Kendinden hareketli denizaltı modeli tasarımı ve prototip imalatı

Denizaltılar için hayati öneme sahip olan manevra kabiliyeti, günümüzde analizler sonucunda tahmin edilebilmektedir. Deneysel yöntemlerle belirlenecek manevra türevleri ise, manevra kabiliyeti hakkında öngörülemeyen durumları sağlayacaktır. Bu kapsamda tasarımı ve prototip imalatı yapılan model denizaltı, deneysel çalışmaların yapılabilmesi için bir platform, deney sistemlerinin gelişebilmesi için ise ilk adım olacaktır. Herhangi bir takıntısı olmadan, kablosuz haberleşip, bağımsız güç kaynağı ile sevk edilen model, istenilen manevra deneylerinin havuzda ve denizde yapılmasına imkan sağlayacaktır. Akademik ve ticari kurumların denizaltı manevra kabiliyeti ve yeni denizaltı formları ile ilgili yaptıkları çalışmalar öncesi, yöntemlerini doğrulamak amacıyla uyguladıkları açık kaynak denizaltı formu olan DARPA Suboff modeli çalışmamızda tercih edilmiştir. Analiz ve hesaplamalar sonucu elde edilen denizaltı manevra türevleri, model deneyi yapılarak elde edilen manevra türevleri ile karşılaştırılacak, model verileri ile örtüşmesi halinde, analiz ve hesaplama yöntemleri ile bir başka denizaltının model deneyleri yapılmadan geometrisine dair manevra türevleri elde edilebilecektir. DARPA Suboff boyutsuz denizaltı modelinin 250 mm çap ölçüsü altında boyutlandırılması yapılmıştır. Round of revolution olan geometri, 7 kanatlı INSEAN 1619 pervanesi ile sevk edilmesi kararlaştırılmıştır. Maksimum hızı 2.5 m/s olacak şekilde model deneyleri için geçiş hızları belirlenmiştir. Denizaltı hacmi 3B çizimden hesaplanmış, tasarım esnasında öngörülen ağırlık ile su içerisinde askıda kalması için gerekecek ağırlık ilişkisi kurulmuştur. Baş, gövde ve kıç kısımlarında farklı malzemeler kullanılarak imalat gerçekleştirilmiş, imalat esnasında karşılaşılan sorunlar nedeniyle malzemelerde değişikliklere gidilmiştir. Sevk için gerekli güç hesaplanmıştır. Sevk sistemi öncelikle boyut ve sonrasında tork isterleri sebebiyle revize edilmiştir. Dümen sistemi de yapılan analizler sonucu değişmiş, iki motor ve iki dümenli yapıdan, dört motor iki dümen konfigürasyonuna dönülmüştür. Bir birleriyle ters yönlerde dönen, fakat senkron dümen hareketlerinde bulunması gereken motorlar için fonksiyon blokları oluşturulmuştur. Haberleşme için geliştirilen bloklar, toplanan akım, gerilim, pozisyon ve hız bilgilerinin kara bilgisayarına aktarılmasını sağlar. Kara bilgisayarından da modelin sualtı manevra bilgileri benzer haberleşme kod blokları ile kara bilgisayarından modele aktarılmaktadır. Model ve kara bilgisayarı arasında haberleşmenin akustik modem ile gerçekleştirilmesi hedeflenmektedir. Bunun yanında yazılım geliştirme ve test aşamalarında zigbee modülleri kablosuz haberleşmede kullanılmıştır. Ataletsel Seyrü Sefer sistemi olarak, Xsens firmasının MTI-G 700 sensörü kullanılmıştır. Altı eksende açı ve ivme değeri sağlayan sensör, üç eksende de magnatometre verisi vermektedir. Kalman filitresi uygulanmış açısal ivme ve pozisyon verileri model üzerindeki kontrol kartında işlenip, pozisyon ve hız verisi olarak her 100ms'de bir kara bilgisayarına aktarılmaktadır.İmalatı yapılan modelin sızdırmazlık testleri yapılmıştır. Tasarımda görülen mekanik eksiklikler değerlendirilmiş, yeni tasarım önerileri sunulmuştur. Bu öneriler detay tasarım olarak tamamlnmış, son olarak sorunlar, çözüm yöntemleriyle sunulmuştur.Elektronik kontrolü sağlanan modelin, mekanik tasarımı gelişme göstermekle birlikte havuz testlerinde zorluklar yaşanmasına sebebiyet vermiştir. Prototip imalatı yapılmış modelin revize edilerek tekrar imaline karar verilmiş, tekrar yapılan mekanik tasarım süresince bu tez kapsamında elde edilen tecrübelerden faydalanılmıştır.