TEKNOFEST 2020 ROKET YARIŞMASI LİVATYA Atışa Hazırlık Raporu (AHR)

(1)

TEKNOFEST 2020 ROKET YARIŞMASI

LİVATYA

Atışa Hazırlık Raporu (AHR)

(2)

Takım Yapısı

2 31 Temmuz 2020 Cuma TEKNOFEST 2020 ROKET YARIŞMASI ATIŞA HAZIRLIK RAPORU (AHR)

Takım Üyeleri Okul / Bölüm Sınıf Takımdaki

Görevi

Talha Cemil Türk Pamukkale Üniversitesi İmalat Mühendisliği

4. Sınıf *Lider

Veysel Mert Evin Pamukkale Üniversitesi İmalat Mühendisliği

4. Sınıf *Mekanik Genel Sorumlusu

Tuğçe Çözeli Pamukkale Üniversitesi Makine ve İmalat Mühendisliği

2. Sınıf *Proje İdari Sorumlusu

Talha Çetin Pamukkale Üniversitesi İmalat Mühendisliği

4. Sınıf *Burun Şekilleri & Yapı Malzemeleri Araştırma Sorumlusu

Alper Kaan Müftüoğlu Pamukkale Üniversitesi Makine ve İmalat Mühendisliği

2. Sınıf * Atış Sonrası Kurtarma Sorumlusu

Muhammet Ali Yaşar Pamukkale Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği

4. Sınıf *Aviyonik Sistemler Üretimi sorumlusu Abdullah Çarpan Pamukkale Üniversitesi

Mekatronik Mühendisliği

4. Sınıf *Elektronik Sistemler Araştırma Sorumlusu Gülsüm Aslı Öztürk Pamukkale Üniversitesi

Mekatronik Mühendisliği

4. Sınıf * Test videoları ve verilerinin düzenlenmesi

Merve Buğdayeken Pamukkale Üniversitesi

Elektrik Elektronik Mühendisliği

4. Sınıf *Aviyonik Sistemler sorumlusu

İbrahim Doğan Bilgisayar Öğretmenliği 4. Sınıf *Elektronik Sistemler ve Yazılım Sorumlusu

(3)

KTR’den Değişimler

 KTR’den sonra hiçbir tasarım değişikliği yapılmamıştır.

 KTR’de beyan edilmiş üretim yöntemleri ve kullanılan üretim yöntemleri aynıdır. Mekanik ve elektronik anlamda tüm devrelerimiz sistamatik olarak çalışmaktadır.

(4)

Roket Alt Sistemleri

Alt Bileşenlerin İsimleri Tamamlanma Oranları

Burun %100 ‘ ü tamamlanmıştır. Son haline gelmiş

ve kullanıma hazır durumdadır.

Gövdeler %100 ‘ ü tamamlanmıştır. Son haline gelmiş

ve kullanıma hazır durumdadır.

Aviyonik Sistem %85‘ i tamamlanmıştır. Kartlarımız üretilmiştir sadece aviyonik kutusu mekanik olarak tamamlanmamıştır.

12.08.2020 tarihine kadar %100 ‘ ünün üretilmesi planlanmaktadır.

Ayrılma Sistemleri %100 ‘ ü tamamlanmıştır. Son haline gelmiş ve kullanıma hazır durumdadır.

Kurtarma Sistemleri %100 ‘ ü tamamlanmıştır. Son haline gelmiş ve kullanıma hazır durumdadır.

(5)

OpenRocket / Roket Tasarımı Genel Görünüm

(6)

OpenRocket / Roket Tasarımı Genel Görünüm

Burun Ana gövde Motor gövdesi

Faydalı yük

kutusu Aviyonik

kutusu İç entegrasyon

gövdesi İç entegrasyon

gövdesi

Motor kelepçesi

İsim Çap Boy Kütke

Burun 35 cm 405gr

Ana gövde 11cm 78cm 1436gr

Motor gövdesi 11cm 77cm 1382gr

İç entegrasyon gövdesi 10,4 cm 22cm 373gr

İç entegrasyon gövdesi 10,4cm 33,4cm 556gr

Faydalı yük kutusu 10,4cm 15,5cm 1213,7gr

Aviyonik kutusu 10,4cm 27cm 1296gr

Motor kelepçesi 10,4cm 3cm 330gr

(7)

Roket Alt Sistemleri

Mekanik Görünümleri ve Detayları

(8)

Burun ve Faydalı Yük Mekanik Görünüm

(9)

Burun – Detay

Burun konimizi 250 mm boy ve 110 mm çap olacak şekilde tasarlandı. Bu ölçüleri gerekli denemeler sonucunda takım üyelerimizle beraber Open Rocket programında yapılarak kararlaştırıldı.

Yapmış olduğumuz burun tasarımında denge kriterini göz önünde bulundurarak, roketin aerodinamik yapısındaki karşılaşılacak sorunları ortadan kaldırmak; yani roketimiz çok yüksek hızda hareket edeceğinden dolayı yukarıdayken en önemli etken olan hava ile temasını minimum düzeye indirmek adına tanjant ojiv burun şekli seçildi.

İÇ ENTEGRASYON GÖVDESİ M8 MAPA

BULKHEAD M6 CİVATA

M6 SOMUN

ALÜMİNYUM EK

İÇ ENTEGRASYON GÖVDESİ:

UZUNLUK:199mm MALZEME: KARBON FİBER DIŞ ÇAP:104mm

ET KALINLIĞI:3mm

İŞLEV:ANA GÖVDE İLE BURUN ARASINDA BAĞLANTIYI YAPAN EK PARÇA M8 MAPA:

MALZEME: ÇELİK

İŞLEV: İKİ GÖVDE ARASINDAKİ PARAŞÜT İLE GÖVDELERİN BAĞLANTISINI YAPMAK BULKHEAD:

MALZEME: ALÜMİNYUM ÇAP:98mm

UZUNLUK:10mm

İŞLEV:İÇ ENTEGRASYON GÖVDESİ VE BURUN U BİRLEŞTİRMEK VE MAPANIN SABİTLENMESİ M6 CİVATA:

İŞLEV: BURUN UN DIŞINDAN DELİNEN DELİKLE İÇ ENTEGRASYON GÖVDESİNİ VE BURUNU BULKHEAD LE SABİTLEMEK.

ADET:4

(10)

Faydalı Yük ve Faydalı Yük Bölümü- Detay

10 31 Temmuz 2020 Cuma

Faydalı yük temsilen 4 kg çelik kullanıldı. Faydalı yükün koyulduğu kutunun alt ve üst kısmı komple kapalıdır ve yük içine üst tarafından konulduğunda

kutunun alt kısmı boş kalır. Bu boş yere de yük paraşütü konulacaktır.

Faydalı yük kutusunun hemen üstünde kutuya temas halinde burundan gelen entegrasyon gövdesi bulunmaktadır. Bu şekilde faydalı yük kutusuyla beraber burunda gövdeden ayrılacaktır. Faydalı yük kutusunu burunla beraber

gövdenin dışına çıkaracak sistem ise barutun patlaması sonucunda oluşan basınçtır. Faydalı yük kutusu alt kısmından m8 mapa ile ana gövdeye sabit olan diğer m8 mapaya şok kordonu ile bağlıdır. Buradaki kordon ipin uzunluğu faydalı yük kutusunu gövdenin ucuna çıkaracak kadardır. Faydalı yük kutusu gövdenin ucuna çıkınca yükü de bırakmış olacaktır.

Faydalı yükümüz burun veya gövdeyle hiçbir bağlantısı kalmayacak şekilde roketten ayrılacak daha sonrasında kendi paraşütü ile bağımsız bir şekilde yüzeye inişini gerçekleştirecektir. Tasarımımızda faydalı yükümüzün yere iniş hızı 9 m/s’nin altında kalacak şekilde tasarlanmıştır. Faydalı yükümüze

yerleştirdiğimiz GPS modülü sayesinde her an konumunun takibi yapılabilir olacaktır. Bu da fırlatılma işlemi gerçekleştikten sonra faydalı yükün nereye indiğini bulabilmemizi sağlayacaktır.

2020 TEKNOFEST ROKET YARIŞMASI KRİTİK TASARIM RAPORU (KTR)

(11)

Kurtarma Sistemi Mekanik Görünüm

BARUT HAZNESİ

(12)

Ayrılma Sistemi – Detay

Ayrılma sisteminde kara barutlu sistem kullanılmaktadır.

Kara barut kullanılmasının sebebi ise diğer sistemlere göre hem hacimsel olarak daha az yer kaplaması hem de kullanımının kolay olması ve ortaya çıkardığı enerjinin yüksek olmasıdır.

1) KARABARUT ATEŞLENİR 2)BARUTUN BASICIYLA YÜK KUTUSU

YUKARI ÇIKAR

3)BURUN SERBEST KALIR 4) YÜKÜN PARAŞÜTÜ VE 1.CİL PARAŞÜT

AÇILIR

(13)

Paraşütler – Detay

Kırmızı renkli paraşütümüz 1580 metre irtifada açılacak 15 kg ağırlıktaki roketi taşıyacak olan ilk paraşüttür. Roketin havada takla atması önleyecek ,roketin düşüş hızını azaltacaktır. Paraşüt malzemesi olarak %100 polyester paraşüt kumaşı kullanılmıştır.

Paraşütün sürtünme katsayısı ise 0.8'dir. Paraşütün çapı 160 cm olarak ayarlanmıştır.

Kahverengi renkli paraşütümüz 600 metre irtifada açılacak 15 kg ağırlıktaki roketimizin ve parçalarının hasar görmemesi adına sağlam bir şekilde yere inmesini sağlayacaktır. Paraşütümüzün çapı 200 cm, malzemesi ise %100 polyester paraşüt kumaşıdır.

Paraşütün sürtünme katsayısı ise 0.8'dir.

Mor renkli paraşütümüz ise 4 kg ağırlıktaki faydalı yükü taşıyacak olan paraşüttür. . Paraşüt malzemesi olarak %100 polyester paraşüt kumaşı kullanılmıştır. Paraşütün sürtünme katsayısı ise 0.8'dir. Paraşütün çapı 50 cm olarak ayarlanmıştır.

(14)

Aviyonik Sistem Mekanik Görünüm

(15)

Aviyonik Sistem – Detay

Ana bilgisayar sistemimiz roketin telemetry verilerini byte'lar halinde paketlere bölerek Yer istasyonuna gönderecektir. Gönderilen paketlerin sonuna CRC16 eklenerek paketlerin doğruluğu kontrol edilecektir. Yer istasyonu, gelen paketler ve CRC16 kodunu kontrol edecek ve CRC16 ile gelen paket uyuşuyor ise telemetry verilerini ekrana yansıtacaktır. Bu sayede gelen telemetry verilerinin doğruluğundan emin olunacaktır. Ayrıca Ana bilgisayar Sistemimiz aviyonik sistemdeki Micro-SD karta kayıt yapmak için programlanmıştır. Telemetry verileri anlık olarak Micro-SD karta kayıt edilecektir.

Yedek bilgisayar ana bilgisayarda veri alamama güç kaybı gibi sorunlar oluşmasına karşın sürekli denetleme yapıp gerektiğinde devreye girerek sorumluluğu üstlenecektir. Yedek bilgisayar ile ana bilgisayar arasında sadece denetleme için bir bağ oluşacaktır. Güç kaynakları ve veri algılama sistemleri birbirinden bağımsızdır.

Ana bilgisayar roketin Open Rocket’ten alınan açı verileriyle de , sensörden gelen açı verilerini karşılaştırarak

roketi apoji noktasına ulaştığını doğruladığında burnun ve birinci paraşütün açılması ana ve yedek birinci

fünyeleri elektriklendirecektir bu aşamadan sonra irtifa bilgileri 600 metre olarak doğrulandığında ikinci paraşüt

açılması için ana ve yedek ikinci fünyeler elektriklendirilecektir.

(16)

Aviyonik Sistem – Detay

Roketin yere ulaştığı irtifa bilgisi ve uyarısı geldikten sonra Ublox Neo-m8n GNSS modülü ile alınan ve anlık kayıt edilen GPS sinyalleri ön plana çıkartılarak roketi arama işlemlerinin başlatılması için uyarı bildirimi verilecektir.

Apoji noktasında burnun açılması ile roketten ayrılan faydalı yük, GPS sinyalleri ile anlık olarak konumunu yer istasyonuna 128 bit şifreleme sistemi ile güvenli bir şekilde aktaracaktır. Faydalı yük yere ulaştığı anda yer istasyonu arama çalışmalarına başlamak için bize uyarı bildirimi yapacaktır.

ÜRETİMİ %100 BİTMEYEN TEK PARÇAMIZ AVİYONİK KUTUSUDUR. KARTLARIMIZ HAZIR FAKAT AVİYONİK KUTUSU MEKANİĞİ HAZIR DEĞİLDİR. MEKANİK OLARAK AVİYONİK KUTUSU ALT VE ÜST KAPAKLARI ÜRETİLMİŞTİR. ARA BAĞLANTI PARÇALARI VE DİREKLERİ ÜRETİLMEMİŞTİR. 12 AĞUSTOS 2020 TARİHİNE KADAR AVİYONİK KUTUMUZUN MEKANİĞİ %100 Ü BİTMİŞ OLACAKTIR.

TEKNOFEST 2020 ROKET YARIŞMASI ATIŞA HAZIRLIK RAPORU (AHR)

(17)

Kanatçıklar Mekanik Görünüm

(18)

Kanatçıklar – Detay

• Kanatçılarımızın şeklinin uçuş esnasında gerekli şartları (irtifayı) sağlaması , roketimizin yere düşme esnasında daha az hasarla yere daha sağlam düşmesini sağlamak amacıyla, bu kriterleri göz önünde bulundurarak kesik uçlu delta olmasına karar verdik.

• Kanat yapısını sürtünmeyi en aza indirmek ve dayanımı arttırmak amacıyla düz bir şekilde yapmaya karar verdik.

• Kanat malzemesi olarak 3mm alüminyum seçtik. Alüminyum seçmemizin sebebi kolay işleyebilmemiz ve hafifliğidir.

Kanat geometrimiz roketi istenilen irtifaya çıkarması için Open Rocket'te tasarlanmıştır

(19)

Roket Genel Montajı

(20)

Roket Genel Montajı

(21)

Roket Genel Montajı

 ROKET GENEL MONTAJI VİDEOSU YOUTUBE LİNKİ:

https://www.youtube.com/watch?v=o_C6bbNdrO8&feature=youtu.be

(22)

Roket Genel Montajı

 KARABARUT YERLEŞTİRME VİDEOSU YOUTUBE LİNKİ:

https://www.youtube.com/watch?v=iOA26XWx6Uo&feature=youtu.be

(23)

Roket Motoru Montajı

 ROKET MOTORU MONTAJVİDEOSU YOUTUBE LİNKİ:

https://www.youtube.com/watch?v=1eGwVx2z4Z0&feature=youtu.be

(24)

Atış Hazırlık Videosu

 ATIŞ HAZIRLIK VİDEOSU YOUTUBE LİNKİ:

https://www.youtube.com/watch?v=dGP7REapmoo&feature=youtu.be

(25)

Testler

Test İsmi Test yöntemi / Test Düzenekleri Testin Sonucu Teste Ait Videonun Linki

Alüminyum Çekme-Basma Testi

Roketimizin yapımında kullanılan

alüminyum malzemeden örnek alınnak çekme testi cihazında testi gerçekleştirilmiştir.

Test sonucu beklenildiği gibi, başarıyla sonuçlanmıştır.

https://www.youtube.com/watch?v=Q9UbZuvXjF0&f eature=youtu.be

Karbon Fiber Çekme-Basma Testi

Roketimizin yapımında kullanılan karbon fiber malzemeden örnek alınnak çekme testi cihazında testi gerçekleştirilmiştir.

https://www.youtube.com/watch?v=Q9UbZuvXjF0&f eature=

Paraşüt Açılma Testleri

“Yüksekten Atma Testi”

Paraşütler ağırlıkları ile birlikte katlanma yöntemlerine uyularak fakültemizin 7. katından atılmıştır.

https://www.youtube.com/watch?v=8yTHXWDNlFA&

feature=youtu.be

Paraşüt Açılma Testleri

“Araçtan Bırakma Testi”

Paraşütler belirlenmiş hızlar esnasında katlanma kurallarına uyularak arabadan atılmıştır.

https://www.youtube.com/watch?v=8yTHXWDNlFA&

feature=youtu.be

Gövde Ayrılma Testi Profillerden oluşan bir düzenek ile roket zarar görmeden gövde ayrılma testi gerçekleştirilmiştir.

https://www.youtube.com/watch?v=9quA38W1- 5w&feature=youtu.be

Yük Bırakma Testi

Profillerden oluşan bir düzenek ile roket zarar görmeden bağlanmış ve tük bırakma testi gerçekleştirilmiştir.

https://www.youtube.com/watch?v=pcw0QvT0Rx M&feature=youtu.be

(26)

Testler

Test İsmi Test yöntemi / Test Düzenekleri Testin Sonucu Teste Ait Videonun Linki

Algoritma Testi

Birinci paraşüt açılmasında ivme, ikinci paraşüt açılmasında yükseklik kullanılmıştır. Devrenin konumlandırılması ile bilgisayardan algoritmanın çalışması gözlemlenmiştir.

https://www.youtube.com/watch?v=XEQu6xifndw&

feature=youtu.be

Telemetri Testi Gelen verilerin bilgisayarda gözlemlenmesi ve SD kartta kayıt edilmesinin kontrolü yapılmıştır.

https://www.youtube.com/watch?v=XEQu6xi fndw&feature=youtu.be

Yedek Bilgisayar Devreye Girme Testi

Ana uçuş bilgisayarının enerjisi kesildiğinde yedek bilgisayarın devreye girmesi

gözlemlenmiştir.

https://www.youtube.com/watch?v=XEQu6xi fndw&feature=youtu.be

Gyro Testi

Yatay ve düşey olarak devreyi hareket ettirerek telefondan elde edilen veriler ve sensör yardımıyla bilgisayardan elde edilen veriler kıyaslanarak tutarlılıkları gözlemlenmiştir.

https://www.youtube.com/watch?v=2y759cL awsg&feature=youtu.be

İvme Testi

Telefondan alınan veriler ile sensör yardımıyla bilgisayardan alınan verilerin karşılaştırılarak doğruluğu gözlemlenmiştir.

Basınç Testi Vakum desikatör testi ile basınç düşürme ve yükseltme yapılmıştır.

Yükseklik Testi Devreyi binanın beşinci katına çıkartıp gelen veriler bilgisayarda incelenmiştir.

https://www.youtube.com/watch?v=fTGAMB VgVS8&feature=youtu.be

Uzaklık Testi Devreyi arabaya yerleştirerek 100 metreden uzağa götürülerek bilgisayardaki veriler gözlemlenmiştir.

https://www.youtube.com/watch?v=fTGAMB VgVS8&feature=youtu.be

(27)

Testler

 Yapılan tüm testler , yöntemleri , düzenekleri ve sonuçları ile bildirilmişitir. Gerçekleştirilemeyen ya da güncelleme ihtiyacı görülen bir testimiz ve sonucu bulunmamaktadır. Yapılan tüm testlere ve analizlere ait video linkleri yukarıda verilen tabloda verilmiştir.

(28)

Yarışma Alanı Planlaması

Karşılaşılabilecek Olası Risk

Risk Karşısında Alınacak Önlem ve Planlar

Motor kelepçelerinin iç çapı motora göre dar kalması durumu.

Kalıpçı taşlama makinasıyla çap büyütme işlemi gerçekleştirilecek.

Parçaların kırılması kaybolması durumu .

Yedek parçalar imal edip alana yedekli gelinecektir.

Parçaların unutulması, ya da eksik kalması durumu.

Parça listesi yaparak , alana kontrol dahilinde gelinecektir.

(29)

Yarışma Alanı Planlaması

Takım Üyeleri Takımdaki Görevi Montaj Günü

Görevi

Fırlatma Günü Görevi

Talha Cemil Türk *Lider ROKET MONTAJI YAPMAK ROKETİ RAPMAYA YERLEŞTİRME

Veysel Mert Evin *Kurtarma Sistemleri ROKET MONTAJI YAPMAK

Tuğçe Çözeli *Proje İdari Sorumlusu ROKET MONTAJI YAPMAK

Talha Çetin *Burun Şekilleri & Yapı Malzemeleri Araştırma Sorumlusu

YÜK KURTARMA

Alper Kaan Müftüoğlu * Atış Sonrası Kurtarma Sorumlusu ROKET KURTARMA

Muhammet Ali Yaşar *Aviyonik Sistemler

Üretimi sorumlusu

AVİYONİK SİSTEM KURMAK

Abdullah Çarpan *Elektronik Sistemler

Araştırma Sorumlusu

AVİYONİK SİSTEM KURMAK

Gülsüm Aslı Öztürk * Test videoları ve verilerinin düzenlenmesi

YÜK KURTARMA

Merve Buğdayeken *Aviyonik Sistemler sorumlusu ROKET KURTARMA

İbrahim Doğan *Elektronik Sistemler ve

Yazılım Sorumlusu

AVİYONİK SİSTEM KURMAK YER İSTASYONUNUN BAŞINDA DURMAK