İstanbul tekniK ÜNİversitesi  fen biLİmleri enstiTÜSÜ

1.2NACA 4-Dijitli Kanat Kesitleri

NACA ‘nın, istenilen amaca uygun kanat profilinin belirlenmesi amacıyla yaptığı ilk sistematik deneysel çalışması sonucu NACA 4 dijitli kesit ailesi türetilmiştir. Bu çalışmadan önce kullanılan kesitlerin hemen hepsi Göttingen ‘de yapılmış deneylerin sonucu oluşturulmuş kesitlerdir. Göttingen ‘de yapılan deneyler büyük Reynolds sayılarında yapılmamışlardır, ancak uyulmada kanat genişlikleri büyük olduğundan yüksek Reynolds sayıları oluşur. NACA, deneylerinde yüksek reynolds sayılarını da kullandığından gerçek uçuş şartlarına daha yakın bilgiler elde edilmiştir. Deneyler sonucunda ortaya NACA 4 serisi çıkmıştır; bu seri o zamana kadar yapılmış en sistematik, geniş ve deney koşulları gerçeğe en yakın seridir. Bu bakımdan bir ilktir [Eastman et all, 1933].

1.2.1Kalınlık Dağılımı

Kesitlerin maksimum kalınlıklarının dışında, kort boyunca kalınlıkların nasıl bir fonksiyona göre dağıldığı çok önemlidir. 1930 yılında NACA 4 dijitli kesitler türetildiği zaman daha önce sıklıkla kullanılan ve kendisini ispatlamış Göttingen 398 ve Clark Y kesitlerinin kalınlık dağılımları örnek alınmıştır. Bu kesitlerin sehimlerinin düzeltildiği ve NACA kesitleriyle aynı maksimum kalınlıklara getirildiğinde benzer geometrilerde oldukları görülür; yani bu kesitlerin kalınlık dağılımları çok benzedir [Eastman et all, 1933]. NACA 4-dijit kesitleri bu kesitlere benzer olarak seçilmiş ve sistematik olarak türetilmişlerdir. Kalınlık dağılımı aşağıdaki formül yardımıyla bulunabilir (2.2):

(2.2)

formüldeki maksimum kesit kalınlığının kort boyuna oranıdır.

Önder kenar yarıçapı (2.3) denklemiyle bulunur.

(2.3)

Kesit üzerindeki bir noktanın ordinatı kesitin kalınlık oranı ile doğru orantılıdır. Önder kenar da yine kesitin kalınlık oranının karesiyle orantılıdır. Yani kalınlık oranı kesitin karakteri üzerinde çok etkilidir.

1.2.2Ortalama Hattı

Ortalama hatları, iki yay yardımıyla belirlenmiştir. Yaylardan ilki önder kenardan başlar ortalama hattının ordinatının en yüksek olduğu yani ortalama hattının eğiminin sıfır olduğu ekstremum noktasında biter. Ortalama hattının devamını tanımlayan ikinci yay parçası ise bu ekstremum noktasından başlayıp takip kenarında yani kesitin son noktasında biter. Bu şekilde tanımlamak ortalama hattını maksimum ordinatın yerinden bağımsız ve sistematik bir şekilde ifade etmek için faydalı bir yoldur. Ortalama hattını ifade eden iki eğrinin denklemleri (2.4) ve (2.5)’de olduğu gibidir. Aşağıdaki denklemlerde kesitin üst ve alt yüzeylerinin bulunmasında bize gerekli olan ortalama hattının eğimini, yani kort ile yaptığı açıyı () veren denklemler de verilmiştir.

Maksimun ordinatın önünde (2.4)



Maksimum ordinatın arkasında (2.5)

(2.4) ve (2.5) nolu denklemlerde geçen maksimum ortalama hattının maksimum ordinatının kort boyuna oranıdır. İse maksimum ordinatın yerinin kort boyuna oranıdır, yani maksimum ordinatın bulunduğu noktanın apsisinin kort boyuna oranıdır.

1.2.3 Numaralandırma Sistemi

Dört dijitli NACA kesitleri, geometrilerine göre numaralandırılır. İlk dijit, ortalama hattının maksimum ordinatının kort boyuna oranının yüzde olarak değeridir. İkinci dijit, ortalama hattının maksimum ordinatının bulunduğu yerin önder kenara olan mesafesinin kort boyuna oranının onda olarak değeridir. Son iki dijit de kesitin, ortalama hattının azami kalınlığının, kort boyuna oranının yüzde olarak değeridir. Buna göre NACA 4412 kanat kesitinin ortalama hattının maksimum ordinatı kort boyunun %4 ‘ü kadardır. Bu nokta önder kenarından 0.4 kort boyu oranında bulunmaktadır ve bu noktadaki kanat kesitinin kalınlığı kort boyunun %12 ‘sidir.

İlk iki basamak ortalama hattının ifadesi için kullanılır; NACA 44 ortalama hattı gibi. Simetrik kesitlerde bu iki basamak “00” dır. Mesela NACA 0010, NACA 0008 kesitleri buna örnektir. Daha önce de bahsedildiği gibi bu değerin kalınlık dağılımına büyük etkisi vardır. Son iki rakam ise kesitin kalınlığı hakkında bilgi verir.

Numaralandırma sistemini parametrik olarak aşağıdaki gibi özetleyebiliriz:

NACA MNXY

• 
  M =
  
• 
  N =
  
• 
  XY =
  

1.2.4NACA 4 kesit ailesinin genel özellikleri

İlk NACA kesit ailesi olduğundan biraz ilkel bir seri olduğu söylenebilir, daha sonraki kesit ailelerinin ortaya çıkması için basamak oluşturmuştur. Ancak buna rağmen bazı durumlarda tercih edilmektedirler. Bu kesit ailesinin nispeten düşük kaldırma karakteristiği vardır, nispeten yüksek dirence sahiptir; bu anlamda yüksek kaldırma kuvveti istenen kesitlerde uygun değildir. Ancak değişik hücum açılarında kesitler üzerindeki basınç dağılımı fazla değişmez ve nispeten yüksek hücum açılarında çalışabilmektedir. Bu yüzden dümenlerde tercih edilebilmektedirler. Ayrıca genel havacılık uygulamalarında ve helikopter pervanelerinde kullanılabilmektedir. İlk zamanlarda rüzgâr türbinlerinde kullanılmışlardır.