Değerli okurlarımız, H-Mech’liler ve H-Mech’li olmak isteyen daha niceleri… Bu yazı dizimizin ilk bölümünde sizlerle 1 kavram hakkında konuşacak, sadece yıkılması ile ünlenen 1 köprüyü tanıyacak ve bütün bunlardan 1 ders çıkaracağız. Kavramımız aerolastik flutter, köprümüz Tacoma Narrow Köprüsü ve çıkaracağımız ders bilimin hatalar üstüne inşa edildiğidir. Pek çok kaynak ve fizik ders kitabında bu köprünün rezonans nedeniyle yıkıldığı ve bu olayın mekanik rezonansın gücünü kanıtladığı söylense de daha sonradan köprünün yıkımına sebep olan şeyin rezonans değil aeroelastik flutter olduğu ortaya çıktı. Bütün bunları söyledikten sonra, kemerlerinizi de taktıysanız artık başlamaya hazırız demektir.
Şimdi ilk olarak bu aeroelastik flutter nedir, ne değildir, yenir mi, karın doyurur mu? İlk başta aeroelastisite bir bilim dalıdır. Bu bilim dalı bir akışkanın akışına maruz bırakılan, bir akışkanın içinde hareket eden elastik katı cisimlere etki eden aerodinamik olsun ataletsel olsun yapısal olsun her türlü kuvveti ve bu kuvvetin birbirleriyle ilişkilerini inceler. Sizi bu detaylarla sıkmak istemiyorum. Bundan ötürü hızlıca geçerek aeroelastisiteyi de statik ve dinamik olarak ikiye ayırıp bizim ilgilendiğimiz flutterın dinamik aeroelastisitenin bir alt başlığı olduğunu söylemekle yetineceğim. Flutter dediğimiz şey ise akışkanın akışı sırasında akışkanın uyguladığı kuvvet nedeniyle elastik cisimde meydana gelen dinamik dengesizliktir diyebiliriz. Tartışmaya açık bir konu olsa da flutter aeroelastik fenomenler arasında en önemli olanı ve tahmin etmesi en zor olanıdır. Bununla beraber yazımızın sıkıcı kısmını geride bırakarak “ünlü” köprümüze göz atmaya geçebiliriz.
Tarihteki en ikonik köprü başarısızlıklarından birisi olan Tacoma Narrow Köprüsü 1940 yılında tamamlandığında George Washington ve Golden Gate Köprülerinden sonra dünyanın en büyük 3. Asma köprüsü ünvanını almıştı. Maalesef bu ünvanı pek fazla koruyamadı çünkü tamamlanmasından yalnızca 4 ay 7 gün sonra oldukça ilginç bir biçimde yıkılmıştır. Köprünün yapımından önce pek çok önemli mühendise danışılmıştır. Bu önemli mühendisler arasında Golden Gate köprüsünün baş mühendisi olan Joseph B. Strauss da vardı ki Golden Gate köprüsü aynı zamanda dünyada üzerinden atlanarak en çok intihar edilen köprü ünvanını da elinde bulundurmaktadır.
Köprünün uzunluğu 853 metre olmasına rağmen genişliği sadece 11.9 metre idi ve 6-7 km/saat rüzgarlarda bile şiddetli bir şekilde sallanıyordu. Bu nedenden ötürü halk arasında köprüye Hey Arnold! dizisindeki dinozor Gertie’ye ithafen “Galloping Gertie”, Dört nala koşan dinozor ismi verilmişti.
Peki tarihe geçen o günde tam olarak neler oldu? O 7 Kasım günü köprü 70 km/saat’lik bir rüzgara maruz kaldı. Bu rüzgar daha önce maruz kaldıklarından daha şiddetli ve daha istikrarlıydı. Bu rüzgarın etkisi altında yaklaşık 1 saat boyunca bir sağa bir sola bir yukarı bir aşağı hareket eden köprümüz flutter etkisinde kalmıştı. Peki flutter etkisi o zamanlar bilinmiyor muydu da önlemleri alınmadı? Aslında biliniyordu hatta dikkate alınmadığı zaman ortaya çıkabilecek sonuçların tehlikesi de biliniyordu. Tek sorun bu bilinen şeylerin uçaklar için geçerli olup Tacoma Narrow Köprüsü’ne kadar hiçbir köprüde bu kadar şiddetli bir flutter olayının gözlemlenmemesiydi. Flutter etkisi başladıktan sonra köprüyü destekleyen çelik halatlardan birisinin kopmasıyla köprünün yıkılması arasında duran son engel de kalkmış oldu. Ve yaklaşık bir saatlik hareketinin sonucunda henüz 4 ay 7 günlük olan körpe köprümüz serin sulara gömüldü. Şans eseri o sabah köprüden geçen oldukça az insan vardı. Bu felakette kaybedilen tek can o gün o köprüden geçen son kişi olan Leonard Coatsworth’ün köpeği Tubby idi.
Tacoma Narrow köprüsü yapımı açısından pek çok yönden hatalı bir köprüydü. Ucuz malzeme kullanımı, köprünün uzunluğuna rağmen oldukça dar olması gibi hataları vardı. Ancak yıkımına sebep olan en büyük hata köprüde rüzgar deliklerinin bulunmamasıydı. Rüzgar delikleri bulunmadığı için rüzgarı geçirmek yerine ona direniyordu. Bu da köprünün yıkımına sebep olan en büyük hataydı. Ama bütün bu hatalarına rağmen Tacoma Narrow Köprüsü’ne sadece bir başarısızlık olarak bakamayız. Bu başarısız köprü girişiminden sadece 10 yıl sonra köprünün yıkımını inceleyen mühendisler köprü aerodinamiği-aeroelastisitesi diye yeni bir bilim dalı ortaya çıkardılar. Köprü inşaatlarında rüzgar tüneli testi yapılması bir standart haline geldi. Aerodinamik alanındaki araştırmalar hızlandı ve günümüz köprü mühendisliğinde kullanılan güvenli ve gelişmiş süspansiyon sistemlerinin ve titreşim hesaplamalarının temellerinin atılmasına yardımcı oldu. Bütün bunlardan çıkarabileceğimiz ders başta da söylediğim gibi bilim hataların üzerine inşa edilmektedir.
Böylelikle ilk yazımızın sonuna gelmiş bulunmaktayız. Zirvede kalın.
Kaan
Kaptan'ın notu:
Aramıza Eğitim YK olarak katılan dostum Kaan'ı tebrik ediyorum. Bu yeni serimiz ile birlikte güzel bir çalışma ortaya çıkaracağımızdan yana hiç şüphem yok. Uzun zamandır birlikte olduğun ailen olarak sana başarılar diliyoruz.
Comments