ZEPLİN GERİ Mİ DÖNÜYOR?

Bu yazıda size steampunk dünyasının, bir diğer deyişle elektroniğin teknolojiyi boyunduruğu altına almadığı alternatif bir evrenin vazgeçilmez makinalarından olan zeplini anlatacağım. Zeplini bu kadar nostaljik yapan ve steampunk dünyasına sokan şey ise kendisi için öngörülen parlak geleceği Hindenburg faciası sonucu birden kaybetmesi olsa gerek. Ama son haberlere göre 70 yıldan fazladır uykuda olan zeplin tekrar gökyüzüne yükselecek gibi. Ama gelin önce zeplinin kısa tarihini ve bu süre zarfında geçirdiği değişimleri, sonra da gökyüzüne nasıl veda ettiğini görelim.

Zeplin değil, o bir “esnemez hava gemisi”

Zeplin, bilinen adını mucidi olan alman Kont Ferdinand von Zeppelin’den almış bir hava taşıtı. Daha detaylı konuşmak gerekirse zeplin bir esnemez hava gemisi [1]. Esnemez denmesinin sebebi dev gaz haznesini içeriden destekleyen ve haznenin şeklini her daim korumasını sağlayan iskeleti. Buna karşılık, zeplin gibi görünen ama iskelete sahip olmayan hava gemileri de mevcut [2]. Bunları gökyüzünde genelde reklam amaçlı süzülürken görebilirsiniz. Benzer şekilde, sıcak hava balonları da herhangi bir iskelete sahip olmadığı için esnek hava gemisi klasmanına dahildirler.

Zeplin ve diğer hava gemileri uçak ve helikopterlerden farklı bir prensiple çalışırlar. Uçak ve helikopterler aerodinamik kuvvetleri kullanarak, yani hızla hareket eden havanın yarattığı, kanat ve pervaneler üzerindeki basınç farkı sayesinde havada kalırlar. Hava gemileri ise havadan daha hafif bir gazın kaldırma kuvvetini kullanarak, bir başka deyişle aerostatik kuvvetlerden faydalanırlar. Tabiri caizse hava gemileri, gökyüzünün denizaltılarıdır aslında. Denizaltılar, sahip oldukları hazneleri havayla doldururlarsa toplamda sudan daha düşük bir toplam yoğunluğa sahip olurlar ve bu sebeple su yüzeyinde ilerlerler. Bu hazneleri yeterli miktarda suyla doldururlarsa, toplam yoğunlukları suya denk olur ve böylece derinliklerini kontrol edebilirler. Eğer hazneler gereğinden fazla suyla dolarsa, denizaltı dibe çöker.

Benzer şekilde, hava gemileri de yüksek hacimli haznelerinde barındırdıkları, havadan daha düşük yoğunluğa sahip gazlar sayesinde toplam yoğunluklarını, dolayısıyla da irtifalarını değiştirebilirler. Bu gazlar helyum, hidrojen gibi kaldırma gücü yüksek, yani havadan çok daha hafif gazlardır. Sıcak hava balonlarındaki gibi ısıtılmış havayı kullanmak ise taşınması gereken yük göz önüne alındığında pek mantıklı bir seçim olmuyor. Örnek olarak, 2 kilometre irtifada hava sıcaklığının 0°C civarında olduğunu hesaplarsak, 150ºC’deki sıcak havanın yoğunluğunun 1,5 kat, helyumun 7 kat, hidrojenin ise 14 kat düşük olduğunu bulabiliriz [3,4]. Dolayısıyla, bin metreküp hacimli bir balon hidrojen ile doldurulursa kendi ağırlığıyla birlikte 960 kilogram, helyum ile 890 kilogram, 150ºC’deki sıcak hava ile 365 kilogram yük kaldırabilir.* Bu durumda hidrojen en güçlü gaz gibi görünse de, son derece yanıcı. Havada hazır bulunan oksijenle tepkimeye girmesi ufak bir kıvılcıma bakıyor. Buna karşılık, hidrojenin yapay olarak üretimi oldukça kolay, suyun ayrışmasıyla veya metallerin asitle tepkimeye girmesiyle açığa çıkarılabiliyor. Diğer taraftan asal bir gaz olan helyum hidrojene kıyasla daha zayıf, ama tepkimeye girmediği için yanma, patlama olasılığı yok. Asal bir gaz olması helyumun yapay üretimini maalesef imkansız kılıyor. Evrende en sık görülen ikinci element olmasına rağmen, atmosferde helyum neredeyse hiç yok. Dolayısıyla, yeryüzündeki helyum yeraltındaki radyoaktif elementlerin ışıması sonucu ortaya çıkıp bazı doğal gaz rezervlerinde ve kayalarda birikiyor. Bu rezervlerin çoğu da ABD’de bulunduğundan ötürü dönemin zeplinleri için tek çare hidrojen gazını kullanmaktı.

Zeplinin çalışma prensibini kısaca öğrendikten sonra nasıl icat edildiğini ve geliştirildiğini öğrenmeye geldi sıra. Bu taşıtın Kont Ferdinand von Zeppelin’in aklına ilk olarak 1874’te düştüğü yazıyor. Devrin şişme hava gemilerine kıyasla zeplin sahip olduğu iskeleti sayesinde şeklini her daim muhafaza edebilecek, daha düşük iç basınçlarda çalışabilecek ve daha büyük boyutlarda imâl edilebileceği için daha fazla yük taşıyabilecekti. Kont 1895’te Almanya’da, 1899’da ise ABD’de patent beratı aldıktan sonra ilk taşıtı üretmeye koyuldu. İlk zeplin olan LZ 1, ilk uçuşunu 1900 yılında, güney Almanya’daki Konstanz gölü üzerinde saatte 22 kilometrelik bir hızda gerçekleştirdi. Bu uçuş LZ 1 projesinin hissedarlarını yeterince tatmin etmemiş olacak ki, projenin finansmanı durduruldu ve LZ 1 ertesi yıl hurdaya çekildi. 1906’da binbir gayretle toplanan finansmanla Kont LZ 2’yi imâl etti, ama taşıtı fırtınalı havada gerçekleştirdiği bir uçuş sonrası tamir edilemez derecede hasar gördü. LZ 3 ise Alman ordusunun şart koştuğu 24 saat dayanabilme kuralını yerine getiremediği için koltuğu halefi LZ 4’e devretti. 1908’te LZ 4 Stuttgart civarında yere çapa atmışken, yine fırtınalı bir havada çapasını kopartıp, bir ağaca çarpması sonucu yanarak kullanılamaz hale geldi.

Bu ana kadar Kont von Zeppelin eline geçen her kuruşu hayatının projesi olan zeplin için harcadı ama her seferinde bir talihsizlik vuku bulup taşıtını kullanılamaz hale getirdi. Buna rağmen asla pes etmedi. Kont’un inatçılığı bana hayâli kahraman Yâfes Çelebi’yi hatırlatsa da, hem hedefinden asla şaşmaması, hem de çeşitli çevrelerden destek elde etmesi sonunda onu hedefine ulaştırdı.** 8 yıl sonunda kaybedilen 4 zeplin ve bir ton para olsa da, büyük bir ilgi odağına dönüşen bu hava taşıtı ulusal bir itibar konusu oldu ve kamu destekli finansman sonucunda Kont von Zeppelin önce Luftschiffbau Zeppelin GmbH (Zeppelin Hava Gemisi İmalat Limited) adlı şirketini ve Zeppelin Derneği’ni, sonra da DELAG adlı ilk havayolu şirketini kurdu. DELAG zeplinle ilk ticari uçuşları 1910’da başlattı. Sonraki 4 yıl içinde ise DELAG 1500’den fazla uçuş boyunca 10 binden fazla yolcu taşıdı [7].

Hemen her icat gibi zeplin de kötü emellere alet edildi. İlk ticari uçuşlardan sonra zeplinler Alman ordusu için üretilmeye başlandı ve 1. Dünya Savaşı’nda İngiltere’ye karşı bombardıman amaçlı kullanıldı. Sonunda savaşı kaybeden Almanya’nın, imzaladığı antlaşmalar gereği askeri araç üretimi zeplini de kapsayacak şekilde yasaklandı. 1917’de Kont von Zeppelin savaşın sonunu göremeden önce öldüğü için şirketin başkanlık koltuğunu Hugo Eckener devraldı. Daha barış yanlısı olan Eckener, rakip bir şirket olan ve askeri amaçla zeplin üreten Schütte-Lanz’ın yasaklar dolayısıyla devre dışı kalmasını fırsat bilerek sivil hava taşımacılığına odaklanmak istedi. Yine de savaşı kazanan müttefikler zeplin üretmelerine izin vermedi ve üretim tesisleri 1924’e kadar zeplin yerine alüminyum kap kacak üretmek zorunda kaldı.

Kont von Zeppelin’in azmi Eckener’e de bulaşmış olacak ki, şirketin kapısına kilit vurmak yerine sabırla şanslarının dönmesini beklediler. Diğer taraftan, 1921’den beri kendi zeplinleriyle başarısız uçuş denemeleri yapan ABD de sonunda bu makineleri Almanya’dan almaya karar verdi. Aslında buna almak denemez, çünkü Almanya sipariş edilen zeplinleri savaş tazminatı sebebiyle ABD’ye hibe edecekti. Eckener bu fırsatı kaçırmadı, çünkü sonunda zeplin üretimine devam edebileceklerdi, tabii parasını da Alman devleti ödeyecekti. Sonunda üretilen LZ 126 Eckener’in komutası altında 12 Ekim 1924’te Almanya’dan ABD’ye doğru yola çıktı. Neredeyse 81 saatlik bir yolcuktan sonra ABD’ye ulaşan LZ 126 ve ekibi Beyaz Saray’da dönemin başkanı Calvin Coolidge tarafından karşılandı. Başkan Coolidge LZ 126 için “bir barış meleği” tabirini kullandı. LZ 126’nın yeni adı artık ZR 3 USS Los Angeles idi. USS Los Angeles 8 yıl sonra emekliye ayrılana kadar görevini sorunsuzca yerine getirdi.

USS Los Angeles, ya da eski adıyla LZ 126 büyük sükse yaratsa da, Eckener LZ 127’nin üretimi için 4 yıl daha beklemek ve yine kamu finansmanı almak zorunda kaldı. LZ 127, mucit Kont von Zeppelin onuruna isimlendirilerek “Graf Zeplini” adını almıştı (graf Almanya’da kont rütbesine denk gelen bir soyluluk ünvanıydı). Bu makine o güne kadar yapılmış en büyük hava gemisiydi. 237 metre uzunluk ve 36 metre çapa sahip bu devin 40 kişilik mürettebatı vardı. 105 bin metreküplük hacmi 42 tane olimpik yüzme havuzununkine bedeldi. Bu hacim 87 ton toplam ağırlık (balon sadece hidrojenle değil, itiş motorlarını çalıştıran yakıtla da doluydu) ve 20 yolcu taşıyabiliyordu [13]. Bugünle karşılaştırma yapmak gerekirse, en büyük ve en modern yolcu uçağı 73 metre uzunluk 80 metre kanat açıklığına sahip olan A380. A380 575 ton ağırlık ve 500’den fazla yolcu taşıyabiliyor [14]. Burada hacim-taşıma kapasitesi açısından hava gemilerinin aslında ne kadar düşük verimde olduğunu görebiliyoruz.

Graf Zeplini bu zaafına rağmen inanılmaz bir seyahat performansı sergiliyordu. Saatte 120 kilometreye sahip bir hızla hiç durmadan 118 saat uçabiliyordu. Bu 14 bin kilometrelik bir menzile denk geliyor, yani Ankara-Syndey arasındaki uzaklık kadar. Graf Zeplini, tarifeli yolcu seferlerine başlamadan önce kendini dünyaya bir güzel tanıttı. 1929’da Eckener kaptan koltuğunda olmak üzere, meşhur dünya turu için ABD’nin New Jersey eyaletinden havalanıp, Atlantik’i geçerek Almanya’nın Friedrichshafen şehrinde ikmal molası verdi. Daha sonra 102 saate yakın aralıksız uçarak doğu Avrupa ve Sibirya üzerinden Japonya’ya vardı. 5 günlük bir mola sonrası Pasifik üstünden ABD’nin batı kıyısına ulaştı ve ülkeyi baştan başa katederek başlangıç noktasına erişti. Tabii, uçuş masraflarını karşılamak içinse bir uçuşta 100 binden fazla kartpostal ve mektubu normalden en az 50 kat pahalıya taşıyordu. Üstünden geçtiği bütün şehirlerde insanlar sokaklara dökülürken ve Ruslar dünya turu sırasında Moskova’nın üstünden uçulmamasını gururlarına yediremezken, Graf Zeplini ile mektup göndermek ise bir ayrıcalıktı. 1932-1937 arasında Almanya-Brezilya arasında tarifeli uçuşlar da yapan Graf Zeplini emekliye ayrılana kadar 144 tanesi okyanus aşırı olmak üzere toplamda 590 uçuş yaptı ve 13 binden fazla yolcu taşıdı. Toplam 1,7 milyon kilometre mesafe katetti ki, dünyanın ekvatordaki çevresinin 40 katı eder. Havada geçirdiği süre ise 717 güne, yani 2 yıla denkti. Graf Zeplini’ni emekliye ayıransa havacılıkta bir devri kapatan Hindenburg faciasıydı.

 Graf Zeplini dünya turu sonunda New York’a varırken.

[youtube http://www.youtube.com/watch?v=VG_wnJeH0fk&w=480&h=360]

 Hindenburg faciası

Zeplinlerin havada kalabilmeleri için son derece yanıcı bir gaz olan hidrojenle doldurulduğunu belirtmiştik. Bu tehlikenin baştan beri farkında olan Eckener, helyumla çalışmak üzere LZ 129’u geliştirdi. Ne var ki, dönemin tek tedarikçisi olan ABD, LZ 129 yani Hindenburg için helyum vermeyi reddetti. 1933’te iktidara gelen Nazi partisi zeplin işletmelerini devlet kontrolü altına aldığından beri bu araçları propaganda amaçlı kullanıyordu ve ABD bu durumdan rahatsızdı. Yine de Hindenburg Almanya-ABD arasındaki uçuşlarına devam ediyordu, ama hidrojen gazı kullanarak. Diğer taraftan, Eckener zeplinlerinin Nazi partisinin emellerine alet edilmesine açıkça itiraz etmişti. Bu hareketi kendisinin hükümet karşıtı ilan edilmesine sebep olmuş, basında adının geçmesi veya fotoğrafının basılması ise yasaklanmıştı. Artık tamamiyle Nazi kontrolü altında olan zeplin faaliyetleri de tecrübesiz mürettebat tarafından Eckener’in koyduğu emniyet kuralları çoğu kez çiğnenerek yapılıyordu.

6 Mayıs 1937’de okyanus ötesi bir uçuş sonrası Lakehurst’e iniş için alçalan Hindenburg’un kuyruğu bir anda alev içinde kaldı. Tüm zeplinin yanıp kül olması ise 30 saniye civarında sürdü. 14 mürettebat ve 22 yolcu  hayatını kaybetti. Kazanın kesin sebebi halâ belirlenmiş değil, ama kayıtlarda en büyük olasılığın statik elektrik sonucu gaz haznelerinden sızan hidrojenin alev alması belirtiliyor. Tabii sabotaj iddiaları da eksik olmadı. 36 kişinin hayatına mâl olan Hindenburg faciasından sonra bütün yolcu seferleri iptal edildi. Halâ faaliyette olan Graf Zeplini de semalara veda edip hurdaya çekilmek zorunda kaldı. Naziler birkaç tane daha zeplin imâl edip, bunları istihbarat amaçlı kullanmak istedilerse de bu makinelerin düşman uçaklar karşısındaki hantallıkları kendi sonlarını getirdi. 1940’ta son zeplinler LZ 127 (Graf Zeplini) ve LZ 130, henüz iskeleti yapılmış olan LZ 131 ile birlikte yok edildiler [7].

 Hindenburg’un yanışı

[youtube http://www.youtube.com/watch?v=CgWHbpMVQ1U&w=480&h=360]

Bugün

Peki zeplinler siyah beyaz fotoğraflarda mı kaldı? Zeplinin doğum yeri olan Friedrichshafen kentinde özel bir firma 1990’dan beri Zeppelin NT (neue Technologie yani yeni teknoloji) adı altında yeni nesil hava gemileri üretiyor [21]. Bu hava gemilerine zeplin demek aslında kısmen yanlış, çünkü yukarıda bahsettiğimiz tasarımlardan en büyük farkı yeni neslin esnemez değil, yarı esner bir hava gemisi olması. İskeleti karbon destekli plastik, alüminyum, aramid gibi son derece hafif ama dayanıklı malzemelerden oluşuyor. Ve evet, hidrojen yerine helyumla çalışıyor. Tabii burada iki sorun var. Birincisi, helyumun hidrojene kıyasla %7 daha az yük kaldırabilmesi. Bu oran küçük gibi görünse de, yüksek bir hacimle çarpıldığında toplam kaldırılabilir yük miktarı da önemli derecede değişiyor. Dolayısıyla, Zeppelin NT dolu depoyla havadan 300 kilogram daha ağır olduğu için kalkışta ve yakıt depoları belli bir seviyeye düşene kadar uçuş sırasında helikopteri andıran pervaneler kullanıyor.

Bundan başka, yeni nesil zeplinin hacmi de Graf Zeplinine kıyasla 12 kat daha küçük. Aklımıza şu soru takılıyor olabilir: Neden daha büyük bir hacim kullanılmıyor? Mühendislerin bu hesabı yaptığına eminim. Benim aklıma gelen en büyük engel, artan hacmi desteklemek için kullanılacak iskelet ve kaplama miktarının da artacak olması. Hidrojen ve helyum gibi küçük moleküllü gazların sızmasını engellemek için de 3 tabakalı bir kılıf kullanılıyor; bu da fazladan ağırlık demek. Bundan başka, ebat arttıkça uçuşta kararlılık ve iskelette mukavemet sorunları da baş gösteriyor olabilir. Zeplinlerin en büyük zaafları dev hacimlerinden dolayı sert rüzgârlarda kolaylıkla sürüklenmeleriydi. Hatırlayın Kont von Zeppelin bu yüzden kaç tane zeplin kaybetti. Hatta Hindenburg’un bile bu yüzden düştüğü tahmin ediliyor. Bu yüzden daha büyük hacimleri kontrol etmek için daha güçlü itiş motorları gerekiyor olmalı. Daha güçlü motor, daha fazla ağırlık demek. Yine başa dönüyoruz. Elimizde kullanabileceğimiz en hafif ve yanıcı olmayan gaz da helyum olduğuna göre, buradaki tek çare daha hafif ama mukavemetten ödün vermeyen başka malzemeler kullanmakta. Kimbilir belki grafen veya örümcek ağı destekli malzemeler burada imdada yetişebilir.

Bugüne kadar 5 yeni nesil zeplin üretilmiş ve bunlar çoğu zaman turistik amaçla veya reklam için kullanılıyor. Eğer 45 dakikalık bir uçuş için 300 avroyu gözden çıkarırsanız, Friedrichshafen’da hoş bir tecrübe yaşayabilirsiniz. Ama bu Graf Zeplini ile günlerce uçmak gibi bir tecrübeyle kıyaslanamaz tabii.

En heyecan verici haberi ise sona sakladım. İngiltere’de özel bir şirket Amerikan askeri havacılık şirketlerinden biriyle birlikte Airlander adını verdikleri yeni bir hava gemisi tasarımı geliştirdi [22]. Airlander’ın iki farklı modeli var. Birinci model, iletişim, coğrafi gözlem, istihbarat gibi uzun süre havada kalmayı gerektirecek projeler için tasarlanmış. Burada akla insansız hava araçları geliyor olabilir, ama bu araçlar Airlander kadar uzun süre uçabilecek kapasitede değiller. İkinci model ise, 200 tonluk bir yükü bir seferde 5000 kilometre uzağa taşıyabiliyor. Aynı yükü taşıyabilecek bir uçak kalkış ve iniş pistine ihtiyaç duyuyorken, dünyanın en güçlü helikopteri ise ne bu kadar ağır bir yük taşıyabiliyor ne de bu kadar uzun bir menzile sahip. Özellikle afet yardım ve madencilik konularında bu aracın çok faydalı olacağı belirtiliyor. Kısacası, Airlander çok ağır yükleri uzak mesafelere havadan taşıyıp istenilen satıha indirebiliyor. Hem de uçak veya helikopterlerden çok daha çevre dostu. Son olarak sizi Airlanderin tanıtım filmi ile başbaşa bırakıyorum. Bu makine son derece umut vaat edici görünüyor. Umarım yakın zamanda sivil taşımacılık için de kullanıma sunulur ve uçakların havadaki tekeli kırılır.

Airlander tanıtımı

[youtube http://www.youtube.com/watch?v=CKAyJ3zKTus&w=480&h=360]

*Merak edenler içın burada hesapların detaylarını sunuyorum. 2 kilometre irtifadaki havanın basıncı deniz seviyesindekinin %80’i kadarken, sıcaklık 0°C civarında olacağı için, ideal gaz kanununa göre havanın yoğunluğu metreküp başına 1,03 kilogram kadardır. Aynı basınçlarda, 150°C sıcaklıktaki havanın yoğunluğu ise metreküp başına 0,67 kilogram kadardır. Yine aynı basınçlarda, helyum ve hidrojenin yoğunlukları ise sırasıyla 0,14 ve 0,07 olarak hesaplanabilir. Gazın kaldırma kuvvetini bulmak içinse hacim, gaz ve soğuk hava arasındaki yoğunluk farkıyla çarpılır.

**Yâfes Çelebi, İhsan Oktay Anar’ın Kitab-ül Hiyel adlı eserindeki temel karakterlerden birisinin adıdır. Kendisi Osmanlı devrinde yaşamış, ömrünü çalışmayan projelere adamış, hayali bir makine mühendisidır. Meraklısına, yine aynı yazarın Yedinci Gün adlı eserini tavsiye ediyorum, zira orada kahramanlarımız bu sefer bir zeplin imâl ediyorlar.

Kaynaklar

Kapak resmi: http://en.wikipedia.org/wiki/File:NH43901-enhanced.jpg

1. http://en.wikipedia.org/wiki/Rigid_airship
2. http://en.wikipedia.org/wiki/Blimp
3. http://en.wikipedia.org/wiki/Density_of_air
4. http://yeroc.us/calculators/gas-density.php
5. http://en.wikipedia.org/wiki/File:USS_Shenandoah_Bau.jpg
6. http://en.wikipedia.org/wiki/File:DIRECTV_Airship_in_North_Carolina.jpg
7. http://en.wikipedia.org/wiki/Zeppelin
8. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Bundesarchiv_Bild_146-1972-099-15,_Ferdinand_Graf_Zeppelin_am_Schreibtisch.jpg
9. http://en.wikipedia.org/wiki/File:First_Zeppelin_ascent.jpg
10. http://en.wikipedia.org/wiki/File:LZ4_after_Echterdingen_disaster.jpg
11. http://en.wikipedia.org/wiki/File:The_End_of_the_%27Baby-Killer%27.png
12. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Uss_los_angeles_airship_over_Manhattan.jpg
13. http://en.wikipedia.org/wiki/LZ_127_Graf_Zeppelin
14. http://en.wikipedia.org/wiki/Airbus_A380
15. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bundesarchiv_Bild_102-00960A,_Berlin,_Graf_Zeppelin_LZ_127.jpg
16. http://en.wikipedia.org/wiki/File:LZ_127_Graf_Zeppelin_over_Rio.jpg
17. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:The_Graf_Zeppelin%27s_rendezvous_with_pyraminds_of_Gizeh,_Egypt.jpg
18. http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Alexander_Kircher_LZ_127.jpg&filetimestamp=20120924222626&
19. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Zeppelin_Postkarte_1936_a.jpg
20. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Hindenburg_burning.jpg
21. http://en.wikipedia.org/wiki/Zeppelin_NT
22. http://www.hybridairvehicles.com/Default.aspx