P2006T ile çift motor eğitimi verilebilir mi?

  • 27/08/2016 15:40

Mehmet Feza ECEVİT

Aslında Tecnam P2006 Twin uçakları, önceki Partenavia ve sonraki ismi Vulcanair firmasının 1970'li yılların başlarında geliştirdiği ve İtalyan tasarımcı profesör Luigi Pascale tarafından tasarlanmış (hem P68 hem de P2006 modellerindeki P harfi tasarımcıdan geliyor) çok güzel bir uçak olan Partenavia P 68 Twin uçağının biraz küçültülmüş bir kopyasıdır.

Ancak, 1,990 kg azami kalkış ağırlığı olan Partenavia P 68'de iki adet Lycoming IO-360 (200 hp) motor kullanılmasına karşın, 1,180 kg azami kalkış ağırlığındaki Tecnam P2006T Twin uçağında iki adet Rotax 912 (98.6 hp. yani 100 hp bile değil) motor kullanılmıştır.

Yani, kısacası, toplamda azami ağırlık açısından sadece 710 kg daha hafif olmasına rağmen, Tecnam P2006 T'nin motorlarının gücü toplamda yaklaşık 203 hp daha azdır. Buna karşın Tecnam Twin'in kanat alanı yaklaşık 4 metre kare daha azdır. Kanat açıklığı ise Partenavia'nın ki ile neredeyse aynıdır. Yani Tecnam'ın toplam kanat yüklemesi (overall wing loading), toplam kanat açıklığı yüklemesi (overall wing span loading), ve dolayısı ile de toplam induklenmiş sürüklemesi (total induced drag), Partenavia'nınkinden çok daha azdır (ki tek motora kalmak gibi düşük sürat rejimlerinde uçak üzerindeki en baskın sürükleme tipi induklenmiş sürüklemedir).

Yani daha özet bir anlatım ile tüm uçakların, "Süzülüş mesafesini, Düz uçuş için gereken En Düşük Motor Gücünü ve Tırmanış Performansını" olumsuz yönde etkileyen kanat açıklığı yüklemesinin (Wing Span Loading) fazla oluşu, Partenavia'da, Tecnam P2006T'dekinin 1.5 katından daha fazladır. Üstelik Tecnam'ın içeri alınabilir iniş takımları ile parazit sürüklemesi, Partenavia'nın sabit iniş takımlı olan (içeri alınabilir iniş taimli modelleri de vardır) birçok modeline göre çok daha düşüktür. Yani Tecnam için bu motor gücü, sadece ve sadece "Normal Şartları Fazla Zorlamamak Kaydıyla" ve yoğunluk irtifasının da çok yüksek olmadığı durumlar için fazlasıyla yeterlidir.

Tarkim Uçuş Okulu'na ait P2006T, 17 Ağustos 2016'da Çorlu yakınlarında meydana gelen kazada düşmüştü. Olayda, Öğretmen Pilot Yusuf Akşahin ile Öğrenci Pilot Alper Oran hayatını kaybetti. Kazayla ilgili araştırma devam ediyor.

MOTOR FARKI

Fakat her iki uçağı da, ağırlık, motor güçleri, uçak tasarım kriterleri ve induklenmiş sürükleme (kanat üçü girdaplarının sebep olduğu sürükleme) değerleri açısından karşılaştırıp bir analiz yaptığımızda, aradaki fark olan 710 kg ağırlığında bir genel havacılık uçağımız olsa, bunu kaldırıp uçurabilmek için, aradaki toplam fark olan 200 hp motor gücü fazlasıyla yeterlidir. Bir Cessna 172R uçağı, azami 1,111 kg ağırlığı ile 160 hp motoru ile, her ne kadar full yüklü ağırlığında biraz anemik performansı ile marjinal de kalsa, sonuçta gayet güzel uçabilmektedir.

ÇİFT MOTORDA ‘ASİMETRİK ÇEKİŞ’

Ancak iyi de, tek motorlu uçakların Bir Motor Durduğunda ortaya çıkan "Asimetrik Çekiş" diye bir dertleri yoktur. Zaten tek bir tane motor vardır ve o da durduğunda, sizi asimetrik çekişe maruz bırakarak, o asimetriyi düzeltmek için parazit sürüklemeyi aşırı arttıracak kumanda yüzeylerini kullanmanızı gerektirecek bir durum ortaya çıkmaz. Zorda kaldığınızda elinizin altındaki tek motor durmuşsa durmuştur ve asimetrik çekiş oluşturacak bir neden yoktur.

O yegane motorunuz, eğer çalışıyorsa, tam gaz açsanız da, gaz kesseniz de, bir tarafa, direksiyon kumandasının yetmeyeceği kadar aşırı çekme yapacak diye bir derdiniz yoktur ve neredeyse pert-de-vites (stall) olmadan hemen önceki çok çok düşük bir hızda bile, uçağın uçuş simetrisi bozulmadan rahatça havada tutunabilirsiniz. Ve, biraz marjinal de olsa, halen çalışıyorsa, o var olan yegane tek motorunuzun gücü, sizi bu düşük süratte, burun yukarı bir pozisyonda da olsa uçurmaya yeterli olacaktır; çünkü elevator, yani irtifa dümeni dışında hiç bir kumanda yüzeyini rüzgara sürekli maruz bırakmak zorunda değilsiniz ve böylece induklenmiş sürüklemeniz de, parazit sürüklemeniz de, çift motorlu bir uçağınkine oranla yeterince düşüktür. Bu, tek motorlu bir uçaktaki durumdur.

Cessna 336/337 gibi çekiş hatları aynı hat üzerinde olan In-Line Twin çift motorlular hariç olmak üzere, motorları kanatlara yerleştirilmiş olan bildiğimiz bütün diğer çift motorlularda ise, azami ağırlıkta iken tek motora kalındığında, herşey tamamen, "ÇALIŞAN MOTORUN BİZİ EN DÜŞÜK KUMANDA EDEBİLİRLİK SURATİNDEN (Vmc) NE KADAR DAHA HIZLI UÇURABİLDİĞİNE" ve "TEK MOTOR İLE DÜZ UÇUŞ KUMANDA HAKİMİYETİNİ MUHAFAZA EDEBİLMEK İÇİN KULANMAMIZ GEREKEN BÜTÜN KUMANDA YÜZEYLERİ RÜZGARA KARŞI AÇILMIŞ İKEN (istikamet dümeni, kanatçıklar ve irtifa dümeni) TOPLAM İNDUKLENMİŞ VE PARAZİT SÜRÜKLEMEMİZİN, KALAN TEK MOTORUN İTKİSİNDEN NE KADAR DAHA AZ OLACAĞINA" bağlıdır.

Her iki motor sağlıklı çalışıyor iken toplam motor gücü, eğer normal ISA şartlarında neredeyse ancak yeterli geliyorsa, özellikle hem motor gücünün azaldığı, hem de Vmc'nin daha yüksek olduğu yüksek yoğunluk irtifalarında tek motora kalındığında, ya uçağı yeterince yüksek süratte uçurabilecek kadar gaz açamayacaksınız, ya da irtifa kaybederek Vmc'nin daha düşük olduğu ve motor gücünün de daha yükseldiği alçak irtifalara kadar alçalacaksınız. Türkiye gibi büyük bir bölümü yüksek dağlarla çevrili bir ülkede bunu, hele Multi Engine Instrument (Çok Motorlu Alet Uçuşu) eğitimi sırasında, bulut içi IMC şartlarda veya gece, hiç yapmak istemezsiniz eminim.

P2006T uçaklarının glass kokpite sahip olan modeli.

Ayrıca, hava aracı tasarımcılığında kanat tasarımı konusu da başlı başına bir sanattır aslında. Genel havacılık sektörü için tasarlanmış Partenavia P68, Piper Seneca, Piper Aztec, Beechcraft Baron v.b. gibi FAR/JAR 23 standardlarına göre tasarlanmış sertifiye kategori çift motorlu uçakların çoğu, Kanat Görünüm Oranı (Wing Aspect Ratio, WAR) düşük olan dikdörtgen bir kanat planformuna (kanadın üstten bakış görünümü) sahiptir.

Bu tür kanatlar, Tecnam P2006T'deki daha yüksek WAR'na sahip, uçlara doğru kanat veteri azalan "tapered wing" planformuna sahip yüksek performanslı kanatlara göre çok daha fazla induklenmiş sürükleme, yani kanat üçü girdaplarından dolayı oluşan sürükleme oluştururlar. Tecnam P2006 T'nin daha iyi seyir performansı verebilen düşük sürüklemeli kanadı, motorlar iyi çalıştığı ve çok düşük süratlerde manevralar yapılmasının gerekmediği normal standard uçuş rejimlerinde, diğer dikdörtgen kanatlara göre çok daha az motor gücüne ihtiyaç duyar.

İşte Lycoming IO-360'lardan daha küçük ve güçsüz olan Rotax 912 ile bile uçabilmesi için Tecnam P2006T, kendisinden geliştirilmiş olduğu orjinal Partenavia P68'den farklı olarak, böyle daha düşük sürüklemeli ve yüksek performanslı bir kanat ile tasarlanmıştır. Ancak, aynen yüksek performanslı kanat tasarımına sahip Cirrus uçaklarının düşük sürat rejimlerinde, çok sert stall girişi veya ani kanat kaptırma gibi tehlikeli güvenlik sorunları gibi, Tecnam P2006 T'nin da, tek motora kalması durumunda mecbur kalacağı aşırı yüksek parazit sürüklemeli (her üç kumanda yüzeyi de neredeyse tam defleksiyon ile rüzgâr içine açılarak büyük parazit sürükleme oluşturmuş iken) düşük sürat rejimi, bu yüksek performans kanadının yumuşak bir şekilde tolere edebileceği bir uçuş rejimi değildir. Yani, Partenavia P68, Piper Seneca, Cessna 402 v.b. gibi FAR/JAR 23'e göre tasarlanmış çift motorlu genel havacılık uçaklarına, dikdörtgen planformlu ve kaydadeğer induklenmiş sürüklemeli kanatlar tasarlanmış ise, bunun nedeni, onların tasarımcılarının beceriksizlikleri değil, uçağın yüksek performans rejimi karakteristiklerinden biraz feragat ederek, tek motora kalacağı düşük süratli, yüksek sürüklemeli acil durum uçuş rejimlerinde bile halen yeterince hata affedici olarak kalabilmesi içindir.

KANAT TASARIMLARI

Dikdörtgen kanat planformunda pertdövites, yani stall, başlaması en istenen yer olan kanat kökünden başlar ve uçağın bir tarafa kanat kaptırması olmayacağı gibi, yatış kumandası sağlayan kanatçıklar (Ailerons) da halen, uçağın kanat kaptırmasını veya virile girmesini önleyecek şekilde gerektiğinde kullanılabilmek üzere etkin ve aktif kalırlar.

Kanat ucuna doğru kanat veteri, yani wing chord azalan taper wing planformundaki kanatlarda ise, stall kanat ucuna yakın bölgelerden başlar, ki, bu durumda kanatcıklar bu sınır tabaka ayrılması başlamış pertdövitesli ve türbulanslı akış bölgesinin içinde kaldıklarından, uçakta yatış kumanda hakimiyeti kısmen veya tamamen ortadan kalkar.

Yüksek performans planörlerinin de kanatları böyle taper wing planformludur ve düşük sürat rejimlerinde çok fazla manevra yüklerine maruz bırakıldıklarında, hem kanat uçlarına yakın bölgede başlayan pertdövites ile, hem de kanatcıkların perdövites bölgesinde kalıp yatış kumanda hakimiyetinin yok olmasıyla, planörlerin umulmadık bir anda bir kanat üzerine yıkılması ile sonuçlanabilen kanat kaptırma sorunu gayet iyi bilinen planör kaza nedenlerindendir.

Motorlar konusunda da Rotax'in sıvı soğutmalı olması, hava soğutmalı Lycoming ve Continental motorlara kıyasla, termik stress dayanımı açısından, daha iyi avantajlar kazandırmaktadır. Zira, Lycoming ve Continental serisi hava soğutmalı uçak motorları, günümüzde bile, 1930'lardaki hava soğutmalı uçak motoru teknolojisi ile neredeyse hiç bir yenilik katılmamış olarak aynıdır. Bu iki motor imalatçısı, tröstleşmiş çok büyük global holdingler tarafından satın alındıktan sonra, dünya çapında iyice kartelleştikleri için ve tekellerini kıracak fazla bir rekabet de olmadığından, bugüne kadar pistonlu uçak motoru piyasasında teknolojik gelişim için pek fazla parmaklarını oynatma ihtiyacı duymamışlardır.

Oysa, her ne kadar Bombardier Global holding tarafından satın alınmış olsa da, Rotax motorlarında günümüzün en yeni pistonlu motor teknolojilerini uygulamaktadır. Her ne kadar da sıvı soğutmalı Rotax 912/914 gibi dört zamanlılarda, motoru çok aşırı karmaşıklaştıran ve sık sık ve pahalı parça değişimini zorunlu kılan çok fazla parça var ise de, sıvı soğutmalı motorlar çok daha düşük piston/silindir arası boşluklara sahip olduğundan, piston/silindir sızdırmazlığını daha iyi ve çok daha geniş bir devir aralığında başarabilmektedirler. Bu da, hem motorun özgül yakıt sarfiyatını (Specific Fuel Consumption, SFC) azaltmakta, hem aynı silindir hacmindeki hava soğutmalı bir motora göre elde edilen beygir gücü cinsinden takati arttırmakta, hem de motorun çok daha homojen bir sıcaklık aralığında çalışmasından dolayı aşınma ve termik stres sorunlarını en aza indirmektedir.

HAVA VE SIVI SOĞUTMA FARKI

Oysa hava soğutmalılarda, bu boşluğu çok daha fazla bırakmak ve dolayısı ile de motorun yakıt verimliliğini ve aşınmasını çok fazla etkileyen kompresyon oranlarını muhafaza edebilmek pek de mümkün değildir. Ayrıca hava soğutmalılar sıcak ve soğuk şartlarda farklı aşınma özellikleri sergilediklerinden, motorlar çok sıcak şartlarda aşırı yüksek termik streslere maruz kalmakta, çok soğuk sartlarda ise silindir/piston/sekman, subap ve yataklarda gereksiz motor aşınmalarına sebep olabilmektedir. Örneğin, alçalmada dikkat edilmezse, şok soğuma sonucu silindir çatlatan hava soğutmalı çok uçak motoru gördüm. Ama rampayı tam gaz çıktıktan sonra, yokuş aşağı inerken silindiri veya bloğu çatlayan sıvı soğutmalı araba veya kamyon motoru hiç duymadım. Sıvı soğutmalı motorlarında Rotax, rektifiyeler arası motor ömrünü (Time Between Overhauls, TBO) yani TBO'sunu da 2000 saate çıkarmıştır.

Amacım, ne Rotax, ne Lycoming, ne Continental, ne Partenavia, ne de Tecnam, hiç kimsenin veya firmanın reklamını yapmak değil; ama naçizane, elimden geldiğince, bilimsel ve teknik açılardan tarafsız tasarım ve uçuş mühendisliği analizleri çıkarmaya çalıştım. Ha, THK veya Tarkim bunları alırken size sormadığı gibi, bana da sormadı. ;) Bu nedenle birileri çıkıp, "Sana mi sorduk be ukala herif!" de diyebilir.