İşlenmiş yayların katlanabilir roket kanatçıklarındaki performansının incelenmesi

Savunma sanayi ve uzay keşifleri, günümüzde teknolojinin zirvesini temsil eden alanlardır. Bu alanlarda kullanılan roketler, uydular ve diğer uzay araçları, karmaşık sistemlerin bir araya gelmesiyle oluşturulurlar. Ancak, bu karmaşıklığın içindeki en önemli unsur, hassas parçaların birbiri ile uyumlu bir şekilde çalışmasıdır. Bu uyumun en çarpıcı örneklerinden biri, katlanır roket kanatları ve katlanır uydu kanatlarıdır. Bu parçaların açıldığı anda tam doğruluk ve hassasiyetle çalışması, uzay keşiflerinin ve savunma stratejilerinin başarısı açısından kritik bir öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında, tasarlanan katlanır roket kanatçığı mekanizmasında eyleyici olarak kullanılmak üzere, farklı yay sabitlerine sahip, 10 adet işlenmiş burulma yayı numunesi üretilmiştir. İşlenmiş yayların üretiminde AISI 630 (1.4542) martenzitik paslanmaz çelik tercih edilmiş ve malzemenin çekme testleri gerçekleştirilmiştir. Yayların üretilmesinde talaşlı imalat ve profil lazer kesim yöntemleri kullanılarak yayların elde edilmesine ve performansına üretim yöntemlerinin etkisi de araştırılmıştır. Yayların yay sabitleri analitik, nümerik ve deneysel ölçümlerle belirlenmiştir. Ardından yayların katlanabilir roket kanatçıklarındaki performanslarını ölçmek için bir deney sistemi tasarlanarak imal edilmiştir. Yaylar bu deney sisteminde test edilerek kanatçığın açılma süreleri ölçülerek performansları ortaya konulmuştur. Yaylar talaşlı imalat ile 0,05 mm tolerans ile çok daha hassas ölçülerde elde edilirken, profil lazer kesim yönteminde 0,2 mm'ye varan oranda ölçüsel sapmalar meydana gelmiştir. Ayrıca lazer kesim yönteminde malzemede meydana gelen yumuşamaya bağlı olarak burma testlerinde akma meydana geldiği görülmüştür. Bununla birlikte lazer profil kesim yönteminin, talaşlı imalata göre imalat süresinde 3,6 kat ve maliyette 5 kat azalma sağlaması avantajına sahip olduğu görülmüştür. İşlenmiş yay numunelerinde nümerik ve analitik yöntemlerle belirlenen yay sabiti ve tork değerlerinin, deneysel olarak ölçülen değerleri %95'in üzerinde bir oranla doğru belirlenebildiği gösterilmiştir. Tez kapsamında tasarlanıp üretilen açılır kanat mekanizması, işlenmiş yayların performanslarının ölçümünde başarıyla kullanılabilmiştir. Bu kapsamda 135°'de yaklaşık 11 Nm tork veren yayların, ortalama olarak 182,5 milisaniye süreyle hedeflenen 200 milisaniye kanat açma süresini çok yakın değerlerle sağlayabildiği bulunmuştur. Dinamik analiz sonuçlarının, deneysel olarak gerçekleştirilen katlanır kanat testlerinde yüksek hızlı kameralarla ölçülen açılma sürelerine, %95,4 oranında yaklaştığı görülmüştür. Böylece dinamik analizlerin, deneysel sistemler kurmaya bağlı maliyetlerden kaçınmak için başarıyla kullanılabileceği gösterilmiştir.