Genel Havacılık Dersi 7. Ünite Sorularla Öğrenelim

Gürültü, içerisinde yararlı bilgiler bulunmayan veya başka bir tanımla, duymak istemediğimiz seslere verdiğimiz isimdir. Açık kalan bir musluktan damlayan suyun, bir matkabın çalışırken çıkardığı ses veya bir jet motorunun meydana getirdiği seslerin tamamı gürültü olarak nitelendirilebilir. Dikkat edilirse; bir sesi gürültü olarak algılamak, ses kaynağının şiddetinin yanı sıra verdiği rahatsızlıkla da bağıntılıdır.

Uçakların gürültüleri ile ilgili gittikçe sıkılaşan, limitleri daha aşağılara çekilen çeşitli kı- sıtlamalar getirilmiştir. Hangi uçakların bu kısıtlamalara uyduğu ile ilgili olarak ‘kademe’ şeklinde bir teknik tanımlama kullanılmaktadır. Genel havacılık uçakları için bu kademeler aşağıdaki gibi tanımlanmıştır:

• 1. kademe uçaklar: Herhangi bir gürültü limitine dahil olmayan eski uçaklar,
• 2. kademe uçaklar: 1969’da yürürlüğe giren ilk gürültü limitlerine uyan uçaklar,
• 3. kademe uçaklar: 1977’de yürürlüğe giren gürültü limitine uyan uçaklar (Bu uçaklardan jet motorlu olanlar için ilk üretim tarihi 1977 ile 2006 arasında, perva- neli olanlar için üretim tarihleri ise 1985 ile 2006 arasında olanlar kapsam dahilinde bulunmaktadır.),

• 4. kademe uçaklar: İlk üretim tarihi 2006 yılı sonrası olan uçaklar.

İçerisinde yanmanın meydana geldiği her türlü makine veya motorda, kullanılan yakıta bağlı olarak bir takım kirleticiler meydana gelmektedir. Genel anlamda emisyon olarak tanımlanan bu kirleticilerden bazıları, yanma işleminin doğası gereği kaçınılmaz olarak üretilmektedir. Bunlara örnek olarak karbondioksit (CO2) ve su buharını (H2O) verebili- riz. Bazı emisyon türleri ise kullanılan yanma teknolojisine bağlı olarak değişen oranlarda üretilmektedir. Örnek olarak karbonmonoksit veya azotoksitlerin (azotdioksit veya azot- monoksit) verilebileceği bu ikinci grup emisyonların miktarı, kullanılan teknolojiye bağlı olarak az ya da çok olabilmektedir.

Günümüzde motorlarda kullanılan yakıtların büyük bir oranı petrol kaynaklı yakıtlardan (fosil yakıtlar) sağlanmaktadır. Bu yakıtların temel özellikleri, kimyasal yapılarının büyük bir oranının karbon ve hidrojenden oluşmasıdır. Dolayısıyla içerisinde bu atomların bulunduğu bir yakıt, oksijen ile yakıldığında, ürünler hanesinde iki temel molekülün ortaya çıkması beklenir. Bu moleküller, kaçınılmaz olarak elde edilen karbondioksit ve su buharıdır.

Karbondioksit, günümüzde en çok bilinen emisyon türüdür. Küresel ısınmaya önemli etkisi nedeniyle en önemli sera gazı olarak da tanımlanan karbondioksit, petrol kaynaklı tüm yakıtların yanması ile ortaya çıkan bir numaralı emisyon olarak düşünülebilir. Yanma  esnasında yakıtın içerisindeki hidrojen ise oksijen ile birleşerek su buharı adı verilen gazı oluşturur. Bu gazın etkisi atmosferin hangi yüksekliğinde üretiliyor oluşuna göre değişmekle birlikte, sera gazı etkisi ve bunun yanında yapay sirius bulut oluşumu gibi etkilerinden söz etmek mümkündür.

İkinci grup emisyonlarda ise karbonmonoksit, azotoksit, yanmamış hidrokarbonlar, sülfürdioksit gibi gazlardan bahsedebiliriz. Bu emisyonların miktarı ise motor türüne, yakıt tipine ve yanma işleminin gerçekleştiği yanma odası tipine göre değişir. Karbonmonoksit gazı zehirli bir gaz olup renksiz ve kokusuzdur. Solunduğunda baş dönmesi, baş ağrısı, mide bulantısı ve kusma gibi etkilerin yanı sıra bilinç kaybı ve uzun süre maruz kalındığında kalp krizi ve en sonunda da ölüm ile sonuçlanır.

Çoğunlukla tam olmayan yanma işlemlerinde ortaya çıkarlar. Bu durum motorlarda özellikle ilk çalıştırma ve düşük devirlerde çalışma esnasında gözlenmekte olup, bu iki emisyon türünün en yüksek miktarda oluştuğu motor fazları, rölanti fazları olarak ifade edilebilir.

Karbonmonoksit gibi yanmamış hidrokarbonlar da motorların düşük devirlerinde yüksek miktarlarda ortaya çıkmakta olup, kullanılan yakıta bağlı olarak yüzlerce farklı bileşikte bulunabilmektedir. Bu bileşiklerin sağlık etkileri ile ilgili çok sayıda çalışma bulunmamasına rağmen genel olarak bu emisyonlara uzun süreli maruz kalan kişilerde ciddi organik rahatsızlıklar, kanser ve erken ölümlere yol açabilecek problemlerin görülebileceği ifade edilmektedir.

Uçak motorunun hem düşük hem de yüksek güçte çalışması esnasında bir takım emisyonların yüksek miktarda oluştuğu durumlar ortaya çıkmaktadır. Örneğin, motorların rölanti durumunda oldukça yüksek miktarlarda kar- bonmonoksit ve yanmamış hidrokarbonların emisyonu söz konusu iken, motor gücünün artması ile bu emisyonlar azalmakta, ancak bu defa da azotoksitlerin miktarında ciddi bir artış gözlenmektedir. Bu durumun en önemli nedeni motorlarda meydana gelen yanma işlemidir.

Genellikle bütün motorlarda düşük güçlerde yanma verimi görece daha düşük olup, bu da yukarıda belirtildiği gibi karbonmonoksit ve hidrokarbon emisyonlarının yüksek miktarlarda oluşmasına neden olmaktadır. Motor devri veya gücü arttıkça yanma verimi yükseleceğinden, daha önce oluşan karbonmonoksit ve hidrokarbonlar, karbondioksit ve su buharına dönüşebilmekte ve bu sayede bu gazların emisyon miktarlarında azalmalar söz konusu olmaktadır.

Ancak bu seferde, yanma sıcaklığının artmasından dolayı, normalde yanma reaksiyonuna girdiği gibi çıkan azot, artık yüksek yanma sıcaklığından dolayı oksijen atomları ile reaksiyona girerek azotoksitleri meydana getirmektedir.

Uçak emisyonlarının denetlenmesinde ICAO sistemini anlatınız.

Günümüzde uçak emisyonlarının denetlenmesi ICAO tarafından yapılmaktadır. Bu denetleme işlemleri yalnızca büyük uçaklar içindir ve bu uçaklarda kullanılan motorların ilk modelinin üretilmesi esnasında yapılan emisyon testleri çerçevesinden dışarı çıkma- maktadır. Dolayısıyla genel havacılık türü uçaklar için halihazırda küresel bir denetleme mekanizmasından söz edilememektedir.

Uçak emisyonlarının denetlenmesinde FOCA sistemini anlatınız. 

İsviçre Havacılık Otoritesi - FOCA uçak emisyonlarını denetleyen bir kurumdur. Bu kurum, kategori ve büyüklük fark etmeksizin tüm uçakların emisyonlarını takip etmekte ve denetlemektedir. Bu noktada bu kurum tarafından yapılan yeni çalışmalardan bir tanesinden söz edilmesi uygun olacaktır.

FOCA tarafından yürütülen bir çalışmada (FOCA, 2007), ülkede mevcut faaliyet gös- teren pistonlu motorlu uçaklara ait geniş çerçevede bir emisyon performans değerlen- dirilmesi yapılmıştır. Bu çalışmanın önemli bir özelliği, bu değerlendirmenin mümkün olduğunca düşük maliyetli bir emisyon ölçüm sistemi vasıtasıyla gerçekleştirilmiş olma- sıdır. Kurulan bu sistem sayesinde pistonlu motorlu uçaklar için emisyon hesaplama me- todolojisi geliştirilmiş, genel pilotaj tekniklerinin pistonlu motorlarda yanma ve bundan kaynaklanan emisyonlar üzerindeki etkileri incelenmiş, yeni pilotaj teknikleri, yeni mo- torlar, diğer teknolojik gelişmeler ve daha temiz yakıt kullanımı gibi stratejiler ışığında emisyonların ne ölçüde azaltılabileceği konularında analizler gerçekleştirilmiştir. Yürütü- len tüm bu analiz ve çalışmalar sonunda 2007’de yayınlanan rapor kapsamında uçaklar- dan kaynaklanan emisyonların envanter çalışmalarında daha kapsamlı (genel havacılık kategorisindeki piston motorlu uçakların da dahil edilmesi ile) veriler elde edilmiş, piston motorlu uçakların çevresel etkileri belirlenmiş, pistonlu motorlu uçakların emisyonları- nın azaltılması konusunda teknikler önerilmiş ve emisyonların azaltılması için pilotaj eği- timinde yapılması mümkün değişiklikler ortaya atılmıştır.

Genel havacılık uçaklarının emisyon ölçümlerine ait yapılan sınırlı sayıdaki araştırma verilerini tartışınız. 

Genel havacılık uçaklarının emisyon ölçümlerine ait yapılan sınırlı sayıdaki diğer çalışmalara bakıldığında, bu çalışmalarda genellikle diğer büyük uçaklar için uygulanan metotların takip edildiği görülmektedir. Bu anlamda, bir havaalanında faaliyet gösteren uçakların emisyonları belirlenirken uçakların havaalanı çevresindeki faaliyetleri dikkate alınmaktadır. Bu faaliyetler teknik olarak uçağın iniş ve kalkış esnasındaki uçuş fazlarını içermekte olup, iniş kalkış çevrimi olarak tanımlanmaktadır. Bu çevrim kapsamında dört temel faz bulunmaktadır. Bunlar, taksi, kalkış, tırmanış ve alçalış şeklinde isimlendirilmiş- tir. Bazı detaylı çalışmalarda, bu fazlardan taksi fazı, kalkış ve iniş yapılan meydanlardaki taksi fazını ayrıca belirtmek üzere ayrı ayrı gösterilebilmektedir. İniş kalkış çevriminin bir önemli noktası ise uçuş faaliyetlerinin standart olarak 3000 ft (yaklaşık 1000 m) irtifanın  altındaki bölümlerini dikkate almasıdır. Ancak, uçaklar uçulacak mesafeye de bağlı olarak büyük ölçüde aslında bu irtifanın üzerinde faaliyet gösterir. Dolayısıyla gerçekçi emisyon çalışmalarında iniş kalkış fazlarının yanı sıra 3000 ft irtifa üzerinde gerçekleşen uçuş ko- numları da dikkate alınmalıdır.

Kurşun insan sağlığına farklı yollar ile etki etmektedir. Bunlar arasında sinir sistemi, kırmızı kan hücreleri, kardiyovasküler ve bağışıklık sistemleri sayılabilmektedir. Bebekler ve çocukların ise özellikle düşük seviyede kurşuna bile hassas oldukları, bunun da davranışsal ve öğrenme problemleri ile düşük IQ’ya yol açabileceği saptanmıştır.

Emisyonları Azaltma Stratejilerinden bahsediniz?

Genel havacılık uçaklarının emisyon etkilerinin azaltılması için günümüzde uygulanan çeşitli stratejiler bulunmaktadır. Bu stratejilerin önemli bir bölümü üreticilerin gelişen teknolojinin imkanlarını kullanarak daha temiz motorlar imal etmesidir. Bununla birlikte şurası bir gerçektir ki, günümüzde motorların bu şekilde daha çevreci olarak imal edil- melerinin altında yatan önemli bir neden, yakıt ekonomisinin sağlanmasıdır. Zira daha çevreci motor aslında daha az yakıt tüketen motordur. Söz yakıtlardan açılmışken, son yıllarda alternatif yakıt kullanımı ilgi gören bir araştırma alanı olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu yakıtlardan “biodizel” adı verilen yakıt türü ile ilgili çok sayıda test uçuşu yapıldığı söylenebilir. Örneğin, genel havacılık uçaklarından Bombardier Q400 tipi iki motorlu bir uçak üzerinde 2012’de yapılan bir test uçuşu ile normal uçak yakıtına %50 oranında bio- dizel eklenmiş ve bu şekilde çeşitli testler gerçekleştirilmiştir. Bu test uçuşları esnasında, uçuş esnasında motor kapatıp yeniden çalıştırma prosedürleri dahil olmak üzere birçok acil durum senaryoları çalışılmış ve biodizelin bu testlerde başarılı olduğu kaydedilmiştir. Bu örnekten de anlaşılacağı üzere, yakın bir gelecekte özellikle petrol kaynaklı yakıtların azalması ve alternatif yakıtların yaygınlaşması sonucunda çeşitli hava araçlarında bu ya- kıtların kullanımını görmemiz mümkün olabilecektir.

Daha çevreci uçuşlar için üzerinde çalışılan diğer konular arasında, optimize edilmiş bir hava trafik sistemi ile uçak ve motor yapısında daha hafif ve daha dayanıklı yeni malze- melerin kullanılması sayılabilmektedir. Özellikle her yıl düzenli bir şekilde artış gösteren hava trafiği, çeşitli emniyet tedbirlerinin de etkisi ile (uçaklar arasındaki minimum yatay ve dikey mesafelerin korunması gibi), bazı yoğun havaalanlarında sıkışıklık yaratmakta, bu da uçakların havada kalma sürelerinin olumsuz bir yönde etkilemektedir. Yakıt tüke- timi ve çevresel etkiler açısından da negatif etkisi olan bu durum, daha iyi bir hava trafik yönetim sisteminin geliştirilmesi gerekliliğini ortaya koymaktadır.

Son yıllarda alternatif yakıt kullanımı ilgi gören bir araştırma alanı olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu yakıtlardan “biodizel” adı verilen yakıt türü ile ilgili çok sayıda test uçuşu yapıldığı söylenebilir.

Örneğin, genel havacılık uçaklarından Bombardier Q400 tipi iki motorlu bir uçak üzerinde 2012’de yapılan bir test uçuşu ile normal uçak yakıtına %50 oranında bio- dizel eklenmiş ve bu şekilde çeşitli testler gerçekleştirilmiştir.

Bu test uçuşları esnasında, uçuş esnasında motor kapatıp yeniden çalıştırma prosedürleri dahil olmak üzere birçok acil durum senaryoları çalışılmış ve biodizelin bu testlerde başarılı olduğu kaydedilmiştir. Bu örnekten de anlaşılacağı üzere, yakın bir gelecekte özellikle petrol kaynaklı yakıtların azalması ve alternatif yakıtların yaygınlaşması sonucunda çeşitli hava araçlarında bu yakıtların kullanımını görmemiz mümkün olabilecektir.

İlk motorlu uçuşun gerçekleştirildiği 1903 yılından itibaren havacılıkta meydana gelen teknik gelişmeler, havacılığın tüm dünyada yaygınlaşarak çok önemli bir ulaşım aracı haline gelmesine neden olmuştur. Bu- nunla birlikte hava araçlarından kaynaklanan ve göz ardı edilmesi mümkün olmayan önemli çevresel et- kiler söz konusudur. Bu etkiler, gürültü ve emisyonlar şeklinde iki ana başlık altında sınıflandırılmaktadır. Gürültü, doğrudan algılanması nedeniyle havacılı- ğın en çok bilinen çevresel etkisi olup tüm dünyada hava araçlarından kaynaklanan gürültünün en aza in- dirilmesi konusunda ciddi çalışmalar yapılmaktadır.

Havacılığın diğer çevresel etkisi olan emisyonlar ise gürültüye göre daha az bilinmekte olsa da bu konuda da gerek uluslararası havacılık otoriteleri, gerekse de uçak ve motor üreticileri tarafından titizlikle yürütülen çalışmalar devam etmektedir. Bu ünitede bu iki etki hakkında bilgiler verilerek, genel havacılık türü uçakların gürültü ve emisyon etkileri hakkında açıklamalar yapılmıştır.

3. kademe uçaklar:

1977’de yürürlüğe giren gürültü limitine uyan uçaklar (Bu uçaklardan jet motorlu olanlar için ilk üretim tarihi 1977 ile 2006 arasında, pervaneli olanlar için üretim tarihleri ise 1985 ile 2006 arasında olanlar kapsam dahilinde bulunmaktadır.)

Havaalanının gürültü ölçümleri, on adet gürültü ölçüm istasyonu vasıtasıyla yapıl- maktadır. Bu istasyonların ölçümleri sonucunda gürültü limitlerinin aşıldığı anlaşılan durumlarda kademeli şekilde yapılandırılan yaptırımlar uygulanmaktadır. Buna göre, bir veya birden fazla istasyonda gürültü limitinin ilk kez aşılması durumunda Yönetmelik gereğince uçağın sahibi, havayolu şirketi ve uçağın kendisi (kuyruk numarası) adına bir uyarı bülteni oluşturulur. Bu uyarı, oluşturulduğu tarih itibariyle üç yıl boyunca efektif olarak kayıtlarda görünür. Üç yıl içerisinde en fazla üç aşırı gürültü uyarısı daha aldığında uçak, havayolu ve uçağın sahibi üç yıl boyunca bu havaalanını kullanamaz. Eğer bu süre boyunca herhangi bir uyarı alınmazsa ilgili uçağa ait uyarı kaydı ortadan kalkar.

Bir uçağın belli başlı gürültü kaynakları, jet motorlu uçaklarda motor egzozundan çı- kan gazlar ve motordaki dönen parçalar iken pervaneli uçaklarda pervanenin kendisi ve benzer şekilde dönen parçalar şeklinde yazılabilir. Jet motorlarında çok yüksek hızlarda dışarı atılan sıcak egzoz gazları en büyük gürültü kaynağını oluşturur. Bunun yanında; fan, kompresör ve türbin gibi dönen parçalar da önemli miktarda gürültü meydana ge- tirir. Pervaneli uçaklarda ise, pervanenin yüksek devirlerde dönüşü, özellikle pervane ucunun açısal hızının ses hızına yakın değerlerde olması, pervane sayısı ve bunun gibi faktörler, gürültü seviyesi üzerinde etkili olmaktadır. Bu tip motorlarda bulunan komp- resör ve türbinler ise yine toplam gürültüye katkı sağlamaktadır. Ayrıca, doğal olarak motor sayısı fazla olan uçakların daha fazla gürültüye neden olacakları da söylenebilir. Motorların yanı sıra uçakların gövdeleri de önemli gürültü kaynaklarındandır. Ancak, gövde ile ilgili meydana gelen gürültüler, uçağın uçuşu esnasında etkili olacaktır. Gövdenin hava içerisindeki hareketi, kanat veya gövdedeki hareketli yüzeyler (flaplar, iniş takım kapakları vb.) gövde kaynaklı gürültüler olarak tanımlanabilir. Uçakların yukarıda sayılan gürültü kaynaklarının toplam gürültü içerisindeki oranları, uçağın kalkış veya geliş yapmasına göre değişebilmektedir. Örneğin, gövdenin meydana getirdiği gürültü- nün toplam içerisindeki oranı, geliş yapan bir uçak için kalkış yapan bir uçağa göre daha yüksek olabilmektedir.

Gürültünün insanlar üzerindeki zararlı etkileri, gürültünün şiddetine ve maruz kal- ma süresinin uzunluğuna bağlı olarak değişebilmektedir. Yukarıda bahsedilen şikayetler, gürültünün şiddet ve süresi arttıkça çok daha etkili olacak şekilde ortaya çıkmaktadır. Örneğin; zaman zaman şehir üzerinde uçan jet uçaklarının verdiği rahatsızlık, normal şehirde yaşayanları, o şehre ilk kez gelen bir bireye ve uçağı kullanan pilota göre farklı şekilde etkileyebilmektedir, ya da haftanın her günü bu gürültüye maruz kalan birinin haftanın yalnızca bir günü bu gürültüye maruz kalan birine göre duyacağı rahatsızlıklar ve olası geçici işitme kayıplarının ağırlığı çok daha aşırı bir şekilde gerçekleşebilir. Gürültü nedeniyle sürekli işitme kaybı bir gecede oluşmaz. Bu kayıplar zaman içerisinde, belki de fark edilmeden, gittikçe artan bir şekilde gerçekleşir. Yapılan çalışmalara göre, haftada üç saatten daha fazla bir süre uçuşta bulunan genel havacılık pilot ve mürettebatın ilerleyen yıllarda işitme kaybı yaşama olasılığı ciddi miktarda yüksek bulunmuştur.

Pilotlar açısında bakıldığında, motor gürültüsü ciddi bir rahatsızlık kaynağı olarak gö- rülmektedir. Özellikle yoğun veya uzun uçuşlarda, birçok pilot değişen seviyelerde duyma kayıpları yaşadıklarını, özellikle bu uçuşlar sonrasında yorgunluk hissettiklerini ifade etmektedir. Bunların yanı sıra, özellikle yüksek motor gücü gerektiren uçuş fazlarında (kalkış gibi) gürültü nedeniyle iletişimde zorluklar yaşandığı da sıklıkla dile getirilen problemlerdendir.

4. kademe uçaklar: İlk üretim tarihi 2006 yılı sonrası olan uçaklar.

Getirilen her yeni kademe, kendisinden önceki kademeye ilişkin yönergeleri hü- kümsüz kılmaktadır.

Günümüzde 3. ve 4. kademe uçaklar en az kısıtlamaya tabii olan uçaklardır.