Füze sistemlerinde kullanılan atılabilir lüle tutucu parçasının topoloji optimizasyonu ile tasarımının iyileştirilmesi

Havacılık sektöründeki en önemli kısıtlamalardan birisi de düşük kütleli tasarımdır. Bu durum füze/roket sistemleri için de oldukça dikkat edilen bir husustur. Füze/roket sistemleri günümüz savunma sektöründe kullanılan en etkili silah sistemleridir. Özellikle uzun menzilli füze sistemleri ülkeler için önemli birer güç çarpanıdır. Füzeler/roketler itki sistemlerine göre katı yakıtlı, sıvı yakıtlı, hibrit, ramjet, scramjet şeklinde sınıflandırılabilir. Bu çalışmanın da konusu olan ramjet jet motoru, karşıdan gelen havayı sıkıştırmak için hava kanallarına sahip bir tür hava soluyan jet motorudur. Bu çalışmada, ramjet füze sisteminde kullanılan atılabilir lüle tutucu parçasının topoloji optimizasyonu ile kütle azaltılması amaçlanmıştır. Lüle sistemi, yanma odasında oluşan yüksek sıcaklık ve basınçtaki gazların dışarıya atıldığı açıklıktır. Bu sayede itki oluşur. Literatürde sabit lüle tasarımları üzerine oldukça fazla miktarda çalışma mevcuttur, fakat atılabilir lüle tasarımı konusunda yapılan çalışmalar kısıtlıdır. Tasarım çalışması öncesi füze yanma odasında bulunan yakıtın yanması sonucu oluşan basınç nedeniyle lüle sistemi üzerinde oluşan yükler hesaplanmış, benzer sistemlerde kullanılan atılabilir lüle tasarımları, çalışma prensipleri incelenmiş ve uygun bir tutucu sistemi tasarlanmıştır. Tutucu sistemin tasarımı bilgisayar ortamında 3D olarak modellenmiş ve ANSYS yazılımı kullanılarak analizlere tabi tutulmuştur. Topoloji optimizasyonu çalışmasında tutucu parça sistemine %30 oranında kütlesel hafifleme girdisiyle optimizasyon yapılmıştır. Analiz sonucu elde edilen tasarımların üretimi gerçekleştirilerek hidrostatik basınç testlerine sokulmuş ve tasarım doğrulamaları yapılmıştır.