok motorlu uçaklarda motorlardan birinin duracağı, göz önüne alınır ve bu anda pilotun kalkıştan vazgeçerek uçağı pist sonuna kadar frenleyerek durdurabilmesi istenir. İniş takımlarının bu durumda da görevini tam yapması istenir. Kalkış yapan bir uçak mümkün olan en kısa zamanda hızlanmalı ve tırmanış hızına ulaşmalıdır. Bunun için de parazit dirençlerinin bir an evvel azaltmak gerekir. Ayrıca günümüzde kullanılan jet uçaklarında kalkıştan sonra uçağın yüksek ivmesi, iniş takımları dışarıda olarak uçabilecek maksimum hıza çabuk erişilmesine sebep olmaktadır. Bu sebeple iniş takımlarından aranan diğer bir nitelikte içeri alınma süresinin yeteri kadar kısa olmasıdır.

3.5.1.3. İniş: İniş yapan bir uçak yere değdiği zaman hem yatay hem de düşey hız bileşenlerinin kinetik enerjisini taşımaktadır.

İnişte uçak pistin başına doğru belirli bir süzülüş açısı ile alçalma yapar; pilot uçağın hızını uçak tipine ve iniş şartlarına uygun olarak, minimum hızın %5 ila 10 kadar üstünde tutar; yere temastan evvel pilot uçağı yere paralel uçuş yapacak şekilde düzeltir ve mümkün olan en düşük düşey hız ile tekerlekleri yere değdirir. Bundan sonra pilot aerodinamik, motor ve tekerlek frenlerini kullanarak uçakla yerde emniyetle taksi yapacağı hıza düşürür ve uçağı durdurur.

Uçak yere değdikten durana kadar olan, yatay enerji aerodinamik, motor ve tekerlekler tarafından ısı enerjisine çevrilerek yutulurken, yere değdiği andaki düşey enerji ise iniş takımlarının yayları, amortisörleri ve tekerlek tarafından ısı enerjisine dönüştürülerek yutulur.

Bunun içinde en basit çözüm dikmenin kendisini yaylanan bir kiriş şeklinde yapmak ve düşey kuvvet etkisi ile iniş takımının esnemesi sonucunda enerjinin yutulmasını sağlamak ve titreşimleri söndürmek içinde dikme ile uçak yapısı arasına bir amortisör yerleştirmektir.

3.5.2. İniş Takımları Yerleştirilmesi

Kara uçaklarının ana ve yardımcı tekerlekleri genel olarak üç şekilde yerleştirilmektedir.

Kuyruk tekerlekli

Burunda tekerlekli

Tandem tekerlekli

3.5.2.1. Kuyruk Tekerlekli: Yardımcı iniş takımı uçağın kuyruk kısmına yerleştirilmiştir. Eğitim, eğlence, zirai ilaçlama ve benzeri tip uçaklarda yapı hafifliği ve ekonomisi bakımından tercih edilmektedir.

3.5.2.2. Burun Tekerlekli: Yardımcı iniş takımı uçağın burun kısmına yerleştirilmiştir. Burun tekerleğinin pilot tarafından kumanda edilebilen bir direksiyonla çevrilebilmesi, uçağı yerde iyi ve emniyetle yön verilebilmesini sağlar.

3.5.2.3. Bisiklet, Tandem Tekerlekli: Her tekerleğe gelen iniş yükünü azaltmak amacı ile tekerlek sayısını arttırmak için kullanılan bir metottur. İniş takımlarının kanat içine yerleştirilmeleri imkansız olduğu uçak tiplerinde, adedi arttırılan tekerlekleri uçak gövdesi içine arka arkaya yerleştirmek iyi bir çözümdür.

3.5.3. İniş Takım Çeşitleri

Kara uçaklarının iniş takımları genellikle sabit ve içeri alınabilen iniş takımları şeklinde sınıflandırılırlar. Bu iki sınıflandırmayı sırasıyla inceleyelim.

3.5.3.1. Sabit İniş Takımları:Uçak hızları arttıkça parazit direnç doğuran elemanların, ya aerodinamik direnci az olan bir şekil ile kaportalanmaları, ya da bu elemanların temel uçak yapısı içine gizlenmeleri zorunluluğu doğmuştur. Flap, kanatçık ve dümenlerin menteşeleri ve kumanda bağlantı kulakları, motorlar, antenler ve benzeri elemanlar en önemlisi iniş takımları, parazit dirence sebep olan elemanlardandır.

Yüksek hızda uçuş gerektirmeyen uçak tiplerinde, yapı basitliği ve ekonomisi ön plana alınarak, iniş takımlarını sabit yapmak en doğru çözümdür. Hafif uçaklarda çok rastlanan bu tip uygulamada, gerek iniş takımı dikmeleri ve amortisörleri ve gerekse tekerlekler, aerodinamik direnci minimuma indiren damla biçimli kesit olan kaportalarla örtülür. Hatta lastik çamurlukları lastiği adeta örtecek gibi yumurta biçiminde yapılmaktadır.

Sabit iniş takımları, çelik yay ve otomobil tipi amortisörler içerir. Bu sistemlerin daha geliştirilmiş şekli ise basınç ve yağ kullanarak yapılan ve "oleo-pnömatik" olarak tanınan iniş takımı dikmeleridir.

İnişte iniş takımı tarafından yutulması gereken düşey enerji hem dikme hem de tekerlek lastiği tarafından karşılanacaktır. Her iki eleman yük altında sıkışacak ve kendi payına düşen enerjiyi yutacaktır. İnişte iniş takımlarına gelen maksimum yük, genellikle statik yükün üç katı olarak kabul edilir.

3.5.3.2. İçeri Alınabilen İniş Takımları:İniş takımlarına gelen yükler arttıkça gerek lastik boyutları, gerekse dikme boyutları artar. Bu sebeple uçakların hız artışları da eklerinde iniş takımlarının aerodinamik direnci kontrol edilemeyecek değerlere ulaşır. O zaman yegane çözüm, uçuş sırasında iniş takımlarını uçak yapısı içine gizlemektir.

İçeri alınabilir iniş takımları şu elemanlardan meydana gelir.

Ana ve yardımcı iniş takım dikmeleri

Hareket sağlayan elaman(jak)

Destek dikmesi

Kilit mekanizması

İniş takımı kapakları

Damperler

Ortalayıcı mekanizma

Gösterge sistemleri

Kumanda sistemi

Emniyet sistemi

Ana ve yardımcı iniş takımı dikmeleri: İniş takımlarının uçak yapısı içine sığmalarının sağlamak amacı ile dikmelerin ya bir eksen etrafında dönebilir olmaları, veya kendi boylam eksenleri yönünde doğrusal hareket edebilmeleri gerekir. Dikmenin uzunluğu ve tekerlek çapı bu elemanın tek bir parça olarak uçak yapısı içindeki yuvasına girmesine uygun değilse, o zaman dikmeyi katlanabilecek şekilde mafsallı ve iki parçadan yapmak icap eder. Dikme yapısı, uçak yapısına bağlı olan bir silindir ile tekerleğe bağlı olan bir piston kolunda oluşmaktadır. Mafsallı dikme bacakları, silindir ve silindiri uçak yapısına bağlıyan üst dikme çubuklarından meydana gelir.

Hareket sağlayan eleman (jak): Dikmeyi ekseni etrafında veya boylamına hareket ettirebilmek için ya el ile çalışan bir mekanizmaya yada elektrik, hidrolik veya pnömatik güçle çalışan bir yardımcı sisteme ihtiyaç vardır. Ana hidrolik veya pnömatik sisteme bağlı olan piston-silindir mekanizması pilot tarafından kumanda edilen bir valf aracılığı ile açılıp kapatılır. Genel olarak silindir uçak yapısına, piston ise iniş takımı dikmesine veya direnç dikmesine bağlıdır.

Destek dikmesi: Uçak yerde iniş takımı üzerinde dururken, dikmenin kapanmasını önlemek için hareket silindirinin içindeki hidrolik basıncı yeterli emniyet sağlamayabilir. Ayrıca iniş yükleri iniş takımını kapanmaya zorlayabilir. Şu halde, iniş takımı dikmesinin açık konumda kalmasını sağlamak ve dikmeye gelen yükleri uçak yapısına bir kaç noktadan dağıtmak için yerleştirilen yapıdır.

Kilit mekanizması: İniş takımı hem açık hem kapalı konumda iken, yerinden hiç oynamadan duracak şekilde sabitlenmesi gerekir. Yukarıda anlatıldığı gibi, her ne kadar hareket silindirinin içinde daima basınç olması ve iniş takımı açıksa destek dikmesinin bir geometrik kilitleme yapması, iniş takımının konumunu korumak için yeterli ise de emniyeti tam olarak sağlayamamaktadır. Bu emniyeti sağlamak için, iniş takımının dikme bacağı veya destek dikmesi bir kilit mekanizması ile uçak yapısının en uygun bir noktasına tespit edilir. İniş takımlarının içeri alınması veya dışarı çıkarılması için başlatılan işlem ilk olarak kilit mekanizması açar, ondan sonra dikme bacağının hareketi için hareket silindirine hidrolik basınç iletilir. İçeri giren, ya da dışarı çıkan iniş takımı son konumuna geldikten sonra kilit mekanizması hareket alır ve iniş takımı kilitlenir.

İniş takımı kapakları: İniş takımı yuvasının, aerodinamik direncinin azaltılması için kapaklarla örtülmesi gerekir. Bu kapaklar ya dikme bacağına sabit olarak bağlanırlar ve dikme kapandığı zaman yuvayı örterler, veya ayrı parçalar olarak menteşelerle uçak yapısına bağlanırlar. Genel olarak, kapaklar iniş takımları içeri alınırken kapanmaya başlarlar ve dikme kilidi ile birlikte tam olarak kapanırlar. Bazı uçak tiplerinde, bilhassa büyük uçaklarda, kapak boyutlarının büyük olması açık konumda bırakılmalarına engel olur. Çünkü, açık konumda kalan kapaklar çok büyük direnç artışına sebep oldukları gibi, türbülans nedeni ile titreşimler geliştirirler. Bu durumu önlemek için, bu tip uçaklarda, iniş takımları dışarı çıktıktan sonra kapaklar tekrar kapanarak iniş takımı yuvasını örterler.

Damperler: İniş takımları kapanırken, ve bilhassa açılırken, jak basıncı ve iniş takımının ivmelenmesinden doğan atalet kuvvetleri, hareketin sonunda çarpmaya sebep olabilirler. Bu çarpmalardan doğan darbe yüklerinin azaltmak için, ya dikme bacağı ile uçak yapısı arasına, veya jak ile uçak yapısı yada dikme bacağı arasına bir hidrolik silindir-piston mekanizması , damper yerleştirilir. Hafif uçaklarda damperin vazifesini dikme ile yapı arasına yerleştirilen lastik bloklar yapar.

Ortalayıcı mekanizma: İniş takımları içeri alınırken, burun tekerleğinin yuvasına düz olarak girmesi gerekir. Burun tekerleği ya serbest olarak sağa-sola dönebilen tipten olur veya pilot tarafından direksiyonla kumanda edilebilen bir sisteme bağlıdır. Her iki halde de tekerleğin uçak yapısı içindeki yuvasına girerken sağa veya sola dönük kalması lazımdır. Burun tekerleğinin içeri alınmadan evvel uçak boylam eksenine paralel konuma gelmesini sağlamak amacı ile dikme içine şekil verilir. Kalkışta dikme üzerindeki yük azaldıkça, dikme şaftı silindir içinde dışarı doğru hareket edecek ve sonunda piston silindir dibindeki bir flanşa dayanıp duracaktır. Pistonun alt yüzeyine yerleştirilen bir çıkıntının, silindir altındaki flanşta açılmış bir yuvaya oturması sonucu bahsedilen ortalama otomatik olarak sağlanır.

Gösterge sistemleri: İniş takımlarının her birinin içerde veya dışarıda kilitlenmiş olduğunun pilot tarafından bilinmesi, uçağın emniyeti bakımından gerekmektedir. Bu imkanı sağlamak için kilit mekanizması ile pilot mahalli arasına bir gösterge sistemi yerleştirilir. Bu sistem hem pilotlar tarafından kolaylıkla görülebilen ışıklı göstergeler, hem iniş takımlarının içerde olduğunu belirten sesli ikazlar, hem de gerektiği zaman pilotların gözle kontrol edebilecekleri mekanik göstergelerden oluşur. İniş takımlarının içerde unutularak iniş yapılmasını önlemek için, bazı hafif uçaklarda motorun gücü belirli bir noktanın altına indirildiği ve flaplar iniş konumuna getirildiği zaman iniş takımlarının otomatik olarak açılmalarının sağlayan bir sistem kullanılmaktadır.

Kumanda sistemi: Pilotun iniş takımlarını hareket ettiren sisteme, kumanda etmesini sağlamak için, rahat erişilebilen bir konumda iniş takımı levyesi bulunur. Pilotların flap kumanda levyesi ile iniş takımı kumandasını, bilhassa süratli işlem yapmak gerektiği hallerde, biri birine karıştırmalarını önlemek için, iniş takımı levyesinin tutanak parçası tekerlek biçiminde yapılır. Hidrolik sisteme ek olarak emniyet açısından birde pilot tarafında kumanda edilen el pompası bulunur.

Emniyet sistemi: İniş takımları içeride iken yanlışlıkla gövdesi üzerine indirilmesini önlemek için, emniyet sistemi yapılmıştır. Bu sistem, gaz kolu belirli bir konumdan daha geriye çekilince, yani gaz kesilince ve flaplar iniş konumuna getirilmiş durumda iken, pilota otomobil kornası gibi sesli bir ikazda bulunur.

İniş takımı yuvaları olarak kullanılan uçak elemanları, kanatlar, gövde ve motor kaportalarıdır.