İnsansız hava araçlarının (İHA) askeri ve sivil birçok alanda kullanımı, teknoloji geliştikçe yadsınamaz boyutlara ulaşmıştır. 3-D olarak adlandırılan ve insan gücünün yeterli olamadığı veya insan kaybının göze alınamadığı sıkıcı, pis ve tehlikeli görevlerin (dull-dirty-dangereous), insansız vasıtalarla yerine getirilmesi için geliştirilen konseptler içerisinde keşif-gözetleme ve taarruz ana başlıklarının üstünlüğü aşikardır. İHA görev konseptleri listesinde yer almasına rağmen insansız yük taşımacılığı konusunun yeterince yaygın olmadığı ve bu alanda yeterince çeşitlilik bulunmadığı değerlendirilmektedir. Oysaki lojistik faaliyetlerde oluşabilecek herhangi bir aksaklık, temel ihtiyaç malzemesi eksikliğinden dolayı insan gücünün azalmasına, parça eksikliğinden dolayı kritik bir aracın gayri faal duruma düşmesine, çok elzem bir sağlık malzemesi eksikliğinden dolayı belki de can kaybına yol açacaktır. İnsanlı olarak kullanılan çeşitli kara-deniz ve hava araçları elbette ki bu lojistik faaliyetlerin temelini oluşturmaktadır. Ancak olumsuz meteorolojik hadiseler, yüksek tehdit ortamı, kısıtlı personel sayısı gibi bir takım sebepler, bu imkan ve kabiliyetin yetersiz kalmasına veyahut mevcut şartların gereğinden fazla zorlanması sonucu insan hayatının çok fazla riske atılmasına sebebiyet verebilmektedir. Bununla birlikte özellikle helikopterlerin kullanıldığı bir lojistik sistemde, oldukça yüksek maliyetlere katlanılması gerektiği de açıktır.
Bu çerçeveden bakıldığında büyük bir kuvvet çarpanı olarak yakın zamanda sahne alacak olan TCG Anadolu gemisinin, karadan uzak, çok uzun süreli deniz üzeri görevlerinde lojistik ihtiyaçlarının mümkün olan en kısa zamanda karşılanmasının hayati öneme sahip olduğu düşünülmektedir. Akdeniz, Ege ve Karadeniz’de aktif olarak kullanılması beklenen, aynı zamanda olası bir afet ve kriz ortamında hastane gemisi olarak da görev alması ön görülen TCG Anadolu gemisine, genel maksat helikopterleri ve deniz araçları ile ulaşımın mümkün olmadığı hava ve tehdit koşullarında acil ihtiyaçların çok hızlı bir şekilde ulaştırılabilmesi maksadıyla insansız kargo platformu gerekli olacaktır. Sahip olduğu 232 metrelik pist uzunluğu ile insanlı ve insansız çeşitli hava araçlarına ev sahipliği yapacak olan TCG Anadolu gemisinin bu pist avantajını kullanarak saatlik uçuş maliyeti 3000 dolarları bulan ve olumsuz meteorolojik hadiselerden dolayı uçuşları büyük ölçüde sekteye uğrayan helikopterlerin yerine, çok daha düşük maliyetli sabit kanat ve insansız bir hava aracının daha etkin rol oynayacağı düşünülmüştür. Buradan hareketle, nispeten kısa pist uzunluğuna sahip TCG Anadolu gemisine iniş kalkış yapabilecek ve kendisinden istenen tasarım gerekliliklerini sağlayabilecek sabit kanatlı insansız hava aracının konsept tasarım süreçlerini tüm aşamaları ile ortaya koymak ve böyle bir konseptin geliştirilmesini sağlamak amaçlanmıştır.
Yapılan literatür araştırması neticesinde VLA sınıfına girebilecek ağırlıkta, kargo maksatlı sabit kanat insansız hava aracı konseptinin yalnızca bir üretici firma tarafından kullanılmakta olduğu ve sertifikasyonlarının 2022 yılında tamamlandığı görülmüştür. Ancak bu hava aracının da ihtiyaç duyduğu pist mesafesi oldukça uzundur. Yeni bir konsept ortaya koyma ve bunun geliştirilmesi söz konusu olduğundan kavramsal ve ön tasarım çalışmalarının bu aşamada yeterli olacağı düşünülmüştür. İlk aşamada tasarım gereksinimleri ve görev profiline göre tasarım seçimlerinin nasıl olması gerektiği izah edilmiştir. Ardından “lifting line theory” tabanlı XFLR5 uygulaması kullanılarak öncelikle kanat profilinin seçimi ve analizi, ardından 3 boyutlu kanat analizi yapılarak tahmini taşıma katsayıları hesaplanmıştır. Gerekli taşımanın sağlanıp sağlanamadığının tespiti için ANSYS programında “Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği” (HAD) analizi uygulanmış ve kanat için yapılan hesapların ve analizlerin doğruluğu kanıtlanmıştır. Kanat yüklemesi ve itki-ağırlık parametrelerine göre deneysel denklemler esas alınarak uçuş safhalarındaki kısıtlamalar hesap edilmiş ve tüm bileşenlerin ağırlık hesapları yapılmıştır. Yapılan tüm hesaplamalar neticesinde SOLIDWORKS programı kullanılarak 3 boyutlu eskiz çizim yapılmış ve hava aracının nihai görüntüsü elde edilmiştir. (Bu çalışma birinci sırada yer alan yazarın yayınlanmamış tezinin bir parçasından üretilmiştir. ORCID NO: 0009-0005-6345-571X)
Anahtar Kelimeler: Sabit Kanat Kargo İHA, TCG Anadolu, Kavramsal Tasarım, Kanat Analizi, XFLR5, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği
|
