Uçaklar kazların uçuşundan neler öğrenebilir?

LONDRA - Kazlar gibi bazı kuş türleri yakın formasyonda uçarak enerji tasarrufu sağlar. Uçaklar da daha az yakıt yakmak için benzer bir numaradan faydalanabilir.

1500'lerin başlarında, İtalyan Rönesans ustası Leonardo da Vinci kuş uçuşuna karşı bir hayranlık geliştirdi. Günlerini kuşların hareketlerini titizlikle inceleyerek, dengelerini nasıl koruduklarına ve süzülme manevralarını nasıl yaptıklarına dair gözlemler çizerek geçirdi.

Amacı bilimsel araştırmalarından uçan bir makine yapmaktı. Ancak bunun yerine ortaya çıkardığı şey, Codex on the Flight of Birds adlı çığır açıcı eserdi. Bu eser, daha sonra "biyomimikri" alanına, yani verimli tasarım arayışında doğal dünyanın incelenmesine öncülük etti.

Yüzyıllar sonra deneyler gelişti. Otto Lilienthal, Igo Etrich ve Wright kardeşler gibi öncü havacılar uçaklarını tasarlamak için kuşları taklit ettiler ve havacılık endüstrisi doğdu.

2019'da Airbus, göç eden kazların V formasyonunda uçarken enerjiyi nasıl koruduğunu anlamak için "fello'fly" projesiyle kuş çalışmalarına geri döndü. Bundan, takip eden jetlerin öncü bir jetin uyanış girdabında uçmak için en uygun yeri belirlemesine yardımcı olmak için bir " uyanış enerjisi geri kazanımı " tekniği geliştirildi. Bunun, ABD uzay ajansı NASA tarafından yayınlanan bulgulara benzer şekilde, yolculuk başına %5 ila %10 yakıt tasarrufu sağladığı bulundu .

Temmuz 2023'te bu çaba, 10 milyon avro (8,4 milyon sterlin/10,5 milyon dolar) finansman ve Avrupa Birliği'nin hava trafiği yönetimi araştırma kolu Sesar'ın desteğiyle Geese projesine dönüştü.

Airbus'ın araştırdığı "fello'fly" tekniği %5 ile %10 arasında yakıt tasarrufu sağlayabilir 

Bu ayın başlarında, Delta Air Lines ve Airbus, "fello'fly" konseptini laboratuvardan çıkarıp gökyüzüne taşıyacaklarını duyurdular ve bu yılın ikinci yarısını tekniği canlı operasyonlara yerleştirmeyi hedeflediler. Amaç, iki yolcu jetinin Atlas Okyanusu üzerinde eşleştirildiği "rendez-vous" adlı bir manevrayı test etmek olacak. Örneğin, bu New York City'den bir Air France uçuşu ve Miami'den bir Delta Air Lines uçuşu olabilir, ikisi de Londra'ya gidiyor. Eşleştirmede, iki uçak, aralarındaki mesafeyi 1,2 deniz mili (2,2 km) seviyesine düşürmeye çalışırken, düzenleyici 1.000 ft (303 m) irtifa ile ayrılacak , bu da yakıt tasarrufunun laboratuvarda en son elde edildiği mesafeyle aynı.

Delta Sürdürülebilirlik Sorumlusu Amelia DeLuca, BBC'ye yaptığı açıklamada, bu mesafenin günümüzde uçakların uçtuğu mesafeye göre çok daha yakın olduğunu, günümüzde uçakların genellikle üç ila beş deniz mili (5,5 ila 9,2 km) mesafede uçtuğunu ve ilk adımın güvenlikten ödün vermeden bu mesafenin azaltılıp azaltılamayacağına bakmak olacağını söyledi.

 "fello'fly"ın nasıl çalışması gerektiğine dair bir animasyon gösteriliyor.

Transatlantik uçuşların test için neden seçildiğine gelince, DeLuca şöyle açıklıyor: "Günümüzde geniş gövdeli uçaklar için sürdürülebilir havacılık yakıtı dışında çok az sürdürülebilir çözüm var. Dolayısıyla, çok fazla yakıt yakan büyük bir uçakla Atlantik'i geçen bir uçuştan elde edilen %5'lik fayda, en büyük getiriyi sağlıyor".

Citi'de analist olan Stephen Trent, bazı rotalarda formasyon uçuş tekniğinin faydalı olabileceğini söylüyor. "Tahminimce bu, rotaya ve kullandığınız ekipman türüne de bağlı. Yani bunu yapma fırsatı, örneğin New York'tan Londra'ya uçmak, Miami'den Mexico City'ye uçan bir uçakla aynı olmayacak. Bazı durumlarda bunun yardımcı olabilecek bir şey olması mümkün - yelkenli bir gemiyi iten bir kuyruk rüzgarı gibi."

Havayolu endüstrisinde biyomimikriye olan ilgi artıyor

2050 yılına kadar operasyonlarını karbondan arındırmayı hedefleyen Delta Karbon Konseyi, 2024 yılında 41 milyon galon (65.800 ton) jet yakıtı tasarrufu sağladığını bildirdi. DeLuca, bunu başarmak için Delta'nın enerji tasarrufu için sürekli olarak yeni yollar aradığını, örneğin motorları yerde çalıştırmak yerine yer gücüne bağlanmak, iniş sırasında uzun bir döner kavşak yerine yaklaşmada daha kısa bir vektör kullanmak ve sürüklenmeyi azaltmak için kanat uçlarına yukarı bakan kanatçıklar takmak gibi yöntemler uyguladığını söylüyor .

Diğer endüstri uygulamaları arasında , uçağın ağırlık merkezini dengeleme ve sürüklemeyi azaltmak için ayarlama ihtiyacı olmadan bir irtifaya ulaşılabilmesini sağlayan sürekli tırmanma ve alçalma işlemleri yer alır . Sürdürülebilir uçak yakıtı gibi yenilenebilir bir enerji kaynağına geçmek de bir çözüm olarak görülüyor, ancak bunun için biyoyakıt üretmek için yeterli biyokütle yetiştirmek için inanılmaz miktarda arazi gerekecektir .

DeLuca, Delta'nın 2024'te sürdürülebilir uçak yakıtı (SAF) kullanımını dört katına çıkardığını söylüyor , ancak bu hala kullanılan yakıtın %1'inden az. Asıl engelin sürdürülebilir yakıt tedariki olduğunu söylüyor. Ancak, 2025'in ikinci yarısından itibaren yılda birkaç milyon galon SAF satın alma taahhüdünde bulunan Airbus'ın Delta'ya katılmasından cesaret alıyor .

Airbus eXtra Performans Kanadı, aerodinamik performansını artırmak için uçuş sırasında şeklini değiştirebiliyor; tıpkı bir kuşun kanadı gibi 

DeLuca, müşterilerin ürünü satın almak için sıraya girdiğini bilmenin, kırsal topluluklardaki çiftçilere soya ve mısır etanolü üretimini sürdürülebilir havacılık yakıtına yönlendirmeleri için bir neden verdiğini söylüyor.

Airbus'ın sürdürülebilirlik şefi Julie Kitcher BBC'ye yaptığı açıklamada, "Bu aslında kırsal topluluklarda ekonomik ve sosyal kalkınmayla ilgili - iş yaratma, bu topluluklara yatırım çekme. Bu yeni bir sektör, bu nedenle bu alanlar için büyük bir kalkınma fırsatı olacak" dedi.

Trent, sürdürülebilir havacılık yakıtının henüz tek başına bir çözüm olmayacağını çünkü geleneksel yakıttan çok daha pahalı olduğunu söylüyor. "Diyelim ki bugün jet yakıtı keroseni galonu 2,50 dolar. SAF'a bakarsanız galonu bu fiyatın üç katından fazla olabilir... Üretimin artması gerektiğini varsayarak, fiyatı düşürün."

Buna benzer daha fazlası:

• Bilim adına aşırı uçma

• Uçakları gerçekten yağ ve şekerle doldurabilir miyiz?

• Uzun mesafeli seyahatler nasıl değişebilir?

Bu arada havayolu endüstrisinde biyomimikriye olan ilgi artıyor.

Airbus, UpNext inovasyon laboratuvarı aracılığıyla kartallardan ilham alan, hava akımına ve türbülansa bağlı olarak bükülebilen ve evrimleşebilen, dinamik olarak adapte olabilen menteşelere ve nüanslı hareketleri belirleyebilen sensörlere sahip daha uzun, daha ince ve daha hafif yüksek performanslı, ultra esnek kanatlar yaratmayı amaçlayan bir projeye sahip . NASA tarafından yaratılan şekil değiştiren kanatla benzer .

Bu tekniği araştıran tek şirket onlar değil. Boeing, böcek yapışmasını azaltmak için lotus yapraklarının incelenmesi yoluyla kaplamaları test ettiği NASA ile bir ortaklığa sahip .

Lufthansa ise yılda milyonlarca ton yakıt tasarrufu sağlamak amacıyla, köpekbalığı derisinin dokusunu simüle eden AeroShark adlı bir yüzey filmi geliştirmek için kimyasal üreticisi BASF ile birlikte çalışıyor .

"Kuşlar uçuş uzmanlarıdır ve bu yüzden teknolojiye ilham vermek için doğayı kullanıyoruz," diyor Kitcher. Formasyon uçuşu için, onlar en büyük öğretmenler olabilir.