TMMOB Makina Mühendisleri Odası
VIII. Ulusal Uçak, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Kurultayı 22-23 Mayıs 2015 / ESKİŞEHİR
HÜRKUŞ TEMEL EĞİTİM UÇAĞI GELİŞTİRME SÜRECİ
Aylin ARARAT GÖKALP
TUSAŞ – Türk Havacılık ve Uzay Sanayii A.Ş. P.K.18 Kavaklıdere ANKARA TÜRKİYE Tel: 312 811 1800/2512 E-Posta: aararat@tai.com.tr
Özet-Bu makalede TUSAŞ tarafından geliştirilmekte olan ve halen iki uçar prototip ile uçuş testleri ve sivil sertifikasyon süreci devam eden Hürkuş Temel Eğitim Uçağı’nın tasarım, prototip üretim, test ve sertifikasyon sürecinin bir özeti sunulmaktadır. Bu özette; tasarımın nasıl şekillendiği, gereksinimlerin, TUSAŞ tasarım organizasyonunun, müşterinin, kullanıcının ve sertifikasyon otoritesinin tasarıma etkilerinin neler olduğu, Hürkuş’un prototip geliştirme sürecinde hangi aşamalardan geçildiği ve edinilen tecrübe ve bilgi birikiminin bir özeti paylaşılmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Hürkuş, Temel Eğitim Uçağı, Geliştirme, Test, Uçak Sistemleri, Sertifikasyon, Sistem Mühendisliği.
1. GİRİŞ
19 Ocak 2005 tarihinde yapılan Savunma Sanayi İcra Komitesi toplantısında alınan karar üzerine Türk Başlangıç ve Temel Eğitim Uçağı Geliştirme Programı (TBTEU) 15 Mart 2006 tarihinde Savunma Sanayii Müsteşarlığı (SSM) ile TUSAŞ Havacılık ve Uzay Sanayii A.Ş. (TAI) arasında imzalanarak yürürlüğe girmiştir.
Projenin amacı Türk Hava Kuvvetleri’nin Temel Eğitim Uçağı ihtiyacını karşılayabilen ve aynı zamanda uluslararası pazarlarda rekabet edebilir nitelikte özgün bir uçak geliştirmektir. Bu amaca yönelik olarak, geliştirilen uçağa uluslararası uçuşa elverişlilik tip sertifikasının (EASA-European Aviation Safety Agency, CS-23 Certification Specifications for Normal, Utility, Aerobatic, and Commuter Category Aeroplanes) alınması hedeflenmiştir.
Bu çerçevede, sertifikasyon ve kalifikasyon gereksinimlerinin doğrulanması ve uyum gösterimi amaçlı 2 adet uçar prototip Hürkuş A ve 2 adet Yapısal (Statik ve Yorulma) Test Uçağının üretilmesi öngörülmüştür.
Projenin ikinci aşaması olarak, 26 Aralık 2013’te SSM ve TUSAŞ arasında imzalanan sözleşme ile;
15 adet Yeni Nesil Temel Eğitim Uçağının
(YNTEU, Hürkuş B) Hv.K.K.lığına 2018-2019 yılları arasında teslimi öngörülmüştür. Aynı sözleşme kapsamında harici yük taşıma kabiliyeti kazandırılmış Hürkuş C uçağının kavramsal tasarımının çalışılması planlanmıştır.
2. GEREKSİNİMLERE YÖNELİK TASARIM Hürkuş, Hava Kuvvetleri pilotlarının temel eğitimlerinin günümüzün ihtiyaçlarına uygun olarak sağlanması amacıyla geliştirilmiştir. Yüksek performanslı olmasının yanı sıra, düşük işletme maliyetine sahip olması hedeflenmiştir. Bu nedenle Hürkuş, daha önce bu amaçla kullanılan T-37 uçakları gibi jet motorlu değil, turboprop motorlu olarak tasarlanmıştır. Hürkuş’un tasarımında herhangi bir mevcut uçak baz alınmamış, rekabetçi olması hedeflenerek belirlenen gereksinimleri sağlamak amacıyla TUSAŞ tarafından sıfırdan özgün olarak tasarlanmıştır. Uçağın dış geometrisi ve sistemleri, üst seviye uçak gereksinimlerinden yola çıkılarak detaylandırılan sistem seviyesi gereksinimleri karşılamak üzere neden sonuç ilişkisi içinde tasarım döngüsü boyunca gerçekleştirilen iterasyonlar sonucunda belirlenmiştir.
Şekil 1: Hürkuş (HUR01)
Tasarıma Hv.K.K.lığı uçuş ve bakım personelinin görüşlerinin de yansıtılabilmesi için 18 Mart 2008 tarihinde Hv.K.K.lığı, SSM ve TUSAŞ arasında Üçlü Protokol imzalanmıştır. Bu tarihten itibaren yapılan çalışmalarda Hv.K.K.lığının uçuş ve bakım
ekibi tarafından verilen görüşler tasarım faaliyetlerinde esas alınmıştır. 7 Nisan 2010 tarihinde, Hava Kuvvetleri Komutanlığı karargâhında Hava Kuvvetleri Komutanı’na proje bilgilendirmesi yapılmıştır. Bu sunum neticesinde, Hava Kuvvetleri Komutanlığı, projeye kullanıcı olarak katılmak istediğini belirtmiş ve bu hususta Mayıs 2012 tarihinde Hv.K.K.lığını son kullanıcı olarak tarif eden sözleşme değişikliği yapılmıştır.
Sonuç olarak, Hürkuş’un tasarımı sırasında Hv.K.K.lığı pilotlarıyla gerçekleştirilen ortak çalışmalar, tasarımın kullanıcı beklentileri çerçevesinde oluşturulmasında çok önemli katkı sağlamıştır.
Şekil 2: Tasarım İterasyonları
Bugün gelinen noktada, iki adet uçar prototip ile 160 sortinin üzerinde uçuş testi icra edilmiş, yapısal testlerin büyük bir bölümü tamamlanmış, yorulma test uçağının tasarım faaliyeti tamamlanarak üretim ve montaj faaliyetlerine başlanılmış ve tip sertifikasyonu sürecinde uçuş test gösterimi aşamasına gelinmiştir.
Bugüne kadar 8000’den fazla teknik raporun yayınlandığı Hürkuş uçağının tasarım sürecinde uçuş ve sistem emniyeti çalışmalarında, uçağa ait 19 sistemin 300 fonksiyonu için 1500’den fazla hata senaryosu üzerinde çalışılmış, bunlara yönelik olarak sistem yedekleme, uygun ikazların ve acil durum prosedürlerinin oluşturulması gibi tedbirler tasarıma yansıtılmıştır.
Hürkuş Projesinde Sistem Mühendisliği yöntemleri etkin olarak kullanılmış, sözleşme kapsamındaki 221 adet gereksinim, tasarımı şekillendirmek ve doğrulamak amacıyla TUSAŞ tarafından 20,000’den fazla detay gereksinime kırılmıştır.
Bunlardan türetilen alt sözleşme teknik şartnameleri sayesinde, alt sözleşmeci firmalardan sağlanan sistemlerin uçağın bütünüyle entegrasyonu sağlanmıştır. İlk uçuş öncesi tamamlanmış olan ekipman kalifikasyon testleri, sistem laboratuvar testleri ve yer testleri doğrulma faaliyetleri sayesinde sistemlerin uçuş testlerinde arıza yapma oranlarının çok düşük olması sağlanmıştır.
Şekil 3: Hürkuş Geometrisi
Hürkuş, gelişmeye açık tasarım altyapısı sayesinde farklı versiyonlara dönüştürülmeye uygun bir hava aracıdır. Yeni aviyonik sistemlerin entegrasyonuna olanak sağlamasının yanı sıra, faydalı yük taşıma kapasitesi de mevcut konfigürasyonun tasarım sürecinde göz önünde bulundurulmuştur.
Şekil 4: Hürkuş C
3. SERTİFİKASYON
Hürkuş Projesi kapsamında, bir ürünün tip sertifikası alabilmesi için gerek şart olan Tasarım Organizasyonu Onayı (Design Organization Approval/DOA) süreci, Şubat 2007’de başlamış ve EASA uzmanlarının 5 ana fazdan oluşan denetimleri sonucunda, ülkemiz için bir ilk olan CS-23 kapsamında Tasarım Organizasyonu Onayı Belgesi 2012 yılında alınmıştır.
Söz konusu Tasarım Organizasyon Onayı kapsamında Otorite TUSAŞ’a Seviye C ve altı yazılımlar için kendi adına uyumun bağımsız olarak doğrulanması yetkisini de vermiştir. Genel çerçevede DOA, Tasarım Organizasyonlarının düzenlemelere uyumlu olduklarına ait beyanlarının EASA tarafından kabulüne temel oluşturulması, geçerli gereksinimlere uyumu göstermek için gerekli tasarım teminat sistemi alt yapısının kurulması ve Otorite ve endüstrinin kaynaklarının daha verimli ve ekonomik şekilde kullanılması için bir araçtır. Bu imtiyazları elde edebilmek için TUSAŞ’ın kurmuş olduğu Tasarım Teminat Sistemi, organizasyon, süreç ve yetkin personel alt yapısı kapsamında bu belge ile onaylanmış durumdadır.
Şekil 5: Tasarım Organizasyon Onayı
Sonuç olarak bu belge ile; TUSAŞ, CS-23 kategorisi uçaklar için; tasarım yapabilme, bu tasarımın uçuşa elverişlilik gereksinimlerine uyumunu gösterme ve bu uyumu Otorite adına bağımsız olarak doğrulama imtiyazlarına sahip olmuştur.
Uçuş, Yapısal, Elektrik Sistemler, Aviyonik Sistemler, Hidromekanik Sistemler, İtki ve Yakıt Sistemi, Çevresel Kontrol Sistemleri, Kabin Emniyeti, Gürültü, Yazılım ve Kompleks Donanım alanlarında oluşturulan toplam 10 adet sertifikasyon panelinde Otorite uzmanları ile tasarımın sertifikasyon gereksinimlerine uyum gösterimi yapılmaktadır. Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü’nün de (SHGM) sürece katılmasıyla ilk uçuş izinleri SHGM’den alınmıştır. Tip sertifikası süreci SHGM ve EASA ile birlikte yürütülmektedir.
4. ÖNEMLİ KİLOMETRE TAŞLARI
Hürkuş Projesinde Sistem Mühendisliği ve Tasarım Süreçleri, gereksinim geçerli kılma ve doğrulama faaliyetleri Projenin Sistem Mühendisliği Geliştirme Planında tarif edildiği şekilde ve EASA’ya iletilen TAI Organizational Manual’a (T- DOM) uygun olarak yürütülmektedir. Tasarım süreci boyunca geçilen ana kilometre taşları aşağıda verilmiştir.
15 Mart 2006 Sözleşme İmzası
Temmuz 2006 Sistem İhtiyaçları Gözden Geçirme
Aralık 2006 Kavramsal Tasarım Gözden Geçirme
Şubat 2007 EASA Tasarım Organizasyon Onayı Başvurusu
Temmuz 2007 Ön Tasarım Gözden Geçirme
Ağustos 2008 Rüzgar Tüneli Testleri
Aralık 2008 Tip Sertifikası Başvurusu
Mart 2009 Kritik Tasarım Gözden Geçirme
Temmuz 2009 İlk Parça Kesimi
Nisan 2010 Elevator Montaj Başlangıcı
Ekim 2010 Basınçlandırma Sistemi Testleri
Kasım 2010 Kanat Montaj Başlangıcı
Aralık 2010 Gövde Montaj Başlangıcı
Mayıs 2011 Kanopi Kuş Çarpması Testleri
Eylül 2011 İniş Takımı Düşürme Testleri
Aralık 2011 Fırlatma Sandalyesi Testleri
Aralık 2011İklimlendirme Sistemi Rig Testleri
Ocak 2012 Hidrolik Sistem Rig Testleri
Mayıs 2012 Kanat-Gövde Montajı
Haziran 2012 HUR01 Fabrika Çıkışı
Temmuz 2012 EASA Tasarım Organizasyonu Onayı
Haziran 2013 Dikey Rüzgar Tüneli
Haziran 2013 Yer Titreşim Testleri
29 Ağustos 2013 HUR01 İlk Uçuş
26 Aralık 2013 YNTEU Sözleşme İmzası
10 Eylül 2014 HUR02 İlk Uçuş
Ekim 2014 YNTEU Sistem Gereksinimleri Değerlendirme
Ekim 2014 Dikey Rüzgar Tüneli
Ocak 2015 Yapısal Statik Testlerin Tamamlanması
Projenin Kritik Tasarım Fazı’nın tamamlanması ile birlikte, tasarım grupları dışındaki bölümler de çalışmalara yoğun olarak katılmıştır. Tasarımdan üretime veri akışının sağlandığı bu süreçte malzeme tedarik grubu 250 farklı firma ile çalışarak ihtiyaç duyulan ham malzemeleri sağlamıştır. İmalat Mühendisliği 20 kişilik mühendis kadrosu ile üretim faaliyetlerine destek vermiştir. Yurt içinde yer alan 36 farklı yardımcı sanayi firma Hürkuş’a parça üretmiştir.
5. SİSTEM YERLEŞİMİ
Hacimsel olarak küçük ancak çok sayıda ve karmaşık sistemi barındıran bir uçak olması nedeniyle Hürkuş’un tasarımındaki en kritik konulardan biri de sistemlerin yerleşim tasarımları olmuştur. Uçakta yer alan tüm sistemlerin yerleşim gereksinimlerine uygun olarak yerleştirilmesi çalışmalarına tasarımın ilk fazlarında kaba üç boyutlu modeller kullanılarak CATIA ortamında başlanmış karşılaşılan sistemler arası ve sistem-yapı arasındaki çakışmalar ve yakınlıklar sistem yerleşim sorumlusu yapısal ve sistem tasarım ekipleri ile birlikte gerçekleştirilen ortak çalışma toplantılarıyla giderilmiştir.
6. ALT SÖZLEŞME SÜRECİ
35 sistem ve alt sistem için, sözleşme gereksinimlerinden yola çıkılarak ana sistem mimarilerinin belirlenmesinin ardından sistemler için eş zamanlı olarak alt sözleşme sürecine girilmiştir. Bu dönem Hürkuş sistemleri çalışanlarının yaşadığı en yoğun toplantı dönemini
beraberinde getirmiştir. Bu uzun ve yorucu sürecin sonunda Hürkuş için birbiri ile ve uçakla uyumlu, istenen performansı verebilecek sistemler belirlenmiştir.
Küçük ve orta ölçekli tasarım ve üretim alt yüklenicilerinin Projeye ikna olmaları için firmalarla uzun görüşmeler yapılmış, TUSAŞ’ı ve Projeyi tanıtan sayfalarca yazı yazılmış, gerektiğinde on gün içerisinde 40.000 km yol katedilerek firmalar tek tek ziyaret edilmiş, gerektiğinde bazı firmalardan SSM yardımıyla teklif alınabilmiştir. Bu yoğun sürecin sonunda nihai amaca ulaşılarak alt sözleşme firmaları ile geleceğe de yönelik uzun soluklu ilişkiler kurulmuştur. Tasarım projelerinde ana alt yüklenicilerin her aşamada sağlıklı yönetilebilmesi için yakın temas, sürekli gözetim, yeterli ve deneyimli kadro sürekliliğinin önemi bir kez daha anlaşılmıştır.
7. EĞİTİM UÇAĞI PİLOT ARAYÜZÜ
Hürkuş, pilot adayı öğrencinin uçağı emniyetli bir şekilde uçurabilir olması hedefiyle tasarlanmıştır.
2006 yılında Çiğli 2. Ana Jet Üs Komutanlığı’na yapılan ziyarette alınan girdiler çerçevesinde, öğrenci ve öğretmen pilotların görüşünü en yüksek seviyeye çıkarmak için kanopi uygun şekilde boyutlandırılmış, ön ve arka kokpit konumlandırılması bu amaca uygun yapılmıştır.
Kademeli kokpit yapısını ve yerleşimini tasarlarken, antropometrik veriler, Hava Kuvvetleri Komutanlığı pilotları ile birlikte yapılan çalışmaların sonuçları ve sistem operasyonel gereksinimleri göz önünde bulundurulmuştur.
Hürkuş kokpit tasarımında temel eğitim uçakları sınıfındaki en yüksek pilot görüş açıları sağlanmış, orta gövde ve kanopi boyutlandırması bu şekilde yapılmıştır.
Şekil 6: Pilot Görüş Açıları
Uçağın aerodinamik tasarımında, öğrenci pilotların iniş ve kalkış eğitimlerini kolaylaştırmak amacıyla, açıldığında kanat kamburluğunun yanı sıra kanat alanını da büyüterek ilave kaldırma kuvveti sağlayan “fowler” tip flap uygulanmıştır.
Temel eğitim için gerekli yüksek performansın yanı sıra Hürkuş’un ilerideki konfigürasyonları da düşünülerek şeçilen 1600 beygir gücündeki motorun ön gövdeye yerleşiminde pervane ve motordan kaynaklı asimetrileri minimize etmek amacıyla iki eksende açısal konumlandırma yapılmıştır. Motor hava alığı, burun iniş takımı ve motorun yerleşimi ön gövdenin alt konturunu belirlerken, ön kokpit görüş açısı ise ön gövde üst konturunu belirlemiştir.
8. AERODİNAMİK TASARIM
Gereksinimlere uygun olarak optimize edilmiş olan özgün kanat profili TUSAŞ tarafından geliştirilmiş ve ATA0201 (Advanced TAI Airfoil) olarak adlandırılmıştır. Oluşturulan uçak geometrisi üzerinde aerodinamik, performans, uçuş dinamiği ve yük analizleri gerçekleştirilmiş ve daha sonra Rüzgar Tüneli Testlerine tabi tutulmuştur. Bu testler ile geometri doğrulama, aerodinamik veritabanı oluşturma, analiz araçlarını doğrulama ve yük analizleri için temel oluşturma amaçlanmıştır. 1/3.5 ölçekli model ile motor açık ve kapalı durumlarda, değişik konfigürasyonlarda testler gerçekleştirilmiştir.
Şekil 7: Rüzgar Tüneli Testleri
9. PERFORMANS VE UÇUŞ DİNAMİĞİ Performans ve uçuş dinamiği analizlerinde kullanılmak üzere, hava aracı sistem modeli geliştirilmiştir. Geliştirilen aerodinamik model, uçuş kontrol sistem modeli, motor-pervane performans modeli ve iniş takımı sistem modeli gibi girdiler güncellenerek analizler yinelenmiştir.
Geliştirilen hava aracı modeli, bir ara yüz ile entegre edilerek görsel mühendislik simülatörü hazırlanmıştır.
Şekil 8: İniş Takımı Açık Hesaplamalı Akışkan Dinamiği Analizleri
10. UÇUŞ VE YER YÜKLERİ
Yük analizleri için TUSAŞ tarafından geliştirilen TAI Yük Programı (TLP) kullanılmıştır. TLP, uçuş ve yer yükleri hesaplamalarında kullanılmak üzere geliştirilmiş bir yazılım olup, aerodinamik, ağırlık, iniş takımı, motor ve diğer gruplardan elde edilen girdileri kullanarak belirlenmiş monitör istasyonlarında kuvvet, moment ve diğer tanımlanabilen fonksiyonları hesaplamaktadır. Bu yazılımla proje kapsamında sayısal aerodinamik yöntemler ile oluşturulmuş aerodinamik veritabanı, kütle dağılımı gibi bilgiler girilerek yük analizleri gerçekleştirilmektedir. Bu kapsamda uçağın karşılaşabileceği tüm yük koşulları oluşturulmuş, yapısal analizler ve boyutlandırma bu yüklere göre gerçekleştirilmiştir.
11. BUZLANMA ANALİZLERİ
Uçağın buzlanma analizleri için TUSAŞ içinde özgün olarak geliştirilen programlarla kanat profilleri ve tüm kanat üzerinde oluşan buz şekilleri ve buz kütlelerini istenen sıcaklık, irtifa, bulut içindeki su damlacıklarının boyutu ve bulut su muhtevası kombinasyonları için hesaplanmaktadır.
Bu sayede, uçağın görev profiline uygun buzlanma analizleri gerçekleştirilmiş ve EASA ile paylaşılmıştır.
12. YAPISAL TASARIM
Hürkuş’un gövdesi standart yarı monokok yapı olarak tasarlanmıştır. Güvenilirliğin arttırılması ve üretiminin kolaylaştırılması amacıyla gövde ön, orta ve arka gövde olmak üzere üç ana bölüme ayrılmıştır. Motor ön gövdede yer alıp buradaki kafes yapıya bağlanmaktadır. Kokpit bölümü orta gövdededir. Arka gövde, kokpit sonrasını kapsayıp kuyruğun bağlandığı yerdir. Gövdeyi oluşturan temel yapısal elemanlar lonjeronlar, çerçeveler, destek çıtaları ve kabuklardır. Kanat tek parça olarak üretilip gövdeye beş noktadan bağlanmaktadır. Kanatta hücum kenarı, firar kenarı ve kanat uçlarından oluşan kanat kutusu haricinde kontrol yüzeyleri olarak kanatçık, flap ve pike flabı bulunmaktadır. Ön kiriş, ana kiriş, arka kiriş,
kabuklar, kaburgalar ve destek çıtaları kanadın temel yapısal bileşenlerini oluşturmaktadır.
Hürkuş’un kanopisi kuş çarpması yükleri ve kokpit basınç yüklerini taşımak üzere tasarlanmıştır.
Gerçekleştirilen kuş çarpması testlerinde 1 kg ağırlığındaki kuşa 300 knot hızla çarpma koşulunda kanopinin dayanımı doğrulanmıştır. Kanopi aynı zamanda acil durumlarda pilotlara uçaktan kaçış imkanı tanıyan sağlayan Pilot Kurtarma Sisteminin sağlıklı çalışabilmesi kriterlerine de uygun olarak boyutlandırılmıştır.
Projede tasarım, imalat mühendisliği, takım tasarımı, üretim, alt sözleşme ve tedarik gruplarının eş zamanlı çalıştığı mühendislik süreçleri kullanılmıştır. Bu kapsamda “Team Center Engineering”, “Product Data Management”
kullanımı ile tasarım ve üretim harmonizasyonu sağlanmıştır. Yine bu altyapı ile birden fazla uçak konfigürasyonu için tasarım çözümleri oluşturmuştur.
Şekil 9: Hürkuş Tasarım Modeli
Şekil 10: Hürkuş Montaj Alanı
13. SİSTEMLER
Hürkuş üzerinde bulunan 19 ana sistemin gereksinimlere uygun olarak yerleştirilmesi çalışmalarında sistemler arası ve sistemler ile uçak yapısı arasındaki çakışmalar gerçekleştirilen detaylı tasarım toplantılarıyla giderilmiştir. Sistem yerleşim gereksinimlerini sağlayan sistem ekipman ve borulama yerleşim tasarımları gerçekleştirilmiş olup, uçağın bakım ve idamesini kolaylaştırmak amacıyla uçak üzerinde 104 adet erişim kapağı tasarlanmıştır.
14. İTKİ SİSTEMİ
İtki sistemi temel olarak, serbest türbinli turboprop motor, ataletsel ayraçlı dairesel hava alığı, motor yağ soğutucusu, yangın kalkanı ve iki egzos çıkışından oluşmaktadır. Ek olarak diğer uçak sistemlerinin ihtiyaç duyduğu sıcak ve basınçlandırılmış havayı ve şaft gücünü sağlamaktadır.
PT6A-68-T motoru Pratt & Whitney Canada tarafından sağlanan 1600 beygir gücünde ve CS-E tip sertifikalı bir motordur. 5 palli pervane ise 2000 rpm sabit dönüş hızlı, feder özellikli, değişken hatveli bir pervane olup, CS-P tip sertifikasına sahiptir. Motor ve pervane her iki kokpitte yer alan güç kontrol kolu yardımıyla kontrol edilmektedir.
Her iki güç kolu da birbirlerine itme çekme kabloları aracılığıyla mekanik olarak bağlıdır.
Hürkuş itki sistemi manuel yedekli, Tam Dijital Elektronik Motor Kontrol Sistemi’ne sahiptir.
Otomatik ve manuel çalıştırma sistemine sahip olan itki sistemi anlık güç değişikliklerinde jet benzeri itki karakteristiği göstermektedir.
15. PİLOT KURTARMA SİSTEMİ
Hürkuş’ta ortaya çıkabilecek olası acil durumlarda pilotlara uçaktan kaçış imkanı sağlayan Pilot Kurtarma Sistemi bulunmaktadır. Sistem pilotları 0/0 (Sıfır Hızda ve Sıfır İrtifada) fırlatma kabiliyetine sahip yeni nesil T16N fırlatma koltuğundan, Hürkuş’a özel olarak geliştirilmiş balistik sinyal iletim hatlarından ve kanopi parçalama sisteminden oluşmaktadır. Geliştirme aşamasında sistemin güvenilirliğinin doğrulanması için Hürkuş test düzeneği, kanopisi ve pilot teçhizatları ile birlikte zorlu testlerden geçirilmiştir .
Uçuş sırasında sistemin çalıştırılması durumunda kanopi üzerinde bulunan patlayıcıların ateşlenmesini takiben, kanopi kırılarak koltuğun ve pilotun fırlatılabileceği boşluk sağlanmaktadır. Her iki pilotun toplam 0.8 saniye içerisinde kokpiti güvenle terk edebilecekleri koltuklar üzerinde bulunan acil oksijen sistemi, paraşüt ve hayat idame kiti içerisindeki yer bulma cihazı otomatik olarak çalışmaktadır.
Şekil 11: Pilot Kurtarma Sistemi Testleri
16. UÇUŞ KONTROL SİSTEMİ
Hürkuş uçuş kontrol sistemi iki pilotun arka arkaya oturduğu kokpit konfigürasyonuna uygun olarak tasarlanmıştır. Uçuş kontrol sistemi birincil ve ikincil kontrol sistemlerinden oluşmaktadır. Birincil sistemler, kanatçık, irtifa ve istikamet dümenlerinden, ikincil sistemler ise flap, hız freni ve trimlerden oluşmaktadır. Birincil sistem mekanik olarak ikincil uçuş kontrol sistemleri ise elektriksel veya hidrolik olarak kontrol edilmektedir. Ön ve arka kokpitte bulunan pedallar ve lövye, kontrol çubukları ve kablolarla birbirlerine mekanik olarak bağlıdır. Birincil uçuş kontrol sistemleri, uçak park halindeyken kullanılabilecek şekilde, kokpit içinden kilitlenebilmektedir.
Kanatçık, istikamet ve irtifa dümeni üzerinde bulunan trim yüzeyleri, her iki kokpitte lövye ve gaz kolu üzerinde bulunan trim düğmeleri ile
kontrol edilmektedir. Trim kontrollerinde, arka kokpitte bulunan pilot kontrolleri üstün durumdadır.
Flap kontrol yüzeyleri, her iki kokpitte bulunan flap kontrol kolundan kumanda alan hidrolik eyleyici ile hareketlendirilmektedir. Hız freni, her iki kokpitte gaz kolu üzerinde bulunan hız freni düğmesinden kumanda alan hidrolik eyleyici ile kontrol edilmektedir.
17. İNİŞ TAKIMI SİSTEMİ
İniş takımı sistemi burun iniş takımlı tipte (tricycle) olup, katlanabilir. Burun iniş takımı geriye, ana iniş takımları kanattan kanada doğru kapanmaktadır.
İniş Takımları hidrolik olarak açılıp kapanmaktadır.
Normal açma kapama sisteminin yanında basınçlı gaz ile basınçlandırılmış bir akümülatöre bağlı ikinci bir açma kapama sistemi de acil durumlar için pilotun kullanımındadır. Kapaklar iniş takımlarına bir mekanizma ile bağlı olup, dikmelerle birlikte açılıp kapanmaktadır. İniş takımlarını bulunduğu konumda sürekli tutacak kilit mekanizmaları (alt ve üst kilitler) bulunmaktadır.
Burun iniş takımına yönlendirme sağlayabilen hidrolik yönlendirme sistemi vardır. Hürkuş’un fren sistemi hidrolik olup, pilotların fren pedallarına bağlı hidrolik silindirler yardımı ile kontrol edilmektedir. Ayrık fren düzeni sağ ve sol frenin ayrı ayrı kontrolüne izin vermektedir. Ayrıca uçağı yerde sabit tutmak için park freni sistemi bulunmaktadır.
Şekil 12: Burun İniş Takımı Yönlendirme Sistemi Dayanım Test Düzeneği
18. YAKIT SİSTEMİ
Yakıt Sistemi, depolama, dağıtım ve gösterge fonksiyonlarını sağlayan üç alt sistemden oluşmaktadır. Yakıt Sistemi, kerosen tipi jet yakıtı JP8 ve MIL-DTL-83133 uyumlu benzer yakıtlar ile çalışabilmektedir. Yakıt dağıtım alt sistemi, yakıtın depolarından motora iletilmesini sağlamakta ve borular, pompalar, vanalar ve ilgili kontrollerden oluşmaktadır. Ayrıca yakıt miktarı, yakıt akışı parametreleri ile birlikte düşük yakıt seviye uyarısı (miktar ölçme sisteminden tamamen bağımsız olarak) ve yakıt dengesizliği uyarısı bilgileri pilota gösterilmektedir.
Hürkuş yakıt sistemi 700 litre yakıt taşıma kapasitesine sahiptir. Yakıt sağ ve sol kanat depoları ve orta kanat bölgesinde bulunan toplama deposuna taşınmaktadır. Yakıt sistemi tasarımı uçağa 30 saniye süresince ters uçuş kabiliyeti kazandırmaktadır.
Şekil 13: Hürkuş Ters Uçuş
Sağ ve sol kanat depoları arasında oluşan yakıt dengesizliğinin giderilmesini sağlayan otomatik yakıt dengeleme sistemi bulunmaktadır. Yer ve uçuş testleri öncesinde, yakıt sisteminin test edilebildiği düzenek üzerinde sistem seviyesi testler icra edilmiştir.
Şekil 14: Yakıt Sistemi Test Düzeneği
19. HİDROLİK GÜÇ SİSTEMİ
Hidrolik Güç Sistemi iniş takımlarına, burun iniş takımı yönlendirme alt sistemine, flaplara ve pike flabına hidrolik güç sağlamakla görevli, ana ve acil durum hidrolik güç alt sistemlerinden oluşan, tek çevrimli kapalı devre bir sistemdir. Acil durum hidrolik güç alt sistemi yalnızca iniş takımlarına ve flaplara güç sağlamaktadır. Sistemin nominal çalışma basıncı 3000 psi olup, 3750 psi’da yüksek basınç boşaltımı yapılmaktadır.
Şekil 15: Hidrolik güç sistemi Test Ünitesi 20. İKLİMLENDİRME VE BASINÇLANDIRMA
SİSTEMLERİ
İklimlendirme sistemi uçağın ve pilotların, tüm uçuş ve hava şartlarında güvenli, konforlu ve etkin uçuş yapabilmeleri için kokpit ve elektronik ekipmanların bulunduğu bölümlerin sıcaklık, basınç ve nem değerlerinin konfor limitleri içerisinde (18C – 30C) kalmasını sağlamaktadır.
İklimlendirme sistemi için gerekli güç, sıcak ve basınçlı hava motordan sağlanmaktadır.
İklimlendirme sisteminin fonksiyonları, kokpit sıcaklık ve basınç kontrolü, kokpit ve elektronik ekipmanların soğutulması, buğu önleme ve giderme, normal durum / acil durum havalandırması ile Anti-G ve Oksijen sistemlerinin koşullandırılmış hava ihtiyacının karşılanması olarak sıralanabilir.
Kabin Basınçlandırma Kontrol Sistemi, güvenli ve konforlu bir kabin ortamı sağlayarak pilotların ve uçağın 30.000 ft irtifada etkin görev yapabilmelerini sağlamaktadır. Basınçlandırma sistemi, pilot kontrolü ve iş gücü gerektirmeksizin, kabin yüksekliğini aşağıdaki şekilde belirtilen uçuş zarfına uygun olarak tamamen otomatik olarak kontrol etmekte ve keskin manevralar sonucu oluşacak ani basınç değişimlerinin pilotlar ve uçak üzerindeki olumsuz etkilerini ortadan kaldırmaktadır.
Sonuç olarak, kabin basınç yüksekliği, 20000 ft uçuş yüksekliğine kadar 8000 ft’te sabit tutulmakta ve 20000 ft’lik uçak irtifasında kabin ile dış ortam arasında 4.16 psid’lik basınç farkı elde edilmektedir. 20000 ft üzerindeki uçuşlarda ise kabin ile dış ortam arasında 4.16 psid’lik basınç farkı sabit kalacak şekilde basınçlandırma kontrolü yapılmaktadır.
21. OKSİJEN SİSTEMİ
Hürkuş uçağının ana oksijen sistemi On Board Oxygen Generating System (OBOGS) /Uçakta Oksijen Üretim Sistemidir. OBOGS uçak üzerinde oksijen depolama ihtiyacını ortadan kaldırmakta, bunun yerine motordan aldığı sıcak ve basınçlı havayı kullanarak gerekli olan oksijeni pilot için üretmektedir. Hürkuş uçağında; ana oksijen sistemini yedeklemek veya fırlatma durumunda pilotlara yeterli oksijeni sağlamak üzere fırlatma koltuğuna monte edilmiş bir de acil oksijen sistemi bulunmaktadır. Acil oksijen sistemi elle veya fırlatma durumunda otomatik olarak çalıştırılabilmektedir.
22. ELEKTRİK SİSTEMİ
Elektrik güç sistemi 28V DC olup, uçak istemlerinin ihtiyaç duyduğu elektrik güç üretimi, düzenlemesi ve dağıtımını gerçekleştirir. Motor çalıştırma, harici güç kaynağı üzerinden veya uçakta bulunan ana bataryadan yapılabilmektedir.
Motor çalıştıktan sonra uçaktaki elektrik üretimi jeneratör tarafından sağlanmaktadır. Uçakta jeneratörün yanı sıra bir adet ana batarya ve bir adet yedek batarya mevcuttur. Bu bataryalar, olası jeneratör arızası durumunda 1 saat boyunca uçuş kritik sistemleri besleyebilmektedir. Uçağın elektrik güç kapasitesi, ileride uçağa entegre edilmesi muhtemel ilave sistemlerin ihtiyacını da karşılayabilecek şekilde belirlenmiştir.
23. IŞIKLANDIRMA SİSTEMİ
Hürkuş uçağının gece ve gündüz görev yapabilmesini sağlamak amacıyla kokpit içi ve dış ışıklandırma sağlanmıştır. Kokpit içi ışıklandırması, konsol ve gösterge paneli dahili aydınlatma, sel aydınlatma ve harita ışığı ile pilotun ihtiyaç duyabileceği aydınlatma ihtiyaçlarını karşılamaktadır. İniş takımlarına monte edilen iniş ve taksi ışıkları, iniş ve taksi sırasında pilota gerekli görüşü sağlamaktadır. Ayrıca kanat uçlarında ve arka kuyrukta bulunan seyrüsefer ışıkları uçağın pozisyon bilgisini vermekte, çarpışmayı önleme ışıkları da uçağın diğer uçaklar tarafından fark edilebilirliğini sağlamaktadır.
Şekil 16: Dış Işıklandırma Aydınlatma Alanı Analizleri
24. YANGIN ÖNLEME SİSTEMİ
Yangın Önleme Sistemi, motor üzerine takılı yedekli pnömatik tip yangın algılayıcıdan oluşmaktadır. Algılayıcılar motor bölgesindeki bir yangın durumunda kokpitte bulunan göstergelere sinyal göndererek pilota uyarı verilmesini sağlamaktadır.
25. BUZDAN KORUMA SİSTEMİ
Bilinen buzlu hava koşullarında uçması planlanmayan Hürkuş’ta buzlanmanın algılanması durumunda, pilotun buzlanma koşulundan uzaklaşması beklenmektedir. Ancak uçuş sırasında buzlanma şartları ile karşılaşma durumunda pilota yardımcı olabilmesi amacıyla uçakta Buzdan Koruma Sistemi bulunmaktadır. Bu sistem, buzlanmanın algılanması sonucu pilota uyarı veren Buz Algılama Sistemi ve Pervane Buz Giderme Sistemi olmak üzere iki alt sistemden oluşmaktadır.
26. ANTI-G SİSTEMİ
Anti-G sistemi pilotları manevra sırasında maruz kalabilecekleri yüksek kuvvetlerin fizyolojik etkilerinden (üst gövde ve başla sınırlı kan akımı, tünel görüşü, gri görüş ve tamamen görüş kaybı) korumak amacıyla pilot anti-g suit’lerine pnömatik basınç sağlamaktadır. Anti-g vanaları aracılığıyla sistemdeki hava uçağın yapmış olduğu manevraya göre pilotların g kıyafetlerine iletilmektedir.
Böylece vücudun alt kısmına aşırı kan gitmesini engellemektedir. Hürkuş anti-g sistemi operasyonel limit yük faktörleri olan +7/-3.5g sınırları arasında çalışmaktadır.
27. PİTOT STATİK SİSTEM
Pitot Statik Sistemin amacı uçağın içerisinde bulunduğu şartlara ait dinamik ve statik basınç bilgilerini algılamaktır. Bu kapsamda Hürkuş’taki Pitot-Statik Sistem, iki adet bağımsız alt sistemden oluşmaktadır. Her bir sistem iki adet statik port ve bir adet pitot tüpten oluşmakta olup sistem genelinde toplamda 4 adet statik port ve 2 adet pitot tüp bulunmaktadır. Sistem kapsamındaki tüm ekipmanlarda buzlanmaya karşı ısıtıcı bulunmaktadır.
28. KONTROL PANELLERİ
Sistemlere ait kontrollerin yer aldığı kontrol panelleri, insan makine ara yüz gereksinimlerine ve kullanıcı görüşlerine uygun şekilde tasarlanmıştır.
Ön ve arka kokpitte yer alan 18 adet kontrol panelinde toplam 52 adet kontrol uçağın bütün sistemleri ile ara yüze sahiptir. Ayrıca kontrol panelleri kapsamında her kokpitte 4 ayrı gösterge ile pilota ikaz, yangın ve park uyarıları aktarılmaktadır. Kontrol panellerine entegre olan kokpit dahili ışıklandırma seviyesi pilot tarafından ayarlanarak gündüz ve gece görevlerinin yapılabilmesine imkân sağlamaktadır.
29. KABLOLAMA
Uçakta, elektrik güç üretim ve dağıtımının yanı sıra sistemlerin birbiriyle olan elektriksel ara yüzlerini sağlayan 69 adet kablo demeti bulunmaktadır. Kablo demeti tasarımları sivil ve askeri standartlara uygun olacak şekilde uçuş emniyeti ön planda tutularak yapılmıştır. Bağımsız ve modüler kablo demeti tasarımı sayesinde bakım ve idame edilebilirliğinin kolaylığı hedeflenmiştir.
30. AVİYONİK SİSTEMLER
Hürkuş’un, farklı aviyonik konfigürasyonları Hürkuş A ve B olarak adlandırılmıştır. Sivil sertikasyon gereksinimlerini karşılayacak şekilde tasarlanmakta olan Hürkuş A’da seyrüsefere yönelik olarak VOR, ILS, MB, ADF, ADF ve DME sistemleri yer almaktadır. Uçağa ait adres, yükseklik, uçuş statü bilgilerini sağlayacak “SSR Transponder” sistemi seyrüsefer sistemleri arasında yer almaktadır. Ayrıca uçuş verilerini sağlayan hava veri bilgisayarı, uçağın durum ve baş bilgisini sağlayan “Attitude Heading Referrenace System”
pilota uçuş ile ilgili verileri sağlamaktadır. Kanat hücum kenarına yerleştirilmiş olan perdövites algılayıcı pilota sesli ve görsel uyarı sağlayacak sinyalleri ilgili uyarı sistemlerine sağlamaktadır.
Haberleşme sistemi, yedekli VHF dış haberleşme ile dahili haberleşmeyi sağlamaktadır. Hürkuş A kokpitinde pilota ana uçuş parametreleri
“Electronic Flight Instrument” tarafından sağlanmaktadır. Bununla birlikte her kokpitte ana gösterge sisteminde ya da bu sistemi besleyen algılayıcılarda oluşabilecek bir arıza durumunda tamamen bağımsız algılayıcılar tarafından beslenen yedek uçuş gösterge sistemi yer almaktadır. Tüm navigasyon parametreleri her iki kokpitte bulunan ortak kontrol paneli üzerinden kontrol edilmektedir.
Ana uçuş göstergesi haricinde pilota uçaktaki diğer sistemlere ait veriler ayrık göstergeler tarafından sağlanmaktadır.
Hürkuş B Hv.K.K.lığı envanterine girecek versiyon olup, gelişmiş entegre aviyonikler (HUD, MFD, INS/GPS vb.) içerecektir. Hürkuş B gelecekteki kullanım gereksinimlerine göre adapte edilmeye açık bir aviyonik mimariye sahip olacak şekilde tasarlanmaktadır.
Şekil 17: Hürkuş A ve B Kokpit Görünümü
31. SONUÇ
Hürkuş’un gelişmiş sistemlere sahip yüksek performanslı bir uçak olması nedeniyle, tasarım süreci TUSAŞ tasarım ekibine tecrübe ve altyapı kazandıran önemli bir araç olmuştur. EASA tip sertifikasına sahip bir ürün ortaya koymak ve aynı zamanda alt yapı geliştirmek, özellikle takvimsel hedefleri sağlamak açısından zaman zaman zorluklara neden olmuştur. Ancak biri kısa, diğeri uzun vadeli hedefleri etkilediği için her ikisine de gereken önem verilmiştir.
Gelinen noktada, Hürkuş Projesi sayesinde, uçak tasarımına hakim yaklaşık 150 mühendis yetişmiş, sınıfında rekabet edebilir bir prototip geliştirilmiş, bu tasarımı ve nasıl ortaya konduğunu tarifleyen yüzlerce tasarım, analiz ve test dokümanı, binlerce teknik resim ve üç boyutlu model yaratılmış, TUSAŞ tasarım altyapısı genişletilmiştir.
Şekil 18: İlk Uçuş Sonrasında Hürkuş Ekibi Hürkuş Projesi kapsamında şimdiye kadar yapılan EASA denetim raporlarında tüm çalışanlara gurur veren aşağıdaki ifade yer almıştır: “TAI has a well- managed and coordinated, sufficiently resourced and motivated team undertaking the Hürkuş Project.”
Uçuş testlerinin tamamlanması, tip sertifikasının alınması ve Hürkuş B Projesinin takvime uygun
olarak ilerlemesi hedeflerine yönelik olarak yoğun şekilde çalışmalara devam edilmektedir.
32. TEŞEKKÜR
Yazar, sağladıkları bilgi ve destek için Hürkuş TUSAŞ ekibine, SSM, SHGM ve Hv.K.K’.lığı personeline teşekkürü bir borç bilir.
33. ÖZGEÇMİŞ
1989 yılında ODTÜ Havacılık Mühendisliği Bölümü’nden mezun olmuştur. Mezuniyetinin ardından kısa bir süre TAI Ar-Ge Bölümü’nde çalışmış, daha sonra yurt dışına giderek Yüksek Lisansını 1993 yılında Virginia Polytechnic and State University’de tamamlamıştır. 1993–1995 yılları arasında Savunma Teknolojileri Mühendislik (STM) A.Ş’de Proje Mühendisi olarak görev yapmıştır. 1995 yılında TAI Tasarım ve Geliştirme Bölümü’nde Tasarım Mühendisi olarak göreve başlamıştır. 2002 yılında Boeing “Global Training”
programı kapsamında bir yıl süreyle Boeing Seattle tesislerinde Yapısal Tasarım ve Analiz Bölümlerinde çalışmıştır. 2003-2005 yılları arasında Tasarım ve Geliştirme Müdürlüğü’nde Yapısal Analiz ve Malzeme Proses Teknolojileri Şefi olarak görev yapmış, 22 Nisan 2005 tarihinde TUSAŞ Özgün Ürün Geliştirme Projeleri Müdürlüğü’ne atanmıştır. Halen TUSAŞ’ta Hürkuş A, Hürkuş B ve Hürkuş C Geliştirme Projeleri’nden sorumlu Eğitim Uçakları Mühendisliği Müdürü olarak görev yapmaktadır.
