1 TAKIM ADI: Vefa Havacılık
ARAÇ TÜRÜ: Döner Kanat
ARAÇ GELİŞTİRME ŞEKLİ: Yeni Araç ÜNİVERSİTE: İstanbul Teknik Üniversitesi TAKIM SORUMLUSU: Mustafa Apaydın
1. ORGANİZASYON ÖZETİ 1.1 Takım Organizasyonu
Şekil 1.1 Takım Organizasyonu Mustafa Apaydın
Takım Kaptanı
Ö. Faruk Sarıgöz Tasarım/Üretim
A. Şevket Özsoy Üretim/Pilot
Erhan Öztekin Aviyonik/Pilot
M. Zahid Zorlu Üretim/Sponsorluk
Burak Kaplan Güç Sistemleri
M. Nasır İpek Güç Sistemleri
Ali Rıza Eke Aviyonik/Pilot Prof.Dr İsmail Koyuncu
Takım Danışmanı
2
Vefa Havacılık, 2018 yılında kurulmuş Vefa İnsansız Sistemler Takımı bünyesinde yer alıp, 3 yıldır TEKNOFEST Havacılık, Uzay ve Teknoloji Festivalindeki çeşitli yarışmalara katılmış ve dereceler almıştır. Vefa İnsansız Sistemler Takımı olarak, takım halinde ya da ekip üyelerinin bağımsız takımlarla girdiği yarışmalarda alınan dereceler aşağıda belirtilmiştir:
1- 2018 Teknofest Sürü İHA Türkiye Birinciliği
2- 2018 Teknofest Tubitak İHA Döner Kanat Türkiye Birinciliği
3- 2019 Teknofest Tubitak İHA Döner Kanat Kategorisi Mansiyon Ödülü 4- 2019 Teknofest Yüksek İrtifa Roket Yarışması Türkiye Altıncılığı 5- 2020 Teknofest Yüksek İrtifa Roket Yarışması Türkiye İkinciliği 6- 2020 Teknofest Alçak İrtifa Roket Yarışması Türkiye Üçüncülüğü 7- 2020 Teknofest Tubitak İHA Döner Kanat Kategorisi Türkiye İkinciliği
Vefa İnsansız İnsansız Sistemler Takımı, 2018 yılında kurulduğunda ekip üyeleri olarak sadece İstanbul İYV Vefa Lisans Yurdunda ikamet eden öğrencilerden oluşmaktaydı.
Günümüze geldiğimizde alınan başarılardan ilham alan takımımız Türkiye genelinde ilanlar açıp ekibimizi donanımlı ve heyecanlı arkadaşlarla genişletmeyi amaçlamıştır. Bu doğrultuda birçok üniversite ve bölümden lisans ve yüksek lisans öğrencisi ekibimize dahil olmuştur.
Ayrıca danışmanlık görevini İTÜ Rektörü İsmail Koyuncu yürütecektir. Birçok farklı bölüm ve üniversiteden öğrencilerle kurulan ekibimiz multi-disipliner çalışma yeteneğine sahiptir.
Vefa Havacılık olarak ekibimiz üyelerinin okul ve bölümleri aşağıda belirtilmiştir.
• Prof.Dr. İsmail Koyuncu – İstanbul Teknik Üniversitesi / Rektör (Takım Danışmanı)
• Mustafa Apaydın – Yıldız Teknik Üniversitesi / Makine Müh./ 4.sınıf
• Ömer Faruk Sarıgöz – İstanbul Teknik Üniversitesi / Makine Müh./ 4.sınıf
• Ahmet Şevket Özsoy – Bursa Uludağ Üniversitesi / Makine Müh./ 4.sınıf
• Erhan Öztekin – Karabük Üniversitesi / Elektrik-Elektronik Müh./ 4.sınıf
• Burak Kaplan – Yıldırım Beyazıt Üniversitesi / Elektrik-Elektronik / Yüksek Lisans
• Ali Rıza Eke - Yıldız Teknik Üniversitesi / Elektronik Haberleşme Müh./ 1.sınıf
• Muhammed Nasır İpek - Yıldız Teknik Üniversitesi / Elektrik Müh./ 4.sınıf
• Muhammed Zahit Zorlu - Yıldız Teknik Üniversitesi / Makine Müh./ 4.sınıf
Şekil 1.2 Alınan derecelerden bazı görseller
3 2. DETAYLI TASARIM RAPORU
2.1 Tasarım ve Uçuş Kararlılığı
Hava aracımızın detaylı tasarımları tamamlanmış olup, aracımız modüler bir tasarım amacıyla basitlik ilkesi göz önünde bulundurularak tasarlanmıştır. Kurulum konusunda oldukça basit tasarlanan hava aracımız kısa süre içinde kullanıma hazır olabilecektir. Basitlik ön planda tutularak üretimin, montajın ve maliyetin düşürülmesi amaçlanmıştır.
Aracımızın motor ve motor kolu sayısı seçiminde bazı kıstaslar yapılarak aşağıdaki karşılaştırma tablosu oluşturulmuştur. Bu tabloda stabilite, verim, fiyat, kontrol yeteneği, güvenlik ve hava aracının kapladığı hacim özellikleri karşılaştırılarak bizim için en uygun seçimin 8 kollu oktokopter olacağı saptanmıştır. Yapılan puanlama 1 düşük, 2 iyi, 3 pekiyiyi temsil edecek şekilde yapılmıştır.
Şekil 2.1.1 Hava Aracı Tipleri Karşılaştırması
Puanlama sonucunda yapılan 8 kollu oktokopter tasarımında alüminyum kutu profiller kullanılmıştır. Burada kompozit profiller kullanılması mukavemet ve ağırlık açısından daha faydalı olabilirdi lakin maliyet göz önünde bulundurularak alüminyum malzemede karar kılınmıştır. Aşağıda oktokopter detaylı tasarımı ve geometrik boyutlandırılması verilmiştir.
4
Şekil 2.1.2 İHA Detaylı Tasarımı ve Geometrik Boyutlandırması
Hava aracımızın paralel motorlar arası dingil mesafesi 1500 mm, yerden yüksekliği yani iniş takımının yüksekliği ise 500 mm seçilmiştir. Aracın tasarımında Solidworks 3D çizim programı kullanılmış olup aynı programla tasarım tamamlanmıştır. Aracımızın gövdesi şuanki haliyle özgün tasarım olarak tasarlanmıştır.
Aracın maruz kaldığı yüklerdeki dayanımını ölçmek için yapısal analizler yapılmıştır. Bunun için farklı alüminyum profiller kullanılarak Ansys programı ile profiller üzerinde uçuş yükleri tanımlanmıştır. Bu yüklerin profiller üzerinde oluşturduğu deformasyonlar incelenmiştir. Bunun yanında profillerin ağırlıkları da oluşan deformasyonlar ile birlikte incelenmiştir.
Yapılan yapısal analiz sonucunda optimum profil olarak 6063 serisi 30 mm kutu profil, İHA gövde profili olarak seçilmiştir. Motor kolu başına ortalama 100 Newton olarak uygulanan uçuş yükü neticesinde profilin deformasyon değeri maksimum 2,61 mm olarak ölçülmüştür. Profil üzerinde bu deplasman değerinde herhangi bir yırtılma görülmemektedir. Profil, T6 temper özelliğine ve ~210 Mpa akma mukaveti değerine sahiptir.
Profile ait analiz sonuçları hakkında aşağıda görseller üzerinde değerler verilmiştir.
5
Şekil 2.1.3 İHA Yapısal Analizleri
Uçuş sırasında kararlı bir uçuş gerçekleştirmek ve İHA uçuş kararlılığını iyileştirmek için en başta kütle merkezini İHA’nın geometrik merkezine sabitlenmesi kararlaştırıldı. Bunun için İHA ekipmanlarını araç üzerine yerleştirirken ağırlık merkezinin geometrik merkezle çakışmasına gayret gösterildi. 10’dan fazla uçuş gerçekleştirilerek uçuş hakkında deneyim sahibi olundu.
6
Bu noktada Pixhawk kontrol kartı üzerinde Stabilize, Althold, Loither ve RTL gibi uçuş modlarında dronumuzun kararlılığı test edilmiştir. Karşılaşılan sorunlarla alakalı PID ayarları yapılarak İHA uçuşunda kararlılıkla alakalı karşılaşılan problemler çözüme kavuşturulmuştur.
Şekil 2.1.4 İHA Aviyonik Yerleşim Planı
7
Yukardaki Şekil 2.1.4’de yerleşim planında İHA üzerindeki aviyonik elemanlar görülmektedir.
2.2 Kabiliyet
2.2.1 Görev, Kabiliyet ve İddialar
Hava aracı görev olarak 10 metre yükseklikteki cephe yangınını simüle etmek amacıyla hazırlanmış düzeneğe söndürme işlemi yapacaktır. Söndürme işlemi için İHA’ nın itfaiye aracından basınçlı özel kimyasal köpüğü bir hortum vasıtası ile alarak yangın düzeneğine sürekli ve istenilen doğrultuda püskürtme yapma kabiliyetindedir.
Görevin ilk aşamasında İHA pist üzerinde belli noktaların hizalarına giderek dengeli ve stabil uçuş yaptığını kanıtlayacaktır. İkinci aşama olarak İHA belirlenen söndürme alanına giderek söndürme işlemini gerçekleştirecektir. Son olarak İHA kalktığı bölgeye giderek iniş gerçekleştirecektir. Tüm aşamalar sırasında İHA üzerindeki kamera vasıtasıyla canlı görüntü aktarımı ve kaydı yapılacaktır. Bu sayede söndürme işlemini yapan pilota daha sağlıklı görüş alanı verme kabiliyetine sahip olacaktır. Görüntü kaydının amacı söndürme işlemin başarısını değerlendirmek ve operasyon sırasında pilota görüntü sağlamasıdır.
İHA’ nın icra edeceği görevin zorluk derecesi oldukça yüksektir. Bunun ana sebebi hem söndürülecek bölgenin hem de kullanılacak köpüğün birer statik nesne olmayışıdır. Bunun yanında İHA’ nın yer istasyonu ile sürekli hortum bağlantılı olması da görevin zorluğunu bir hayli artırmaktadır. Hava aracının tasarımı bu dinamik etkenlere rağmen stabil uçuş sağlayacak kabiliyettedir.
Hava aracımız görev isterleri bakımından yüksek ağırlıkta faydalı yük kapasitesi ve canlı görüntü aktarımı kabiliyetlerine sahiptir. Aracımız 25 kg maksimum kalkış kabiliyetindedir.
2.2.2 Hesaplamalar, Analizler ve Testler
Hava aracının sahip olması gereken itki değeri hesaplanıp uygun şase tasarımı yapılmıştır.
Tasarım süreci sistematik şekilde şu adımlarla gerçekleşmiştir:
a-Kalkış Ağırlığının Hesaplanması
b-İrtifaya Bağlı Ağırlık Artışının Hesaplanması c-Dinamik Etkenlerin Hesaplanması
c.1- Rüzgarın Etkisi
c.2- Tazyikli Köpüğün Etkisinin Ölçülmesi d-İtki Sisteminin Belirlenmesi
e-Frame Tasarımı e.1- Yapısal Analiz e.2- Rezonans Analizi
8 a-Kalkış Ağırlığının Hesaplanması
Kalkış ağırlığının hesaplanması iteratif bir süreçtir. İlk adımda itki sistemleri ve bataryalar belli olmadığı için alternatif ürünler üzerinden varsayımlar ile başlanmıştır. İtki ve güç sistemlerinin yeterli kabiliyette olduğu kararlaştırılana kadar bu iteratif süreç devam etmiştir. Aşağıdaki tabloda nihai ürünün bileşenleri verilmiştir.
NO PARÇA ADI BİRİM
AĞIRLIK ADET TOPLAM
AĞIRLIK
1 İtki sistemi (motor+esc+pervane) 720 gr 8 5.760 gr
2 6S Lipo Batarya 2063 gr 4 8.250 gr
3 Şase 7400 gr 1 7.400 gr
4 İniş takımı 1300 gr 1 1.300 gr
5 Pixhawk 40 gr 1 40 gr
6 GPS modülü 25 gr 1 25 gr
7 Güç dağıtım Kartı 160 gr 1 160 gr
8 Köpük püskürtme borusu 800 gr 1 800 gr
9 Devre kesici 320 gr 1 320 gr
10 Gövde kapağı 400 gr 1 400 gr
11 GPS modülü 25 gr 1 25 gr
12 GPS anten tutucu 10 gr 1 10 gr
13 Alıcı 10 gr 1 10 gr
14 Telemetri 30 gr 1 30 gr
15 Konnektör ve kablolar 50 gr
16 Sigorta 100 gr 2 200 gr
TOPLAM 24.760 gr Hava aracının kalkış ağırlığı 24.760 gram olarak saptanmıştır.
b-İrtifaya Bağlı Ağırlık Artışının Hesaplanması İrtifaya bağlı ağırlıklar:
• İtfaiye hortumu: 350 gram/metre
• Yangın söndürme köpüğü: 50 gram/metre
-İrtifaya bağlı metre başına toplam ağırlık: 0,4 kg/metre -İHA’ya 10 metrede toplam binen yükün ağırlığı: 28,776 kg -İHA’ya 25 metrede toplam binen yükün ağırlığı: 34,776 kg
c-Dinamik Etkenlerin Hesaplanması c.1- Rüzgarın Etkisi
Hava aracı yer istasyonuna hortum ile bağlı olduğu için rüzgar hem hava aracına hem de hortuma aerodinamik etki edecektir. Hortuma olan etkisinin yanında hava aracına olan etkisi ihmal edilmiştir. Rüzgâr hızı değeri için meteorolojinin statiklerinden yararlanılmış şehir içi ortalama rüzgar hızı 4.5 km/s olarak alınmıştır.Hortumun sürüklenme katsayısı deneysel çalışmalar olarak ortaya çıkan ve akışkanlar mekaniği kaynaklarında ifade edilen 1.2 (CD) değer alınmıştır.
9
Şekil 2.2.2.1 Meteoroloji Rüzgar Değerleri
Şekil 2.2.2.2 Rüzgar Hızının Sürüklenmeye Etkisi
Hesaplamalar 30 metre irtifada uçuş için yapılmıştır. Ortalama rüzgar hızında tek motora düşen yük 1.1 kg olarak hesaplanmıştır.
c.2- Tazyikli Köpüğün Etkisinin Ölçülmesi
Hava aracından köpük püskürtüldüğü esnada geri tepme kuvveti meydana gelmektedir. Bu kuvvetin saptanması için test düzeneği üretilerek yerde ölçüm yapılmıştır.
Şekil 2.2.2.3 Köpük İtki Test Düzeneği
Yapılan ölçümler sonucunda hava aracına etki toplam geri tepme kuvveti 3 kg olarak gözlemlenmiştir.
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00
0,00 0,75 1,50 2,25 3,00 3,75 4,50 5,25 6,00 6,75 7,50 8,25 9,00 Tekil Motora Düşen Kuvvet [kg]
Rüzgar Hızı [km/s]
Hortum Sürüklenmenin Motorlara Etkisi
10 d-İtki Sisteminin Belirlenmesi
Hava aracına etki eden kuvvetlerin belirlenmesinden sonra stabil uçuş için gerekli itki değerlerini sağlayacak itki sisteminin tercihi yapılmıştır. İtki/ağırlık değerleri, tavsiye edilen değer olan 2’nin çok daha üstünde tutulmaya çalışılmıştır. Bunun sebebi şudur: İHA’ nın yangın söndürme görevi sırasında püskürteceği köpük, İHA üzerinde tepki kuvveti oluşturacaktır. İHA, hem bu tepki kuvvetini egale edebilmeli hem de olumsuz hava şartlarında dengeli bir uçuş sergileyebilmelidir. İHA’ nın bu yüksek performansı gösterebilmesi için itki/ağırlık değeri yüksek olmalıdır. Seçilen itki sisteminin değerleri aşağıdaki gibidir:
Şekil 2.2.2.4 Motor Performans Değerleri
Üretilmiş olan İHA’nın seyir hızı, taşıma performansı, sürükleme gibi diğer uçuş performans parametreleri aşağıda ayrıntılı olarak gösterilmiştir:
Şekil 2.2.2.5 Uçuş Performans Parametreleri [ecalch.ch]
e-Frame Tasarımı
Aracımızın frame tasarımı olarak oktokopter düzeninde olacağı 2.1 Tasarım ve Uçuş Kararlılığı bölümünde açıklanmıştır. Seçilen bu frame için yapısal ve rezonans analizleri yapılmış olup aşağıda sonuçlar açıklanmıştır.
e.1- Yapısal Analiz
Şase malzemesi olan alüminyum kutu profillerin ölçüleri yapısal analiz ile belirlenmiştir.
11
Şekil 2.2.2.6 İHA Gövde Yapısal Analizleri Karşılaştırılan profiller:
1- 25x25x2 2- 17x25x2 3- 25x17x2 4- 30x30x1.5 5- 30x30x2 6- 30x40x1.5 7- 40x30x1.5
Mukavemet değerlerini sağlayan en hafif seçenek olan 30x30x1.5 alüminyum kutu profil malzemesi kullanılması analizler sonucu karar verilmiştir.
12 e.2- Rezonans Analizi
Döner kanat hava araçlarında motorlar belli frekans (rpm) aralığında çalışmaktadırlar. Motorun çalışma frekansının hava aracına olan etkisi önem arz etmektedir. Çalışma frekansı aracın doğal frekansında uzak tutulmalıdır aksi takdirde güvenli uçuş riske girebilir ve enerji sarfiyatı artarak uçuş verimi oldukça kötü etkilenir. Motorun bağlantı elemanı olan şasenin ilgili kısmı analize tabi tutularak doğal frekansı hesaplanmıştır:
Şekil 2.2.2.7 İHA Gövde Rezonans Analizi
Hesaplanan doğal frekans değerlerinin ilk ikisi motorun çalışma frekans aralığında kalabilmektedir. Uçuş esnasında hesaplanan frekans değerinde uçuş yapmamak için önlemler alınmıştır.
2.3 Faydalılık
Hava aracı ile icra edilecek görev toplum yararınadır. Aracın yangına müdahalesi sırasında mevcut problemlerin giderilmesi kaygısı ile görev yeteneği kazandırılmıştır
Yangınlarda can ve mal kayıpları meydana gelmektedir. Yangınların neden olduğu bu kayıplar ülkemizde yüksek sayılarda meydana gelmektedir. Ülkemizdeki yaygın olan çarpık kentleşmeden dolayı çoğu zaman itfaiye araçları yangın bölgesine merdiven uzatamamaktadır. Yüksek katlı binalar için ise itfaiye merdivenin boyu yetersiz kalmaktadır.
Müdahalesi en zor yangın türlerinden olan çatı yangınlarına mevcut sistem ile müdahale güç olmaktadır. Bu fiziksel engelleri yangın söndürme kabiliyeti olan hava aracı ile çözmek hedeflenmiştir.
Yangına müdahale sırasında özellikle patlama riskinin olduğu yangınlarda itfaiye erinin can güvenliği tehlikeye girebilmektedir. Bu durumda can kaybı ve yaralanma gibi üzücü hadiseler yaşandığı gibi yangına müdahale edilemediği durumlar da yaşanmaktadır. İtfaiye erinin yangına müdahale etme şartını ortadan kaldıran hava aracı bu sorunlara da çözüm üretmektedir.
13
Yangına müdahale için itfaiye aracına bağlı olan ve hidrolik sistem ile kaldırılan merdiven ile yapıların ancak bir cephesine müdahale mümkündür. Müdahale sırasında da merdivenin konumunun değişimi hantal kalmakta ve zaman kaybına neden olmaktadır. Yaşanan bu zorlukların tam aksine hava aracının müdahale sırasında kolaylıkla cephe değiştirebilmesi ve atik bir şekilde arzu edilen konumdan müdahale gerçekleştirebilmesi hedeflenmektedir.
Yukarıda ifade edildiği gibi uygulamada yaşanan mevcut problemlere çözüm üretmek üzere yangına müdahale edebilen hava aracının yangınlarda meydana gelen can ve mal kayıplarını azaltması hedeflenmektedir.
Şekil 2.3.1 Aracımızın İtfaiye Şubesinde Köpükle Görev Uçuşu
2.4 Yenilik
Hava aracı gerek icra edeceği görev gerek hedeflenen güç besleme yöntemi olsun birçok yeniliği barındırmaktadır. Aracın sahip olduğu göze çapan en yeni özelliği yangın söndürme kabiliyeti olmasıdır. Alışılmışın dışında olan bu alanda hava aracı görev icra edecektir. Bu alanda görevlerini icra eden rakiplerine kıyasla tasarımında birçok yeniliği barındırmaktadır.
Bu alanda üretilen İHA’lar yangına müdahale için üzerinde taşıdığı söndürücü malzeme ile müdahale ederken, yenilikçi tasarımımız sayesinde yangınla müdahale sırasında herhangi bir söndürücü madde miktarı kısıtlamamız yoktur. Bu kısıtlamanın olmaması büyük avantaj sağlamaktadır.
Araçtaki hedeflenen diğer yenilik ise güç besleme yöntemidir. Bu yenilik, İHA uçuş süresinde büyük avantajlar sağlamaktadır. Hava aracının güç beslemesini kablo yardımı ile yerden yapmak için çalışmalar devam etmektedir. Bu hedef doğrultusunda DC/DC dönüştürücülerin tasarımı ve gerekli gücün beslenmesi gibi birçok yenilik bu çalışmayı zorlaştırmaktadır. Günler süren araştırmalar ile bu zorlu hedefleri başarıyla sonuçlandırmayı hedefliyoruz. Çalışma başarılı olursa sınırsız uçuş süresi özelliğine sahip olacak hava aracı yangına müdahale de önemli bir yetkinliğe sahip olacaktır. Hava aracının dışarıdan güç beslenmesinde yaşanacak olumsuzluklar için üzerinde taşıdığı ve anında devreye alacağı yedek batarya da bulunacaktır.
14
Yaşanacak olumsuzlukları en az hasarla atlatabilmek için bu önlemleri detaylı araştırmalar sonucunda almayı hedefliyoruz. Yedek bataryanın kapasitesi güvenli iniş yapılabilecek uçuş süresini sağlayabilecek kapasitede olacaktır. Güvenli iniş modu olarak tabir ettiğimiz Fail-Safe modu insansız hava aracımızda aktif olarak çalışmaktadır. Güvenlik sorunları oluşmaması açısından alınabilecek tüm önlemler alınması hedeflenmiştir. Acil iniş yapması gerektiği durumlarda acil olarak güvenli bir iniş yapması hedeflenmektedir. Harici güç besleme çalışması yarışma tarihine kadar yetişmez ise dahili bataryalar ile yine görev icra edilebilecektir.
Bunların dışında insansız hava aracımızın yangın mahalline erken müdahale ve en kısa yolu tercih etmesi için uçuş kontrol kartı tasarımı ve kod çalışmaları devam etmektedir. Bu çalışmalarda yeni ve özgün bir kontrol kartı tasarlamak hedeflenmektedir. Bu tasarım ile tamamen kendine özgü olacağından dolayı tam olarak kontrol elde edilmesi planlanmaktadır.
Ayrıca açık kaynak kodlu kontrol kartları üzerinde de aviyonik ekibimiz iyileştirmeler için yoğun bir şekilde çalışmalarına devam etmektedir.
2.5 Yerlilik
Hava aracımız tasarım, üretim ve kullanım alanlarında birçok yerliliği barındırmaktadır. Hava aracının şase (frame) tasarımı özgün tasarım ve üretimi de yerli üretimdir. CAD ortamında detaylı mühendislik hesaplarıyla şase tasarımı yapıldıktan sonra yapısal analizler yapılmış olup, analiz sonuçları raporun ilgili kısmında verilmiştir. Tasarım ve analiz iterasyonu sonucunda optimize edilmiş tasarımın yerli imkanlar ile üretimi yapılmıştır. Talaşlı imalat ve hammadde temini için yerli sanayii alt yapısından yararlanılmış olup parçaların bütün tasarımları takımımız tarafından yapılmıştır.
Kompozit parçalar Üretim Atölyemizde, kompozit konusunda tecrübeli ekibimiz tarafından el yatırması yöntemi ile üretilmiştir. Kompozit kumaş tedariği konusunda kalite şartlarını karşılamak koşulu ile yerli kompozit kumaş üreticileri tercih edilmiştir. Hava aracında kullanılacak her bir elektronik aksamın detaylı mühendislik hesaplamaları takım üyeleri tarafından yapılmıştır. Bu hesaplamalar yapılırken uyulması gereken standartlara uyum birincil hedefimiz olmuştur. Harici güç beslemesi çalışmasında kullanılacak DC/DC dönüştürücülerin tasarımı, güvenlik dolayısıyla dahili bataryaya dönüş için kullanılacak donanımların tasarımı özgün tasarım olacaktır. Bu dönüştürücüler mümkün olduğu kadar yerli imkanlar ile yapılması hedeflenmektedir. Özgün tasarım olacak bu donanımların üretimi yerli firmalar sponsorluğu ile üretilecektir.
15
Sponsorluk görüşmeleri için ekibimizden 3 kişi aktif olarak görüşmeler sağlamaktadır. Hava aracının kolay ulaşılabilir donanımları için hazır ürünler tercih edilecekken; stratejik ve tedariği riske girebilecek alt parçaları özgün tasarım ve yerli üretim ile üretilecektir. Yerli üretim ve kaliteye önem verdiğimizden dolayı ilk olarak yerli üretim yapan firmalar ile görüşmeyi önemsiyoruz.
2.6 Sadelik
Hava aracımız modüler bir tasarım amacıyla basitlik ilkesi göz önünde bulundurularak tasarlanmıştır. Kurulum konusunda oldukça basit tasarlanan hava aracımız kısa süre içinde kullanıma hazır olabilecektir. Basitlik ön planda tutularak üretimin, montajın ve maliyetin düşürülmesi amaçlanmıştır. Bu minvalde hava aracının şasesi üretilirken 4 tane alüminyum profil şekil 2.6.1’de görüldüğü gibi dikdörtgen oluşturacak şekilde yerleştirilmiş böylece maliyeti düşük oldukça sade bir çerçeve elde edilmiştir.
Şekil 2.6.1 Aracımızın Genel Görünümü
Hava aracının şasesi üretilirken karbon fiber profiller kullanmak yerine alüminyum profiller kullanılmıştır. Böylece maliyette 20 kat düşüş elde edilmiştir. Hava aracının taşıma kapasitesi oldukça iyi olduğu için bu tercihle beraber oluşan ağırlık artışı herhangi bir olumsuzluğa neden olmamıştır. Bu tercih yapılırken sağlamlıktan hiçbir şekilde ödün verilmemiş ve bu raporun
“Kabiliyet” kısmında anlatıldığı gibi alüminyum profiller üzerinde gerekli analiz ve testler yapılmıştır.
16
Elektronik kompanentlerin yerleştirildiği şekil 2.6.2’de görülen plaka kendi üretimimizdir ve üretiminde cam elyaf kullanılmıştır. Bu sayede maliyetten ve ağırlıktan tasarruf edilmiştir.
Şekil 2.6.2 Elektronik Kompanentlerin Yerleşimi
İtki sistemini oluşturan motor, esc ve pervane üçlüsü satın alınırken ayrı ayrı seçip satın almak yerine set halinde ve birbirlerine entegrasyonu yapılmış halde satın alınmıştır. Böylece yerden ve maliyetten tasarruf edilmiştir. Ayrıca satın almış olduğumuz setin üzerinde rengi ayarlanabilir led aydınlatması bulunduğu için Sivil Havacılık Genel Müdürlüğünün belirlemiş olduğu kurallara göre ‘’İha-1 kapsamındaki İHA’ların çakar lamba ya da led aydınlatma lambası takma zorunluluğu’’ yerine getirilmiş ve bu kural için ayrı bir parça satın almaya gerek kalmamıştır.
Pillerden gelen ana güç, güç dağıtım kartına tek hat ile değil ana güç ikiye bölünerek iki hattan taşınmıştır. Böylece tek kablodan taşınan akım yarıya indirilerek kablo buyutundan ve maliyetinden 2 kat tasarruf edilmiş, sigortaların maliyetinden 3 kat tasarruf edilimiştir. Hava aracının motorları 12S pil ile çalışmaktadır. Batarya satın alırken 12S batarya almak yerine iki tane 6S pil alınıp seri bağlanmıştır. Böylece bataryanın maliyetinden 3’te iki oranında ve bu pilleri şarj edecek şarj aletinin maliyetinden 6 kat tasarruf edilmiştir.
Aviyonik ekibimizce tasarımı ve yerleşimi yapılan güç dağıtım planını ve tek hat planını Şekil 2.6.1 ve Şekil 2.6.2’de görebilirsiniz.
17
Şekil 2.6.3 Güç Dağıtım Planı
Şekil 2.6.4 Tek Hat Planı
18 2.7 Hakem Takdiri
Yapmış olduğumuz proje icra edeceği görev bakımından insanlık yararına bir projedir. İtfaiye hava aracımız ile çözüm üretmeyi planladığımız ve günümüzde sıkça karşılaştığımız can ve mal kayıplarına sebebiyet veren sorunlar şu şekilde sıralanabilir.
• Ülkemizdeki yaygın olan çarpık kentleşmeden dolayı çoğu zaman itfaiye araçları yangın bölgesine merdiven uzatamamaktadır. Yüksek katlı binalar için ise itfaiye merdivenin boyu yetersiz kalmaktadır.
• Müdahalesi en zor yangın türlerinden olan çatı yangınlarına mevcut sistem ile müdahale güç olmaktadır.
• Yangına müdahale sırasında özellikle patlama riskinin olduğu yangınlarda itfaiye erinin can güvenliği tehlikeye girebilmektedir. Bu durumda can kaybı ve yaralanma gibi üzücü hadiseler yaşandığı gibi yangına müdahale edilemediği durumlar da yaşanmaktadır.
• Yangına müdahale için itfaiye aracına bağlı olan ve hidrolik sistem ile kaldırılan merdiven ile yapıların ancak bir cephesine müdahale mümkündür. Müdahale sırasında da merdivenin konumunun değişimi hantal kalmakta ve zaman kaybına neden olmaktadır.
İtfaiye hava aracı projemiz fikir aşamasında iken itfaiye şubelerine gidilerek birçok itfaiye eri ile röportaj yapılmış, projemiz onların görüşleri ve isteklerine göre şekillendirilmiştir. Ayrıca hava aracımızın test uçuşları gerçekleştirilirken yer ve zaman seçimi Bursa İtfaiyesi ile ortak belirlenmiş ve tüm güvenlik tedbirleri herhangi bir tehlikeye mahal vermeyecek şekilde ortak alınmıştır.
Şekil 2.7.1 Bursa B.B. İtfaiye Birimiyle Ortak Çalışma
19 3. DETAYLI TASARIM ve UÇUŞ VİDEOSU ÇEKİMİ
Detaylı Tasarım ve Uçuş Videosu kısmı için yaklaşık 10 dakikalık bir video montaj düzenlemesi yapılmıştır. Yapılan video montaj düzenlemesinde sırasıyla aşağıdaki konu başlıkları incelenmiş olup, bütün takım üyelerinin kendini tanıtması ve anlatımıyla video montaj düzenlemesi tamamlanmıştır.
• İHA detaylı tasarım CAD montajı anlatımı,
• Alüminyum profil yapısal analizleri,
• Alüminyum profillerin proje taslağı ölçülerine göre ölçeklendirilmesi,
• İHA gövdesi için malzeme kullanım sebepleri ve açıklamaları,
• Motorlar için gövde üzerinde ölçülere göre vida yerlerinin açılması ve gövde montajı,
• Son üretim aşamaları görüntüleri,
• 3 Boyutlu yazıcı ile prototip parçaların üretilmesi,
• Motor ve pervanelerin sağlamlık testleri,
• Motorların itki testleri,
• Donanımların montajı,
• Kablolama işlemlerinin yapılması,
• İHA gövde boyama işlemi,
• Bataryaların şarj/deşarj işlemleri,
• Uçuş test görüntüleri,
• Görev uçuşu görüntüleri, Video linki : https://youtu.be/Jtv_acqZGHw
