Yer Tesiri İçinde/Dışında (IGE/OGE) Havır ve Resirkülasyon

Yer Tesiri İçinde/Dışında (IGE/OGE) Havır ve Resirkülasyon
Helikopterler uçmazlar. Onlar kendilerine hizmet edene kadar havayı döverler.  
Helikopterler uçaklardan tamamen farklıdırlar. Bir uçak doğal olarak uçmak için tasarlanmıştır ve çok anormal durumlara maruz kalmadıkça veya beceriksiz bir pilot tarafından düşürülmedikçe uçmaya devam eder. Helikopterler ise uçmazlar. Onlar, birbirlerine zıt yönde değişik kuvvet ve kumandaların uyumlu çalışması sayesinde havada kalırlar ve bu hassas dengede herhangi bir bozulma uçuşu durdurur, derhal ve felakete neden olarak. Süzülen helikopter diye bir şey yoktur.                                                                                                                                                                      
Bütün uçuculara emniyetli uçuşlar dilerim.

Giriş   Helikopterlerin havaalanları dışındaki iniş sahalarına ve hazırlanmamış iniş yerlerine yaklaşma, manevra, iniş ve kalkış yapabilme kabiliyetleri onların en önemli özelliklerinden bir tanesidir. Helikopterlerin iniş ve kalkış yapabildikleri sahalar sınırsızdır, bütün iniş sahalarının boyutları, yaklaşma usulleri, içerdiği tehlikeler ve deniz seviyesinden olan yükseklikleri farklı da olsa uçuş teknikleri açısından bakıldığında, hazırlanmamış iniş sahalarında icra edilen helikopter harekâtında uygulanması gereken temel uçuş teknik ve prensipleri aynıdır. Etrafındaki doğal veya yapay engeller nedeni ile yere iniş esnasında yastıklamanın sınırlı olduğu daha derin yaklaşma açıları veya yine çevredeki engellerin daha dik tırmanma açıları gerektirdiği iniş sahalarında icra edilen operasyonlar ‘Kapalı Bölge Harekâtı’ olarak adlandırılmaktadır. Bir helikopter pilotu kapalı bölge harekâtı icra ederken bütün temel uçuş teknik ve prensiplerini uygulamak zorundadır. Havaalanları dışındaki iniş sahaları helikopterler için çok çeşitli tehlike ve riskler içermektedir ve bu nedenle önemli sayıda kaza-kırım meydana gelmesine neden olmuşlardır. Bir havaalanının aksine, pilotlara iniş ve kalkışları esnasında yardımcı olacak, onlara uygun yaklaşma açıları, rüzgârın yönü ve şiddeti ile havadaki diğer trafikler hakkında bilgi verebilecek havacılık unsurları ve kolaylıkları bulunmamaktadır. Normal olarak bir havaalanı ve çevresinde mevcut olmayan elektrik hatları, doğal ve yapay engeller, uygun olmayan zemin şartları, ağaçlar, yabancı madde hasarı, yayalar ve çiftlik hayvanları vb. gibi tehlikelere helikopter iniş sahalarında sıklıkla rastlandığından, pilotların durumsal farkındalık seviyeleri çok üst seviyede olmak zorundadır. Pilotlar havaalanı dışındaki hazırlanmamış iniş sahalarında yürütülen operasyonlarda daima beklenmeyen olaylara karşı hazırlıklı olmak durumundadırlar. Helikopterlerin dağlık arazideki uçuşları ve bu tür arazilere yapılan iniş ve kalkışlar helikopter harekâtının en zor bölümlerinden bir tanesidir. Helikopter pilotları uçuş hayatlarının bir safhasında kesinlikle bu deneyimi yaşayacaklardır ve bu nedenle dağlık arazide emniyetli uçuş için, uçuşun temel teknik ve prensiplerini, bu bölgelerde uçuşun içerdiği tehlikeleri, genellikle yapılan hataları ve olası arzu edilmeyen hava aracı durumları ile kurtarma tekniklerini çok iyi öğrenmek ve uygulamak zorundadırlar. Bu yazıda özellikle hazırlanmamış iniş sahalarına yapılan iniş ve kalkışlarda çok önemli olan yer tesiri dışında havır kabiliyeti ve hesaplamaları ile ana rotor pallerinin bastırıcı hava akımı etkisinden kaynaklanan ve inişin son safhasında brownout/whiteot’a neden olan sirkülasyon etkisi incelenecek, bu durumlarda emniyetli iniş yapabilme teknikleri anlatılacaktır.

Yer tesiri içinde ve dışında havır

Yer Tesiri İçinde (IGE) Havır Helikopter ana rotor pallerinin uçuş esnasında oluşturduğu aşağı doğru bastırıcı hava akımlarının sert zemine çarptıktan sonra tekrar yukarı doğru yönelmesi ve bu esnada ana rotor pallerine çarparak ilave kaldırma gücü yaratması ve motor gücüne olan ihtiyacı azaltmasıdır. Yer ile temas eden hava akımları rotor diski altında küçük bir hava basıncı oluşmasına neden olurlar. Bu hava basıncı sayesinde helikopter bir hava yastığı üzerinde uçuyor gibidir. Bu da sabit bir irtifada havırda durmak için ihtiyaç duyulan gücün azalması anlamına gelir. Yer tesiri içinde havır etkisi genellikle ana rotor çapı veya yarısı kadar yüksekliklerde görülür. Yani bir helikopter 48 feet rotor çapına sahipse yer tesiri içinde havır yükseklikleri yerden 24-48 feet arasındadır. Bu yükseklik helikopterin tipine, üzerinde havır yapılan zeminin eğimine, zeminin yapısına ve hâkim rüzgâra bağlı olarak değişkenlik gösterir.
Yer Tesiri Dışında Havır

• Ana rotor diski herhangi bir yöne yatırıldığında,
• Eğik bir arazi üzerinde havır esnasında,
• Hafif darbeli rüzgârlı havalarda,
• Engebeli arazi üzerinde havır esnasında ve
• Sert ve düz olmayan arazi üzerindeki havır esnasında kaybolur.Yer tesiri içi ve dışında havır yapan sinek kuşuSinek kuşları üzerine yapılan inceleme ve deneylerde yer tesiri içinde havır esnasında % 24-34 oranlarında mekanik ve metabolik enerji tasarrufu yaptıkları saptanmıştır. Yer Tesiri Dışında (OGE) Havır Yer tesiri dışında havır ise yukarıda anlatılanların tamamen tersidir ve ana rotor palleri tarafından aşağı doğru bastırılan havanın reaksiyona gireceği bir zemin bulunmamaktadır. Örneğin okyanus yüzeyinden 1500 feet yükseklikte havır yapan bir helikopter yer tesiri dışında havır yapıyordur ve helikopteri 15 feet irtifada sabir bir havırda tutmak için gereken güçten çok daha fazlasına ihtiyaç vardır. Bu nedenle bir helikopterin yer tesiri dışında havır tavanı, yer tesiri içinde havır tavanına nazaran daima daha düşüktür. Resirkülasyon Resirkülasyon bir helikopter yer tesiri içinde havır yaparken meydana gelir. Helikopter yer tesiri içinde havır yaparken yere çarpan hava akımları geriye yukarı doğru giderek ana rotor palleri ile tekrar reaksiyona girerler. Yerden yukarı doğru hareket eden hava akımları ana rotor palleri arasından geçerken hızlanırlar. Bu proses, hava akımlarının ana rotor pallerinden her geçişlerinde daha da hızlanmalarına neden olur. Bir noktada ana rotor palleri arasından geçen hava akımlarının hızı o kadar artar ki ana rotor pallerine yukarıdan çarpan hava akımları bir kaldırma gücü kaybına neden olurlar ve helikopter pilot yukarı doğru kollektif tatbik etmez ise, irtifa kaybeder. Bu prosese resirkülasyon adı verilmektedir. Helikopterin sabit bir irtifada tutulabilmesi için daha fazla motor gücüne ihtiyaç duyulur. Resirkülasyon her zaman meydana gelmez fakat bir kez oluştuğunda zemin tipi ve ana rotor diski altından uzaklaşmakta olan hava akımlarını geriye doğru iten yakındaki engellere bağlı olarak kötüleşecektir. Resirkülasyonun etkisi yer tesirinden daha fazla olduğunda helikopteri sabit bir havır pozisyonunda tutabilmek için çok daha fazla motor gücü ve kollektif tatbiki gerekecektir. Helikopterin altındaki resirkülasyona dikkat ediniz

Ana rotor palleri tarafından aşağı doğru bastırılan hava akımlarının uygun şekilde rotor diski altından kaçması örneğin bir engel yanında havır yapıldığında olduğu gibi önlendiğinde helikopter rsirkülasyonun başladığı yerin 90 derece açısında yatma eğilimi gösterecek ve hatta resirkülasyon her yönden başlamış ise helikopterin çökmesine neden olacaktır. Bu nedenle bir binanın önünde havır yapıldığında resirkülasyon helikopterin önünde başlayacak, ana rotor diski sola 90 derece yatarak soldaki skidin daha aşağıda olmasına ve pilot hazırlıksız ise yere çarparak dinamik yuvarlanmaya neden olabilecektir. Resirkülasyonun etkisi engellere yakın olunduğunda artar, başka bir helikoptere 1 rotor boyundan daha yakın olunduğu durumlarda çok dikkatli olunmalıdır. Resirkülasyon ve Brownout/Whiteout Resirkülasyonun en önemli etkilerinden bir tanesi de tozlu bölgelere inişte yaşanan ‘BROWNOUT’ problemidir. Emniyetli bir iniş için görsel referanslara ihtiyaç duyan pilotlar resirkülasyon etkisi ile çevresel görüşü kaybederler, bu da her üç helikopter kazasından birinin nedenidir. Karlı araziye inişlerde yaşanan ‘WHITEOUT’ körlüğünün de nedeni budur. Sakınmanın en uygun yöntemi tozlu iniş yerlerinin sulanması, karın ezilmesi veya daha uygun bir iniş yerine inmektir. Bunlar mümkün değil ise uygun yaklaşma teknikleri kullanılarak emniyetli bir yaklaşma yapılmalıdır. Uygun yaklaşma tekniklerini anlatmadan önce rotor akımı temas noktasının ne anlama geldiğini bilmek önemlidir. Bu nokta ana rotor palleri tarafından yaratılan aşağı doğru hava akımlarının zemine ulaştığı ve pilot görüşünün engellenmeye başladığı noktadır. Bu noktanın helikoptere göre yeri, sürat, ana rotor diskinin eğimi ve yüzey rüzgârlarının bir bileşenidir. Bütün bu değişkenler pilotun görüşünü engelleyen oluşumun başlayacağı ve sonrasında hareket edeceği yönü belirler. Örneğin sürati azaltmak ve saykılığı geriye tatbik etmek rotor akımı temas noktasının ileriye doğru kaymasına ve helikopterin altına doğru yaklaşmasına neden olacaktır. Pilot, görüşü engelleyen oluşumun yerini sürat yönetimi ve rotor diskinin geri/ileri pozisyonlarını ayarlayarak kontrol edebilir.

Helikopterin arkasında oluşan rotor akımı temas noktası

Alçak Yaklaşma Tekniği Yaklaşma esnasında iniş noktasına yaklaştıkça sürat azaltılmalıdır. Yan taraftan bakıldığında, sürat azaltıldıkça görüşü engelleyen oluşumun helikopterin gerisinde oluştuğu gözlenecektir. Yaklaşma esnasında süratin azaltılması saykılık kumanda yerine helikopterin doğal geri sürüklemesinden yararlanılarak yapılmalıdır. Saykılık kumandanın yavaşlamak maksadıyla geriye doğru tatbiki rotor akımı temas noktasının hızla ileri doğru kayarak pilotun görüşünü engellemesine neden olacaktır. Pratik yaparak, alçak yaklaşma açısıyla saykılık kumanda tatbik etmeden iniş noktasına ulaşma yeteneği geliştirildiğinde; görüşü engelleyen oluşumun ancak ve ancak mast hattına kadar ulaşabildiği görülecektir. Bu iniş tekniğinde yaklaşmanın yere kadar yapılması önemlidir. Rüzgâr sürati düşük olsa da yaklaşma mutlaka rüzgâr içine doğru yapılmalıdır. Baş rüzgârı görüşü engelleyen oluşumu mümkün olduğunca helikopterin arkasında muhafaza edecek ve helikopterin yavaşlamasına yardımcı olacaktır. Rüzgâr kuvvetli ise yere temas öncesinde kısa bir süre havır yapmak da mümkündür. Yaklaşma esnasında sürati azaltma ihtiyacı hissederseniz saykılık tatbiki yerine hafif bir pedal tatbikiyle helikopter trim durumundan çıkarılarak geri sürükleme kuvveti artırılmalıdır. Yalnız uçuşlarda pedal tatbiki bulunulan tarafa doğru uygulanmalıdır. İki pilot uçulduğunda pedal tatbiki diğer pilota doğru uygulanarak iniş yerinin daha iyi görülmesi sağlanmalıdır. Derin Yaklaşma Tekniği İniş yeri alçak yaklaşmaya imkân vermiyor ve iniş yeri tam olarak belli değil ve zemin toz veya karlı kaplı ise bu teknik uygulanmalıdır. Bu yaklaşma tekniği alçak yaklaşma tekniğine nazaran çok daha fazla performansa ve yer tesiri dışında havır imkân ve kabiliyetine ihtiyaç gösterir. Uygulamada çoğunlukla bu tekniğin kullanılması tavsiye edilir. Düşük süratli ve derin bir yaklaşma açısı ile yaklaşma yapılır, çöküş oranı dakikada 300 feetin altında olarak muhafaza edilmeli ve güçlü çöküşe karşı alçalma esnasında hazırlıklı olunmalıdır. Yaklaşma normal olarak yerden 20-100 feet yüksekliğinde zeminde toz veya kar oluşumu başladığında bitirilir. Oluşumun başladığı irtifa zemin durumunun ne kadar kötü olduğu hakkında pilota fikir verecektir. Yüksek havır pozisyonunda toz veya kar oluşumu kaybolana kadar beklenir. Toz veya karlı zeminin altında sert bir zemin var ise görüş şartları iyileşecektir. Helikopterin irtifası toz/kar oluşumunun dışında kalacak şekilde ayarlanır, rüzgârsız bir havada toz/kar oluşumunun kaybolması birkaç dakika zaman alacaktır. Toz/kar oluşumu kaybolduğunda ve pilot inişin emniyetli olduğunu değerlendirdiğinde iniş gerçekleştirilmelidir. Saat 2-3 pozisyonunda (sağ koltukta oturuyorken) helikopterden tercihen 2-3 feet uzaklıkta bir referans noktası seçilir. Ana rotor pallerinin yarattığı rüzgârdan etkilenip uçuşmayacak bir çalı veya kaya parçası güzel bir referans noktası olarak kullanılabilir. İniş esnasında ana rotor pallerinin bastırıcı etkisiyle pilotun görüşünü etkileyen beklenmedik bir oluşum meydana geldiğinde bu referans noktası helikopteri kontrol edebilmek ve anormal durumdan kurtarmak için tek referans noktası olacaktır. Alet uçuş şartlarına girildiğinde uygulanacak iki manevra opsiyonu bulunmaktadır. Eğer yerden yeteri kadar irtifada bulunuluyor ise azami güç tatbik edilerek görüşü engelleyen toz/kar oluşumun dışına çıkılır. İrtifa alçak ise kollektif aşağı doğru bastırılarak yere kadar yaklaşma yapılır. Yere temas esnasında dinamik devrilmeye karşı hazırlıklı olunmalıdır. Bu yaklaşma tekniği esnasında beceriden ziyade iyi bir muhakeme yeteneği çok daha önemlidir ve pilot oluşabilecek anormal durumlardan helikopteri kurtarmak maksadıyla dikkatli olmalıdır.

Resirkülasyon

Yer Tesiri Dışında Havır Performansı Neden Önemlidir?

Helikopter performansı hesaplamaları aslında helikopterin havır yapıp yapamadığı üzerine odaklanmıştır. Helikopterin havada sabit bir şekilde durması bütün uçuş rejimlerine oranla daha fazla güç gerektirmektedir. Engelleri göz ardı ettiğimizde, bir helikopter havır yapabiliyor ise, özellikle geçiş kaldırıcı kuvvetin de yardımı ile kalkış yapabilir. Performans hesaplamaları yapılırken havır kartları ‘Yer tesiri içinde/Yer tesiri dışında (IGE/OGE) olarak değişik gros ağırlık, irtifa, hava sıcaklığı ve güç faktörlerini içeren bir şekilde pilotların kullanımına sunulurlar. IGE havır tavanı genellikle OGE havır tavanından daha yüksek bir irtifadır. Bunun nedeni yer tesiri ile eklenen ilave kaldırıcı kuvvettir. Pilot bilmediği, ilk defa iniş yapacağı ve emniyetli olduğu teyit edilmemiş iniş yerlerine iniş yapacak ise, performans hesaplamalarını yaparken daima yer tesiri dışında havır kartlarını kullanmalıdır. Yoğunluk irtifası arttıkça helikopterin sabit havır pozisyonunda durabilmesi için daha fazla güç gerekecektir. Belirli bir zamanda gereken güç mevcut güce eşittir. Bu havır tavanının mevcut şartlara bağlı olduğu anlamına gelmektedir. Yakıt sarfiyatı ve yükün azalması gros ağırlığı değiştirecek, bu da havır tavanının değişmesine neden olacaktır. Gros ağırlık ne kadar fazla ise havır tavanı o kadar düşük olacaktır. Gros ağırlık azaldıkça havır tavanı yükselecektir. Karttaki örneğe bakıldığında iniş yerindeki basınç irtifası 9000 feet ve gros ağırlık 1200 pounddur. Hava sıcaklığı ise +15 °C’dir. 9000 feet irtifadan karta girilerek (A Noktası) +15 °C hava sıcaklığı eğrisine ulaşılır (B Noktası). Kesişim noktasından aşağı doğru inilerek yer tesiri dışında havır yapabilmek için gros ağırlığın yaklaşık olarak 1.130 pound olduğu görülür (C Noktası). İniş yerindeki toplam gros ağırlık 1200 pound olduğundan helikopterin bu noktaya iniş yapması mümkün değildir. Ya yük azaltılmalı ya da diğer bir iniş yeri seçilmelidir.

   ,

Pilotlar bütün uçuşları boyunca gros ağırlık ve havır tavanlarını bilmek zorundadırlar. Kalkış noktasında belirli bir gros ağırlık ile havır yapabilmek iniş noktasında da helikopterin aynı performansı göstereceği anlamına gelmez. İniş yerinde yüksek irtifa, hava sıcaklığı veya kısmi nem nedeniyle daha yüksek yoğunluk irtifası varsa havır yapabilmek için daha fazla güce ihtiyaç duyulacaktır.

 
Emniyetli uçuşlar dilerim.

Havacılık doğası gereği tehlikeli değildir. Fakat dikkatsizlik, yetersizlik ve ihmali denizden çok daha şiddetli bir şekilde ve acımasızca affetmez.

Ercan Caner, BİTES Savunma, Havacılık ve Uzay Teknolojileri Firmasında ATAK Taarruz Helikopteri Bilgisayar Tabanlı Eğitim ve Sanal Bakım Eğiticisi projelerinin yöneticisi ve iş geliştirme uzmanı olarak çalışmaktadır. Türkiye Hava Sahası Yönetimi alanında doktora tez çalışmalarını sürdürmektedir. İnsansız Hava Araçları (2014) ve Taarruz Helikopterleri (2015) konulu makaleleri yayımlanmıştır. TSK, BM ve NATO deneyimlerine sahiptir.