Kanat

Kanat, uçma veya hareket etme amacıyla kullanılan ve genellikle kuşlar, böcekler veya uçaklar gibi hayvanlar veya araçlar tarafından kullanılan bir yapıdır. Kanatlar, aerodinamik prensiplere dayalı olarak tasarlanmış ve şekillendirilmiştir, böylece hava akışını kontrol ederek uçuş veya hareket sağlayabilirler. Kanat belli bir evrimsel ve biyolojik süreç sonrası oluşabilmesinin yanı sıra beşeri olarak da modellenebilip uçmak veya bir sıvı içerisinde hareket sağlamak için de özelleştirilebilmektedir.

Kanat" kelimesinin kökeni Türkçedir ve eski Türkçede "kana+(d)" olarak kullanılıyordu. Bu kelime, Orta Asya'da (Moğol) kullanılan Türk lehçelerinde de aynı şekilde kullanılıyordu.^[1]

"Kanat" kelimesi, Türkçeden diğer dillere de geçmiştir. Örneğin, Farsçada "kanat" kelimesi aynı şekilde kullanılırken, Arapçada "canaat" kelimesi olarak yer almaktadır.^[2]

Köken olarak "kanat" kelimesi, Türkçedeki "kan" kelimesinden türemiştir. "Kan" kelimesi, bir şeyin yanlarına eklenen uzantıları ifade etmek için kullanılan bir kelimeydi. Bu nedenle, "kanad" kelimesi, bir şeyin yanlarında bulunan uzantılar anlamında kullanılmıştır ve zamanla "kanat" şekline dönüşmüştür.^[3]

Kanat, günlük hayatta farklı alanlarda kullanılan ve çeşitli anlamları olan bir kelime olarak karşımıza çıkmaktadır. Örneğin, havacılıkta kanat, uçakların uçmasını sağlayan, yüzey alanı geniş ve genellikle aerodinamik olarak tasarlanmış yapılardır. Kanatlar, uçağın havalanmasını, havada kalmasını ve iniş yapmasını sağlayan önemli bir bileşendir.

Kanat ayrıca, hayvan anatomisinde kullanılan bir terimdir. Kuşlar, tavuklar, ördekler gibi kanatlı hayvanların uçmasını sağlayan ve hareketli parçalardan oluşan yapıya kanat denir. Ayrıca, kanatlı hayvanların etleri de gastronomi alanında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Otomobillerde de kullanılan kanat, arka kanat veya spoiler olarak adlandırılmaktadır. Bu yapılar, aracın hava direncini azaltarak performansını artırmak için tasarlanmıştır.

Son olarak, insan anatomisinde de kanat terimi kullanılmaktadır. Omuzların ve kolların altındaki bölgeye kanat denir. Bu bölge, bazı sporlarda veya fitness çalışmalarında özel bir öneme sahiptir.

Kelime iki Yunanca kelimeden gelir:  hava ile ilgili  "aerios" ve kuvvet anlamına gelen "dynamis" . Aerodinamik, kuvvetlerin ve bunun sonucunda nesnelerin havadaki hareketinin incelenmesidir.^[4]

İki katı cisim bir mekanik süreçte etkileştiğinde, kuvvetler temas noktasında iletilir veya uygulanır. Ancak bir katı cisim bir akışkanla etkileştiğinde, akışkan şeklini değiştirebildiği için açıklamak daha zordur. Bir akışkan içindeki katı bir cisim için "temas noktası", cismin yüzeyindeki her noktadır. Akışkan, cisim etrafında akabilir ve tüm noktalarda fiziksel teması sürdürebilir. Katı bir cisim ile akışkan arasındaki mekanik kuvvetlerin iletimi veya uygulanması, cismin yüzeyindeki her noktada gerçekleşir. Ve iletim, akışkan basıncı aracılığıyla gerçekleşir.^[5]

Aerodinamik kuvvetler, nesnelerin hareket ettiği ortamdaki gaz moleküllerinin hareketiyle ilişkilidir. Bu gaz molekülleri, nesneyle etkileşime girerek aerodinamik kuvvetler oluştururlar. Bu kuvvetler, nesnenin şekline, hızına ve hareket ettiği ortamın özelliklerine bağlı olarak değişir.

Aerodinamik kuvvetler, genellikle dört temel kuvvettir: kaldırma kuvveti, sürükleme kuvveti, yanlama kuvveti ve moment kuvveti.

• Kaldırma kuvveti: Bu kuvvet, nesnenin hareket ettiği ortamda oluşan basınç farklarından kaynaklanır. Hava akımı, nesnenin şekline göre değişen basınç dağılımlarına neden olur. Bu basınç farkları, nesnenin alt yüzeyinde daha yüksek basınç ve üst yüzeyinde daha düşük basınç oluşmasına sebep olur. Bu farklı basınçlar, nesneye yukarı doğru kaldırma kuvveti uygular.
• Sürükleme kuvveti (Sürtünme kuvveti): Bu kuvvet, nesnenin hareket ettiği ortamın direncinden kaynaklanır. Hava molekülleri, nesnenin yüzeyine çarptıkça, hızlarını kaybederler ve nesne üzerinde bir sürtünme kuvveti uygularlar. Bu kuvvet, nesnenin hareket yönüne zıt bir kuvvettir.
• Yanlama kuvveti: Bu kuvvet, nesnenin hareket ettiği ortamdaki hava akımının yönüne dik bir kuvvettir. Bu kuvvet, nesnenin şeklinden veya hareket yönünden kaynaklanan basınç farklarından kaynaklanır.
• Moment kuvveti: Bu kuvvet, nesnenin hareket yönüne dik bir kuvvetin etkisiyle nesnenin çevresinde bir dönme hareketi oluşturur. Bu kuvvet, nesnenin geometrisi, ağırlık merkezi konumu ve hareket yönü gibi faktörlere bağlıdır.^[6] Bu kuvvetlere ek olarak "Yerçekimi kuvveti" ve motor kaynaklı "İtme kuvveti" de eklenebilmektedir. Yerçekimi kuvveti, cismin ağırlığını belirler ve her zaman aşağı yönü gösterir. İtme ise motorlar tarafından uygulanır ve aracı ileri yönde hareket etmeye zorlar.^[6]

Kanatlar, aerodinamik kuvvetlerden bir bileşke gibi etkilenebilirler. Bir uçağın kanadı, hava akışına göre şekillendirilmiş bir yapıdır ve havanın kanadın üst ve alt tarafındaki farklı hızlarına göre farklı aerodinamik kuvvetler üretir.

Kanat üzerindeki en önemli aerodinamik kuvvetlerden biri kaldırma kuvvetidir. Kaldırma kuvveti, kanadın alt yüzeyindeki hava akışının hızlanması ve üst yüzeyindeki hava akışının yavaşlaması nedeniyle oluşan basınç farkı nedeniyle ortaya çıkar. Bu basınç farkı, kanadın alt tarafına doğru bir kuvvet oluştururken, kanadın üst tarafına doğru bir kuvvet üretir. Bu nedenle, kanat yukarı doğru itilir ve uçağın yükselmesine yardımcı olan bir kaldırma kuvveti üretilir.

Bir diğer önemli aerodinamik kuvvet de sürtünme kuvvetidir. Kanadın yüzeyi, havanın molekülleriyle sürtünerek, kanadın hareketine karşı bir sürtünme kuvveti üretir. Sürtünme kuvveti genellikle kanadın kaldırma kuvvetine karşı çalışır ve uçağın hızının artmasıyla artar.^[7]

Kanadın aerodinamik performansı, kanadın boyutu, şekli, açısı, yüzey özellikleri ve uçağın hızı gibi faktörlere bağlıdır. Bu nedenle, aerodinamik kuvvetlerin etkisi, uçak tasarımı ve uçuş performansı üzerinde büyük bir öneme sahiptir.

Kuşların uçuşu, kuşların vücut kütlesi ve kanatlarının genişliği, şekli, kanat kemiği ve kas yapısı, kanatçıkların dizilimi gibi yapısal özellikleri tarafından belirlenir. Bu yapısal özellikler, kuşların aerodinamik prensipleri kullanarak hava akımını nasıl kontrol edeceğini ve böylece havada kalacaklarını ve manevra yapacaklarını sağlar.

Kuşların kanatlarının hareketi, kuşların kasları tarafından kontrol edilir. Kanat hareketi, kuşların omuz, dirsek ve el bileği eklemleri arasındaki kompleks bir koordinasyonla gerçekleştirilir. Bu hareket, kanat kemiği ve kas yapısının belirli bir şekilde çalışmasını gerektirir. Kuşların birincil uçuş kasları olan pectoralis ve supracoracoideus, büyük gerilim (birim kesit alanına düşen kuvvet) ve gerilme (relatif uzunluk değişimi) ile çalışma ve güç çıkışı için tasarlanmıştır. U şeklindeki eğriler, mekanik güç çıkışının uçuş hızı ile nasıl değiştiğini tanımlar, ancak bu eğrilerin şekilleri ve karakteristik hızları, morfoloji ve uçuş tarzına göre farklılık gösterir.^[8][9]

Kuşların uçuş mekanizması, aerodinamik prensipleri kullanarak kanatların hava akımını nasıl kontrol edebileceğini ve böylece havada kalacaklarını ve manevra yapacaklarını sağlar. Bu prensipler arasında Bernoulli ilkesi, kanatların üst yüzeyindeki hava basıncının düşük olması nedeniyle oluşan kaldırma kuvveti gibi kuvvetler yer alır.

Kuşların uçuşunun biyomekaniği, kuşların anatomisi, kas ve sinir sistemleri, aerodinamik prensipleri ve fizyolojik süreçleri kapsar. Bu süreçler, kuşların uçuş hızı, yüksekliği, manevra kabiliyeti ve göç davranışları gibi önemli özelliklerinin anlaşılmasına yardımcı olur

• Akışkanlar mekaniği
• Akışkanlar dinamiği
• Hidrostatik
• Aerodinamik
• Uçak mühendisliği