İniş Takımları

İniş Takımı Nedir?

Havacılıkta iniş takımları (landing gears), uçağın zemin üzerinde taxi yapmasını,kalkış ve iniş yapmasını sağlayan mekanik sistemlerdir.İniş takımları genel olarak tekerlekli olur, fakat iniş veya kalkış yapacağı yüzeye bağlı olarak tekerlek, kızak ve kayak tipi olmak üzere farklı kombinasyonlarda tipleri mevcuttur.

Uçağın nasıl bir iniş takımına sahip olacağı, mühendisler tarafından uçağın hangi amaçla ve ne tür pistlerde uçuş gerçekleştireceğine göre belirlenir.Katı yüzeylerde ( pist, yol, gemi güvertesi) uçuş gerçekleştirecek uçaklar iniş şok emici sistemlerle donatılmış tekellekli iniş takımları kullanılır, günümüz havacılığında hemen hemen çoğu uçak tekerlekli iniş takımlarına sahiptir, fakat karlı yüzeylere ve suya iniş kalkış gerçekleştiren uçaklar da vardır ve bunlar kayaklı, kızaklı iniş takımlarına sahiptirler. İniş takımları,uçağın nistepen ağır parçalarından birisidir uçağın ağırlığının %7’si kadar ağırlığa sahip olabilirler fakat tipik olarak %4-5 gibi bir ağırlığa sahiptirler.

İlk İniş Takımı Kullanılan Uçak

İlk iniş takımı Fransız Bleriot XI uçağında kullanıldı. Bleriot (Blériot XI), Fransız Louis Bleriot tarafından yapılan ve 25 Temmuz 1909 yılında havalanan uçaktır.

İngiliz Kanalını uçakla geçen ilk insan olan Fransız Louis Bleriot’un Calais’ten Dover’e olan uçuşu 37 dakika sürmüştür. Bu uçuş onun tekkanatlı bir tasarımı olan Bleriot XI’i geliştirmesiyle gerçekleşti ve Kanalı geçerek London Daily Mail’den 1000 £’luk bir ödül kazandı.

Osmanlı Hava Kuvvetleri tarafından Çanakkale savaşında keşif uçağı olarak kullanılmıştır.

İniş Takımı Görevi Nelerdir?

İniş takımının görevlerini üç başlık altında toplayabiliriz.

1. Yerde hareket
2. Kalkış
3. İniş

İniş Takımlarının Yerde Görevi

Uçakların kara ile teması tekerlekler, su ile teması da ya kayıklar veya uçağın gövde yapısı ile sağlanır. Ancak diğer taşıtlardan farklı olarak, uçakların yerde hareketi ana tepki kaynağından, yani uçuş için kullanılan güçten elde edilir. Pervaneli uçaklar için pervanenin çekme kuvvetinden, jet uçaklarında ise doğrudan doğruya motorun tepkisinden faydalanılır. Tekerlekler yerde hareket için kullanılmazlar, çünkü bu çözüm uçak yapısını arttıracağı gibi, uçağın, uçağın esas görevi yerde hareket etmek olmadığı için gereksizdir de.

Uçağın yerde hareketi ancak durduğu yerden kalkış yapmak üzere pist başına kadar gitmesi, ve inişten sonra duracağı yere kadar gelmesinden ibarettir. Bakım ve revizyon için uçak meydanı ile bakım hangarı arasındaki geliş gidişler için uçakların traktörle çekilmeleri en ekonomik ve emniyetli yoldur.

Uçağın yerde hareket etmesi ile ilgili en önemli konu yön verebilme yeteneğidir.

Uçakların hem hafif hem de yerdeki hareketlerde yeteri kadar dengeli olabilmeleri için üç tekerlekli iniş takımı kullanılmaktadır. Bunlardan ikisi sağ ve sol taraflarda olmak üzere ana iniş takımları, biride uçağın burnunda veya kuyruk kısmında olan yardımcı iniş takımıdır. Ana iniş takımları esas yükleri taşımakta, yardımcı iniş takımları yerde uçağa yön vermeğe yaramakta ayrıca iniş yüklerini taşımakta ana iniş takımına yardım etmektedir.

İniş Takımlarının Kalkışta Görevi 

Hızlanma, yerden kesilme ve tırmanışa geçmek için burun yukarı dönerek yerden uzaklaşmaya başlamasıdır.

Uçağın yerden kesilmesi ve havada tutunabilmesi için her ne kadar minimum uçuş hızı yeterli ise de, emniyetli bir kalkış için bu hızın %15′ i kadar fazlası öngörülmektedir. Şu halde uçağın yerde bu hızla hareketlerinde iniş takımlarının ve lastiklerin emniyetle vazife görebilmeleri şarttır.

Kalkışa başlamış olan bir uçağın tam yerden kesilmesi için burun yukarı dönme hareketine geçmesi anında motor arızası olabileceği, çok motorlu uçaklarda motorlardan birinin duracağı, göz önüne alınır ve bu anda pilotun kalkıştan vazgeçerek uçağı pist sonuna kadar frenleyerek durdurabilmesi istenir. İniş takımlarının bu durumda da görevini tam yapması istenir. Kalkış yapan bir uçak mümkün olan en kısa zamanda hızlanmalı ve tırmanış hızına ulaşmalıdır. Bunun için de parazit dirençlerinin bir an evvel azaltmak gerekir. Ayrıca günümüzde kullanılan jet uçaklarında kalkıştan sonra uçağın yüksek ivmesi, iniş takımları dışarıda olarak uçabilecek maksimum hıza çabuk erişilmesine sebep olmaktadır. Bu sebeple iniş takımlarından aranan diğer bir nitelikte içeri alınma süresinin yeteri kadar kısa olmasıdır.

İniş Takımlarının İniş Görevi

İniş yapan bir uçak yere değdiği zaman hem yatay hem de düşey hız bileşenlerinin kinetik enerjisini taşımaktadır.

İnişte uçak pistin başına doğru belirli bir süzülüş açısı ile alçalma yapar; pilot uçağın hızını uçak tipine ve iniş şartlarına uygun olarak, minimum hızın %5 ila 10 kadar üstünde tutar; yere temastan evvel pilot uçağı yere paralel uçuş yapacak şekilde düzeltir ve mümkün olan en düşük düşey hız ile tekerlekleri yere değdirir. Bundan sonra pilot aerodinamik, motor ve tekerlek frenlerini kullanarak uçakla yerde emniyetle taksi yapacağı hıza düşürür ve uçağı durdurur.

Uçak yere değdikten durana kadar olan, yatay enerji aerodinamik, motor ve tekerlekler tarafından ısı enerjisine çevrilerek yutulurken, yere değdiği andaki düşey enerji ise iniş takımlarının yayları, amortisörleri ve tekerlek tarafından ısı enerjisine dönüştürülerek yutulur.

Bunun içinde en basit çözüm dikmenin kendisini yaylanan bir kiriş şeklinde yapmak ve düşey kuvvet etkisi ile iniş takımının esnemesi sonucunda enerjinin yutulmasını sağlamak ve titreşimleri söndürmek içinde dikme ile uçak yapısı arasına bir amortisör yerleştirmektir.

İniş Takımları Yerleştirilmesi

Kara uçaklarının ana ve yardımcı tekerlekleri genel olarak üç şekilde yerleştirilmektedir.

1. Kuyruk Tekerlek Tipi İniş Takımları
2. Tandem İniş Takımı
3. Üç Tekerlekli İniş Takımı

Kuyruk Tekerlek Tipi İniş Takımları

Kuyruk tekerleği tipi iniş takımı da geleneksel dişli olarak bilinir, çünkü birçok erken uçak bu tip bir düzenlemeyi kullanır. Ana vites, ağırlık merkezinin ileri doğru yer alır ve kuyruğun üçüncü bir tekerlek düzeneğinden destek gerektirmesine neden olur. Birkaç erken uçak tasarımı, bir kuyruk tekerleği yerine bir kızak kullanır. Bu, iniş sırasında uçağın yavaşlamasına yardımcı olur ve yönlü stabilite sağlar. Hava taşıtı gövdesinin ortaya çıkan açısı, geleneksel dişli ile donatıldığında, eski, güçsüz motor tasarımını telafi eden uzun bir pervane kullanımına izin verir. Kuyruk tekerleği tipi iniş takımı tarafından sunulan ileri gövdede arttırılmış boşluk da, döşemesiz pistlerin içinde ve dışında çalıştırıldığında avantajlıdır. Bugün, uçaklar bu sebeple konvansiyonel dişli ve nispeten hafif kuyruk tekerleği grubuna eşlik eden ağırlık tasarrufları için üretilmektedir.

Sert yüzey pistlerinin çoğalması kuyruk kızağının kuyruk tekerleği lehine kullanılmasını sağlamıştır. Yön kontrolü, hava taşıtının hızı dümen ile kontrol sağlayana kadar diferansiyel frenleme ile sağlanır. Dümen ya da dümen pedallarına kablolarla bağlanan bir yönlendirilebilir kuyruk tekerleği de yaygın bir tasarıma sahiptir. Yaylar nemlendirme için birleştirilmiştir.

Tandem İniş Takımı

Tandem iniş takımı uçağın uzunlamasına ekseninde hizalanmış ana dişli ve kuyruk dişlisine sahiptir. Sailplanlar genellikle tandem dişli kullanırlar, ancak birçoğu kuyruk altında bir kızakla birlikte gövdede ileriye doğru bir gerçek vitese sahiptir. B-47 ve B-52 gibi birkaç askeri bombardıman uçağı U2 casus uçağı gibi tandem dişliye sahiptir. VTOL Harrier tandem dişliye sahiptir, ancak destek için kanatların altına küçük payanda tertibatı kullanır. Genel olarak, dişlinin sadece gövdenin altına yerleştirilmesi, çok esnek kanatların kullanılmasını kolaylaştırır.

Uçağın uzunlamasına ekseni boyunca tandem iniş takımı esnek kanatların kullanılmasına izin verir

Üç Tekerlekli İniş Takımı

En yaygın kullanılan iniş takımı düzenlemesi üç tekerlekli bisiklet tipi iniş takımıdır. Ana dişli ve burun dişlilerinden oluşur.

• Üç tekerlekli bisiklet tipi iniş takımı büyük ve küçük uçaklarda sahip oldukları avantajlar;

1. Frenleme sırasında daha yüksek iniş hızlarına olanak tanıyan frenlerin daha fazla zorlanmasına izin verir.
2. Özellikle iniş ve yer manevrası sırasında uçuş güvertesinden daha iyi görünürlük sağlar.
3. Uçağın zemin döngüsünü önler. Hava taşıtı ağırlık merkezi, ana dişliden ileri geldiği için, ağırlık merkezine etki eden kuvvetler, kuyruk tekerleği tipi bir iniş takımı gibi, hava aracının ilmek yerine ilerlemesini önleme eğilimindedir.

Üç tekerlekli tip iniş takımı olan birkaç uçağın burun dişlisi kontrol edilemez. Taksi sırasında diferansiyel frenleme ile direksiyon yapıldığı için sadece tekerlekler döner. Bununla birlikte, neredeyse tüm uçaklarda yönlendirilebilir burun dişlisi bulunur. Hafif uçaklarda, burun dişlisi, dümen pedallarına mekanik bağlantı yoluyla yönlendirilir. Ağır uçaklar tipik olarak burun dişlisini yönlendirmek için hidrolik gücü kullanır. Kontrol, uçuş güvertesindeki bağımsız bir yeke ile gerçekleştirilir.

Üç tekerlekli bisiklet tipi bir iniş takımı düzenlemesi üzerindeki ana dişli, güçlendirilmiş kanat yapısına veya gövde yapısına bağlıdır. Ana viteste tekerleklerin sayısı ve yeri değişir. Birçok ana viteste iki veya daha fazla tekerlek bulunur.

Üç tekerlekli bisiklet tipi iniş takımı düzenlemesi birçok parça ve tertibattan oluşur. Bunlar arasında hava / yağ şokları, dişli hizalama üniteleri, destek üniteleri, geri çekme ve emniyet tertibatları, direksiyon sistemleri, tekerlek ve fren tertibatları, vb. bulunur. Taşımacılık kategorisi bir uçağın ana iniş takımı Şekil 8’de tanımlanmış parçaların çoğu adlar dizini ile gösterilmiştir.

 

İniş Takım Çeşitleri

Kara uçaklarının iniş takımları genellikle sabit ve içeri alınabilen iniş takımları şeklinde sınıflandırılırlar. Bu iki sınıflandırmayı sırasıyla inceleyelim.

Sabit İniş Takımları

Uçak hızları arttıkça parazit direnç doğuran elemanların, ya aerodinamik direnci az olan bir şekil ile kaportalanmaları, ya da bu elemanların temel uçak yapısı içine gizlenmeleri zorunluluğu doğmuştur. Flap, kanatçık ve dümenlerin menteşeleri ve kumanda bağlantı kulakları, motorlar, antenler ve benzeri elemanlar en önemlisi iniş takımları, parazit dirence sebep olan elemanlardandır.

Yüksek hızda uçuş gerektirmeyen uçak tiplerinde, yapı basitliği ve ekonomisi ön plana alınarak, iniş takımlarını sabit yapmak en doğru çözümdür. Hafif uçaklarda çok rastlanan bu tip uygulamada, gerek iniş takımı dikmeleri ve amortisörleri ve gerekse tekerlekler, aerodinamik direnci minimuma indiren damla biçimli kesit olan kaportalarla örtülür. Hatta lastik çamurlukları lastiği adeta örtecek gibi yumurta biçiminde yapılmaktadır.

Sabit iniş takımları, çelik yay ve otomobil tipi amortisörler içerir. Bu sistemlerin daha geliştirilmiş şekli ise basınç ve yağ kullanarak yapılan ve “oleo-pnömatik” olarak tanınan iniş takımı dikmeleridir.

İnişte iniş takımı tarafından yutulması gereken düşey enerji hem dikme hem de tekerlek lastiği tarafından karşılanacaktır. Her iki eleman yük altında sıkışacak ve kendi payına düşen enerjiyi yutacaktır. İnişte iniş takımlarına gelen maksimum yük, genellikle statik yükün üç katı olarak kabul edilir.

İçeri Alınabilen İniş Takımları

İniş takımlarına gelen yükler arttıkça gerek lastik boyutları, gerekse dikme boyutları artar. Bu sebeple uçakların hız artışları da eklerinde iniş takımlarının aerodinamik direnci kontrol edilemeyecek değerlere ulaşır. O zaman yegane çözüm, uçuş sırasında iniş takımlarını uçak yapısı içine gizlemektir.

İkinci Dünya Savaşı’na kadar geçen zaman içinde uçakların iniş takımları sabitti. Yani havada içeri alınmıyordu. Uçakların hızlarının artmasıyla birlikte iniş takımlarının sürat keser hale gelmesi sonucu mühendisler yeni bir çözüm hazırladı. Artık iniş takımları katlanarak gövde içine alınacak, böylece hız kesilmesi önlenecekti. Bu gerçekleşti. Elle, bir manivela sistemi ile iniş takımları içeri çekildi. Ama bu sistemin uygulandığı uçaklarda iniş takımları küçük ve hafifti.

Uçaklar büyüyüp hızları arttıkça kol kuvvetiyle iniş takımlarının açılması ya da kapatılmasının zorluğu ortaya çıktı. Bu sistemi çalıştırmak için özel hidrolik güç kaynakları tasarlandı. Yeni sistem, yani iniş takımlarını otomatik içeri alan sistem ilk defa efsanevi Dakota DC-1, 2 ve 3’lerde kullanıldı.

Uçak tasarımı geliştikçe kuyruktaki iniş takımının öne alınmasına karar verildi. Böylece uçağın kalkışı ve inişi daha rahat hale getirildi. Kuyruğunda iniş takımına sahip yani bek tekerlekli uçaklarda, pilot kalkışta önce lövyeyi öne vererek kuyruğu kaldırırdı. İnişte ise ya biraz hızlı gelerek, iki tekerleğini birden piste koymak ya da çok iyi düz ve dengeli bir oturuş yapmaya çalışırlardı. Burun iniş takımları pilotların çok daha rahat iniş kalkış yapmalarını sağlarken havacılığa da yeni bir boyut getirmiş oldu. Şimdiki uçaklarda burunda, ön dikme ve kanat altında ana iniş takımları var.

 

---

İniş takımları çok karmaşık ve fiyatları milyon doları bulan pahalı birer sistemler topluluğudur. Mükemmel frenleme sistemleri sayesinde ağırlıkları 300 tonu aşan dev Jumbo Jet’ler çok kısa mesafelerde durabilir.Kimi zaman havacılıkta dikme de denir. Burundaki ön, arkadakiler de ana dikme olarak adlandırılıyor. Tonlarca ağırlıktaki uçakları durdurabilmek için ‘reverse’ denilen motor frenleri dışında fren sistemleri modern uçaklarda arkadaki lastiklerde bulunuyor. Yalnızca Boeing 727’lerde fren sistemi hem ön, hem de arka tekerleklerde var. Örneğin Airbus A340 uçağının frenlerinin her birinin ağırlığı 130 kilogram.

Kimi uçaklarda arkadaki ana dikmeleri destekleyen bir iniş takımı da bulunuyor. Fren sistemine sahip olmayan bu iniş takımının görevi uçağı dengelemek. Genellikle uzun menzilli ve geniş gövdeli Boeing 747, Airbus A340 ve MD11 gibi uçaklarda kullanılıyor.

Fren Sistemi

Fren sistemi, otomobillerde kullanılan ABS’nin bir benzeri. Ancak uçaklarda buna antisikit deniyor. Çalışma prensibi olarak fren balataları belirli aralıklarla diski sıkıyor. Böylece ilk defa uçaklarda uygulanan bu sistem sayesinde uçaklar çok kısa pistlere inip kalkabiliyorlar.

Uçaklarda iki türlü fren sistemi bulunuyor. Fren balataları çelikten ya da karbondan imal ediliyor. Genellikle eski nesil uçaklarda çelik kullanılıyor. Bu uçaklar arasında A310-200, B727 ve B737-400 var. Çelik fren daha ağır ancak karbona oranla ucuz. Karbon frenler ise A340, B737-800 ve A310-300’lerde kullanılıyor. Frenleme sırasında özel balatalar çok ısınıyor. Çelik bin, karbon ise 2 bin dereceye kadar dayanıyor. Uçakların ağırlıkları arttıkça frenlerdeki ısınma daha da artıyor. A340 uçaklarında toplam 8 fren var. Bunlar sağ ve sol ana iniş takımlarında dörder adet olarak yer alıyor. Uçağın dengesini sağlayan ve gövde altındaki bulunan iniş takımında fren bulunmuyor. Yolcu uçaklarının cüsselerine göre frenlerinin fiyatları değişiyor. Örneğin A340’ların frenlerinin değeri 540 bin dolar.

Uçaklarda fren balatalarının bitip bitmediği özel bir pimin kontrolüyle yapılıyor. Uçak kalkmadan önce yapılan tüm kontrollerde bu pime bakılıyor. Çelik frenler 600-1100, karbon frenler ise 1200-1800 iniş dayanıyorlar.

Lastikler

Uçaklarda kullanılan lastikler tuppless. Yani dubleks lastik. Lastiklerin aşınıp aşınmadığı tekerlek üzerindeki izlere bakılarak anlaşılıyor. Kalın birer şerit halindeki çıkıntılarda bir aşınma varsa ve limitlere gelmişse hemen değiştiriliyor. Bu lastik daha sonra kaplama atölyesinde kaplanarak tekrar uçağa takılıyor. Üçüncü kaplamadan sonra ömrünü tamamlayan lastik hurdaya ayrılıyor. Ancak, patlayan lastik kesinlikle bir daha kaplanarak kullanılmıyor. Uçak lastiklerinin içine yüksek irtifalarda herhangi bir etkisi olmayan azot basılıyor. Lastiklerin havaları da her uçuş öncesinde kontrol ediliyor. A340 uçağının lastiklerinin tanesi 1000 dolar. Tekerleklerin içindeki jantlar alüminyumdan imal ediliyor. Jantların fiyatları A340 uçağı için 15 bin dolar.

A310 uçağının burun yani ön iniş takmının fiyatı -ki buna lastik ve jant dahil değil- 500 bin dolara geliyor. Ana iniş takımının fiyatı ise 1 milyon dolar civarında. A340 uçağının iniş takım fiyatları ise A310’nun iki katına yakın. RJ100 ve RJ70’lerin ön ve ana iniş takımlarının fiyatları ise 500 bin dolar.

İmalatçı firmalar uçağın tasarım aşamasında iniş takımı üreten şirketlerle birlikte çalışıyor. Çünkü iniş takımı dizayn etmek aynı uçak tasarlamak gibi zor ve çok detaylı bir iş. Yolcu uçakları imal edildikten sonra yer testlerinin en önemli bölümünü iniş takımlarının denemeleri oluşturuyor. Önce uçak belirli yükseklikten hızla piste bırakılıyor. Daha doğrusu alabildiğine sert bir iniş yapılıyor. Burada uçağın pist üzerinde süratsiz kalıp zemine sert vurmasıyla iniş takımlarının şoku ne kadar aldığı ölçülüyor.

Diğer bir test ise uçaklar yeterince hızlandıktan sonra birden kalkıştan vazgeçerek maksimum frenleme yapması. Uçağın kaç metrede durduğu çok önemli. Aquaplaning yani su yastığı denemeleri için pist ıslatılarak frenler deneniyor.

Tüm testlerden sonra havacılık otoriteleri uçağı inceleyerek denemeler yapıyor. Yeterli görülürse, yolcu taşıma izin veriliyor.