Taşıma ve bırakma sistemi parçası çok amaçlı kelepçe yapısının avcı uçaklar için topoloji optimizasyonu ile tasarımı

Havacılık sanayisinde hassas ve hata payının az olduğu bir tasarım her araçta olduğundan daha fazla önem arz etmektedir. Bu çalışma kapsamında avcı uçaklarında kullanılmak istenen bir ürünün tasarım yol haritası anlatılıp, örnek bir çalışmayı ülkemiz literatürüne kazandırmak amaçlanmıştır. Tasarlanmak istenen bu yapının uçağın hareketleri ve ortam şartları sebebiyle hangi yüklerin etkisi altında kaldığı bulunmak istenmiştir. Silah sistemleri örnek uygulama olarak seçilmiş, taşıma ve bırakma sistemlerinin görevi ve çalışma prensibi detaylıca anlatılmıştır. Salan ve silahlar hakkında genel literatür ve yapılmış çalışmalar incelenmiş, yapısal tasarım ile hafifletme çalışmaları hakkında bilgi verilmiştir. Ardından, uçağın hareketleri ve içinde bulunduğu ortam sebebiyle takılı olan mühimmat ile salan sisteminin maruz kaldığı yükler hesaplanmıştır. Ayrıca bu mühimmatların uçaktan güvenli şekilde ayrılması için gereken kuvvetler de anlatılarak işleme katılmıştır. Daha önce uygulaması bulunmayan, hava hava ve hava yer mühimmatlarını aynı salan sistemiyle taşıma amacı doğrultusunda çok amaçlı ve uyumlu bir kelepçe yapısı düşünülmüştür. Kelepçe yapısı SolidWorks programında gereksinimlere uygun modellenmiştir. Seçenekler arasından malzeme seçimi ülkemiz literatürü ve imkanları açısından gerçekçi olması hedeflenmiştir. ABAQUS programında tasarım bölgeleri ve sınırlandırmalar seçilmiş, görüş ötesi füze ve 1000lb bombanın farklı yük senaryoları altında sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak analiz edilmiştir. Gerekli ağırlık azaltma ve topoloji optimizasyonu çalışmaları analiz programı içerisindeki TOSCA modülü ile yapılmıştır. Tasarım sonrası ortaya çıkan optimize edilerek hafifletilmiş bu kelepçe yapısına yüzey yumuşatma işlemi yapılmıştır. Bomba ve füzeler için ayrı ayrı düşünülebilecek farklı kelepçe tasarım alternatifleri yine ilgili yüklere maruz bırakılarak ortaya çıkan gerilme değerleri incelenmiş, optimizasyon geometrisinin mevcut sonuçları ile karşılaştırılmış ve çok amaçlı tasarlanan yapının verimli olduğu değerlendirilmiştir. Optimizasyon sonrası 705 gram hesaplanan bu yapı istenen ağırlık seviyesine inmiştir. Maksimum yükleme durumunda malzeme akma değeri için güvenlik katsayısı 2 seçilmiştir. Malzeme 17-4PH H1025'in akma dayanımı 1170 Mpa olması sebebiyle, analiz sonuçları 585 Mpa'dan küçük olmalıdır. Sonuç olarak kelepçe maksimum 521 MPa ile yorulma dayanımı sınırın altında kalmış, topoloji optimizasyonu sonrası güvenli uçuş ve ayrılma için bir risk oluşturmayacağı kanaatine varılmıştır.