Bir mühendise "Mükemmel uçak malzemesi nedir?" diye sorarsanız size şu cevabı verir: "Hava kadar hafif, elmas kadar sert olsun." Fizik kuralları buna tam izin vermese de, insanoğlunun bu tanıma en çok yaklaştığı malzeme Karbon Fiber Takviyeli Polimerlerdir (CFRP). Modern savaş uçaklarının gövde ağırlığının %40 ile %50'si artık metallerden değil, bu gelişmiş kompozitlerden oluşuyor. Peki, neden yüz yıllık güvenilir alüminyumu terk edip, kumaş gibi dokunan bu siyah ipliklere güveniyoruz?
CFRP, aslında iki farklı malzemenin birleşimidir:
Karbon Fiber (Takviye): Saç telinden çok daha ince, saf karbon atomlarından oluşan ipliklerdir. İnanılmaz bir çekme dayanımına sahiptirler. Yükü bu iplikler taşır.
Polimer Matris (Reçine): Genellikle Epoksi reçinesidir. İplikleri bir arada tutar, onlara şekil verir ve dış darbelerden korur.
Bu ikisi birleştiğinde, çelikten 5 kat daha hafif ama ondan daha dayanıklı bir malzeme ortaya çıkar.
Savaş uçağı tasarımında en büyük düşman yerçekimidir.
Ağırlık Tasarrufu: CFRP kullanımı, uçağın toplam ağırlığını metal bir uçağa göre %20-%30 oranında azaltır.
Fayda: Daha hafif uçak demek; daha fazla yakıt, daha fazla mühimmat ve daha uzun menzil demektir. Bir F-16'nın taşıdığı bombayı daha uzağa götürebilmesinin sırrı, hafifleyen gövde yapısıdır.
Hayalet uçakların (F-22, F-35, MMU KAAN) radara yakalanmamasının iki sırrı vardır: Geometri ve Malzeme.
Yansıtmama: Metaller radar dalgalarını ayna gibi geri yansıtır. Karbon fiber kompozitler ise (özel katkı maddeleriyle) radar dalgalarını kısmen emebilir veya sönümleyebilir.
Pürüzsüz Yüzey: Metaller perçinlerle birleştirilir ve bu perçin başları radarda parlar. CFRP parçalar ise tek parça (monoblok) olarak devasa fırınlarda (Otoklav) pişirilir. Pürüzsüz, ek yeri olmayan kanatlar ve gövdeler, radarda "görünmezlik" sağlar.
Metal uçakların en büyük sorunu "Metal Yorgunluğu"dur. Sürekli titreşim ve basınç değişimi, metalde gözle görülmeyen çatlaklar oluşturur.
Sonsuz Ömür: Karbon fiberler yorulmaz. Bir kompozit kanat, milyonlarca kez esnese bile metal gibi çatlamaz.
Paslanmaz: Uçak gemilerindeki tuzlu su ortamı alüminyumu çürütürken, CFRP korozyona tamamen dirençlidir. Bakım maliyetlerini ciddi oranda düşürür.
Savaş uçakları ses hızını aştığında (süpersonik) veya ani manevra yaptığında kanatlar bükülür. Buna "Aerolastisite" denir.
Yönlendirilmiş Güç: Metal her yöne aynı direnci gösterir (izotropik). Ancak Karbon fiberde, iplikleri istediğiniz yöne döşeyebilirsiniz. Kanadın bükülmesini istediğiniz yerde esnek, kırılmaması gereken yerde sert yapabilirsiniz. Bu, mühendislere metalle yapamayacakları bir tasarım özgürlüğü verir.
Her güzelin bir kusuru vardır.
Darbe Hassasiyeti: CFRP, mermi deliklerine veya kuş çarpmalarına karşı metal kadar "ezilerek" tepki vermez; bazen katmanlarına ayrılarak (delaminasyon) içten hasar görür. Dışarıdan sağlam görünse de içi hasarlı olabilir. Bu yüzden ultrasonik tarama gerektirir.
Maliyet: Karbon fiber üretimi ve otoklav süreci, alüminyum levhayı bükmekten çok daha pahalıdır.
Türkiye'nin gururu Milli Muharip Uçak (KAAN) ve insansız savaş uçağı KIZILELMA, gökyüzündeki hakimiyetlerini büyük oranda gövdelerindeki bu siyah malzemeye borçludur. Karbon Fiber Takviyeli Polimerler, sadece bir malzeme değil, havacılığı "ağırlık prangasından" kurtaran stratejik bir teknolojidir. Geleceğin uçakları daha hafif, daha görünmez ve daha ölümcül olacaksa, bunun sebebi karbon atomlarının o muazzam bağıdır.
