Havacılık
Havacılık, Uçakların geliştirilmesini, çalıştırılmasını ve kullanımını konu alan bilim dalı. Havacılık, her şeyden önce, havadan ağır araçların uçuşuyla ilgilidir; ama havadan hafif araçların uçuşunu da içerir. Havadan hafif araçların uçuşu Mongolfier kardeşlerin sıcak havalı balonu ve Jacques Charles'ın hidrojen balonunu geliştirmeleriyle 1783'te başlamış, havadan ağır araçlarla havacılık Orville ve Wilbur Wright kardeşlerin Kitty Hawk (ABD) yakınlarında yaptıkları uçuşlarla 17 Aralık 1903'te doğmuştur.
Balon, daha 1794'te, Maubeuge savaşında havadan askerî gözlem aracı olarak kullanılmaya başlanmış, İtalya, 1911 'de Libya'da keşif amacıyla uçak kullanmış, Birinci Dünya Savaşı'nın ilk evrelerinde keşif uçaklarının yaptığı büyük katkılar, uçağa büyük bir askerî önem kazandırmış ve savaşta uçağın belirleyici bir işlev görme olasılığı, gerek askerî, gerek sivil havacılığın gelişmesini etkileyen teknoloji ilerlemelerine esin kaynağı olmuştur.
TİCARİ HAVACILIK
Ticari havacılık, yolcu taşıyan zeplin (zeppelin) havagemilerinin (güdümlü balonlar) kullanıma sokulmasıyla 1910'da Almanya'da başladı. 1910'dan 1914'e kadar bu havagemileri, Almanya'nın çeşitli kentleri arasında 35 000'i aşkın yolcu taşıdı. Birinci Dünya Savaşı'ndan hemen sonra, dünyanın her yanındaki havacılar, de Havilland D.H.4 gibi barış dönemine fazla gelen askerî uçaklarda bazı değişiklikler yaparak, ilkel hava ulaşımı girişimlerine koyuldular. Aircraft Transport and Travel Ltd'e bağlı bir D.H.4A, 25 Ağustos 1919'da bir yolcu ve biraz yükle Londra'dan Paris'e uçarak, dünyanın ilk uluslararası sivil havayolu hizmetini başlattı. 1930 yıllarına gelindiğinde, KLM (Hollanda), İmperial Airways (İngiltere) ve Pan American (ABD) gibi uluslararası taşıma şirketleri iyice oturmuş durumdaydı.
Charles A. Lindbergh'in 1927'de Atlas okyanusunu tek başına aşması da, havacılık tarihinde bir dönüm noktası oldu. O tarihten sonra ticari havacılık baş döndürücü bir hızla gelişti ve 1927'de dünyada toplam 18 679 kişi uçak yolculuğu yaparken, 1931'de bu sayı 385 000'e, 1990'daysa 1,1 milyar yolcuya yükseldi.
Birinci Dünya Savaşı'ndan sonra uçak teknolojisinde gerçekleştirilen ilerlemeler, 1920 yıllarının açık kokpitli (pilot kabini) çift kanatlı uçaklarından, 1920 yıllarının sonundaki ve 1930 yıllarının başlarındaki yüksek kanatlı, üç motorlu Fokkerve Ford Tri-Motor uçaklarına, sonunda da yalnızca yolcu taşımacılığıyla kâr edebilen ilk uçak olan DC-3'e geçişi sağladı. DC-3, bütünüyle metalden gergin kaplamalı gövde, radyal motor, içten kuşaklı kanatlar, toplanabilen iniş takımları ve eğimi ayarlanabilen pervane gibi özellikler taşıyordu.
Birinci Dünya Savaşı'ndan sonra Almanya, Atlas okyanusunun üstünden zeplinlerle okyanusaşırı yolcu uçuşlarını başlattıysa da, bu seferler yavaştı; kötü havada yapılamıyordu; pahalıydı ve tehlikeliydi. 1930 yıllarında ilk dört motorlu okyanusaşırı uçaklar ortaya çıktı. ABD Deniz Kuvvetleri'nin NC-4 adlı "uçan teknesi", Mayıs 1919'da Atlas okyanusunu (aşamalı olarak) uçarak geçen ilk "uçan tekne" oldu. Yirmi yıl sonra, 20 Mayıs 1919'da Pan American Havayolları, Boeing 314 Yankee Clipper'la Avrupa'ya ilk ticari hava seferlerini başlattı. Hindenburg zeplininin (1937) havada yanarak patlamasından sonra, okyanus aşırı uçuşlarda zeplinin yerini "uçan tekne" alarak, havagemileri dönemine son verdi. Ama bir süre sonra "uçan tekneler" de ortadan kalktı.
Dünyanın ilk büyük dört motorlu yolcu uçağı, 1938'de üretilen Boeing 307 oldu. Basınçlı kabinli olarak tasarımlanan, ilk büyük yükseltilere çıkabilecek uçak olan Boeign 307'den kısa süre sonra, 1942'de, savaş döneminin Douglas DC-4'ü hizmete kondu. DC-4'lerin geliştirilmesiyle, daha sonra basınçlı DC-6 ye DC-7 dizileri üretildi. Hava ulaşımında ABD'nin üstünlüğü İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra da sürdü: 1951'de, dünyadaki yolcu uçaklarının % 80'i ABD yapımıydı; bunların da % 56'sı Douglas şirketi tarafından üretilmişti. Bu arada, teknolojideki gelişmeler, uçakların tasarımını ve çalışmasını etkilemeyi sürdürdü.
Ingiltere de 1948'de ilk türbo-pervaneli yolcu uçağı Vickers-Armstrong Viscount yapıldı; onu bir yıl sonra ilk saf jet gaztürbinli yolcu uçağı de Havilland Comet izledi. Böylece, radyal motora bağlı kalmayı yeğ tutan ABD, jet yolcu uçakları geliştirme alanında İngiltere'nin gerisinde kaldı. Ama 1952'de Comet'in tarifeli seferlere başlamasıyla, ABD'de de jet uçağı geliştirme çalışmaları hızlandırıldı. 1950'de Boeing şirketi, jet tanker-taşıma uçağı geliştirme programını başlattı ve program sonucunda Boeing 707'nin kısa sürede yaygınlaşan geriye yatık kanat, kapsüllü motor düzenlemesi geliştirildi.
Atlas okyanusunun kuzey kesiminde çok geçmeden, jet uçakları ağır basan yolcu taşıma aracı oldu.
1958'de Atlas okyanusunu uçarak aşan yolcu sayısı 1 milyonu aştı. Pistonlu motorla çalışan uçakların sayısı azaldıkça, hizmetteki jet yolcu uçaklarının sayısı da hızla arttı. 1960 yıllarında sivil havacılık işletmelerinin hızla büyümeleri sonucunda, hava ulaşımı teknolojisinde iki yeni gelişme gerçekleştirildi: Geniş gövdeli süperjetler (jumbo) ve sesten hızlı uçaklar. İlk geniş gövdeli süperjet Boeing 747, 9 Şubat 1969'da uçtu. 1970'te hizmete konulan bu uçağı çok geçmeden başka süperjet tasarımları izledi. Ara çok geçmeden sesten hızlı uçakyapımı programları ABD'de çevre kaygıları ve ekonomik nedenlerle yürürlükten kaldırılırken, İngiliz-Fransız ortak yapımı sesten hızlı uçak Concorde 1976'da, Sovyet sesten hızlı uçağı Tupolev Tu 144 de 1977'de tarifeli seferlerine başladılar.
Yolcu taşımacılığının yanı sıra, yük taşımacılığında da önemli gelişmeler gerçekleştirilmiştir. Oto parçaları, kimyasal ürünler, ilaçlar, canlı hayvan gibi çok değerli mallar açısından, öbür ulaşım biçimlerinin yavaş kaldığı Kuzey Atlas okyanusu gibi ticaret yollarında, uçakla yük taşımacılığı özellikle kârlıdır. Yükler, yolcu uçaklarındaki özel hazırlanmış iç bölmelerde genellikle konteynerlerle taşınır. Bu arada yalnızca yük taşıyan havacılık şirketleri de vardır.
GENEL HAVACILIK
Genel havacılık terimi, ticari hava taşımacılığı dışında kalan bütün sivil havacılık etkinliklerini dile getirir. Bu alan, spor amaçlı uçuşları, iş amaçlı uçuşları, havadan ilaçlamayı ve daha pek çok çalışmayı içeren çok yönlü bir alandır. Genel havacılık uçakları, planörlerden, çok hafif uçaklardan ve hızı 240 km/sa olan iki kişilik, tek motorlu küçük eğitim uçaklarından, türbojet motorla ve karmaşık elektronik sistemlerle donatılmış 800 km/sa hızındaki iş amaçlı jet uçaklarına kadar geniş bir yelpazeye dağılır.
UÇAK YAPIMI
Havacılık tarihinde yapılan ilk uçak, öncü Otto Lilienthal'ın XIX. yy. sonlarında üretip, Avrupa'daki ve ABD'deki meraklılara sattığı Lilienthal Type 11 planörüydü. Birinci Dünya Savaşı öncesinde birçok uçak gerçek anlamda el yapımıydı; bunun nedenlerinden biri, uçakların yapısının ve donanımının karmaşık olmasıydı. Ama Birinci Dünya Savaşı'nın acil gereksinmeleri, o dönemin temelde ahşap ve telden oluşan uçakları için hızlı yapım tekniklerinin geliştirilmesine yol açtı. Şirketler, ahşap monokok ("tek kabuklu") gövde yapımına olanak veren teknikler geliştirdiler. Hugo Junkers'in (1859-1935) savaş döneminde Almanya'da yaptığı çalışmalardan yararlanan yapımcılar, 1920 yıllarında metal uçak yapımı teknikleri geliştirdiler. Claude Dornier (1884-1969), Adolf Rohrbach ve John Northrop, metal uçağın geliştirilmesine önemli katkılarda bulundular. Northrop'un metal monokok gövde ve çok bölmeli kanat yapımı üstünde yaptığı çalışmalar, daha sonraki gergin kaplamalı, bütünüyle metal uçakların çoğunun tasarımında kullanılan tekniklerin bazılarına öncülük etti.
İkinci Dünya Savaşı sırasında, seri üretim teknikleri ve öbür sanayilerden gelen destek, özellikle ABD'de askerî uçak üretiminin büyük bir hızla artmasını sağladı. Savaştan sonra, sesten hızlı ve sesötesi uçuş olanakları, yapımcıların karşılaştıkları yeni durumlar arasındaydı. Bir zamanlar uçuş alanındaki gelişmelerin sınırı olarak kabul edilen ses hızı (Mach 1), pilotluğunu Yzb. Charles E. Yeager'ın yaptığı roket motorlu deneysel Bell X-1 araştırma uçağı tarafından 14 Ekim 1947'de ilk kez aşıldı. Üretilen ilk sesötesi uçak, F-100 Süper Sabre jet savaş uçağı oldu.
1950 yıllarının başlarında havacılık-uzay sanayisi, uzun erimli güdümlü füzelerin geliştirilmesi çalışmalarına katıldı ve bu alanla ilgili teknolojiler (bilgisayar sistemleri, elektronik kontrol düzenekleri, yanma kimyası teknlojisi ve ileri yapısal teknoloji) hemen kilit önem kazandı. Söz konusu çok gelişmiş araç-gereçlere yapılan büyük yatırım, yeni uçak araştırma ve geliştirme süresini uzattı ve maliyetleri şişirdi: 1945'te bir savaş uçağının maliyeti yaklaşık 51 000 ABD dolarıyken, günümüzde bir savaş uçağı geliştirmenin maliyeti milyarlarca dolar düzeyine yükselmiştir; ulaştırma uçaklarının maliyeti de bununla orantılı olarak artmıştır.
HAVALİMANLARI
Havacılığa getirilen yasal düzenlemeler, havalimanlarında ve havayolu tesislerinde önemli gelişmelere yol açmıştır. İlk havalimanları çoğunlukla uzun çimenlikler ya da açık alanlardı; asfalt ve beton pistler genellikle daha sonra, 1930 yıllarında kullanıma sokuldu. Bu arada radyoyla seyir olanaklarının kullanımı da arttı. 1930 yıllarının ortalarında, havalimanlarında trafik kuleleri hizmete girdi.
İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra havalimanlarının sayısı çoğalır ve boyutları büyütülürken, 1950'de yaklaşan uçaklara uçuş rotası sinyalleri gönderen ilk VOR (VHF Omnidirectional Range) yayını hizmete kondu. Jet yolculuğunun büyük ölçüde gelişmesiyle hava trafik denetimi de gün geçtikçe gelişti.
Uluslararası hava trafiğinde Omega sistemi kullanılır; bu, sekiz küresel yayın noktasından sinyaller gönderen bir seyir sistemidir. Uçakta bulunan bilgisayarlar bu sinyalleri çözümleyerek uçağın durumunu hesaplar. Birleşmiş Milletler'e bağlı bir kuruluş olan Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü (İCAO), seyir donanımının ve uluslararası rotalarda hava trafiği işlemlerinin uyumlu hale getirilmesini kolaylaştırmaktadır.
HAVAYOLLARI
Dünyada yolcu ve yük taşımacılığıyla uğraşan yaklaşık 500 havayolu kuruluşu vardır. 1980 yılları sonu verileriyle en büyük tarifeli havayolu filosu (3 800'ü aşkın uçak) ABD'nindir ve yılda 400 milyonu aşkın yolcuyla, en çok yolcuyu taşımaktadır. Dünya ölçeğinde yayılmış havayolları şirketlerinin başlıcaları (5 kıtadan en az dördüne, on altı uçuş bölgesinden en az onuna sefer yapan şirketler) Delta Airline (ABD), Lufthansa (Almanya), Air France (Fransa), Sabena (Belçika), Swissair (İsviçre) Alitalia (İtalya), British Airways (İngiltere),KLM (Hollanda) ve Aeroflot'tur (Rusya). Türk Hava Yolları da, 1990 yılından sonra uçaklarını yenileyerek (Airbus'lar, vb.) ve sayılarını artırarak, hızlı bir gelişme dönemine gelmiştir.