Kanadın ana amacı uçak için kaldırma kuvveti oluşturmaktır. Kaldırma kuvveti uçağı havada tutan kuvvettir. Kanat boyutunun değişmesi uçak tarafından üretilen kaldırma kuvveti miktarını değiştirebilir ki bu değişim uçak performansını direkt olarak etkiler.
Boyut
kanat boyutunun en önemli kısmı, kanada alttan bakıldığında görünen alandır. bu alan "planform area" (planform alanı) olarak adlandırılır. Bazen uçak gövdesinin alt kısmında yer alan bu alan üretilen kaldırma kuvvetinin de bir göstergesidir. Eğer daha büyük bir planform alanına sahip olursanız doğal olarak üretilen kaldırma kuvvetiniz artacaktır.
Performans
Eğer tasarımı yapılan uçaktaki kaldırma kuvveti kanat boyutunun artması ile artacaksa neden yapabildiğimiz en büyük boyutlarda kanatlar kullanmıyoruz ? Daha fazla kaldırma kuvveti iyi bir şey olabilir lakin sözü edilen en büyük kanat öncelikle uçağın ağırlığını arttıracaktır ve artan bu ağırlık drag kuvvetini de (direnç kuvvetini) arttırır.
Çoğu zaman uçak havada iken sabit hızla seyir halindedir. Uçak sabit hızla seyir halinde iken, üretilen kaldırma kuvveti ağırlığa eşit olmalıdır. Kaldırma kuvvetinin daha az olması halinde uçağın irtifa kaybedeceği açıktır aksi durumda da tırmanır. Bunun anlamı eğer daha ağır uçağa sahip isek daha fazla kaldırma kuvveti üretmeliyiz. Bu durum uçağın daha fazla yolcu veya kargo taşımasına olanak sağlar doğal olarak da uçuşu gerçekleştiren kişilerin daha fazla para kazanmasını sağlar. Ayrıca uçakların kat edebileceği mesafeler arttıkça aldıkları yakıt miktarları da artar bu da ağırlığa etki eden bir durumdur.
Kanatların büyüklüğü drag (direnç) kuvvetini arttırdığından gereken güç miktarı veya thrust (itki) kuvveti ihtiyacı da artar. Bunun anlamı da daha büyük motorlar, depolanması gereken daha fazla yakıt miktarı demektir. Ayrıca büyük kanatlar genellikle küçük kanatlara göre daha uzun olurlar. Uzun kanatların eğilme miktarları daha fazla olacağından, mukavemet bakımından daha güçlü üretilme zorunluluğunu da beraberinde getirir. Bu mukavemet artışı da ağırlık artışına neden olur. Böylece, uçak daha fazla kaldırma kuvvetine sahip oluyorken hem de kanatların ağırlığını karşılamak için daha fazla kaldırma kuvvetine ihtiyaç duyar. Kanatlar iyi tasarlanmaz ise kanatların ekstra ağırlığı ekstra kaldırma kuvvetinden daha fazla olabilir.
Kaldırma Kuvveti Eşitliği
Bir kanat ile üretilen kaldırma kuvveti, L, ;
Burada;
- p, hava yoğunluğu
- v, havaya göre hız
- A, planform alanı
- CL, kaldırma kuvveti katsayısıdır. Bu katsayı, kanadın geometrisine ve kanat kesit şekline bağlıdır aynı zamanda bu katsayı, hızlanma açısı ve hava şartlarına göre de değişir.
Bu eşitlikten görebiliriz ki, planform alanımız arttıkça, A, üretilen kaldırma kuvveti de, L, aynı oranda artar. Biz bu durumu oransal ilişki olarak adlandırabiliriz. Benzer şekilde uçağın hızını iki katına çıkardığımız da kaldırma kuvveti dört katına çıkacaktır.