Helikopterin 2500 yıllık tarihi

2500 yıllık geçmişi olan bambu oyuncaktan günümüze, hızla dönen pervaneyle yerçekimine meydan okuma düşüncesi cazibesini hiç kaybetmedi. Yüzyıllar boyunca dikey uçuş için sayısız tasarım ve deneme yapıldı ama temel aerodinamik ilkelerini dikkate alan ilk ciddi çalışma, 1480’lerin başında Leonardo DaVinci’den geldi. Da Vinci’nin “Gökyüzü vidası”, helisel bir yüzeyin insan gücüyle hareket ettirilerek taşıma kuvveti oluşturması düşüncesine dayanıyordu.

“Gökyüzü vidası”nın tıpkı üretimi. Leonardo Da Vinci, güçlü kuvvetli birinin bunu uçurabileceğini düşünmüştü. Oysa uygulamada insan gücü değil, beygir gücü gerekliydi. Hem de en az yedi beygir!

İsim babası

1860’larda Fransız mucit Viscount Gustave de Ponton d’Amécourt, koaksiyel rotorlu minik hava taşıtları tasarlıyordu. Bunlara zekice tasarlanmış uçan oyuncaklar diyebiliriz. Çünkü d’Amécourt da diğer mucitler gibi, güç elde etmenin yolunu elastik kuvvet sağlayan zembereklerde bulmuştu. Ürettiği küçük modeller dikey uçuşta gayet başarılı oldu, ama büyük ölçekli modelde güç kaynağı olarak buhar makinesi kullanma fikri işe yaramadı. 1863’te geliştirdiği buharlı model yerinden kımıldamadı bile. Öte yandan, tasarladığı modellere spiral anlamına gelen Yunanca “helix” ve kanat anlamındaki “pteron” sözcüklerini birleştirerek ürettiği “hélicoptère” adını veren d’Amécourt, hava taşıtının isim babası olmayı başardı.

Seri üretim

Uçuşun temel ilkeleri, uçuş kontrolü ve biçim yönünden günümüz helikopterlerinin ilk örneği, Rus asıllı Amerikalı mühendis Igor Sikorsky tarafından icat edildi. Kullanışlı ve etkili bir helikopter yaratmayı hayal eden Sikorsky, uzun yıllar süren çalışmalarının ilk ürününü 1940’ların başında aldı. Günümüzde kullanılan helikopterlerin atası niteliğindeki VS-300 ve aynı prototipten yola çıkarak geliştirdiği R-4 modelleri, helikopter tarihinde dönüm noktası oldu.

Motorsuz olur mu?

yukarı-aşağı, sağa-sola yatma ve yatay eksende dönme hareketlerini kolayca yapıyor, pervane kanatları düşük hızdaki seviye uçuşlarında fazladan taşıma kuvveti sağlıyordu.

Kanat

Helikopter ve uçağın temel uçuş ilkeleri hemen hemen aynı; her şey kanat yapısına bağlı. Tipi ya da kullanım amacı ne olursa olsun, bir uçağın kanadına yakından bakınca, üst yüzeyin alt yüzeye göre kavisli yapıda olduğunu görürüz. İlk bakışta musluktan damlamak üzere olan bir su damlasını andıran, havacılık jargonunda “airfoil” denen bu yapı hava akımına maruz kalınca yerçekimine zıt yönde taşıma kuvveti üretir. Bunun için kanadın alt ve üst yüzeylerindeki hava akışının, ağırlığa göre belli bir hıza ulaşması şart.

Peki, taşıma kuvvetinin oluşması sadece hava akışının hızıyla açıklanabilir mi? Kısmen evet, ama asıl yanıt profil geometrisinin her noktasında oluşan basınç dağılımında. Basit bir deneyle bunu daha iyi anlayabiliriz: A4 kâğıdını bir ucundan yere paralel doğrultuda iki elimizle tutalım, kâğıdın diğer ucu serbestçe aşağı sarksın. Kâğıdı dudaklarımıza yaklaştıralım ve üst yüzeyinden yine yere paralel doğrultuda kuvvetlice üfleyelim; aşağı sarkan serbest uç havalanacak. İşte, tavuk kanadından helikopter rotoruna,her cinsten kanadın en büyük sırrı.

Taşıma (L) ve sürükleme (D) kuvvetlerinin büyüklüğü profil geometrisine, akım hızına ve kanat açısına bağlıdır. Helikopterin havada kalması, manevra yapması için bu değişikliklerin dikkatle yönetilmesi gerekir.

Kuyruk rotoru pedalları, helikopterin yatay düzlemde ekseni etrafında dönmesini mümkün kılan kontrol birimidir. Kuyruk rotorunun devri ana rotorun devriyle eş zamanlı artar ya da azalır; burada amaç hangi hızla dönerse dönsün ana rotorun gövde üstünde oluşturduğu torku aksi yönde dengelemek ve helikopterin doğrusal hareketini sağlamaktır.

'Umudu yere bırakma'

Bol keseden atarız, işe gelince kenara çekiliriz. Aytekin Güven öyle değil. Az konuşuyor. Oysa hikâyesi olağanüstü. Plastik enjeksiyon ustası bu genç adam, bir helikopterde bulunması gereken her şeyi düşündü, tasarladı ve üretti.

El yapımı boksör motor. Bunlar iki zamanlı, son derece basit motorlar. Parça sayısı az, verim yüksek. Düşük ağırlıklarda bile yüksek güç elde edilebiliyor.

Aytekin Güven’in tasarlayıp ürettiği hava aracının teknik çizimi.

İTÜ-ROTAM’da üretilen RİHA-1