Bilim insanlarının köpekbalığı derisinin üzerinde otuz yıldan beri yaptıkları çalışmalar, hareketi engelleyen sürüklemeyi azaltmak yönünde farklı uygulamaların önünü açtı. Acaba köpek balığı derisinden esinlenen yeni teknolojiler uçakların yakıt sarfiyatını azaltabilecek mi?

Köpekbalıkları diğer balıkların pürüzsüz kaygan derilerinin aksine insana sıfır zımpara kâğıdına dokunuyormuş hissi veren pürtüklü bir deriye sahiptirler. Bu balıklar, denizin derinliklerinden gelip avlarını yakaladıktan sonra hızla uzaklaşabilmelerini derilerinin üzerinde yer alan milyonlarca ufak diş benzeri çıkıntının suyun sebep olduğu sürükleme kuvvetini çok etkili şekilde azaltmasına borçludur. Derisinin bu özelliği sayesinde bazı köpekbalığı cinslerinin suyun içindeki hızları saatte 80 kilometreyi geçebilir. Bilim insanlarının köpekbalığı derisinin üzerinde otuz yıldan beri yaptıkları çalışmalar, hareketi engelleyen sürüklemeyi azaltmak yönünde farklı uygulamaların önünü açtı.

2008 Pekin Olimpiyatları’nın ilk beş gününde yirmi dokuz adet dünya rekoru dünyaca ünlü Speedo firmasının ürettiği ve üzerinde köpekbalığı derisine benzer şekilde binlerce ufak diş çıkıntısının yer aldığı Speedo LZR Racer mayolarını giyen yüzücüler tarafından kırıldı.

Mark Spitz’in yedi altın madalya rekorunu bu olimpiyatta aldığı sekiz altın madalya ile tarihe gömen Michael Phelps de, boynundan ayak bileklerine kadar olan bölgeyi kapatan ve vücudunu dalgıç kıyafeti gibi sımsıkı saran bu mayoyu giyiyordu.

Yıllardır kırılmayan rekorların bir anda kırılması üzerine, Dünya Yüzme Federasyonu (FINA) 2009 yılında köpekbalığı derisi özellikli ileri teknoloji ürünü kumaştan yapılan mayoların yarışmalarda kullanılmasını yasakladı.

Airbus, köpek balığı derisinin aerodinamik özelliklerini uçakların dış kaplamalarına uyarlayacak bir sistem üzerinde 1990 yılından beri çalışıyor. Firma ilk denemelerini köpekbalığı derisine benzer tırtıklı bir yüzeyi bulunan folyolar kullanarak yaptı. Folyoların uçağın her yüzeyine uygulanamaması, birkaç sene sonra yenilenmesi zorunluluğu ve folyoların ağırlığı yüzünden elde edilecek yakıt tasarrufundan daha fazla yakıt harcanması nedeni ile bu girişim sonuçsuz kaldı.

2008 senesinde Avrupa Topluluğu, ‘Temiz Gökyüzü’ projesi ile uçakların gürültü seviyelerini ve yakıt sarfiyatını azaltıcı projeleri desteklediğini açıkladı. Lufthansa Technik ve Airbus yeni mali destekler ve yakıt fiyatlarının yüksekliğinin verdiği motivasyon ile uçak boyası imalatçısı Mankiewicz ve Alman Fraunhofer Sanayi Teknolojileri ve İleri Malzemeler Enstitüsü’nün (IFAM) işbirliği ile uçağın dış yüzeylerine köpek balığı derisi dokulu boya uygulaması için çalışmalara başladı.

2009 yılında bir Beluga uçağının üzerinde 50-60 mikron genişliğinde 20-30 mikron derinliğinde çıkıntıların yer aldığı küçük bir deneme yüzeyi taze boyanın üzerine şekillendirme ıstampası bastırılarak oluşturuldu. İlk sonuçların başarılı olması üzerine 2011 yılında Lufthansa Hava Yolları ve Lufthansa Technik firmalarının iş birliği ile iki adet A340-300 uçağının gövde ve kanatlarının üzerinde on adet 10 cm x 10 cm’lik köpekbalığı derisi özellikli bölge oluşturuldu. Deneme amaçlı bölgeler kanat üstünde, yatay stabilizenin üstünde, yatay stabilizenin altında ve uçağın gövdesinde yer alıyordu.

Uçaklar iki sene müddet ile 12 bin saatin üzerinde uçtular. Bu süre içerisinde, oluşturulan bölgelerdeki kaplama düzenli olarak incelenerek mikro yapıda bozulma olup olmadığı kontrol edildi.

İncelemelerin sonucunda, deneysel uygulama yapılan bölgelerdeki köpekbalığı derisi özelliğindeki kaplamanın uçuş operasyonları sırasında maruz kaldığı çevre koşullarından etkilenmediği anlaşıldı.

Lufthansa Technik, dış yüzeylerine köpekbalığı derisi özellikli kaplama uygulanan uçakların üzerindeki sürükleme kuvvetinin yüzde 10 ve uçakların yakıt sarfiyatının da yüzde 1 azalacağını açıkladı. Standart boyadan farklı olarak köpekbalığı derisi özellikli boya, uçağa püskürtülerek uygulanamıyor. Uçağa sürülen özel kaplama malzemesinin üstüne kabartı oluşumu için, içinde ayrıca kaplama malzemesi bulunan kalıbın bastırılması gerekiyor.

2015 yılında Fraunhofer IFAM tarafından mevcut teknoloji kullanılarak geliştirilen özel ekipman ile dakikada ancak 2 metre kabartı oluşturulabiliyordu. Uçağın geniş yüzeylerinin kaplanması bu şekilde mümkün olamayacağı için proje bir müddet durakladı. Teknolojinin gelişimi ile, Hamburg’taki 26 bin metrekarelik ZAL Teknoloji Merkezi’nde yürütülen çalışmalar hız kazandı.

2019 yılında Alman Lazer Firması 4JET’in geliştirdiği LEAF (Laser Enhanced Airflow Technology - Lazer Katkılı Hava Akışı) teknolojisi ile uçağın yüzeyinde dakikada 15 km kabartı, yani dakikada 1 metrekare köpek balığı derisi özellikli yüzey oluşturulması mümkün oldu.

Airbus, Lufthansa Technik, Mankiewicz ve 4JET firmalarına ilave olarak BWM (Bremen Montaj Sistemleri Fabrikası) de bu projede yer alıyor.

Dünya hava taşımacılığının her yıl harcadığı yakıtın maliyeti 190 milyar doları buluyor. Köpekbalığı derisi özellikli kaplamaların uçaklara uygulanması ile her yıl 2 milyar dolara yakın yakıt tasarrufu yapılabilecek. Ayrıca, yakıt tasarrufu ile daha temiz bir çevreye de katkı sağlanmış olacak.

Airbus, 2020 yılından itibaren üreteceği A350 XWB yolcu uçaklarının kanat ve yatay stabilizelerine köpekbalığı derisi özellikli kaplamaları uygulamayı planladığını web sitesinde duyurdu.