Türbülans konusunda nobel ödüllü fizikçi Richard Feynman şöyle demiştir,
"Turbulence is the most important unsolved problem of classical physics.(Türbülans klasik fiziğin çözülememiş en önemli problemidir) "[1]
Werner Heisenberg ise,
"Why quantum mechanics, and why turbulence. I think he will have answer for the former.(Tanrı ile tanıştığım zaman ona iki soru soracağım, neden görelilik? Ve neden türbülans? İnanıyorum ki ilkine cevap bulacağız.)"[2]
Türbülans Nedir?
Halk arasında ”hava boşluğu” olarak adlandırılan türbülanslar aslında atmosferimizde oluşan boşluklar değil, ortaya çıkan bozukluklardır.Bu bozuklukların çok farklı nedenleri olduğu gibi çok farklı şiddetleri de olabiliyor.Türbülanslar, Atmosfer içerisinde doğal yada suni faktörler nedeniyle ortaya çıkan hava akımlarından başka bir şey değildir.
Doğal olarak ortaya çıkan türbülansların başlıca sebepleri;
Atmosfer içerisinde iki farklı hava akımının karşılaşması, çarpışması veya sürtünmesi
Sıcak ve soğuk havanın karşılaşması
Bir bulutun içerisinden geçerken oluşan basınç farklılıkları
Atmosfer içerisinde iki farklı hava akımının karşılaşması, çarpışması veya sürtünmesi
Sıcak ve soğuk havanın karşılaşması
Bir bulutun içerisinden geçerken oluşan basınç farklılıkları
Suni yoldan ortaya çıkan türbülanslar
ise genelde ”Wake Türbülansı” olarak adlandırdığımız uçakların
kanatlarından kaynaklanan türbülanslardır. Wake türbülanslar uçakların
ağırlık ve kanat yapılarına/büyüklüklerine göre farklı şiddetlerde
ortaya çıkar ve arkasında uçan uçakları yine ağırlığına ve büyüklüğüne
göre farklı şiddetlerde etkileyebilir. Bunun olmaması için uçakların
aralarında belli bir mesafe bırakılır.
Peki türbülanslar uçaklar için tehlike yaratır mı?
Bu soruyu kısaca ”evet” yada ”hayır” ile yanıtlamak doğru olmaz. Türbülansların uçakların kanatları yada gövdelerine yük olması yanı sıra, Atmosferde yarattığı bozulan hava akımının uçağın, uçuş kabiliyetini kısıtlaması da söz konusudur. Fakat bu iki unsurun uçağı tehlikeli bir duruma sokması hatta düşmesine sebep olması kolay değildir, imkansızda değildir. Ne demek istediğimi kısaca türbülansların şiddetlerini inceleyerek anlatmaya çalışacağız.
NASA’nın yapmış olduğu bir sınıflandırmada, türbülansların şiddetleri şu şekilde sınıflandırılmıştır. Sınıflandırmaları detaylı olarak incelemeden önce, sıkça kullanacağımız ”g-kuvveti” ve faktörünü, bilmeyenler için kolay bir örnekle açıklayalım ki, yazının devamında türbülansların şiddetleri arasındaki kıyaslama kolaylaşsın. Teoride g-kuvvetini förmüllerle açıklamak zoruna kalsakda, bir makale içinde g-kuvveti geçiyorsa onu kafanızda şu şekilde canlandırabilirsiniz. Örnek; 50 ton ağırlığında bir uçağa türbülansa girmesi sonucu 0,2 faktöründe g-kuvvetleri etki ediyorsa, o uçağa ağırlığının 0,2 katı yani 10 tonluk ek yük/ağırlık etki eder. Yada 70 kg ağırlığında bir yolcu 0,2g ile (g-kuvveti faktörü) koltuğuna doğru bastırılıyorsa, koltuk üzerine 70kg’nin 0,2’si yani 14 kg ek yük etki eder.
Bu soruyu kısaca ”evet” yada ”hayır” ile yanıtlamak doğru olmaz. Türbülansların uçakların kanatları yada gövdelerine yük olması yanı sıra, Atmosferde yarattığı bozulan hava akımının uçağın, uçuş kabiliyetini kısıtlaması da söz konusudur. Fakat bu iki unsurun uçağı tehlikeli bir duruma sokması hatta düşmesine sebep olması kolay değildir, imkansızda değildir. Ne demek istediğimi kısaca türbülansların şiddetlerini inceleyerek anlatmaya çalışacağız.
NASA’nın yapmış olduğu bir sınıflandırmada, türbülansların şiddetleri şu şekilde sınıflandırılmıştır. Sınıflandırmaları detaylı olarak incelemeden önce, sıkça kullanacağımız ”g-kuvveti” ve faktörünü, bilmeyenler için kolay bir örnekle açıklayalım ki, yazının devamında türbülansların şiddetleri arasındaki kıyaslama kolaylaşsın. Teoride g-kuvvetini förmüllerle açıklamak zoruna kalsakda, bir makale içinde g-kuvveti geçiyorsa onu kafanızda şu şekilde canlandırabilirsiniz. Örnek; 50 ton ağırlığında bir uçağa türbülansa girmesi sonucu 0,2 faktöründe g-kuvvetleri etki ediyorsa, o uçağa ağırlığının 0,2 katı yani 10 tonluk ek yük/ağırlık etki eder. Yada 70 kg ağırlığında bir yolcu 0,2g ile (g-kuvveti faktörü) koltuğuna doğru bastırılıyorsa, koltuk üzerine 70kg’nin 0,2’si yani 14 kg ek yük etki eder.
Light
Ortaya çıkan g-kuvveti 0,2 faktörünü geçmez. Uçak hafif sarsılır fakat uçuş dengesinde değişiklik olmaz. İkram servisi yapılabilir.
Ortaya çıkan g-kuvveti 0,2 faktörünü geçmez. Uçak hafif sarsılır fakat uçuş dengesinde değişiklik olmaz. İkram servisi yapılabilir.
Moderate
Ortaya çıkan g-kuvveti 0,2 ile 0,3 faktörleri arasındadır. Uçuş yüksekliğinde küçük değişimler yaratabilir yada güçlü sarsıntılar olabilir fakat pilotun uçağı kontrol etmesi sorun olmaz. Uçağın sarsıntısı ikram servisini yapmayı zorlaştırabilir.
Ortaya çıkan g-kuvveti 0,2 ile 0,3 faktörleri arasındadır. Uçuş yüksekliğinde küçük değişimler yaratabilir yada güçlü sarsıntılar olabilir fakat pilotun uçağı kontrol etmesi sorun olmaz. Uçağın sarsıntısı ikram servisini yapmayı zorlaştırabilir.
Severe
Ortaya çıkan g-kuvveti 0,3 ile 0,6 arasında değişir. Uçuş yüksekliğinde ve dengesinde ciddi anlamda sapmalar yaratabilir, kısa süreli kontrol kayıpları olsada pilotun uçağı kontrol altında tutması mümkündür. Uçak içinde sabitleştirilmemiş el bagajları vb. uçuşabilir, ikram servisi yapmak imkansızdır çünki ayakta durmak ve yürümek imkansız hale gelebilir.
Ortaya çıkan g-kuvveti 0,3 ile 0,6 arasında değişir. Uçuş yüksekliğinde ve dengesinde ciddi anlamda sapmalar yaratabilir, kısa süreli kontrol kayıpları olsada pilotun uçağı kontrol altında tutması mümkündür. Uçak içinde sabitleştirilmemiş el bagajları vb. uçuşabilir, ikram servisi yapmak imkansızdır çünki ayakta durmak ve yürümek imkansız hale gelebilir.
Extreme
Ortaya çıkan g-kuvveti 0,6’nın üzerindedir. Uçuş dengesi büyük anlamda bozulurken, pilotların uçak üzerinde hakimiyetleri zorlaşabilir hatta tamamiyle kontrol kaybı olabilir. Uçak pilotlar tarafından kontrol edilebildiği sürece havada kalabilir fakat kemerleri bağlı olmayan yolcular uçak kabini içerisinde yerlerinden fırlayıp uçuşabilir, ölümcül yaralar alabilirler.
Ortaya çıkan g-kuvveti 0,6’nın üzerindedir. Uçuş dengesi büyük anlamda bozulurken, pilotların uçak üzerinde hakimiyetleri zorlaşabilir hatta tamamiyle kontrol kaybı olabilir. Uçak pilotlar tarafından kontrol edilebildiği sürece havada kalabilir fakat kemerleri bağlı olmayan yolcular uçak kabini içerisinde yerlerinden fırlayıp uçuşabilir, ölümcül yaralar alabilirler.
Peki bir yolcu uçağının yapısı ortaya çıkan bu g-kuvvetlerine dayanıklı mıdır?
Teknik bakımları yapılan uçakların gövdeleri 2,5 faktöründe g-kuvvetine
hatta 3 saniyelik bir zaman dilimi içerisinde ise 3,75 faktöründe
g-kuvvetine dayanabilir. Rakamlara baktığımızda aslında teknik açıdan
oldukça yüksek toleranslara sahibiz. Buna rağmen türbülansdan dolayı hiç
bir zaman uçak düşmemiştir demek olmaz. 1966 yılında BOAC Havayolları’nın 911 uçuş numaralı Boeing 707 uçağı türbülans sonucu düşmüştü.
Daha sonra yapılan ölçümlerde uçağın girmiş olduğu türbülansların
şiddetinin yukarıya doğru 9g aşağıya doğru ise 4g ye kadar çıktığı
tespit edilmiş. Böyle bir türbülans günümüzdeki modern yolcu uçaklarının
gövdelerinde de hasar açabilir, hatta uzmanlara göre 8g üzerindeki
g-kuvvetleri insanlarda bilinç kaybına yol açabilir. BOAC 911’in girdiği tahmin edilen türbülans ise ” CAT-Clear Air Turbulence” olarak adlandırılan açık hava türbülanslarıdır.
Havacılık için tehlike yaratan Clear Air Turbulence’ler
genelde 7000 metre ve üzeri yükseklikte olur. Çıplak gözle veya
radarlar ile tespit edilemez, ortaya çıkma ihtimalleri tespit edilemez.
Son zamanlarda Doppler-Lidar (Laser) teknolojileri ile kısmende tespit
edilebilseler dahi, halen uçaklar için beklenmedik anda ortaya çıkan
türbülans çeşitidir. Bu sebeple uçuş esnasında ”kemer ikaz” ışıkları
sönse de, mecbur olmadıkça kemerlerinizi tüm uçuş boyunca çözmemenizi
ısrarla öneririm. Fakat bunları yazarken yazdıklarımın felaket
tellallığı gibi algılanmasını istemem. Çünkü Clear Air Turbulence’ler
yani açık hava türbülansları çok ender rastlanılan bir türbülans çeşidi
olmasının yanı sıra, uçaklara zarar verecek kadar şiddetli olmaları
ihtimali 50 yıl içerisinde sadece 1 kere kayıtlara geçmiştir.
Kısacası, türbülansların bir uçağın
düşmesine tek başına sebep olacak kadar şiddetli olmaları ihtimali çok
düşüktür. Ayrıca uçakların teknolojik olarak zamanla gelişmeleri, uçuş
esnasında mümkün olduğunca kötü hava şartlarının olduğu bölgelerin
etrafını dolaşarak rotanın takip edilmesi, uçak bakımlarının otoriteler
tarafından daha sık denetlenmesi gibi faktörler bir uçağın sadece hava
şartları sebebiyle kaza yapmasını neredeyse imkansız kılıyor. Fakat
yazımda, türbülansların tehlikeli olabileceğine değinirken özellikle
şiddetini ön plana çıkarmaya çalıştım, çünki tekrar yazmak istiyorum, türbülansdan korunmanın en iyi yolu uçuş boyunca kemerlerimizi mecburiyet olmadıkça çözmemektir.[6]
İngiliz bilim adamlarının yapmış
olduğu açıklamalara göre, önümüzdeki 40 yıl içinde açık hava
türbülanslarıda dahil olmak üzere tüm türbülanslarda %40 ile %170 artış
olacağı ve türbülansların %10 ile %40 daha şiddetleneceğinden yola
çıkılıyor. Bu artışın en büyük sebebi ise dünyanın içinde bulunduğu
iklimlerdeki değişimlerin olduğu öne sürülüyor.[7]
ABD Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi (NOAA) uydunun yapımında ABD Uzay ve Havacılık Dairesi (NASA) ile ortak çalışma yürüterek GOES-R uydusu göndererek Türbülans tahmini yapıyor ve Pilotları erkenden uyarı sistemi var.
1 milyar dolar değerinde olan uydu gökyüzünü önceki sürümlerden beş kat daha hızlı ve dört kat daha fazla görüntü çözünürlüğü ile tarıyor.27 yıldır pilot olan Landells, yıldırım fırtınalarının neden olduğu türbülansın daha öngörülebilir olduğunu ancak diğer türlerin daha zor olduğunu söyledi.[detaylı bilgi bkz. [5]
Bulut dalgaları Havayolu şirketleri için geliştirilmiş veri ve görüntüleme sistemi pilotların tehlikeli koşullardan kaçınmak için yollarını planlamasına yardımcı oluyor. Ayrıca bulut aydınlatma, rüzgâr hızları ve sis modellerini daha doğru ölçmek için tasarlandığı belirtildi. Uydunun, her 15 dakikada bir kuzey yarımkürenin, her 5 dakikada bir de Amerika kıtasının tam görselini sağlıyor. Ayrıca özel fırtına bölgeleri her 30 saniyede bir güncellenecek. Havayolları yetkilileri ve pilotlar, 2017’nin ikinci yarısında faaliyete geçen uydudan faydalanabiliyor.[4]
GOES-R cihaz paketi, Toprak algılama, güneş görüntüleme ve uzay ortamı ölçüm yüklerinden oluşur. Altı temel araç vardır: Gelişmiş Temel Görüntüleyici; Bir Aşırı Ultraviyole Sensörü, X-Ray Sensörü, EUVS / XRS Elektrik Kutusu ve Güneş Konumlandırma Sensörü içeren Aşırı Ultraviyole ve X-Işını Işını Sensörleri; Geostationary Yıldırım Haritacısı; Manyetometre; Bir Enerjik Ağır İyon Sensörü, Manyetosferik Parçacık Sensörü - Düşük Enerji Aralığı, Manyetosferik Parçacık Sensörü - Yüksek Enerji Aralığı, Güneş ve Galaktik Proton Sensörü ve Veri İşleme Ünitesi içeren Uzay Ortamı In-Situ Suite; ve Güneş Ultraviyole Görüntüleyici.[3]
Kaynaklar,
1.https://en.wikipedia.org/wiki/Turbulence
2.Cassidy, D. Uncertainty: The Life and Science of Werner Heisenberg. New York: W. H. Freeman, 1991
3. https://www.nasa.gov/content/goes-r/index.html
4. http://www.meteoroloji.org.tr/goes-r-uydusu-turbulans-tahmini-yapacak
5.https://www.independent.co.uk/travel/news-and-advice/airline-pilot-secrets-flight-safety-british-airways-worst-thing-passengers-do-in-emergency-a7537651.html
6.https://www.airlinehaber.com/turbulans-nedenli-ucak-duser-mi-turbulanslar-artacak/
7.Brace Yourselves: Severe Turbulence on Planes Will Increase Thanks to Climate Change, Science Alert, Retrieved from http://www.sciencealert.com/brace-yourselves-severe-turbulence-on-planes-will-increase-thanks-to-climate-change
