Mühendislik şaşırtıcı derecede basit ve olağanüstü ölçüde zekice.
Uçmanın oldukça sıradan bir olay olduğu bu çağda bile, bir uçakta yaptığınız ilk yolculukla ilgili asla unutmadığınız bazı şeyler vardır. Uçak kalkışa doğru hızlanırken koltuğunuza doğru geri itilmenin verdiği o heyecan, ilk türbülans krizinize eşlik eden o stres ve lavabodaki höpürtü sesi.
Bu endişe verici gürültü, bir uçak tuvaletinde “sifon” düğmesine bastığınızda çanaktaki içeriklerin sihirli bir şekilde çekilip ortadan kalkmasını sağlar. Bu gürültü ve sonuç olarak ortaya çıkan “temiz” çanakla beraber, elektrik süpürgesi benzeri birtakım olguların iş başında olduğu bellidir. Peki uçak tuvaletleri nasıl çalışıyor?
Tuvaletlerin ve … ideal gazların?
ABD’deki Purdue Üniversitesinin Uzay ve Havacılık Fakültesi dekanı, havacılık mühendisi Bill Crossley, cevabın basit olduğu kadar dahiyane de olduğunu açıklıyor Popular Science‘a. Sistem basit bir gerçeğe dayanıyor.
“Yüksek irtifaya çıktığınızda ve hızlı şekilde uçtuğunuzda, kabin dışındaki basınç içeriye göre çok daha düşüktür” diyor.
Fizik kanunları; özellikle de ideal gaz kanunu, görece yüksek basınçlı bir bölgede bulunan içeriklerin görece düşük bir basınç bölgesine akma eğilimi sergileyeceğini söylüyor. Bir uçaktaki tuvaletin sifonunu çekmek, basınçlı kabin ile atmosferik basınçta kalan bir tank arasında bulunan bir kapakçığı açıyor. Bu işlem, tam da bu türden bir basınç farklılığı meydana getiriyor.
Diğer bir ifadeyle, “tuvaletin sifonunu çektiğinizde, aslında dışarıya açılan bir vanayı açıyorsunuz ve bu sanıç farkı çanakta bulunan ne varsa emip götürüyor” diyor Crossley.
Bu sistemin güzelliği, basınç farkı oluşturmak için vakum pompaları veya diğer karmaşık şeyler gerektirmemesi. Sadece uçağın iç kısmındaki basınç ile dış kısmındaki basınç arasında bulunan farktan yararlanıyor. Elbette bunun için bir basınç farklılığının olması gerekiyor.
Crossley, sistemin zeminde bir vakum pompası kullandığını söylüyor. Pompa, atmosferik basıncın sistemin pompa olmadan çalışmasına olanak sağladığı bir irtifaya kadar kullanımda kalıyor. Uygun irtifaya ulaşıldığında pompa kapanıyor.
[İlgili: Havayolları koltukları neden bu kadar küçük? Hepsi 1978’de başladı.]
Bu basit fikir, patenti ilk olarak 1975 yılında alındığından beri pek değişmeden kalmış. Fakat emekli uçak mühendisi Nigel Jones, uygulamadaki karmaşıklığın halen uçaktan uçağa değişiklik gösterdiğini açıklıyor. Bazı uçakların sistemlerinde her tuvalet tek bir tanka tahliye edilirken, diğerlerinde daha ufak boyutlu birden fazla tank kullanılıyor. Bazılarında karmaşık boru dizilimleri kullanılırken, diğerlerinde daha basit düzenekler kullanılıyor.
Basitlik, karmaşıklık ve ikisi arasındaki tank
Sonrasında ise 1968 ile 1984 arasında üretilen ve bugüne kadar Jones’un en sevdiği uçak olan Lockheed TriStar bulunuyor. Daire şeklinde sıralanmasıyla bilinen TriStar’ın tuvaletleri, yolcular için olduğu kadar sahne arkasında da özgündü.
“[TriStar] sifonlamayı yönetmede bir mantık sistemi kullanıyordu” diyor Jones özlemle. “İlerideki tuvaletler için önde bir tankı, gerideki beş ya da altı tuvalet için ise başka bir tankı vardı. Sistemde üç tane vardı, üç tuvalet pompası olduğunu düşünüyorum. Pompaları sırasıyla sifonluyordu, mesela mantık kutusu tuvalet beşin sifon çekmek istediğini söylediyse, ‘Tamam, sıra pompa birde’ diyordu. İnanılmaz derecede karmaşıktı ve tüm bunlar sadece tuvaletin sifonunu çekmek içindi.”
Bazıları bu sistemin belki de kulağa fazla mühendislik uygulanmış bir şey gibi geldiğini ileri sürebilir. “Ne zaman bir sorun olsa biz de böyle düşünüyorduk ve pompaya bakmakla iş hallolmuyordu” diyor Jones. “İçeri girmemiz ve mantık kutusuna bakmamız gerekseydi, tankın üzerinde yatmak zorunda kalıyorduk. Bu… yani, hoş değildi.”
Böyle bir karmaşıklık abartılı olabilse de (modern uçaklarda nadiren görülüyor), Jones sistemin boru düzeninde bir dereceye kadar sağa sola kıvrılmanın basit bir sebepten dolayı önemli olduğunu belirtiyor: Atığı yavaşlatıyor.
[İlgili: Uçaklar nasıl uçuyor?]
“[Tuvaletten tanka] doğrudan giden bir şey değil ve olamaz” diyor Jones. “Vakum basıncı, borularda hiç bükülme olmaması halinde atığın önemli bir kuvvetle tank duvarına çarpacağı anlamına geliyor; yani çekim hızı o kadar yüksek.”
Peki bu ne kadar önemli bir kuvvet? Jones’a göre “tankı kırabilecek kadar”. Böylesine feci bir sonuç olmasa bile “gürültünün endişe verebileceğini” belirtiyor.
“Mavi buz”: Kulağa geldiğinden daha kötü
Vakum tabanlı sifonlar gelmeden önce uçaklarda, günümüzde halen taşınabilir tuvaletlerde kullanılanlara benzer kimyasal sistemler kullanılıyordu. Çanak doğrudan, bu korkunç mavi sıvıyla dolu bir tanka bağlanıyordu. Bu durum, tanktan bir şekilde kaçan atık anlamına gelen “mavi buz” teriminin kaynağını da açıklıyor; böyle bir atık, yüksek irtifalarda aniden donar ve atıklar zemine geri dönene dek donuk halde kalır. Bu noktada da gerçek tabiatını, kendisinin güzergâhından geçecek kadar talihsiz olanlara gösterir.
Böyle sistemler günümüzde yok denecek kadar nadir görülüyor ve sadece havacılık düzenlemelerinin bir tuvalet olmasını gerektirecek kadar büyük ama bir vakum sisteminin yarardan çok sorun getireceği kadar ufak uçaklarda kullanılıyor. Crossley, bu sınıfta bulunan uçakların sadece küçük iş uçakları olduğunu ve bunların bazen, kendisinin “havalı seyyar tuvalet” şeklinde tanımladığı bir şeyle donatıldığını söylüyor.
Daha büyük uçaklarda ise bu vakum sisteminin rakipsiz olduğunu söylüyor. “Bir uçak sisteminde olmasını istediğiniz her şeyi içerir: Birincisi güvenlidir, ikincisi güvenilirdir ve üçüncüsü de hafiftir.”
Yazar: Tom Hawking/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
