Uçak Pencereleri Neden Kare Değil de Yuvarlak?

Uçağa bindiğinizde pencereden dışarı baktığınızda gözünüze çarpan ilk şey, camın köşesiz, oval yapısıdır. Evimizdeki, arabamızdaki ya da ofisteki pencerelerin neredeyse tamamı köşeliyken uçak pencereleri neden yuvarlak tasarlanıyor? Bu tercih estetik değil; havacılık tarihinin en acı derslerinden birinin sonucu.

Her uçuşta gövde bir balon gibi şişip iniyor

Yolcu uçakları genellikle 10-12 kilometre irtifada seyreder. Bu yükseklikte hava o kadar seyrektir ki insanların rahat nefes alabilmesi için kabin basınçlandırılır. Sonuç olarak uçağın içindeki hava basıncı dışarıdakinden çok daha yüksek olur ve gövde her kalkışta hafifçe genişler, her inişte eski hâline döner.

Bu genişleme-daralma döngüsü, gövdedeki her açıklığın çevresinde gerilim oluşturur. Pencere, kapı ya da anten için açılan her delik, metal yüzeydeki yükün akışını bozar ve kuvvetin bu boşluğun etrafından dolaşmasına neden olur.

Keskin köşe, gerilimin toplandığı yerdir

Mühendislikte “gerilim yoğunlaşması” denen olgu tam olarak burada devreye girer. Kare bir pencerede yük, dört keskin köşede birikir. Köşe ne kadar sivri olursa birim alana düşen kuvvet o kadar artar. Yuvarlak ya da oval bir pencerede ise yük, kenar boyunca yumuşak bir eğriyle dağılır ve tek bir noktada yoğunlaşmaz.

Tek seferlik bir yük metal için sorun olmayabilir. Asıl tehlike, binlerce uçuş boyunca tekrarlanan basınç döngüleridir. Köşelerde biriken gerilim zamanla gözle görülmeyen mikro çatlaklara yol açar, her uçuşta bu çatlaklar biraz daha büyür. Buna metal yorgunluğu denir.

De Havilland Comet kazaları her şeyi değiştirdi

Dünyanın ilk jet motorlu yolcu uçaklarından biri olan İngiliz yapımı de Havilland Comet, 1952’de hizmete girdiğinde havacılığın geleceği olarak görülüyordu. Ancak kısa süre içinde art arda havada parçalanma kazaları yaşandı. 10 Ocak 1954’te Roma’dan Londra’ya giden BOAC 781 sefer sayılı Comet, 27 bin feet’e tırmanırken havada dağıldı ve Elba Adası yakınlarında denize düştü; uçaktaki 35 kişinin tamamı hayatını kaybetti. Aynı yılın nisan ayında bir Comet daha Napoli açıklarında benzer şekilde düştü.

Bunun üzerine tüm Comet filosu yere indirildi. Araştırmacılar bir uçak gövdesini dev bir su tankına yerleştirdi ve içine su pompalayarak uçuştaki basıncı defalarca tekrarladı. Amerikan Federal Havacılık İdaresi’nin (FAA) Comet kazalarına ilişkin değerlendirmesine göre testler, köşeli pencerelerin beklenenden çok daha yüksek gerilim yoğunlaşmasına yol açtığını ve bu gerilimin pencere köşelerinde metal yorgunluğuna, ardından gövdenin yırtılmasına neden olduğunu ortaya koydu.

Bugünkü uçak pencereleri nasıl tasarlanıyor?

Comet faciasından sonra yolcu uçaklarında köşeli pencere devri kapandı. Günümüzdeki uçak pencereleri hem köşesiz hem de katmanlıdır:

• Dış panel: Basınç yükünü taşıyan asıl yapısal katmandır.
• Orta panel: Dış panelde bir sorun olursa devreye giren yedek katmandır. Üzerindeki küçük delik, iki panel arasındaki basıncı dengeler ve buğulanmayı azaltır.
• İç panel: Yolcunun dokunduğu, çizilmeye karşı koruyan ince plastik katmandır.

Kısacası pencerelerin oval olması, uçağın her uçuşta yaşadığı basınç stresini güvenle taşıyabilmesi için bilinçli bir mühendislik kararıdır. Bir sonraki uçuşunuzda camdaki o küçük deliği ve yumuşak kenarları gördüğünüzde arkasındaki hikâyeyi hatırlayabilirsiniz. Uçuşla ilgili merak edilen diğer bir konu için uçak modunu açmazsak ne olur yazımıza, gündelik bilimle ilgili bir başka soru için de kapı koluna dokununca neden elektrik çarpar yazımıza göz atabilirsiniz.

Sıkça Sorulan Sorular

Uçak pencereleri neden kare değil?

Kare pencerelerde kabin basıncından kaynaklanan gerilim köşelerde toplanır ve zamanla metal yorgunluğuna yol açar. Oval pencere bu yükü kenar boyunca eşit dağıtır.

Uçak penceresindeki küçük delik ne işe yarar?

Orta paneldeki bu delik, dış ve orta panel arasındaki basıncı dengeler. Böylece yükü dış panel taşır, ayrıca camlar arasında buğu oluşması azalır.

Comet kazaları ne zaman yaşandı?

De Havilland Comet uçakları 1953-1954 arasında art arda kazalar yaşadı. Ocak 1954’teki Elba kazası ve ardından gelen Nisan 1954 kazası sonrasında filo yere indirildi.