BİLİM ADAMLARININ HAYALİ: KUŞLARDAKİ GİBİ HAREKETLİ UÇAK KANATLARI

Anna-Maria McGowan tarafından yönetilen ve NASA (National Aeronautics and Space Administration) Langley Araştırma Merkezi'nde yürütülen "Morphing Projesi"nde, değişen hava koşullarına göre -tıpkı bir kuş gibi- kanatlarını hareket ettirebilen bir uçak üretimi hedeflenmektedir. Bugün, ses hızından daha yavaş olan (sübsonik) uçakların kanatları, belirli bir yükseklik, hız ve yüke göre en uygun şekilde üretilmektedir. Ancak şartlar değiştiğinde kanat şekillerinin de değişmesi gerekmektedir. McGowan'ın ifadesiyle "Çok düşük hızda ihtiyacınız olan kanat tipi ile yüksek hızlarda ihtiyacınız olan kanat tipi tamamen farklıdır."¹ Aksi takdirde fazla yakıt tüketimi, istenmeyen sarsıntılar (türbülanslar), aşırı gürültü gibi sorunlarla karşılaşılmaktadır.
Ancak günümüz şartlarında bu tür bir kanat değişimi imkansızdır; çünkü kanatlar çok sert bir maddeden üretilmektedir. Bu sebeple NASA, akıllı kanat projesi üzerinde çalışmaktadır. DARPA (Defence Advanced Research Project Agency) ve AFRL (Air Force Research Laboratory)'nın katkılarıyla yürütülen bu projede hedef, canlılarda olduğu gibi uçak kanatlarının bir tür merkezi sinir sistemi ile bağlantılı çalışmasıdır. NASA Langley Araştırma Merkezi'nden Bill Uher bu proje ile ilgili olarak şunları söylemektedir:

Alıcılar, tıpkı kuşların kanatlarındaki sinirler gibi olacaklar ve yüzey basıncını sürekli ölçecekler. Buna karşılık olarak, harekete geçiriciler de uçağın kanat yapısını gerecekler veya gevşetecekler. Böylece tıpkı kaslar gibi kanatların şeklini değiştirecekler.²

Şu an üzerinde çalışılan kanat modelinde, uygulanan kuvvetlerin mekanik enerjisi elektrik enerjisine dönüştürülmekte ve ortaya çıkan enerji de, bir tür eklemli kollara benzeyen yapı ile, kanat çırpması benzeri bir hareket ortaya çıkarmaktadır. Yapılan testler kanadın 20 dereceye kadar bükülebildiğini göstermektedir. Morphing Projesi'nin, kuşların uçuş tekniklerinden alınan ilham ile yeni kanat yapılarının tasarlanmasında daha da ilerleyeceği düşünülmektedir.

Geleceğin uçakları için hedeflenen, hareketli parçaları olmadan kuşlar gibi kendinden bükülen kanatların tasarlanmasıdır. Böylece sürtünme azalacak ve yakıt tasarrufu yapılması mümkün olabilecektir. Bu idealin gerçekleştirilmesi için alınan en önemli model ise yine kuşlardır; onlardaki gibi esneyen ve koşullara göre şekil alan, büküldüğünde kendi kendine düzelebilen kanatlar...

Yaratan, hiç yaratmayan gibi midir? Artık öğüt alıp-düşünmez misiniz? Eğer Allah'ın nimetini saymaya kalkışacak olursanız, onu bir genelleme yaparak bile sayamazsınız. Gerçekten Allah, bağışlayandır, esirgeyendir. Allah, saklı tuttuklarınızı ve açığa vurduklarınızı bilir. Allah'tan başka yakardıkları hiçbir şeyi yaratamazlar, üstelik onlar yaratılıp durmaktadırlar. (Nahl Suresi, 17-20)

Günümüze ait bazı uçaklar -ordunun F-14, Tomcat ve B-1 Süpersonik bombacı uçakları gibi- kanatlarını yönlendirebilmektedir. Ancak bu uçaklar, uçağın gövdesine yerleştirilmiş geniş, ağır direklere monte edilmiş bükülmez kanatlar kullanırlar. Morphing Projesi'nde çalışan bilim adamları ise "şekil-hafıza"lı metal alaşımlar ya da "akıllı" olarak ifade ettikleri materyaller kullanarak, kumandayla açılabilen kanatlar tasarlamaktadırlar. Teoriye göre bu kanatların belirli miktarda ısı uygulandığında, büyük bir kuvvet ile orijinal şekline aniden geri dönmesi hedeflenmektedir.
Bu kanatların yapımında kullanılan maddeler -pizoelektrik (basınç oluşturan elektrik) materyaller- elektrik voltajını harekete bağlarlar. Eğer bir pizoelektriksel materyali bükerseniz bir voltaj üretilir. Bunun tersinde de, eğer voltaj uygularsanız materyal bükülecektir. Morphing Projesi'nin yöneticisi McGowan söz konusu teknoloji ile ilgili olarak şunları söylemektedir:

Yirmi yıl sonrasına baktığımızda kendi kendine değerlendirme yapan ve bu süre içinde kendini onaran uçaklar görürüz... Bu teknolojiyi mümkün kılabilmek için bu erişim düzeneğini ve algılayıcıları, kanatlar boyunca dağıtmanız gerekir. Bu, insan bedeninin işleyişine çok benziyor. Tüm vücudumuzda kaslar ve sinirler mevcuttur; öyleyse vücutlarımıza neler olduğunun farkındayız ve birçok yolla ona tepki verebiliriz.³

Morphing Projesi araştırmasında kullanılan yöntemlerden biri de doğada zaten mükemmel olarak var olan sistemleri incelemektir. Bilim adamları kendi tasarımlarını geliştirebilmek için, doğadaki bu örneklerden teknik öğrenebileceklerini umut etmektedirler. McGowan bu konu ile ilgili olarak şunları ifade etmektedir:

Doğa(daki tüm canlılar) bizim yapmaya dahi yanaşamayacağımız şeyler yapmaktadır. Kuşların bugünkü uçaklarımızdan çok daha fazla manevra kabiliyeti vardır. Kuşlar havada asılı kalabilir, geriye ve yana uçabilirler. Ve böcekler… baş aşağı durabilir, takla atabilir, her türlü şeyi yapabilirler. Böyle bir şeyin yakınına bile yaklaşamıyoruz…⁴

"Biyomimetik" denilen doğadan öğrenme tekniğindeki başarılar, bilim adamlarını uçak kanatları için kuş kemiğin yapısını taklit etmeye yöneltmiştir. Kemikler hem çok hafif ve güçlüdür hem de gözenekli, içinden hava geçebilen özel bir yapıya sahiptir. NASA'nın Langley Araştırma Merkezi'nden McGowan elde etmek istedikleri kemiğe benzer yapıyı şöyle tarif etmektedir:

Eğer bu bahsettiğim kemiğe benzer yapılarda güce ve hafifliğe ulaşırsanız, içine sinir hücresi benzeri sensörleri ve harekete geçiren bu esnek yapıları da ekleyin, ulaşacağınız nokta son derece hafif, çok güçlü, kendi kendine hissedebilen ve kendi kendine harekete geçebilen bir yapı olacaktır.⁵

Tüm bunlar, bilim adamlarının kuşlardan ilham alarak belirledikleri hedefler, ideallerdir. Eğer bir kuş bir bilim adamına ilham kaynağı olabiliyorsa; tasarımıyla, yapısıyla bilgi verebiliyorsa; bir projenin yol gösterici modeli olabiliyorsa ve bu model tam olarak taklit edildiğinde başarıya ulaşılacağına kesin gözüyle bakılıyorsa; kuşun tasarımında düşünülmesi gereken bir olağanüstülük olduğu ortadadır. Böyle mükemmel bir yaratılışın kör tesadüflerin, şuursuz rastlantısal süreçlerin ürünü olması mümkün değildir. Bugün bilim adamlarının kuşu taklit ederek faydalanmaya çalıştıkları ve hayranlık duydukları akıl, Allah'ın sonsuz aklının, ilminin ve yaratma sanatının sayısız örneklerinden biridir.

1. Patrick Barry, "Bionic Research Points To Smart Flexible Aerospace Materials", Space Daily, 5 Mart 2001; http://www.spacedaily.com/news/materials-01f.html
2. "Uçaklar Kanat Çırptıkları Zaman", Science et Avenir, Ocak 2003, s. 74.
3. Patrick Barry, "Bionic Research Points To Smart Flexible Aerospace Materials", Space Daily, 5 Mart 2001; http://www.spacedaily.com/news/materials-01f.html
4. Patrick Barry, "Bionic Research Points To Smart Flexible Aerospace Materials", Space Daily, 5 Mart 2001; http://www.spacedaily.com/news/materials-01f.html
5. Patrick Barry, "Bionic Research Points To Smart Flexible Aerospace Materials", Space Daily, 5 Mart 2001; http://www.spacedaily.com/news/materials-01f.html