Savunma Teknolojileri Anabilim Dalı (disiplinlerarası)
Sivas University of Science and Technology15
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Eklemeli imalat yöntemiyle üretilen alüminyumun bakıra sürtünme karıştırma kaynağı ile birleştirilmesinin araştırılması
Alüminyum ve bakırın birçok önemli endüstride yan yana kullanılması nedeniyle, bu metallerin birleştirilmesi önem arz etmektedir. Bu malzemelerin kaynaklanarak bir arada kullanılmasıyla bakırdan etkin bir şekilde tasarruf edilebileceği, daha hafif ve verimli sistemler üretilebileceği düşünülmektedir. Bu kapsamda, eklemeli imalat yöntemiyle üretilen AlSi10Mg alüminyum alaşımının ticari saf bakıra sürtünme karıştırma bindirme kaynağı (SKBK) yöntemi kullanılarak birleştirilebilirliği araştırılmıştır. SKBK'da en önemli kaynak parametreleri olan takım dönme ve ilerleme hızının; kaynak geometrisi, mikroyapısı, mekanik özellikler ve kaynak bölgesinde oluşan intermetalik bileşikler üze-rindeki etkilerinin ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Takım dönme ve ilerleme hızlarının, kaynak geometrisi ve mekanik özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu görül-müştür. Yapılan kaynaklarda kanca, boşluk ve intermetalik bileşikler gibi kusurların var-lığı tespit edilmiştir. Kanca kusuru, çekme testi sırasında kaynakların dayanımı ve kopma davranışını belirleyen baskın faktör olarak ortaya çıkmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, söz konusu malzemelerin SKBK yöntemiyle birleştirilmesinin mümkün olduğu sonucuna varılmıştır.
Led ışık kaynağı ve 2D sürekli dalgacık dönüşümü yöntemi ile 3D profilometre
Saçak projeksiyonu profilometrisi (Fringe Projection Profilometry, FPP), temassız üç boyutlu (3B) yüzey ölçümleri için yaygın olarak kullanılan ve güvenilir yöntemlerden biridir. Ancak bu teknik, mikrometrik ve milimetrik ölçekte uygulandığında sınırlı derinlik alanı ve özellikle lazer tabanlı saçaklarda ortaya çıkan beneklenme (speckle) gürültüsü nedeniyle ölçüm doğruluğunda azalmalar gösterebilmektedir. Bu çalışmada, LED ışık kaynağına dayalı ve Gates interferometresi konfigürasyonu esas alınarak geliştirilmiş özgün bir optik düzenek sunulmaktadır. Önerilen sistem, düşük koherensli LED ışığı sayesinde speckle etkisini azaltmayı hedeflemektedir. Ayrıca iki küp ayırıcıya (beam splitter, BS) ek olarak yatay saçak yapısı oluşturan ilave bir ışın ayırıcı kullanılarak saçak deseni çeşitlendirilmiş ve sistemin uzaysal çözünürlüğünün artırılması amaçlanmıştır. Deneysel olarak elde edilen faz haritaları, iki boyutlu sürekli dalgacık dönüşümü (2D Continuous Wavelet Transform, 2D CWT) yöntemi kullanılarak analiz edilmiş ve bu sayede 3B yüzey rekonstrüksiyonu gerçekleştirilmiştir. LED ışık kaynağının performansını değerlendirmek amacıyla, aynı ölçüm bölgelerinden lazer ışık kaynağı kullanılarak da görüntüler alınmış ve karşılaştırmalı analiz yapılmıştır. Karşılaştırma sonuçları, arakesitsel ölçümlere dayanarak LED tabanlı konfigürasyonun lazer tabanlı sistemlere kıyasla, sınırlı da olsa, gürültü seviyesinde bir azalma ve yüzey profili stabilitesinde bir iyileşme sağladığını göstermektedir. Bununla birlikte, LED'in düşük koherensli yapısı saçak kontrastının azalmasına neden olmakta; bu durum ölçüm alanının sınırlanmasına ve saçak kontrastına bağlı olarak ölçüm kalitesinin olumsuz etkilenmesine yol açabilmektedir.
Askeri bataryalarda optik sensör yardımıyla batarya yönetim sisteminin tasarlanması
Son yıllarda teknolojinin hızla gelişmesiyle beraber lityum iyon (Li-ion) tabanlı bataryaların kullanım alanları da sürekli olarak artış göstermektedir. Li-ion bataryaların artışıyla batarya yönetim sistemleri (BYS) üzerinde çalışmalar giderek hız kazanmıştır. BYS, elektrikli araçların yanı sıra mobil araçlar, elektronik cihazlar ve harici güç kaynakları gibi geniş bir alanda kullanılmaktadır. Bataryanın hücre sağlığının korunması ve güvenliğinin sağlanması için şarj ve deşarj esnasında batarya hücrelerinin takip edilmesi gerekmektedir. Batarya sağlığını etkileyen birden fazla fiziksel değişken olduğu bilinmektedir. Bu fiziksel değişkenlerden başlıca olanları, gerilim, akım, sıcaklık ve titreşimdir. Bu fiziksel değişkenlerin izlenmesi bataryanın sağlık durumu hakkında bilgi verme, enerji verimliliğini artırma ve batarya ömrünün uzamasında kritik bir işlevi yerine getirir. Savunma sanayi ürünleri ve askeri araçlar da bataryanın bu gelişiminden etkilenmiştir. Bu çalışmada zorlu çevresel şartlar altında çalışan askeri araç bataryaları için enerji depolama sistemlerinin daha güvenli ve daha uzun ömürlü yönetim sağlaması amacıyla BYS devresinin algılayacağı optik titreşim sensör tasarlanmıştır. Tasarlanan BYS devresi, askeri bataryada meydana gelen mekanik titreşimi algılama sayesinde bataryayı daha güvenilir, yüksek doğruluk ve hassasiyetle izleyebilmektedir. Aynı zamanda izlenilen parametre tahmin algoritmaları yardımıyla bataryanın sağlığının ve performansının gerçek zamanlı analiz edilmesi amaçlanmıştır.
Germanyum optik alttaşlar üzerine 3-5 mikrometre dalga boyu aralığında anti-yansıtıcı optik ince film kaplama
Kızılötesi (IR) şeffaf malzemeler, özellikle gece görüşü, uzaktan algılama, yüzeyden yansıma ile radyasyon kaybının önlenmesi amacıyla fotovoltaik yüzeylerde ve termal görüntüleme sistemleri gibi uygulamalarda geniş ölçüde kullanılmaktadır. Bu malzemelerden biri olan Germanyum (Ge), optik özelliklerinden dolayı kızılötesi bölgede mercek, optik pencere, kubbe ve optik filtre olarak en yaygın kullanılan malzemelerden biridir. Tek kristal Ge'nin kırılma indeksi yaklaşık 4.00'dir (10 μm'de) ve yansıma kaybı 2-14 μm dalga boyu aralığında yaklaşık %50'dir. Yüzeyinde meydana gelen bu istenmeyen yansıma kaybı optik verimi düşürür. Ge optik bileşen yüzeyine (örn. Ge lens) yansıma önleyici (AR) kaplama uygulandığında Ge'nin optik iletimi artmış olacaktır. Bu sayede ilgili IR görüntüleme sisteminin optik performansı ve kararlılığı sağlanmış olur. AR uygulaması için kullanılacak kaplama malzemesi hem IR bölgede optik geçirgenliğe sahip olmalı hem de kırılma indisi Ge'lerin kırılma indisi ile orantılı olmalıdır. Bu çalışmada 1 inç çap, 1 mm kalınlığa sahip Ge şahit numune üzerine 3-5 µm IR bölgede ARC yapılmıştır. Kaplama malzemeleri olarak SiO2 (düşük indis katman) ve Ge (yüksek indis katman) seçilmiştir. İlk etapta kaplama malzemelerinin optik karakterizasyon için sırasıyla tek katman tasarım ve kaplama çalışmaları yapılmış, buradan elde edilen deneysel doğrulanmış kırınım indisi verisi ile çok katmanlı AR tasarımı ve uygulaması icra edilmiştir. Kaplama çalışmaları iyon plazma destekli çemberde elektron demetiyle fiziksel buhar biriktirme (E-beam PVD) yöntemi ile yapılmış, optik ölçümleri FTIR spektrometreden alınmıştır. Optik geçirgenlik değeri %98,65 olarak elde edilmiştir.
Optik kalite germanyum alttaşın tek nokta kristal elmas ile tornalanmasının incelenmesi
Germanyum, optik fiberlerden katalize, kızılötesi optiklere, güneş pillerine ve ışık yayan diyotlara kadar birçok alanda kullanılan önemli bir yarı iletken metalloid elementtir. Özellikle kızılötesi dalga boyu aralığında mükemmel bir optik malzeme olarak kullanımı, germanyumu optik sistemlerde değerli kılmaktadır. Tek kristalli germanyum, optik sistemlerin minyatürleştirilmesine ve termal kamera sistemlerinin geliştirilmesine olanak tanıyan yüksek bir kırılma indisine sahiptir. Bu çalışma, germanyum lenslerinin tornalanarak işlenmesinde kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkisini incelemektedir. Germanyum lensler, özellikle kızılötesi görüntüleme sistemlerinde yaygın olarak kullanılır ve bu lenslerin yüzey kalitesi, cihazların performansını doğrudan etkileyen kritik bir faktördür. Çalışma, 40 mm çapında germanyum lens yüzeylerinin 12 farklı deneyle çeşitli kesme parametreleriyle işlenmesi ve ortalama yüzey pürüzlülüğünün (Sa) belirlenmesini amaçlamaktadır. Ayrıca, germanyum malzemenin kristal yöneliminin işleme sırasında etkisi de gözlemlenmiştir. Deneyler, elmas uçlu torna tezgahında belirli parametreler doğrultusunda işlenmiş ve yüzey pürüzlülüğü, kırmızı lazer interferometresi ve beyaz ışık interferometresi ile ölçülerek Sa değerleri ve bu değerlere ait topografik model elde edilmiştir. Deneyler, faktoriyel tasarım esaslarına dayalı olarak planlanmış ve kesme parametrelerinin yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkisi detaylı bir şekilde incelenmiştir. Çalışma sonucunda elde edilen en iyi Sa değeri 1.065 nm olarak bulunmuş ve bu değer, kabul edilebilir üst sınır olan 4.640 nm'nin çok altındadır. Kesme parametrelerinin Sa değeri üzerindeki etkisi belirlenmiş ve elde edilen verilerle bir regresyon tahmin modeli oluşturulmuştur. Bu model, belirli kesme parametreleri altında yüzey pürüzlülüğünün tahmin edilmesine olanak tanımaktadır.
Licoo2 katot aktif bileşiklerinin lif ile kaplanmasi ve elektrokimyasal ve kuantum özelliklerinin DFT metodu ile incelenmesi
Bu tez çalışmasında, lityum iyon bataryalarda yaygın olarak kullanılan LCO katot aktif malzemesinin elektrokimyasal performansının artırılması amacıyla, yüzey kaplama ve yoğunluk fonksiyonel teorisi (Density functional theory, DFT) tabanlı teorik analiz yöntemleri bir arada değerlendirilmiştir. LCO katot malzemesi, sol-jel, hidrotermal ve katı hal olmak üzere üç farklı yöntemle sentezlenmiş, bu yöntemler karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Elektrokimyasal test sonuçlarına göre, en yüksek özgül kapasite değerine sahip olan sol-jel yöntemi, çalışmanın devamında temel sentez yöntemi olarak seçilmiştir. Yüzey modifikasyonu amacıyla, farklı oranlarda (özellikle %2 ve %7) lityum florür (LiF) kaplaması uygulanmış ve bu kaplamaların LCO'nin yüzey kararlılığı ve elektrokimyasal davranışları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Kaplama sonrası 0,1 C akım yoğunluğunda %7 LiF ile kaplanmış örnekte 214 mAh/g kapasiteye ulaşılmış, bu da kaplamanın iyon iletkenliği ve yüzey koruma işlevi sayesinde performansı artırdığını göstermiştir. Ayrıca, DFT yöntemiyle yapılan hesaplamalar sonucunda, LiF kaplamasının LCO yüzeyi ile güçlü bir adsorpsiyon enerjisi oluşturduğu ve sistemin Gibbs serbest enerjisini azaltarak termodinamik olarak kararlı bir yapı sunduğu tespit edilmiştir. Bu çalışma, yüzey kaplaması ve teorik analizlerin birleşimiyle katot malzemelerinin performansını iyileştirme potansiyelini ortaya koymaktadır.
Büyük ve küçük ölçekli cisim profillerinin yatay ve dikey girişim desenleri ile eş zamanli tayini
Bu çalışmada, modifiye edilmiş Gates interferometre sisteminin, iki farklı doğrultuda birbirlerinden bağımsız bir şekilde değiştirilebilen frekanslara sahip kare saçak deseni üretimi noktasında oldukça etkili ve pratik bir teknik olduğu gösterilmiştir. Bu teknik sayesinde iki farklı büyüklükte ve ani yükseklik geçişlerine sahip cisimlerin 3D profillerinin, alınan tek bir görüntüyle eş-zamanlı olarak eldesinin sağlanabildiği gösterilmiştir. Ayrıca, bu teknik ile, sisteme adapte edilecek ek optik elemanlara ihtiyaç duyulmaksızın çalışmanın gerçekleştirilebildiği gösterilmiştir. Çalışmanın geçerliliğini test etmek için üzerinde deforme olmuş saçak desenleri bulunduran cisimlerin görüntüleri CMOS kamera ile alınmış ve güvenilirlik haritası rehberliğinde 2D dalgacık dönüşümü ile analiz edilmiştir. Görüntülerin işlenme sürecinin ardından 3D profilleri elde edilmiş ve bu profiller, seçilen parametreler kapsamında gerçek değerlerle kıyaslanarak yöntemin geçerliliği doğrulanmıştır.
Elektromanyetik girişim koruma ve rezonatör uygulamaları için karbon nanotüp/poli(anilin-ko-akrilonitril) kompozitlerinin geliştirilmesi
Organik elektronikler, silikon, germanyum ve galyum arsenit gibi geleneksel elektronik malzemelerle karşılaştırıldığında esneklik, bulunabilirlik, toksisite, uygulanabilirlik ve maliyet açısından birçok avantaj sağlayan ve yeni yeni gelişim gösteren bir malzeme sınıfıdır. Çeşitli organik elektronik malzemeler arasında, karbon nanotüplerin (KNT'lerin) polianilin (PANI) ile kompozitleri, PANI'nin KNT'lerin etrafına sarılmasıyla ortaya çıkan π- π istiflenmesinin bir sonucu olarak mükemmel yük taşıma özelliklerinden dolayı özellikle ilgi görmektedir. Son zamanlarda PANI yerine anilin bazlı bir kopolimerin KNT'lerin etrafına sarılabileceği ve böylece yük taşıma özelliklerinin geliştirilebileceği bunun da termoelektrik (TE) uygulamalar için umut vadeden bir gelişme olduğu raporlanmıştı. Her ne kadar anilin bazlı kopolimerlerle KNT'lerin kompozitleri elektriksel ve manyetik özellikler açısından ilginç sonuçlar verebilecek olsa da bu konudaki araştırmalar sadece birkaç başarılı raporla hala sınırlı kalmıştır. Bu nedenle, mevcut çalışma çok duvarlı karbon nanotüp (MWNT)/poli(anilin-ko-akrilonitril) kompozitlerinin hazırlanmasını ve söz konusu kompozit malzemelerin elektromanyetik kalkanlama performanslarını incelemeyi amaçlamaktadır. Kompozitler, çeşitli MWNT yüklemelerinde, oda sıcaklığında yerinde ters emülsiyon kopolimerizasyonu yöntemiyle hazırlanmış ve daha sonra ölçümlere geçilmeden önce m-kresol ortamında kamforsülfonik asit ile yeniden katkılanmıştır. Numuneler FT-IR, XRD, SEM ve VSM analizleri ile karakterize edilmiştir. Kompozitlerin permeabilite ve permitivite değerleri vektör ağ analizörü kullanılarak X-bandında elde edilen saçılma parametreleri üzerinden Nicolson-Ross-Weir yöntemi ile belirlenmiş, elektriksel iletkenlikleri 4 nokta prob yöntemi ile saptanmıştır. Son olarak elektromanyetik kalkanlama performansları yine saçılma parametreleri kullanılarak tespit edilmiştir.
6061 alüminyum alaşımı ve 304 paslanmaz çelik frezeleme işleminde karbür kesici takım kaplamasının yüzey kalitesi, aşınma ve talaş morfolojisi üzerindeki etkisinin deneysel araştırılması
Bu çalışmada, 304 paslanmaz çelik ve 6061 alüminyum alaşımı malzemelerinin frezelenmesi sırasında farklı kaplama türlerine sahip parmak freze takımlarının yüzey pürüzlülüğü, takım aşınması ve talaş oluşumu üzerindeki etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda, takım geometrisi ve kesme parametreleri sabit tutulmuş, yalnızca kesici uçların kaplama türleri değiştirilmiştir. Bu sayede, kaplama materyalinin işleme performansına olan etkisi değerlendirilmiştir. Frezeleme işlemleri sonrasında numuneler üzerinde yüzey pürüzlülüğü ölçümleri gerçekleştirilmiş, elde edilen yüzey kaliteleri karşılaştırılmıştır. Aynı zamanda, kullanılan takımlardaki aşınma miktarı mikroskobik görüntüleme yöntemleriyle analiz edilmiştir. Aşınma tipleri ve miktarları, kaplama türüne bağlı olarak önemli farklılıklar göstermiştir. Ayrıca, işleme sırasında oluşan talaşlar toplanarak morfolojik yapıları incelenmiş, talaş türleri ve yüzey etkileşimleri yorumlanmıştır. Elde edilen bulgular, takım kaplamasının sadece takım ömrü üzerinde değil, aynı zamanda iş parçası yüzey kalitesi ve talaş oluşum mekanizması üzerinde de belirleyici bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir. Özellikle sert kaplamaların takım ömrünü uzattığı, ancak bazı durumlarda yüzey kalitesini olumsuz etkileyebildiği gözlemlenmiştir. Bu bağlamda, takım kaplama seçiminin uygulamaya özel olarak dikkatlice yapılması gerektiği sonucuna varılmıştır.
Derin öğrenme mimarileri ile savaş uçaklarının tespit edilmesi
Günümüz teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte, bilgisayarlı görü ve derin öğrenme yöntemleri, savunma sanayi de dahil olmak üzere birçok alanda önemli uygulamalara sahiptir. Özellikle savaş uçaklarının tespiti, askeri operasyonların başarısı açısından kritik bir öneme sahiptir. Düşman hava araçlarının hızlı ve doğru bir şekilde tespit edilmesi, hava savunma sistemlerinin etkinliğini artırmakta ve stratejik kararların daha hızlı alınmasını sağlamaktadır. Yüksek doğrulukta ve hızlı nesne tespiti yapabilen algoritmaların geliştirilmesi, savunma teknolojilerinde büyük bir ihtiyaç haline gelmiştir. Ayrıca, bu tür teknolojilerin geliştirilmesi, sadece askeri operasyonlar için değil, aynı zamanda hava sahası güvenliğinin sağlanması ve sivil hava trafiğinin düzenlenmesi açısından da büyük önem taşımaktadır. Bilgisayarlı görü ve derin öğrenme alanındaki ilerlemeler, savaş uçaklarının tespitinde insan faktöründen kaynaklanabilecek hataları minimize ederek, otomatik ve güvenilir sistemlerin geliştirilmesine olanak tanımaktadır. Bu sebeple, derin öğrenme tabanlı nesne tespiti algoritmalarının performansının incelenmesi ve geliştirilmesi hem akademik hem de endüstriyel araştırmalar için önemli bir çalışma alanı oluşturmuştur. Bu tez çalışmasında, savaş uçaklarının tespiti için modern derin öğrenme tabanlı nesne tespiti algoritmaları incelenmiş ve performansları karşılaştırılmıştır. Çalışmada YOLOv7, YOLOv8 ve RT-DETR modelleri kullanılarak, farklı savaş uçağı tiplerinin tespiti gerçekleştirilmiştir. Kullanılan veri seti, çeşitli açılardan ve arka planlardan çekilmiş 43 farklı savaş uçağı tipine ait görsellerden oluşmaktadır. Modellerin eğitimi ve test edilmesi sürecinde, hiperparametrelerin performansa etkileri detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. Deneysel sonuçlar, RT-DETR'nin %92,7 mAP ve %90,4 geri çağırma oranıyla daha tutarlı performans sergilediğini göstermektedir. YOLOv8, %94 mAP ile en yüksek performansı sunarken geri çağırmada %88,1 geri çağırma değeriyle RT-DETR'nin gerisinde kalmıştır. YOLOv7 ise %90,2 mAP ve %82,7 geri çağırma oranına sahiptir.
Sürücü destek sistemli araçlar için dijital ikiz teknolojisi ve gerçek zamanlı veri entegrasyonu
Yapılan çalışmada, normal yol koşullarında meydana gelen engellerin kamera ve derin öğrenme tabanlı bir sistem geliştirilerek yüksek doğrulukta tespit edilmesi ve bu verilerin 5G altyapısı kullanılarak dijital ikiz platformuna aktarılması amaçlanmıştır. Çalışmada öncelikle araç için elektronik devre, PCB tasarımları, mekanik tasarım ve iskelet yapısı sıfırdan geliştirilmiştir. Daha sonra STM32 tabanlı mikrodenetleyici ve mini bilgisayar temelli bir kontrol altyapısı oluşturulmuştur. Yola düşen engelleri tespit edebilmek için YOLOv10 modeli 2.000 adet görselden oluşan veri seti ile eğitilmiştir. Eğitim sonucunda elde edilen %98-%99 seviyesine ulaşan mAP değeri, modelin nesneleri oldukça yüksek performansla tespit ettiğini göstermektedir. Tespit edilen nesneler ve araçtan alınan sensör verileri 4G altyapısı kullanılarak bulut sunucuya, 5G altyapısı kullanılarak da uç sunucuya gönderilmiştir. Veri aktarımı sırasında 4G ve bulut sunucusu kullanımında 106 ms seviyesinde bir gecikme meydana gelirken, 5G ve uç sunucu kullanıldığı durumda bu gecikme 23 ms seviyesine kadar düşürülerek neredeyse anlık olarak verilerin aktarılması ve dijital ikizde gösterilmesi sağlanmıştır. Dijital ikizin oluşturulması için Unity oyun motoru kullanılmıştır. Ayrıca aracın nesne tespiti yaparken belirlenen parkurda ilerleyebilmesi için şerit takibine ihtiyaç duyulmuştur. Bu aşamada antrenman konileri kullanılarak şerit oluşturulmuştur. Bu konilerin dizilişleri ve ekrandaki konumlarına göre regresyon tabanlı bir açı denklemi geliştirilmiştir. Yapılan testlerde araç başarılı bir şekilde şerit takibi yapmış ve engelleri doğru bir şekilde tespit edip dijital ikizde göstererek belirtilen güzergahta seyredebilmiştir.
Sonlu enerjili fresnel-bessel ışınının atmosferik türbülansta yayılımı
Türbülanslı bir atmosferde 6 km boyunca yayılan Sonlu Enerjili Fresnel-Bessel Işınlarının parıldama indisleri, basıklık parametresi ve ışın boyutları analiz edilmiştir. Ayrıca yayılan ışının güçlü, orta ve zayıf türbülanslı ortamlardaki sonuçları da analiz edilmiştir. Ardından, ışının hem noktasal hem de güç parıldamasına odaklanarak etkisini araştırmaktadır. Yayılan bu ışın, Fresnel sayısı, Bessel işlevi ve ışın yarıçapı parametrelerinin değişimi sonucunda gösterdiği performansa göre incelenmektedir. Elde edilen sonuçlar, Bessel işlevinin parıldama seviyeleri üzerinde önemli bir etkiye sahip olmadığını göstermektedir. Sonlu Enerjili Fresnel-Bessel Işınlarının güç sintilasyon seviyelerini azaltabilmekte ve sistem performansını temel Gauss ışınlarından daha iyi iyileştirebilmektedir. Bu nedenle, elde edilen sonuçlar sadece serbest uzay optik haberleşme sistemlerinin performansının iyileştirilmesi için değil, aynı zamanda görüş hattı hizalaması gerektiren uygulamalar, yani yönlendirilmiş kızılötesi karşı önlem için de önemlidir. Hem Basıklık parametreleri hem de ışın boyutu üzerine sunulan sonuçlar ise, Sonlu Enerjili Fresnel-Bessel Işınların profillerinin daha uzun bağlantılar boyunca yayıldıkça Gauss benzeri profile dönüştüğünü göstermektedir. Uzun bağlantılarda, yüksek mertebeli Sonlu Enerjili Fresnel-Bessel Işınlarının düşük mertebeli ışın yarıçaplara göre daha sivridir. Bununla birlikte, daha yüksek Fresnel sayısına sahip Sonlu Enerjili Fresnel-Bessel Işınlarının, daha düşük Fresnel sayısına sahip olanlardan daha düzdür. Öte yandan, daha yüksek mertebeli ve daha büyük yarıçaplı ışınlar daha az yayılır.
Düşük termal genleşmeli alaşımların mekanik özelliklerinin hızlı katılaştırma yöntemi ile geliştirilmesi
Havacılık, savunma ve uzay endüstrisinde kritik bir öneme sahip %36 nikel içeren demir esaslı invar 36 alaşımı düşük termal genleşme özelliği ile vazgeçilmez bir malzeme konumundadır. İnvar alaşımları ivme ölçer, kompozit kalıpları, hermetik paket ve opto mekanik uygulamalarında kullanımı yaygındır. Fakat östenitik yapısı ile sünek bir doğası vardır. Bu sünek karakteristiği düşük mekanik özellikler ile sonuçlanmaktadır ki bu durum endüstride kullanım alanlarını kısıtlamaktadır. Ayrıca uygulama şartlarında işleme zorlukları alaşımın kullanım kabiliyetlerini ve maliyetlerini arttırmaktadır. İnvar 36'nın mekanik özelliklerini geliştirebilmek için alaşım elementi ilavesi ile çökelti sertleşmesi, tane inceltme ile mekanik özelliklerinin artışı ve aşırı plastik deformasyon ile sertlik ve çekme mukavemetinin artışı sağlanabilmektedir. Fakat literatürdeki bu çalışmalar incelendiğinde sertlik ve çekme mukavemeti gibi mekanik özellikler artarken termal genleşme katsayısı önemli ölçüde zarar görmektedir. İnvar 36'ya alaşım elementi ilave edildiğinde kendine has manyetik kafes yapısı zarar gördüğü için termal genleşme katsayısı artmaktadır. Demir ve nikel esaslı invar alaşımları sahip oldukları manyetik büzülme özelliği ile sıcaklık artışında kafes genişlemek isterken manyetik olarak büzülmeye çalışır ve makro boyutta neredeyse sıfıra yakın bir genleşme olur. Aşırı plastik deformasyon ile mukavemet artışı sağlanmaktadır fakat malzeme böyle bir deformasyon sonrası aşırı kalıntı gerilme ve dislokasyon yoğunlukları ile kararsız bir hale gelmektedir. Sıcaklık artışlarında ani ve beklenmedik genleşme davranışları göstermektedir. Tüm bu çalışmalar değerlendirildiğinde tez çalışması kapsamında bir hızlı katılaştırma tekniği olan eriyik eğirme yöntemi ile invar 36 alaşımları literatürde ilk defa şerit formunda ~106 °C/s soğuma hızlarında üretilmiştir. İnvar alaşımının sertliği geleneksel döküm yöntemlerine göre iki kattan fazla artmıştır. 20 – 120 m arasında kalınlığa ve ortalama 200 mm uzunluklara sahip invar 36 şeritleri sıcak ekstrüzyon yöntemi ile katı çubuk veya ingot formuna getirilmiştir.
Yüksek çözünürlüklü dünya gözlem uydu kameraları için eğim aynası yöntemi ile ileri hareket telafi yöntemi geliştirilmesi
Yüksek çözünürlüklü uydulardan kaliteli görüntü elde etmekte karşılaşılan zorluklardan en önemlisi, uydunun yörünge hareketine bağlı olarak optik sistem odak düzleminde meydana gelen görüntü hareketidir. Uyduların yörünge hareketi nedeniyle yüksek hızda hareket eden bir platform üzerinde optik sistemlerin görevlerini yerine getirmeleri gerekmektedir. Bunun sonucu olarak elde edilen yer görüntülerinde kaymalar oluşmakta, görüntü kaliteleri düşmekte ve pozlama süreleri sınırlanmaktadır. Bu sorun, odak düzlemindeki görüntü hareketini azaltan İleri Hareket Telafisi yöntemleri ile çözülebilmektedir ve yüksek kaliteli görüntülerin elde edilmesi mümkün olmaktadır. Literatürdeki mevcut yöntemlerden farklı olarak bu çalışmada opto-mekanik bir yöntem olarak eğimli ikincil ayna yönteminin kullanımı kapsamlı bir şekilde incelenmektedir. Uydu yörünge hareketinden kaynaklanan ileri yönlü hareket, Ritchey-Chretien (RC) Cassegrain teleskobunun ikincil aynasına kontrollü bir eğim hareketi uygulanarak kasıtlı biçimde hizasının bozulması ve bu sayede ters yönde bir görüntü hareketi oluşturulması prensibine dayanmaktadır. Bu yöntem ile odak düzleminde meydana gelen bağıl hareket ortadan kaldırılarak pozlama süresi içinde görüntü sabitliği sağlanmıştır. Yapılan teorik ve deneysel çalışmalar, ikincil aynaya uygulanan 0,020° gibi küçük bir eğim açısının görüntü keskinliği üzerinde ihmal edilebilir düzeyde bir etki yarattığını ortaya koymuştur. Önerilen yöntem ile TDI sensörlerine ihtiyaç duyulmaksızın pozlama süresinin 52 kat artırılabileceği ve yörünge hareketine bağlı odak düzlemi görüntü kaymalarının 0,62 piksel kalıntı hata ile telafi edilebildiği laboratuvar ortamında kurulan hareketli görüntü simülatörü ve geliştirilen kamera üzerindeki testlerle laboratuvar ortamında doğrulanmıştır.
Nadir toprak oksit ve zirkonya katkısı ile hazırlanmış sandviç lamine yapıya sahip alümina esaslı kompozitlerin mekanik özelliklerinin ve balistik performansının incelenmesi
İleri seramikler, yüksek mekanik özellikleri ve düşük özgül ağırlıklarıyla zırh uygulamalarında önemlidirler ve en yaygın kullanılanları Al2O3, SiC ve B4C'dir. A2O3 yüksek fayda/fiyat imkânı sunmasına rağmen, düşük tokluk ve eğilme mukavemetiyle çoklu vuruş şartlarında üstün performans gösterememektedir. Bu çalışmada düşük maliyetle hazırlanacak, yüksek tokluk ve/veya eğilme mukavemetine sahip, üstün balistik performanslı, Sm2O3 ve ZrO2 katkılı Al2O3 esaslı sandviç kompozit üretilmesi amaçlanmıştır. Farklı kompozisyonel dizilimde, hacimce %0,8 Sm2O3 ve hacimce %5 ZrO2 içeren üç katmanlı sandviç lamine kompozitler üretilip (yüzeylerde Al2O3-Sm2O3, merkezde ya Al2O3-Sm2O3-ZrO2 ya da Al2O3-ZrO2) yoğunlaşma, termal genleşme, kalıntı gerilme, mikroyapı, mekanik özellik (elastisite modülü, sertlik, eğilme mukavemeti, tokluk) ve penetrasyon derinliği testi ile balistik davranışları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Genel olarak sandviç kompozitlerde tokluk dışında mekanik özelliklerde saf Al2O3'e kıyasla artış sağlanamamıştır. Her iki sandviçte saf Al2O3 ve tüm diğer karşılaştırma numunelerine göre daha düşük artık DOP sağlanmıştır. Sandviç yapılarda tabakaların kırılmaya zorlanması, tabakaları oluşturan kompozisyonların tane boyutlarındaki büyük fark ile kırılma karakterlerinin farklı olmasıyla daha fazla enerji sönümlenebilmiştir. Bu çalışmayla Al2O3 esaslı Sm2O3 ve ZrO2 katkılarıyla üretilen sandviç kompozitlerin genel olarak saf Al2O3'e kıyasla daha iyi balistik performans gösterebilecek alternatif malzemeler olduğu anlaşılmıştır.