Kanat Profili
Kanat profilli kesite sahip nesnenin akışkan içinde hareket etmesi ile aerodinamik kuvvetler elde edilir. Bu kuvvetler, akışkan içinde hareket eden nesnenin hareket yönüne paralel ve hareket yönüne dik olarak etki eder. Akış hızına dik olan kuvvet kaldırma kuvvetidir. Havada hareket halinde olan uçaklara; sürüklenme, kaldırma ve itme kuvveti etki eder. Ağırlık etkisine rağmen bir aerodinamik kuvvet değildir.
Kanat profilleri geometreleri değiştirilerek farklı akış hızlarında, farklı kaldırma kuvveti elde edebilmek için kullanılır.
Kamburluk hattı, kanat profilinin alt ve üst yüzeyleri arasındaki orta noktaları birleştiren hatttır.
Kanat profilinin ön tarafında bulunan ve akışkanı ilk karşılayan uç kısım "hücum kenarı"dır. Hücum kenarı ses altı hız değerlerinde yuvarlatılmış şekilde iken ses üstü hız değerlerinde daha ince olmakla beraber keskin bir geometreye sahiptir.
Kanat profilinin arka tarafında bulunan, akan havanın kanadı terk ettiği kısım "firar kenarı"dır. Keskin bir kenar olarak tasarlanır.
Veter çizgisi, kanat profilinin hücum ile firar kenarlarından geçen doğrudur. Uzunluğu ise iki kenar arası uzaklıktır. Veter çizgisinin bir kısmı kanat dışında bulunabilir. Ortalama veter, tasarım ve analiz açısından önem taşır ve aerodinamik merkezi üzerinde bulundurur.
Hücum açısı akış çizgisi ile veter çizgisi arasındaki açıdır. Kaldırma kuvveti için hücum açısı önemli bir değerdir. Hücum açıları sınırlı değerlerdir ve 15 ila 20 dereceden küçük olması beklenir. Açı değeri arttıkça kaldırma kuvveti de artar. Bu orantı, akış çizgilerinin kanat profilinden ayrılma bölgesine kadar devam eder. Bununla birlikte sürükleme de artar. Genelde kanat profillleri kaldırma kuvveti oluşturmak için pozitif hücum açısına ihtiyaç duyarlar. Kamburlu kanat profilleri 0 hücum açısında da kaldırma kuvveti üretebilir.
Belirlenen krtitik hücum açısının geçilmesi sonucu ortaya çıkan "stall" akışkan içerisinde hareket eden nesneye etkiyen kaldırma kuvvetinin, azalması veya yok olması sonucu cismin akışkan içerisinde tutunamamasıdır. Hava taşıtları için bu durum süratten bağımsız olarak kritik hücum açısının geçilmesi ile ortaya çıkar. Kaldırma kuvvetinin sürekliliği için hız düştükçe hücum açısı artmalıdır. Kritik hücum açı değerinin aşılması ile ortaya çıkan "stall" da genelde düşük hızlarda oluşur. Birçok kanat profilinin kritik hücum açısı 15 derece iken farklı uygulamalar için oluşturulan tasarımlar ile bu değer daha büyük olabilmektedir.
Bernoulli prensibine göre sürtünmesiz bir akış boyunca hızda gerçekleşecek artış basınçta azalmaya neden olur.
Kanadın üst kısmı kambur olarak tasarlanır. Böylelikle akışkan, kanadın kambur olan üst kısmında alt kısmına göre daha fazla yol alacaktır. Akışkanın ayrılma ve daha sonra birleşme durumu da göz önünde bulundurulduğunda; üstteki akışkan daha hızlı hareket eder. Prensibe göre hızı artan akışkanın statik basıncının düşmesi ile nesnenin birbirine zıt iki yönünde hava basınç farkı oluşmaktadır. Bu durum da aerodinamik bir kuvvet etkisi oluşturur.
Bu etki göz önünde bulundurularak, kanat profili uygun geometri değişimleri ile otomobil vb. araçlarda bastırma kuvveti olarak da kullanılır. Bu sayede lastikler üzerinde dikey kuvvet artacak, yola tutunma iyileşecek, araç dönüşleri daha hızlı geçebilecektir.
Sabit kanatlı hava aracı; kanat yapısı ve ileri doğru hareketi sonucu akışkan hızının etkisiyle kaldırma kuvveti üreten, sabit kanada sahip hava araçlarıdır.
Döner kanatlı hava aracı; dikey bir şafta bağlı olarak dönen kanatların etkisi ile kaldırma kuvveti üreten hava araçlarıdır. Elbette bu hava araçları için de kanat yapısı önemlidir.
Kanat profili, hava araçları için benzer boyuttaki düz plakalara kıyasla daha az sürükleme kuvveti ile daha çok kaldırma kuvveti üretmeyi amaçlamaktadır.
