Asrel Aerospace Research Letters Son Sayı

Bu çalışma, koaksiyel (eş eksenli) bir dron sistemine ait iniş takımının düşük irtifa serbest düşme senaryosu altındaki darbe davranışını incelemekte ve iniş sırasında oluşabilecek yapısal etkilerin değerlendirilmesini amaçlamaktadır. Çalışmanın temel hedefi, iniş takımının darbe dayanımını değerlendirerek tasarımın iyileştirilmesine yönelik yapısal geri bildirim sağlamaktır. Bu doğrultuda, dron ve iniş takımı bileşenleri SolidWorks ortamında detaylı olarak modellenmiş, ardından dört yüzlü ve sekiz düğümlü sonlu elemanlar ağı oluşturulmuştur. Simülasyonlar, explicit çözücü ile yürütülmüş ve 50 cm serbest düşme senaryosu, yaklaşık 3,13 m/s ilk çarpma hızı ile modellenmiştir. Malzeme olarak yüksek dayanım/ağırlık oranı nedeniyle Alüminyum 7075-T6 seçilmiş; plastik davranışı ise Johnson–Cook bağıntısı ile tanımlanmıştır. Ayrıca, sayısal çözümün doğruluğunu sağlamak amacıyla enerji bileşenleri sürekli olarak izlenmiş ve modelin kararlılığı denetlenmiştir. Analiz sonuçlarına göre, iniş takımının gövdeye bağlandığı kök plakada yaklaşık 551 MPa eşdeğer (von Mises) gerilme oluştuğu belirlenmiş, bu değer malzemenin akma sınırını yaklaşık %15 oranında aşarak lokal plastik deformasyona yol açmıştır. Buna karşın, gövde panelleri ve diğer bölgelerdeki gerilmeler elastik sınırlar içerisinde kalmıştır (200–350 MPa). Maksimum plastik gerinim %2,1 ile sınırlı kalmış ve özellikle iniş takımı bacak-gövde birleşiminde yoğunlaşmıştır. Bu durum, sistemin darbe enerjisinin büyük bölümünü lokal bölgede sönümleyerek genel yapısal bütünlüğü koruduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, iniş takımı genel olarak yapısal bütünlüğünü korusa da, bağlantı bölgesindeki gerilme yığılmaları bu alanın kritik olduğunu göstermektedir. Bu bağlamda, gerilme yoğunluğunu azaltmaya ve yük dağılımını daha homojen hale getirmeye yönelik olarak bağlantı bölgesinin yapısal dayanımını artıracak tasarım iyileştirmeleri önerilmektedir. Elde edilen bulgular, koaksiyel dron sistemlerinde iniş güvenliğini artırmak, darbe sonrası hasarları minimize etmek ve daha güvenilir bir operasyonel performans sağlamak amacıyla sürdürülecek olan tasarım çalışmalarına önemli katkılar sunmaktadır.

Bu çalışmada, LS-DYNA yazılımı kullanılarak [0/45/90]₄, [0/30/60/90]₃ ve [0/90]₆ yönelim dizilimleriyle yerleştirilmiş, 6 mm kalınlığında ve 100 × 100 mm boyutlarında üretilmiş Kevlar-29/Epoksi laminelere düşük hızlı darbe deneyi sayısal olarak simüle edilmiştir. Laminelerin üzerine, 6 mm çapında ve 15 kg kütlesine sahip vurucu bir cismin 5.0 m/s hızla uygulanmasıyla darbe yüklemesi gerçekleştirilmiştir. Maksimum kuvvet değerleri serim düzenine bağlı olarak değişmiş olup, [0/30/60/90] diziliminde 45 N ile en yüksek tepe kuvveti elde edilmiştir. Enerji–zaman analizinde, üç konfigürasyonda da darbe sırasında aktarılan toplam enerjinin yaklaşık 187.5 J olduğu görülmüştür. Bu darbe sonucu, enerji emilimini maksimize etmek ve hasar toleransını artırmak için farklı serim yöntemlerini kullanarak izotropik yaklaşıma sahip serim sıralarının kullanılması önermektedir.

Günümüzde uzayda kullanılmak üzere birçok farklı itki sistemi geliştirilmiştir. Ancak kimyasal itki sitemi düşük özgül itki değerleri nedeniyle, iyon itki sitemleri ise düşük itki seviyeleri nedeniyle yıldızlararası görevler için yeterli görülmemektedir. Fisyon ve füzyon odaklı fotonik itki sistemleri ise yüksek verimlilik ve potansiyel hız değerleri sunsa da günümüz teknolojik kısıtlamaları ve yıldızlararası mesafelerin büyüklüğü nedeniyle bu sistemlerin bile Alpha Centauri gibi en yakın yıldızlara ulaşım için gerekli süreleri makul seviyelere indirmesi mümkün gözükmemektedir. Bu çalışma, Alpha Centauri görevi özelinde farklı itki sistemlerinin nümerik modelleme yoluyla karşılaştırılmasını amaçlamaktadır. Her bir sistem için hız, ivme ve varış süreleri hesaplanmış ve sayısal sonuçlar üzerinden performans analizleri yapılmıştır. Elde edilen bulgulara göre, ideal kabul edilen koşullarda dâhi en yüksek performansı gösteren füzyon odaklı itki sisteminin Alpha Centauri’ye ulaşım süresi 1,674 yıl olarak hesaplanmıştır. Bu değer, insanoğlunun yaşam süresi kıyaslandığında hem bu sistemin hem de diğer mevcut itki türlerinin yıldızlararası görevlerde yetersiz olduğunu ortaya koymaktadır.

Güneş enerjisi santrallerinin yatırım geri dönüş sürelerinin doğru hesaplanabilmesi, kurulum öncesi gerçekleştirilen simülasyonların güvenilirliğine bağlıdır. Bu çalışmada, Türkiye’nin yüksek güneş enerjisi potansiyeline sahip İç Anadolu Bölgesi’nde, Ankara ili Şereflikoçhisar ilçesinde işletmede olan 992,25 kWp gücündeki şebekeye bağlı bir fotovoltaik santralin performans analizi gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında, santralin coğrafi konumu, kullanılan fotovoltaik modül ve inverter özellikleri simülasyon ortamlarına birebir aktarılmış; PVsyst ve PVGIS yazılımlarının tahmin doğruluğu, bir yıllık gerçek saha verileriyle karşılaştırılmıştır. Analizler neticesinde, santralin yıllık gerçek üretimi 1.528.217 kWh olarak kaydedilmiştir. Aynı meteorolojik koşullar altında PVsyst yazılımı 1.458.184 kWh üretim öngörüsüyle %4,6 oranında negatif sapma gösterirken, PVGIS yazılımı 1.542.669 kWh tahminle %0,94 oranında pozitif sapma göstermiştir. Elde edilen bulgular, PVGIS’in toplam üretim tahmininde saha verileriyle birebir örtüştüğünü, PVsyst’in ise sıcaklık ve kirlenme gibi kayıp parametrelerinin detaylı analizinde vazgeçilmez bir mühendislik aracı olduğunu ortaya koymaktadır. Bu bağlamda, yatırımcıların fizibilite aşamasında her iki yazılımı çapraz doğrulama amacıyla kullanmaları önerilmektedir.

İnsansız Hava Araçları (İHA), savunma, tarım, lojistik ve gözetleme gibi birçok sivil ve askeri alanda artarak ilerleyen bir öneme sahip olmaktadır. Gelişen teknolojiyle birlikte, İHA’ların performans, dayanıklılık ve operasyonel verimlilik oranları da önemli ölçüde artmıştır. Bu beklentileri karşılamada en önemli unsurlardan biri, İHA gövdesinin imalatında kullanılan malzeme türleridir. Gövde yapısında tercih edilen malzemeler, aracın ağırlığı, yakıt veya enerji tüketimi, manevra kabiliyeti ve genel güvenilirliği üzerinde etkilidir. Bu makale, günümüzde İHA gövde yapılarında kullanılan başlıca malzemeleri incelemekte, bu malzemelerin kullanılma sebeplerini ve farklı malzeme türlerinin mekanik, yapısal ve ekonomik açıdan karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmalar sonucunda İHA yapım aşamasında malzeme seçimi daha kolay gruplandırılabilir olmuştur.