Savunma sanayi için bir ornithopter mekanizması tasarım ve imalatı

Abstract

Bu çalışma insanlarda yüzyıllardır uçma merakı uyandıran kuşlar ve böcekler gibi uçucuların uçuş prensibine dayanan savunma sanayiye yönelik bir sistem oluşturulmasını içermektedir. Literatürde ornithopter diye adlandırılan bu sistemlerin ilk örneğine 9. yüzyılda rastlıyoruz. Bu tezde ilk olarak 9. asırdan günümüze kadar yapılmış ornithopter sistemleri incelenmiştir. Çoğunluğu başarısızlıkla sonuçlanan bu denemelerden geliştirme fikirleri çıkarılmış ve hedef uçuş sistemi olarak kaya kartalları seçilmiştir. Çünkü kaya kartalları hem ısı sütunlarını kullanabilme kabiliyeti sayesinde verimli bir uçuş sistemine sahip hem de kendi ağırlığının 4 katı yük taşıma kabiliyetine sahiptir. Bu da savunma sanayiye uygun bir sistem olduğunu göstermektedir. Çalışmada hesaplama yöntemi olarak Horst Rabiger'in oluşturduğu Almanca bir eser olan "Bir ornithopter nasıl uçar?" adlı kitabında geçen ornithopterlerin matematiksel modellemesi kullanılarak tasarım ve hesaplama yapılmıştır. Üretim aşamasında ise basitten karmaşığa doğru gidilerek önce çok basit bir çubuk sistemiyle ornithopterin kanat çırpma mekanizması oluşturulmuştur. Sonrasında gerçek boyutlarda bir kanat mekanizması yapılmış fakat kanat mesnetleri üzerindeki dinamik yüklerin fazla olduğu görülmüş ve bunun üzerine sistemin daha küçük ve geliştirilmiş versiyonu tasarlanmıştır. Nihai üretim esnasında FDM(Fused Deposition Modeling) eklemeli imalat yöntemi kullanılmıştır. İmalat malzemesi olarak ABS (Akrilonitril Bütadien Stiren) plastik ve PLA (Polylaktik Asit) plastik kullanılarak aralarındaki farklar tespit edilmiştir. ABS plastiği daha esnek ve mukavemetli iken PLA plastiğin daha rijit ve gevrek yapıda olduğu görülmüştür. Son üretim çalışmasında tasarlanan kuş modelinin tüm mekanik ve elektronik parçaları takılmış ve sisteme ilk hareketi verilmiştir. Sistem çalışır durumda olmasına rağmen uçuş yapılabilmesi için birçok modifikasyona ihtiyacı olduğu gözlemlenmiştir.