KANAT

Kanatlar, düşler, uçuş ve gök

bunlar yanında olduğu sürece

tutamaz onu kimse

                              Rati Saxena

Türk Dil Kurumu sözlüğüne göre kanat: Kuşlar ve böceklerde uçmayı sağlayan organ ve bir uçağın havada durmasını sağlayan taşıyıcı aerodinamik güçlerin etkilediği yatay bir yüzeydir.

Doğal ve yapay uçma makinaları arasındaki en önemli fark, kuşlar kanat çırpar; bir uçak kanatlarını çırpmaz ama motor(lar)unu kullanır. Kuş, böcek ve uçak farklı amaçlar için ortaya çıkmış, farklı kısıtlamalara uyan iki değişik donanımdır. Ancak hepsi de aerodinamik kurallara dayanarak uçarlar. İlk uçan makine yapma girişimlerinin teorik olarak aerodinamik kurallarının keşfine kadar kuşlara benzetilmeye çalışılması anlaşılabilir bir durumdur. Kuşların uçuşlarıyla ilgili yapılan araştırmalar, kanatlardaki radikal yeniliklerin yanı sıra, hem helikopter pervanelerinin gelişimi hem de uçak motorlarında daha seri çalışmalarına öncülük etmiştir.

1) CANLILARDA KANAT:

Kanatlar uçmak için özelleşen yapılardır. Ancak günümüzde uçma yeteneğine sahip canlılar sadece kuşlar, yarasalar ve böcekler değildir: Uçan balıklar, uçan kurbağalar, bazı türdeki gekolar, yılanlar ve sincaplar vb. bu örnekler içinde yer alırlar.

Kanatlar, hayvanlar âleminde ilk kez böceklerde ortaya çıkarken, uçabilen başka omurgasız hayvan grubu yoktur.

Kanat sahibi omurgalılarda bilinen en eski örnekler Mezozoik çağda (günümüzden 251 milyon yıl önce başlayıp 66 milyon yıl önce sona erdiği kabul edilen üç bölümlü çağ) yaşamış olan kanatlı ve dişsiz “Pterozor” isimli uçan sürüngenlerdir. Bunların ön kol ve kanat parmaklarıyla desteklenen zarsı kanat yapıları, içi hava dolaşımına elverişli oyuk kemikleriyle bedenin hafifleşmesi ve çok büyük kanatlarının varlığı, kuşların evrimsel akrabalığıyla ilgili önemli ipuçları vermektedir.

Daha sonraki dönemlerde Dimorphodon (iki farklı diş yapılı), “Rhamphorhynchus” (gaga burunlu), “Quetzalcoatlus” (ismi Aztek tanrılarından esinlenerek koyulmuştur) ortaya çıkmıştır. Günümüze değin omurgalılar büyük değişiklikler geçirerek evrimleşmişlerdir…

Böceklerde yayılma yeteneğini ve çeşitliliği kazandıran en önemli evrimsel değişim, kanatların oluşumudur. Böceklerde kanat damarlarının kan dolaşımıyla bir ilgisi yoktur. Sadece kanatların gerginliğini ve görece sağlamlığını sağlarlar.

Yusufçuğun sabah çiğiyle ıslanmış dört kanadı

Böceklerin büyük çoğunluğu dört kanatlıdır. İlkel kanatlı böceklerde her kanat çifti kendi başına bağımsız ama diğer kanatla senkronizeli (genellikle aynı anda) çırpılarak uçuş sağlanır. Gelişmiş kanatlı böceklerde aerodinamik açıdan en uygun pozisyonu sağlamak için dört kanadın adeta iki kanatmış gibi hareket etmesi yönünde evrimleşmişlerdir. Sineklerin bazı türlerinde daha ileri evrimleşme modeliyle yapısal iki kanatlılık oluşmuştur.

Hızlı uçan böceklerde her iki kanadın uyumluluğunun ötesinde, frekansta (saniyedeki kanat çırpma adedi) artış vardır. İyi uçucu olamayan gündüz kelebeklerinde frekans sayısı 10-12, bir gün ve taş sineklerinde 15-20, karasineklerde 190, balarısında 200, çok iyi uçucu türlerde bu sayı 1.000 e kadar çıkar. Öte yandan karasineklerde uçuş hızı 8km/h, polen yüklü balarısında 9km/h (polensizlerde 13km/h) ve en hızlılardan Sphingidae (pul kanatlılar türünden bir familya) 54km/h e çıkabilir.

Bazı böcekler (göçmen çekirgeler, su bakireleri vb.) uygun hava akımıyla planör uçuşu yapabilmektedirler. Böceklerin çoğunluğu yerden en fazla 100-200 metre yükseklikte uçmalarına rağmen bazı türlerin 1.500-2.000 metreye kadar çıktıkları saptanmıştır.

                                                    ******

Kızıl çaylak süzülüşte

Kuşlarda kanatlar, kısa pazu kemiği ve uzun ön kol kemikleri ile körelmiş el kemiklerinden oluşmuştur. Kanatlar kuşlarda kuvvetli kaslarla göğüs kemiğine bağlanmıştır.

Kuşlar uçarken kanat çırpma esnasında ciğerler ve hava keselerine yapılan basınçla solunumu sağlar. İçine çektikleri soluk salt ciğerlerini doldurmakla kalmaz, sayısız tüpten geçerek bedenindeki her boşluğu dolduran hava keseciklerine ulaşır. Dahası, hava kesecikleri kuşun pek çok kemiğiyle bağlantılıdır; bu kemiklerin içi diğer hayvanlardaki gibi ilikle dolu değil, boştur. Ayrıca kanatlarını çırparak kaldırma ve ileri hareket kuvvetlerini sağlarlar. Kuşun vücudundaki hava dolaşımı tıpkı bir soğutma sistemi gibidir: Vücuttan fazla ısı ve nemi atarken, karbon dioksit-oksijen değiş tokuşunu sağlar. Uçuş, çok fazla enerji gerektirdiği için kuşların kalpleri çok hızlı atar ve solunumları da hızlıdır. Bunlara bağlı olarak vücut sıcaklıkları yüksektir; Örneğin balıkçıl ve kırlangıcın 44°C vb.

Uçmayan evcil kümes hayvanlarının kanat çırpmaları sadece solunum içindir.

Kuşların belirgin özelliklerinden olan tüyler vücut sıcaklığını korur, uçuşu sağlarken iletişim ve kamuflajı kolaylaştırır. Ayrıca tüyler farklılaşarak bazı türlerde ikincil görevleri de yapar. Ses oluşturma, yüzme, suya karşı izolasyon, su taşıma, korunma, temizlik, dokunma vb. fonksiyonları da vardır.

Kanattaki uçma tüyleri büyük ve gergin olup aerodinamik dengeyi sağlarlar. Daha küçük olan örtü tüyleri, uçuş tüylerinin dip kısımlarında yer alıp boşlukları örterler.

Kuşlardaki kanat şekilleri ve büyüklükleri uçuşun ne şekilde gerçekleşeceğini gösterir. Dar yüzeyli kanatlar genellikle hızlı, geniş yüzeyliler yüksek ve uzun menzilli uçuş için evrimleşmişlerdir. Ayrıca değişik kanatlar farklı uçuş tiplerini de sağlar: 1-Atmaca, alakarga ve birçok tüneyici kuşların ağaçlar vb. diğer engeller arasında uçmaya uygun kısa, geniş ve yuvarlak kenarlı kanatları vardır. 2- Ebabil, kırlangıç, doğan vb. yüksek hızda uçmak, geriye doğru ani ve keskin dönüşler yapabilmek için sivri uçlu kanatlıdırlar. 3- Albatros, yelkovan vb. uzun süre süzülerek uçan kuşlar uzun, dar ve sivri uçlu kanatlara sahiptirler. 4- Kartal, akbaba, leylek vb. kuşların çentikli dış tüylü, büyük ve geniş kanat yapıları düşük hızlarda süzülmek ya da önce yükselip sonra süzülmek için çok uygundur. Bir kuş ne kadar büyükse havalanmak için gereken kanat açıklığı o kadar geniştir. Kuğu, pelikan, toy vb. kuşlar iri gövdeleriyle havalanabilmek için suda veya karada uzun mesafeleri kanat çırparak koşarlar. Göçmen kuşlar genellikle daha uzun kanatlara sahiptirler. Bu durum kanat ucu sürüklemesini azaltırken, kanat alanı ile vücut ağırlığı arasında en elverişli oranı sağlar.

Uçuş halindeki kuşun kanadı sadece aşağı-yukarı çırpılmaz. Gerçek uçuş hareketi daha çok uçuş hattına düşey bir “8” harfi çizer. Güvercin, kuzgun vb. bazı kuşlar uçuşta kanatlarını kapayarak ani takla hareketleri yaparlar. Yüzeye inişte kanatlarını açıp, havayı frenleyerek hızlarını düşürürler.

Enerjiyi en çok hızlı ve yavaş uçan kuşlar harcar. Ortalama hızla uçarken kuşlar daha az enerji tüketilirken, bir noktada havada sabit duruş hareketi en çok enerji isteyen uçuş tipidir. Bu tür uçuşları yapan kolibri kuşu (sinekkuşu) hem ileri, hem geriye uçuş hareketinin yanısıra havada sabit durabilmektedir. Kolibrinin kanatları diğer kuşlardaki gibi çırpıldığında bir taşıma kuvveti oluşturacak biçimdedir. Saniyede 70-90 kez kanat çırparak üç tür uçuşu yapabilmektedir. Havada durmak istediğinde bu kez kanatların profili bir pervane yüzeyine benzer ve kanat uçları havada “8” sayısına benzer hareket yapar. Böylelikle havayı aşağıya doğru yönlendirerek tıpkı helikopter gibi hava asılı durabilir.

Yarasa uçuşta

Aktif uçan memeli yarasalarda (pasif uçanlar: Lemur, uçan sincap vb.) kanat, hem havada tutunmayı hem de uçmayı sağlar. Bu bakımdan helikopter uçuşuna çok benzer. Yarasalar uçuş süresince kanatlarını sürekli çırpar. Kuşlardaki gibi kanat çırpması yapılmadan uçma-süzülme hareketi görülmez. Kuşların kanatlarıyla kıyaslandığında yarasa kanadı daha kırılgan, nazik yapıdadır. Ayrıca yarasa kanadının çok önemli bir özelliği de kendini yenileyebilmesidir. Böylelikle kanatta oluşan çeşitli hasarları kendiliğinden onarabilmektedir. Yarasalar uçarken kanatlarını fazla katlayamadıkları için çok hızlı uçamazlar.

Havacılığın ilk zamanlarında araştırmacılara, meraklılara en fazla ilham kaynağı yarasa kanatları olmuştur.

“Güçlü kanatlar beni sonsuz göğe yükseltiyor.”

                                                   Lorenzo Morales