Uydu Bileşenlerinin Konumlandırmasına Yönelik ve Yüksek Katlanma Oranına Sahip Katlanabilir Direk Mekanizmaları Tasarımı

Proje Özeti

Ülkemizin uydu teknolojileri geliştirmesi ve dışa bağımlılığını azaltması büyük önem taşımaktadır. Bu projede, yörüngeye uydu taşıyan mekiklerde küçük hacimde taşınması ve uydu yörüngeye yerleştikten sonra açılması istenilen bileşenlerin (anten, algılayıcı vb.) uydunun ana gövdesine belirli bir mesafede konumlandırmasında kullanılabilecek katlanabilir direk mekanizmaları özgün tasarım geliştirilmesi ve prototip üretimi hedeflenmiştir. Bu tarz mekanik yapıların yüksek katlanma oranı, hafiflik ve düşük güç gereksinimine sahip olarak tasarlanması uyduların yörüngeye ulaştırma ve üretim maliyeti için önem arz etmektedir. Tasarlanan direk mekanizma mekanizması, arttırılmış katlanma oranı ile uluslararası muadillerine göre üstün bir tasarımdır, bu nedenle sisteme Katlanma Oranı Yüksek Mafsallı Katlanabilir Direk (HiDAM) adı verilmiştir.

Geliştirilen tasarım yönteminin uygulaması olarak tasarlanan ve üretilen örnek mekanizma 13 üçgen platform, 39 bağlantı elemanı (hub) ve 36 bacak uzvundan oluşmaktadır ve tek serbestlik derecelidir. Mekanizmanın hareket yapısı gereği her platform, komşu olduğu platformdan bir sonraki platform ile aynı yönelime sahiptir. Mekanizma tahriği 6 platformun köşelerindeki hublar ile bacaklar arasına yerleştirilen toplam 18 adet burulma yayı ile sağlanmaktadır. Kapalı halde iken kilitleme kabloları ile gerili halde duran sistem, kabloların dirençler ısıtılarak kesilmesi ile açılmaktadır.

Proje tasarım, üretim ve test çalışmalarından oluşmaktadır. Tasarım çalışmalarında en az 10 katlanma oranına sahip, azami 200 gram kütleli, kapalı boyu 90 mm çaplı, 55 mm yükseklikte bir silindirik hacme sığabilen, doğal frekansı 150 Hz üzerinde olan bir katlanabilir direk hedeflenmiştir. Tasarlanıp prototipi üretilen katlanabilir direğin kapalı boyu 52.4 mm, açık boyu 850.2 mm, katlanma oranı 16.22, kütlesi 176.8 gram olup sonlu elemanlar analizlerine göre en küçük doğal frekans değeri 207 Hz dir.

Sistemin açılma testleri, doğrusal ve açısal konumlama tekrarlanabilirlik hassasiyeti ölçümleri, kilitleme kablolarını kesme testleri yapılmış, başarı ölçütleri büyük ölçüde sağlanmıştır.

Yayınlar

Cebeci Y, Demirel M, Kiper G (2021) Katlanabilir mafsallı kafes direklerin katlanma oranlarını etkileyen faktörlerin incelenmesi ve yeni bir tasarım yönteminin araştırılması, UMTS 2021 – 20. Ulusal Makina Teorisi Sempozyumu Bildiriler Kitabı, 17-23 (Sunum videosu)

Cebeci Y, Demirel M, Kiper G (2023) A critical review of deployable truss masts and proposal of a new mast: HiDAM. In: Karakoc TH, Clainche SL, Chen X, Dalkiran A, Ercan AH (Ed), New Technologies and Developments in Unmanned Systems. ISUDEF 2022. Sustainable Aviation, Springer, 181-186

Tez

Y. L. Tezi – Yunus Cebeci: Uydu Bileşenlerinin Konumlandırmasına Yönelik ve Yüksek Katlanma Oranına Sahip Katlanabilir Direk Mekanizması Tasarımı (Ekim 2022’de tamamlandı – Danışman: Dr. Kiper)

Patent Başvurusu

Kiper G, Demirel M, Cebeci Y (2019) Katlanabilir Direk Yapısı, Patent başvuru no: TR 2019/22860