Ters itme

Ters itme, revers veya itme tersindirme, bir uçak motorunun itme kuvvetinin geçici olarak saptırılmasıdır, böylece motorun itiş gücü uçağın önüne doğru yönlendirilerek uçağın yavaşlaması sağlanır. Ters itme sistemleri, iniş esnasında uçağın iniş takımının yere temasından hemen sonra yavaşlamaya yardımcı olmak, frenlerdeki aşınmayı azaltmak ve daha kısa iniş mesafeleri sağlamak için birçok jet uçağında bulunur. Bu tür cihazlar uçağı önemli ölçüde etkiler ve havayollarının güvenli operasyonları için önemli kabul edilir. Ölümcül olanlar dahil olmak üzere, itme geri dönüş sistemlerini içeren kazalar olmuştur.
Jet uçaklardaki ters itme sistemlerine benzer amaçla değişken hatveli pervanelere sahip uçaklarda pervane hatvesi negatif olacak şekilde değiştirilerek uçağın yavaşlaması sağlanabilir. Bir gemi için eşdeğer kavrama tornistan denir.
İlke ve kullanım alanları
Bir uçağın iniş süreci, uçağın piste teker koyması, taksi hızına yavaşlaması ve nihayetinde tamamen durmasından oluşur. Bununla birlikte, çoğu ticari jet motoru rölantide olsa bile ileri yönde itme üretmeye devam eder. Çoğu modern uçağın iniş takımının frenleri normal koşullarda uçağı durdurmak için yeterlidir, ancak güvenlik amacıyla ve frenler üzerindeki stresi azaltmak için başka bir yavaşlama yöntemine ihtiyaç vardır. Pistte kar veya yağmur gibi faktörlerin frenlerin etkinliğini azalttığı kötü hava içeren senaryolarda ve iptal edilen kalkışlar gibi acil durumlarda bu ihtiyaç daha belirgindir.
Basit ve etkili bir yöntem, jet motorunun egzoz akışının yönünü tersine çevirmek ve yavaşlamak için motorun gücünü kullanmaktır. İdeal durum egzoz gazlarının akış yönünü tersine çevirerek doğrudan ileriye doğru yönlendirmektir; ancak aerodinamik nedenlerle bu mümkün değildir. Ters itme sistemlerinde egzoz gazları en iyi verimi alabilmek için 135 açıyla saptırılır. Ters itme uçağın havadaki hızını azaltmak için uçuş esnasında da kullanılabilir, ancak bu modern uçaklarda yaygın değildir. Jet motorlarında yaygın olarak kullanılan üç tip itme geri vites sistemi vardır: hedef (İngilizce: target), deniz kabuğu (İngilizce: clam-shell) ve soğuk akış (İngilizce: cold stream) sistemleri. Değişken hatveli pervanelerle donatılmış bazı pervaneli uçaklar, pervane kanatlarının hatvesini (açısını) değiştirerek itmeyi tersine çevirebilir. Ticari jet yolcu uçaklarının çoğu bu tür cihazlara sahiptir; askeri havacılıkta da uygulamaları vardır.
Ters itme sistemi çeşitleri
Küçük uçaklar, özel uygulamalar haricinde, tipik olarak ters itme sistemlerine sahip değildir. Öte yandan, büyük uçaklar (12.500 pound'dan ağır olanlar) neredeyse her zaman ters itme yeteneğine sahiptir. Pistonlu motor, turboprop ve jet uçaklarının hepsi itme geri dönüş sistemlerini içerecek şekilde tasarlanabilir.
Pervaneli uçaklar
Pervaneli uçaklar, kontrol edilebilir hatveli pervanelerinin açısını değiştirerek ters itme kuvveti üretebilir, böylece pervaneler itme kuvvetlerini ileri doğru yönlendirir. Bu ters itme özelliği, kontrol edilebilir hatve pervanelerin geliştirilmesi ile pervane kanatlarının açısını değiştirerek çok çeşitli koşullar altında motor gücünü verimli bir şekilde kullanmak için kullanılabilir hale geldi. Tek motorlu uçaklarda ters itme sistemi genellikle yoktur. Bununla birlikte, PAC P-750 XSTOL, Cessna 208 Caravan ve Pilatus PC-6 Porter gibi bazı tek motorlu turboprop uçaklarda bu özellik mevcuttur.
Ters itme özelliğinin özel bir uygulaması, çok motorlu deniz uçakları ve uçan gemilerde kullanımıdır. Bu uçaklar suya inerken geleneksel bir frenleme yöntemine sahip değildir; yavaşlamak veya durdurmak için manevra kabiliyetlerine, ters itme gücüne ve suyun sürüklenmesine güvenmelidir. Ek olarak, su üzerinde manevra yapmak için genellikle ters itme gereklidir, ters itme sistemleri bir rıhtım veya plajdan ayrılmak için gerekli olabilecek keskin dönüşler yapmak veya uçağı geriye doğru itmek için kullanılır.
Jet uçaklar
Jet motorları kullanan uçaklarda ters itme, jet egzozunun ileri yönlendirilmesi ile sağlanır. Motor ters yönde dönmez; bunun yerine egzoz gazlarını ileriye doğru yönlendirmek için itme ters çevirme cihazları kullanılır. Yüksek bypass oranlı motorlar, itme gücünün çoğunluğu fan hava akışı ile üretildiğinden, genellikle sadece bu akışın yönünü değiştirerek itişi tersine çevirir. Yaygın kullanılan üç jet motoru itme geri dönüş sistemi vardır:
Hedef tipi
Hedef tipi ters itme sistemi, sıcak gaz akışını tersine çevirmek için bir çift hidrolik olarak çalıştırılan 'kova' tipi kapı kullanır. İleri itme için bu kapılar motorun nozulu önüne getirilerek egzoz gazının yönü değiştirilir. Bu sistem ilk kez Boeing 707'de uygulanmıştır, bugün hala yaygın olan şekilde iki ters çevirici kova, menteşeye yerleştirildiğinde egzozun arkaya doğru akışını engeller ve gazları ileriye doğru bir açıyla yönlendirir. Bu tip ters çevirici, çalışması esnasında motorun arkasında görülebilir.
Deniz kabuğu tipi
Deniz kabuğu tipi sistemler pnömatik olarak çalıştırılır. Etkinleştirildiğinde ters yönlü kanalları açmak ve normal egzoz çıkışını kapatmak için döner ve itmenin ileri yönlendirilmesine neden olur. Kademeli ters itme sistemi turbofan motorlarda yaygın olarak kullanılır. Turbojet motorlarda, deniz kabuğu tipi sistem sadece fan hava akışını kullandığından ve ileri itme gücü üretmeye devam eden motor ana türbinini etkilemediğinden, bu sistem hedef tipi sistemden daha az etkilidir.
Soğuk akış tipi
Turbojet ve düşük bypasslı turbofan motorlarda kullanılan iki tipe ek olarak, bazı yüksek bypasslı turbofan motorlarda üçüncü tip bir itme ters çevirici bulunur. Yüksek bypass oranlı motorlarda bypass kanalındaki kapılar, motorun fan bölümü tarafından hızlanan ancak yanma odasından geçmeyen (bypass havası olarak adlandırılır) havayı ters itme sağlayacak şekilde yönlendirmek için kullanılır. Soğuk akış tüpü ters itki sistemi bir hava motoru tarafından etkinleştirilir. Motorun normal çalışma esnasında ters itme kapıları kapalıdır. Ters itme modunda ise sistem, hava akışını ters yönde yönlendirmek için kapıları açar. Bu sistem hem fanın hem de motor türbininin egzoz akışını yönlendirebilir.
Soğuk akış sistemi yapısal bütünlüğü, güvenilirliği ve çok yönlülüğü ile bilinir. Ters itme aktivasyonu sırasında, uçak motoru nacelinin çevresine monte edilen bir manşon, motor fan akışını yeniden yönlendiren kapıları ortaya çıkarmak için arkaya hareket eder. Bu tarz itme ters çevirme sistemleri ağır olabilir ve büyük motorları barındıran nacellere entegre etmek zor olabilir.
Kullanım
Kokpitlerin çoğunda, ters itme sistemi motor gaz kolları rölanti ayarındayken geri çekilerek aktif hale getirilir. Ters itme tipik olarak aerodinamik kaldırma ve yüksek hızın iniş takımında bulunan frenlerin etkinliğini sınırladığı durumlarda yavaşlamayı iyileştirmek için iniş takımlarının yere temasından hemen sonra genellikle spoilerler ile birlikte uygulanır. Ters itme kuvveti, motor gaz kollarına bağlı kollar kullanılarak veya gaz kollarını bir ters itme 'geçidine' hareket ettirerek daima manuel olarak seçilir.
Ters itme ile sağlanan erken yavaşlama, iniş mesafesini %25 veya daha fazla azaltabilir. Ancak havacılık regülasyonları düzenlemeler, bir uçağın tarifeli havayolu hizmetinin bir parçası olarak bir havaalanına inişe uygunluk sertifikası alabilmesi için itme tersine çevirme kullanmadan piste inebilmesi gerektiğini belirtmektedir.
Uçağın hızı azaldıktan sonra ters itki sistemi, motorun yerdeki şeyleri içine çekmesini ve yabancı cisim hasarına uğramasını önlemek için kapatılır. Koşullar gerektiriyorsa, ters itme durmak için veya hatta uçağı geriye itmek için kullanılabilir, ancak uçak römorkörleri bu amaç için daha yaygın olarak kullanılır. Ters itme, uçağı havaalanı kapısından geri itmek için kullanıldığı zaman bu manevra powerback olarak adlandırılır. Bazı üreticiler buzlu koşullar altında bu prosedürün kullanılmasına karşı uyarırlar; kar veya sulu karla kaplı zeminde ters itme, sulu kar, su ve buz çözücülerin havaya karışmasına ve kanat yüzeylerine yapışmasına neden olabilir.
Ters itme kuvvetinin tam gücü istenmiyorsa, sistem gaz kelebeği tam güçten daha düşük bir değere ayarlanmış, hatta rölanti gücüne bile ayarlanmış olarak çalıştırılabilir; bu motor bileşenlerindeki stresi ve aşınmayı azaltır. Özellikle buzlu veya kaygan koşullarda veya motorun jet itişinin çevrede hasara neden olabileceği durumlarda, motorların rölantideki itme gücünü ortadan kaldırmak için bazen ters itme seçilir.
Uçuş sırasında çalışma
Bazı uçaklar, özellikle bazı Sovyet ve Rus uçakları uçuşta güvenli bir şekilde ters itmeyi kullanabilirler, ancak bunların çoğu pervanelidir. Birçok ticari uçak uçuş esnasında ters itme sistemlerini çalıştıramaz. Uçuş sırasında ters itmenin çeşitli avantajları vardır. Hızlı yavaşlama sağlayarak çabuk hız değişimi sağlar. Ayrıca, normalde dik dalışlarla ilişkili hız artışını önleyerek, özellikle savaş bölgeleri gibi düşman ortamlarda ve iniş için dik açılı yaklaşmalar yaparken faydalı olabilecek hızlı irtifa kaybına izin verir.
Douglas DC-8 serisi uçaklar, 1959'da hizmete girmesinden bu yana uçuş sırasında ters itme kullanabilirler. Ters itme kabul edilebilir hızlarda hızlı alçalmayı kolaylaştırmak için güvenli ve etkilidir, ancak uçağın önemli ölçüde sarsılmasına sebep olur. Bu nedenle kullanımı yolcu uçuşlarında daha az yaygındı ve yolcu konforunun bir sorun olmadığı kargo ve havalimanı değiştirme uçuşlarında daha yaygındı.
120 ile 180 koltuklu bir uçak olan Hawker Siddeley Trident, ters itme kullanarak 10.000 ft/dakika (3.050 m/dakika) orana dek çabuk alçalma kabiliyetine sahipti, ancak bu özellik nadiren kullanılmıştır.
Concorde süpersonik uçağı alçalma oranını artırmak için havada ters itme kullanabilir. Sadece içteki motorlarda yer alan ve sadece subsonik uçuşta ve uçak 30.000 feet'in (9.144 metre) altında kullanılabilen sistem ile uçağın alçalma oranı 10.000 ft / dakikadır.
Boeing C-17 Globemaster III, uçuşta ters itme kullanan birkaç modern uçaktan biridir. Boeing tarafından üretilen uçaklar, dik taktik alçalmaları kolaylaştırmak için savaş durumunda dört motora da ters itme gücü uygulayarak 15.000 ft/dak (4.600 m/dak) orana kadar alçalma sağlayabilir. 1969'da hizmete giren Lockheed C-5 Galaxy de içteki iki motorunda uçuş sırasında ters itme özelliğine sahiptir.
Kasım 2005'te emekliye ayrılan İsveç savaş uçağı Saab 37 Viggen, hem inişten önce havadayken hem de iniş sonrasında ve taksi esnasında ters itme sistemini kullanabiliyordu. Bu sayede uçak kısa mesafede iniş yapabiliyor ve İsveç'teki birçok yolu savaş esnasında iniş pisti olarak kullanabiliyordu.
Son derece modifiye edilmiş bir Grumman Gulfstream II olan Shuttle Eğitim Uçağı, Uzay Mekiği aerodinamiğini simüle etmeye yardımcı olmak için uçuşta ters itme sistemiyle donatılmıştı, böylece astronotlar iniş simülasyonları yapabiliyorlardı. Rus Buran uzay mekiğini simüle etmesi için değiştirilmiş Tupolev Tu-154'te de benzer bir teknik kullanılmıştır.
Etki
Üretilen itme ve güç uçağın hızı ile orantılıdır, bu da ters itmeyi yüksek hızlarda daha etkili kılar. Maksimum etki için, iniş takımının yere temasından hemen sonra uygulanmalıdır. Düşük hızlarda etkinleştirilirse motorlarda yabancı cisim hasarı mümkündür. Hem ters itme etkisi hem de spoilerin etkisi nedeniyle, iniş esnasında anlık olarak uygulanan ters itmenin uçağı bir anlığına tekrar havaya kaldırması tehlikesi vardır. Böyle bir olaya yatkın olan uçak modellerinin pilotları, ters itme uygulamadan önce yerde sağlam bir pozisyon elde etmeye dikkat etmelidir. Burun tekerleği yerle temas etmeden önce uygulanırsa, uçağın burun tekerleği ile yönlendirilmesi, yön kontrolünü sağlamanın tek yolu olduğundan, uçağın daha yüksek ters itme olan tarafa doğru kontrol edilemeyen bir şekilde sapmasına sebep olacak asimetrik itme riski vardır.
Ters itme modu, uçak çalışma süresinin sadece bir kısmı için kullanılır, ancak uçakları tasarım, ağırlık, bakım, performans ve maliyet açısından büyük ölçüde etkiler. Bu dezavantajlar önemlidir, ancak ters itme sistemleri fren kuvveti, iniş sırasında yön kontrolü, normal frenleme etkinliğinin azaldığı kirli pistlerde kalkış iptali ve yer operasyonlarında ilave güvenlik sağlanması için yardımcı olur. Havayolları, ters itme sistemlerini maksimum uçak işletim güvenliğine ulaşmanın hayati bir parçası olarak görmektedir.
Ters itme ile ilgili kazalar ve olaylar
Uçuş sırasında ters itme sistemlerinin çalıştırılması, birçok uçağın düşmesine doğrudan katkıda bulundu:
11 Şubat 1978'de, bir Boeing 737-200 olan Pacific Western Airlines 311 sayılı uçuş, Cranbrook Havalimanı'nda iniş iptali gerçekleştirirken düştü. Sol itme ters çeviricisi düzgün bir şekilde kapanmamıştı; tırmanış sırasında açılarak uçağın sola dönmesine ve düşmesine neden oldu. 5 mürettebat ve 44 yolcudan sadece 6 yolcu ve bir uçuş görevlisi hayatta kaldı.
9 Şubat 1982'de Japan Airlines Flight 350, Tokyo Haneda Havaalanı'na iniş esnasında düştü. Douglas DC-8 tipi uçak, dört motorundan ikisine zihinsel olarak dengesiz kaptan pilot tarafından kasıtlı olarak ters itme uygulanması sonucu piste mesafede düştü; kaza 24 yolcunun ölümüyle sonuçlandı.
29 Ağustos 1990'da, Birleşik Devletler Hava Kuvvetleri'ne ait bir Lockheed C-5 Galaxy, Almanya'daki Ramstein Hava Üssü'nden kalkışından kısa bir süre sonra düştü. Uçak pistten tırmanmaya başladığında, itme ters çeviricilerinden biri aniden devreye girdi. Bu, uçağın kontrolünün kaybına ve müteakip kazaya neden oldu. Uçaktaki 17 kişiden dördü kazadan sağ kurtuldu.
26 Mayıs 1991'de Lauda Air Flight 004 uçuşunda sol motorun itme ters çeviricisinin yanlışlıkla açılması, uçağın hızlı bir dalış yapmasına ve havada parçalanmasına neden oldu. Boeing 767-300ER tipi uçaktaki 213 yolcu ve 10 mürettebatın tamamı öldü.
31 Ekim 1996'da, TAM Linhas Aéreas Flight 402 uçuşu, Brezilya'nın São Paulo kentindeki Congonhas-São Paulo Uluslararası Havaalanı'ndan kalkışından kısa bir süre sonra iki apartman ve birkaç eve çarparak düştü. Kazada 90 yolcu ve 6 mürettebat üyesi ile 3 kişi öldü. Fokker 100 tipi uçağın sağ motorundaki arızalı bir itme geri döndürücüsünün komutları almaması sonucu düştüğü belirlendi.
10 Şubat 2004'te Kish Air Flight 7170 uçuşu Sharjah Uluslararası Havalimanı'na yaklaşırken düştü. Uçaktaki 46 yolcu ve mürettebattan toplam 43'ü öldü. Müfettişler Fokker 50 tipi uçağın pilotlarının zamanından önce pervaneleri ters itme moduna döndürdüklerini ve uçağın kontrolünü kaybetmelerine neden olduklarını belirledi.
17 Temmuz 2007'de TAM Linhas Aéreas Flight 3054, São Paulo, Brezilya'daki Congonhas-São Paulo Uluslararası Havaalanı'na iniş yaptıktan sonra bir Shell benzin istasyonuna, arabalara ve son olarak da TAM Express binasına çarptı. Airbus A320 tipi uçaktaki 187 kişi ve yerde 12 kişi olmak üzere toplam 199 kişi öldü. Kaza, sağ motorun itme geri çeviricisindeki bir arızaya bağlandı.