Geçmişten günümüze aviyonik

YİRMİNCİ YÜZYIL ÖNCESİ

Yapılan ilk kanatlı alete ornithopter adı verilmiştir. Basit bir ornithopter ağır, hantal, tekerlekli ve kanatları olan bir araçtı. Zarif değildi. Estetik bakımından birçok problemi vardı. Ağır olması yerden kalkmasını zorlaştırıyordu.

Dokuzuncu yüzyılda Cordobalı Abbas İbn Firnas ilk uçan planörü yapmıştır. On beşinci yüzyıldan günümüze ulaşan çizimlerinde gördüğümüz, ilk planörün ve helikopter teknolojisinin temelini oluşturan hava vidası tasarımlarının Leonardo da Vinci tarafından yapılmış olduğudur. On yedinci yüzyılda Türk bilim adamı Lagari Hasan Çelebi, kendi tasarladığı ve büyük bir kafes ile ona bağlı konik biçimli ve içi barut dolu haznesi olan bir füze (roket) yardımıyla kendisini havaya fırlatmıştır. Uçuş, Osmanlı padişahı IV. Murad’ın kızının doğum günü kutlamalarında yapılmıştır. Uçuşun yaklaşık yirmi saniye sürdüğü ve yine yaklaşık üç yüz metre yüksekliğe ulaşıldığı tahmin edilmektedir (Evliya Çelebi’nin Seyahatnamesinde geçmektedir). 1638 yılında Hezarfen Ahmet Çelebi, kuşlardan esinlenerek tasarladığı bir çift kanatla Boğaziçi üzerinde uçmuştur. Boğazın Avrupa yakasındaki Galata Kulesinden uçuşuna başlayıp, süzülerek, üç kilometrelik bir mesafeyi kat edip Boğazın Asya yakasına inmiştir. (Evliya Çelebi’nin Seyahatnamesinde geçmektedir.)

İNSANLI İLK UÇUŞLAR

İnsanlı uçuşların 1900’lerin başında uçak ile başladığı sanılsa da insanlar yaklaşık iki yüz senedir uçuyorlardı. Kabul edilen ilk insanlı uçuş 1783 yılında Paris’te gerçekleşmiştir. Jean-François Pilâtre de Rozier ve Francois d'Arlandes, Montgolfier Kardeşler tarafından tasarlanmış bir sıcak hava balonu kullanarak sekiz kilometre yol almışlardır. Balon, odun ateşi ile ısıtılarak kumanda edilmiş, rüzgârın yönüne göre hareket etmiştir. Balonculuk, on sekizinci yüzyılın sonlarına doğru çok yaygın bir uğraş haline gelmiş ve insanoğlu ile atmosfer arasındaki ilişkinin keşfedilmesini sağlamıştır. Kontrol edilebilen ve yönlendirilebilen havadan hafif ilk uçuşun Henri Giffard tarafından buharlı motoru olan bir hava taşıtı 1852 yılında yirmi dört kilometre uçularak yapıldığına inanılmaktadır. Kayda değer başka bir gelişme ise 1884 yılında, Charles Renard ve Arthur Krebs’in Fransız Ordusuna ait elektrik motorlu bir zeplin olan La France (Fransa) ile ilk tam olarak kumanda edilebilen serbest uçuşu yapmaları olmuştur. Tüm bu denemeler havacılık tarihi için önemli başarılar olsa da kumanda edilebilen uçuşların sıradan hale gelmesi ancak, içten yanmalı motorların keşfedilmesi ile mümkün olmuştur.

20. YÜZYIL: HAVACILIĞIN ŞAHLANIŞI

Samuel Pierpont Langley, gökbilim alanındaki başarılı kariyerinin ardından, günümüzdeki adıyla Pittsburg Üniversitesinde aerodinamik alanında önemli araştırmalar yapmış ve 1891 yılında çalışmalarını Aerodinamik Deneyler adıyla yayınlayarak, ilk tasarımlarını üretmeye başlamıştır. 1896’da Aerodrome No. 5 adını verdiği 40 km/s hızda, birincisi 1.000 metre, ikincisi 700 metre olmak üzere iki kere uçarak ilk başarılı havadan ağır uçuşu gerçekleştirmiştir. Sonrasında benzer bir model olan Aerodrome N. 6 ile yaklaşık 1.460 metre uçmayı başarmıştır. Langley insan taşımaya uygun gerçek boyutta bir hava aracı tasarlayabilmek için hükümetten aldığı mali destek ile Aerodrome A olarak bilinen modelin büyütülmüş ölçekteki şeklini inşa etmek amacıyla 1901’de iki kere uçup daha sonra da 1903’te daha güçlü bir motorla uçacak olan Çeyrek Ölçülü Aerodrome dediği daha küçük bir tasarımı geliştirmeye başlamıştır. Langley’in yardımcısı Charles M. Manly 950 dev/dk’da 52 bg (39 kW) güce ulaşan su soğutmalı beş silindirli bir yıldız motor tasarlamıştır. Ancak tasarladığı taşıtın çok kırılgan olması onu hayal kırıklığına uğratmıştır. 1903’te yaptığı her iki denemede de hava taşıtları kalktıktan çok kısa bir süre sonra suya çakılmıştır.

Böylece daha fazla finans bulamayınca Lagley’in çalışmaları sonlanmıştır. Sadece birkaç hafta sonra Wright Kardeşlerin adına yakışır tasarımı Flyer (Uçucu) başarıyla uçmuştur.

WRIGHT KARDEŞLER VE ÖNCÜ UÇUŞLAR

Daha önce yaptıkları sayısız başarısız planör uçuşu denemesi sonrasında Wright Kardeşler, sıkı ve titiz çalışmalarının sonucunu 1902 yılında yaptıkları planör uçuşu ile almışlardır. Modellerini denemek için bir rüzgâr tüneli inşa etmeleri ve gerçek boyuttaki modellerinin test uçuşlarını yapmaları sadece doğru çalışan bir hava taşıtı imal etmelerini sağlamamış, aynı zamanda tüm bu çalışmaları uçak mühendisliğinin de gelişmesine önayak olmuştur.

Wright Kardeşlerin tasarım takımı hem güçlendirilmiş (motor vs. ile) hem de kontrol edilebilir olan tasarımların sorunları üzerinde ciddi anlamda çalışan ilk tasarım takımı olmuştur. Wright Kardeşler, havadan ağır ilk kontrol edilebilir ve motorlu uçuşu 17 Aralık 1903’te Kuzey Karolina Kill Devil Hills’te yapmıştır. Bu uçuş, kayıt altına alınan ilk uçuş olma unvanını da taşımaktadır.

1900’lü yılların başı, öncü pek çok uçuşa da sahne olmuştur. 14 Ağustos 1901’de, Gustave Whitehead güçlendirilmiş bir taşıt ile uçtuğunu rapor etmiştir. 31 Mart 1903’te Yeni Zelanda’da, Richard Pearse ve South Canterbury çiftçisi bir tek kanat üretip bunu defalarca başarılı bir şekilde uçurmuşlardır. Wright Kardeşler, 1905 yılında Ohio Dayton’da arkadaşlarını, komşularını ve gazetecileri çağırarak daha birçok (seksenin üzerinde) halka açık uçuş gerçekleştirmiştir. 14 Mayıs 1908’de Wright Kardeşler ilk iki kişilik uçuşu Charlie Furnas’ı yolcu alarak yapmışlardır. Orville, Virginia’daki Fort Myer’de, iki kişilik uçağını askeri olarak test ederken uçak çakılmış ve bunun neticesinde Thomas Selfridge motorlu bir uçuşta ölen ilk insan olmuştur. 22 Ekim 1909’da Raymonde de Laroche, havadan ağır motorlu bir uçağı kullanan ve pilotluk lisansı alan ilk kadın olmuştur.

İLK ASKERİ KULLANIM

Uçaklar neredeyse icat edilir edilmez askeri hizmete de dahil edilmiştir. Uçaklar askeri amaçla ilk kez İtalya Krallığı Trablusgarp Savaşında (1911-1912) Libya’da bombalama ve keşif amacıyla kullanılmıştır. Tarihte düşürülen ilk savaş uçağı da bu savaşta Osmanlı askerlerinin tüfek atışıyla düşürülmüştür.

Uçakların, saldırı, savunma ve keşif amaçlı olarak gerçek anlamda kullanıldığı ilk savaş Birinci Dünya Savaşı olmuştur. Birinci Dünya Savaşında İtilaf Devletleri ve İttifak Devletlerinin her ikisi de uçakları yoğunlukla keşif ve bombardıman amacıyla kulanmış, havacılar modern çağın savaşan şövalyeleri olarak görülmüşlerdir.

ALTIN ÇAĞ

Birinci Dünya Savaşı ve İkinci Dünya Savaşı arasında geçen yıllar uçak teknolojisinde büyük gelişmelere sahne olmuştur. Bu dönemde uçaklar neredeyse tamamen alüminyumdan üretilmeye başlamış, motor teknolojisinde de yaşanan gelişmelere paralel olarak uçakların hızı ve mesafesi artmıştır.

Pilotlar, İkinci Dünya Savaşından sonra yeni edindikleri kabiliyetleri göstermek için pek çok gösteri uçuşuna katılmış, yine pek çok hava gösterisi ve yarışı düzenlenmiştir. Bu tür yarışlar hem motor alanında hem de gövde tasarımı alanında büyük gelişmelere yol açmış, pilotları hep daha hızlı olmaya teşvik etmiştir. Yarışçı pilotların en ünlüsü Amelia Earhart, Atlantik Okyanusu ve İngiliz Kanalını geçen ilk kadın olma rekoruna da sahip olmuştur.

İkinci Dünya Savaşı, hava taşıtlarının gelişimi ve üretimlerinde çok büyük adımlara sahne olmuş ve dünya ilk uzun mesafeli bombardıman uçağı ile ilk jet avcı uçağına tanıklık etmiştir. İkinci Dünya Savaşının devam ettiği 1940-1945 yılları arasında Amerika’da yüz altmış binin üzerinde uçak üretilmiştir. 1945’ten sonra devam eden Soğuk Savaş döneminde, askeri alanda elde edilen uçak endüstrisi gelişmeleri ticari taşımacılık alanına sıçramış, eski askeri uçakları kullanarak insan ve eşya taşımacılığı başlamıştır. Birkaç yıl içinde, Kuzey Amerika, Avrupa ve dünyanın diğer bölgelerini kapsayan uçuşlar yapan birçok şirket kurulmuştur.

1950’ler askeri havacılık tarihinde yeni bir çağ olarak yazılacaktı. Sovyetler Birliği, Kuzey Amerika ve Avrupa’ya nükleer silahlar taşıyacak kadar uzun mesafeli uçuşlar yapabilecek bombardıman uçaklarını geliştirdiğinde, batı ülkeleri bu uçakları, hedeflerine ulaşmadan önce yakalayıp yok edecek engelleyici uçakları geliştirmek durumunda kaldılar. 1961 yılında, gökyüzü insanlı uçuş için artık bir sınır oluşturmaktan çıktı ve Yuri Gagarin dünyadan ayrılıp, yüz sekiz dakikalık bir yörünge uçuşunu tamamladı. Bu aşama, 1957 yılında Sputnik 1’in Sovyetler Birliği tarafından uzaya fırlatılmasıyla başlayan uzay yarışını hızlandırdı. ABD ve SSCB arasındaki bu uzay yarışı, insanoğlunun 1969 yılında Aya inmesiyle insanlı uçuşun doruk noktasına ulaşmasına neden oldu.

Yine 1969 yılında Boeing firması hava taşımacılığının geleceğini yansıtan Boeing 747 tasarımıyla dikkatleri üzerine çekti. Bu uçak günümüzde bile inşa edilmiş en büyük uçaklardan biri olarak her yıl milyonlarca yolcu taşımaya devam etmektedir. Ticari havacılık, İngiliz Havayollarının 1976 yılında Concorde uçağıyla ses üstü Atlantik uçuşu sağlamasıyla daha da büyük bir gelişme gösterdi.

Yirminci yüzyılın dördüncü çeyreği, ilk üç çeyreğin aksine havacılıktaki gelişmeler açısından daha yavaş geçti. Artık uçuş hızında, mesafelerinde ve teknolojisinde devrimsel gelişmeler olmuyordu. Yüzyılın bu dönemi daha çok havacılık elektroniğindeki temel gelişimlere sahne oldu.

AVİYONİKLER: PİLOTLARIN GERÇEK YARDIMCISI

Aviyonik (avionics) havacılıkta helikopterler, uçaklar, insansız hava araçları, yapay uydular ve uzay araçlarının elektronik sistemlerin ifade etmektedir ve İngilizce havacılık anlamına gelen aviation ile elektronik anlamına gelen electronics kelimelerinden türetilmiştir. Aviyonik sistemler, kokpit içine yerleştirilmiş basit bir kontrol panelinden, pilotun gözünün önüne tüm uçuş ve silah bilgilerini getiren komplike uçuş kaskı sistemlerine kadar çeşitlilik göstermektedir.

1910 yılında Kanadalı J.O.A. McCurdy’nin New York’ta uçağından kablo kullanmadan sinyal göndermesi aviyoniğin başlangıcı olarak kabul edilmektedir.

Bugün kullanılan pek çok modern aviyoniğin geçmişi ve geliştirmesi İkinci Dünya Savaşı dönemindeki çalışmalara dayanmaktadır. Günümüzde etkin bir şekilde kullanılan otopilot sistemleri, İkinci Dünya Savaşı sırasında, bombardıman uçaklarının hassas hedefleri vurabilmesi için yüksek irtifalarda sürekli ve istikrarlı oranda uçması için geliştirilmiştir. 1970’lere kadar uçakların yön bulmasında kullanılan cihazların geliştirilmesi, aviyonik sistemlerde kaydedilen ilk önemli gelişmedir. Özellikle 1976 yılında yer bulma sistemi olan GPS’in (Global Positioning System) geliştirilmesiyle seyrüsefer teknolojisinde çığır açılmış ve havacılık elektroniğinde büyük ilerlemeler kaydedilmiştir.

Dünyada elektronik sistemler yaşanan hızlı gelişim, aviyonik sistemleri de doğrudan etkilemiş, 1980’li yıllarda kullanılan analog aviyonik sistemlerin yerini 2000’li yıllarda digital aviyonik sistemlere bırakmasını sağlamıştır. Aviyonik sistemler, uçak sistemleri ile entegre olmuş, tüm uçuş kontrolü aviyonik sistemler üzerinden yönetilmeye başlamıştır. Bu sayede pilotların iş yükü azami seviyede azalmış, aviyonik sistemler pilotların gerçek yardımcısı konumuna gelmiştir.

Günümüzde aviyonik sistemler, sivil ve askeri araçların en önemli parçası haline gelmiş; seyrüsefer, keşif, haberleşme, uçuş kontrol, motor kontrol ve güç kontrol sistemlerinin gelişmiş aviyonik cihazlar ile kontrol edilmeye başlanması, gerçekleştirilen uçuşların daha da güvenilir hale gelmesini sağlamıştır.

Sivil ulaşımda havacılığın en güvenli ve hızlı ulaşım aracı olarak tercih edilmesi ve sivil uçak filolarının büyümesi, sivil havacılığın da kendi kurallarını ve sistemlerini oluşturmasına ve bir süre sonra askeri alana dahi öncülük etmesine yol açmıştır. Sivil hava ulaşımında en önemli unsur olan güvenli uçuş ihtiyacı aviyonik sektörünün kendi dinamiklerinin de oluşmasını sağlamıştır.

Kaynak: ASELSAN Dergisi