Yer Etkisi

Yer etkisi, hava taşıtlarının veya uçabilen canlıların yüzeye yakın uçtuklarında uçuş karakteristiklerinin değişmesi olarak tanımlanır. Bu durum, sürtünmeyi azaltırken kaldırma kuvvetini artırır. Bu kuvvet, genellikle bir kanat boyu yüksekliğe kadar hissedilir.

Yer Etkisinin Uçuş Karakteristiğine Etkisi

1.Uçuş Başlangıcı (Kalkış)

Yer etkisi, kalkış sırasında kanatların altında sıkışmış hava sayesinde uçaklara fazladan kaldırma kuvveti sağlar. Böylece kalkış mesafesi kısalmış olur.

2.Dönüşler ve Manevralar

Yer etkisi, özellikle alçak irtifalarda yapılan dönüşlerde uçağın kontrolünü kolaylaştırır. Fazladan gelen kaldırma kuvveti sayesinde uçak, daha az enerji harcayarak dönüşünü tamamlayabilir. Aynı zamanda uçağın kritik hücum açısını artırarak uçağın düşük hızlı manevralarda "perdövites" olmasını engeller.

3.Yüksek İrtifalar

Yüksek irtifalarda kanatların altında sıkışmış hava miktarı azalır. Bu durum uçakların yer etkisinden yüksek irtifalarda faydalanmasına engel olur.

4.Uçuşun Sonu (İniş)

İniş sırasında uçak yer etkisine girdiğinde, "minderleme" denen kaldırma olayı ile karşılaşır. Uçaklar, iniş sırasında karşılaşılan bu kuvveti dengeleyebilmek ve uçağı yere kondurabilmek adına uçağın motorlarını "idle" pozisyona alırlar.

Yer Etkisinin Çalışma Prensibi

Kanat Ucu Girdaplarının Sınırlandırılması

Yer etkisi temelde, kanat ucu girdaplarını kısıtlar. Yere yakın konumda kanat girdapları havadaki kadar büyüyemez. Bu durum aşağı akım denilen bir etkinin azalmasını sağlar. Aşağıdaki fotoğrafta kanat ucu girdaplarının farklı irtifalardaki boyutları görülmektedir. Fotoğrafta da görüldüğü üzere yere yakın olan uçağın kanat ucu girdapları tam olarak oluşamamıştır.

Aşağı Akımın ve Hava Direncinin Azalması

Kanadın üzerinden geçen hava ve kanat ucu girdapları kanadı terk ederken aşağı doğru bir açıyla terk eder. Bu durum, kanadın üzerinden geçen rüzgarın yönünü aşağı doğru olmasına sebep olur. Kaldırma kuvvetinin yönü her zaman kanadın üzerinden geçen rüzgarın yönüne dik olduğundan kaldırma kuvveti vektörünün yönü arkaya kaymaya başlar. Bu durum, indüklenmiş sürüklenme denen bir kuvvete sebep olur. Kanat ucu girdaplarının kısıtlanması sayesinde bu durumların etkileri kısıtlanmış olur.

Farklı Kanat Tiplerinde Yer Etkisi

Yer etkisi alçak ve yüksek kanatlı uçaklar üzerinde farklı etkilere sahiptir. Bu durumu açıklamak için iki örnek incelenirse durum daha kolay anlaşılacaktır:

Cessna 172 ve Piper Warrior.

Cessna 172; park pozisyonunda iken kanadı yaklaşık yerden 2 metre yüksekliktedir ki bu, bu uçağın kanat açıklığının yaklaşık %20'sine tekabül etmektedir. Bu durum, uçağın inmeden hemen önceki indüklenmiş sürtünmesinin yüksek bir irtifadaki indüklenmiş sürüklenmesinin yaklaşık %60'ına eşit olmasını sağlar.

Piper Warrior uçağının kanadı ise; park pozisyonunda iken yerden yaklaşık 1 metre yüksekliktedir. Bu, uçağın kanat açıklığının yaklaşık %10'una eşittir. Bu durum, uçağın inmeden hemen önceki indüklenmiş sürtünmesinin yüksek bir irtifadaki indüklenmiş sürüklenmesinin yaklaşık %40'ına eşit olmasını sağlar. Cessna ile aralarındaki bu fark, bu uçağın yer etkisinden daha fazla faydalanabilmesine olanak sağlar.