TUSAŞ’ın yayımladığı GÖKVATAN dergisinin 142. sayısında, Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli’ne ilişkin teknik ayrıntılara yer verildi. Buna göre tesis, yalnızca rüzgâr tüneli testlerinin yürütüldüğü bir deneysel altyapı değil; aynı zamanda model tasarımı, analizi, imalatı, enstrümantasyonu ve montajının da gerçekleştirilebildiği kapsamlı bir sistem olarak tanımlanıyor. Dünyadaki büyük uçak üreticileri, bünyelerinde genellikle kapalı devre çalışan bir ses altı ve üflemeli çalışan bir süpersonik rüzgâr tüneline sahip bulunuyor.
45 bin metrekarelik açık bir alan üzerine inşa edilen ve pek çok farklı binadan oluşan TUSAŞ Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli (TSS), test kesiti alanının büyüklüğü ve test kesitinde ulaşılan hız bazında Avrupa’nın en büyük 2’nci ses altı rüzgâr tüneli olarak öne çıkıyor. Alt sistemleri ile beraber her an hazır tutulan tesis, tüm kesitleri devreye alındığında bu alandaki dışa bağımlılığı tamamen ortadan kaldıracak.
Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli; rüzgâr tüneli testlerinin icra edildiği deneysel aerodinamik altyapıdan öte, model tasarımı ve analizi, model imalatı, model enstrümantasyonu ve model montajının gerçekleştirildiği altyapı olarak tanımlanıyor. Farklı özelliklere sahip rüzgâr tünelleri, havacılık şirketleri, enstitüler ve üniversiteler tarafından yaygın olarak kullanılıyor. Uluslararası tüm büyük uçak üreticileri bünyelerinde en az “kapalı devre” çalışan bir ses altı ile “üflemeli” çalışan bir süpersonik tip rüzgâr tüneli bulunduruyor.
Genel olarak “üflemeli” çalışan rüzgâr tünelleri trisonik şeklinde ifade ediliyor (ses altı / havadaki ses hızının altında, transonik / ses hızı boyunca, süpersonik / ses hızından daha hızlı anlamına geliyor). Bu tüneller, depolama tanklarından salınan yüksek basınçlı hava ile açık devreli olarak sınırlı test süresi (birkaç dakika) sağlıyor. Buna karşın kapalı devre rüzgâr tünelleri, kapalı döngü içerisinde aynı havayı çevirerek çalışıyor. Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli, kapalı devre olarak tasarlanıyor.
Şirketimizin Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli’ne yönelik çalışmaları tüm hızıyla devam ediyor. Millî projelerinin geliştirilmesi sürecinde şimdiye kadar çeşitli ulusal ve uluslararası rüzgâr tünellerini kullanan şirketimizin, söz konusu tesisin tüm test kesitleriyle devreye girmesinin ardından bu alandaki bağımlılığı ortadan kalkacak. Tesiste, yurt içi ve yurt dışı müşterilere hizmet sunulacak.
Tesisin yapım süreci ve kabiliyetleri
Kanadalı mühendislik şirketi AIOLOS tarafından tasarlanan, Türk bir firma tarafından inşa edilen TUSAŞ Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli’nin altyapısının inşaat faaliyetleri Mart 2021’de başladı ve 2023’ün Mart ayında tamamlandı.
Tesis, çeşitli test modelleri üzerinde aerodinamik ve aeroakustik testler gerçekleştirmek amacıyla çoklu test kesitleri bulunan kapalı devre, atmosferik, betonarme büyük bir ses altı rüzgâr tüneli olarak dizayn edildi. Tünel, küçük katı duvarlı test kesiti, büyük katı duvarlı test kesiti ve büyük açık jet test kesiti olmak üzere çoklu değiştirilebilir üç test kesiti konfigürasyonuna sahip.
TUSAŞ Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli, devrede sabit bir hava sıcaklığını korumak için bir ısı eşanjörüyle birlikte çeşitli akış düzenleme elemanları ile donatıldı. Alt sistemler ise çok uluslu alt yükleniciler tarafından tedarik edildi. Toplam 28 bin metrekaresi kapalı olmak üzere 45 bin metrekarelik açık bir alan üzerine inşa edilen tesis; tünel devresi, test salonu, park holü, model merkezi ve mühendislik gibi birkaç binadan oluşuyor.
Tesiste icra edilen testler
Tesiste ilk olarak 2024 yılının Nisan ayında küçük test kesiti (4.9 m x 3.7 m) ile ilk yüksek hız (181 m/s) testi yapıldı. Aynı test kesitinin kabul faaliyetlerinin tamamlanması ve altyapının tüm sistemsel kontrolleri ile yazılım entegrasyonunun ardından Nisan 2025’te ilk modelli rüzgâr tüneli testleri gerçekleştirildi.
TUSAŞ Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli’nin büyük ve küçük test kesitlerinde, Mach 0.37’de metre başına ~9 x 10⁶ ve Mach 0.53’te ~13 x 10⁶ Reynolds sayılarına ulaşıldı (Reynolds sayısı karakteristik uzunluk olarak test kesiti alanının karekökü kullanılarak hesaplandı). Bu, büyük test kesitinde maksimum 126 m/s, küçük test kesitinde maksimum 181 m/s hava hızlarına karşılık geliyor.
TUSAŞ Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli’nin küçük ve büyük test kesitleri, Reynolds sayısı ve akış hızı açısından dünya çapındaki diğer muadilleri ile karşılaştırıldığında, test kesiti alanının büyüklüğü ve test kesitinde ulaşılan hız bazında Avrupa’nın en büyük 2’nci ses altı rüzgâr tüneli olarak kabul görüyor. Bu hız rejimi sayesinde TUSAŞ Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli ile birlikte uçak tasarımında verimliliğin daha da artacağı öngörülüyor.
Test kesitleri
Küçük katı duvarlı test kesiti: 4,9 m genişliğinde, 3,7 m yüksekliğinde ve 14,62 m uzunluğundadır. Boş bir test kesitinde tünel, atmosferik basınçta maksimum Mach 0.53 (~181 m/s) akış hızına kadar çalışıyor. Bu kesit, nispeten yüksek rüzgâr hızlarında daha küçük ölçekli modellerin test edilmesine olanak tanıyor. Küçük test kesiti için komisyon faaliyetleri 2024 yılında sona erdi.
Büyük katı duvarlı test kesiti: 6,4 m genişliğinde, 4,8 m yüksekliğinde ve 18,1 m uzunluğundadır. Boş bir test kesitinde tünel, atmosferik basınçta maksimum Mach 0.37 (~126 m/s) akış hızına kadar çalışabiliyor. Bu kesit, nispeten düşük hızlarda ve büyük ölçekli modellerin test edilmesini sağlıyor. Büyük test kesiti komisyon faaliyetleri devam ediyor.
Açık test kesiti konfigürasyonu: 6,4 m genişliğinde, 4,8 m yüksekliğinde (nozul çıkışında) ve nozul çıkışı ile toplayıcı girişi arasında 15,2 m mesafeye sahiptir. Rüzgâr tüneli atmosferik basınçta maksimum Mach 0,32 (~107 m/s) akış hızına kadar çalışabiliyor. Bu konfigürasyon, herhangi bir duvar bozulması olmaksızın büyük ölçekli modellerin test edilmesine imkân tanıyor.
Tünelin çalışma prensibi
Üç test kesiti konfigürasyonu hava yatakları vasıtasıyla test ya da park alanına kaydırılıyor. Hava yastıkları, 35–240 ton arası ağırlığı bulunan test kesitleri, difüzörler ve toplayıcı, hareketli asansör ve zemin modüllerinin zemin ile arasındaki temasını basınçlandırılmış hava ile keserek taşıyor. Her hava yatağının ortalama 50 mm kaldırma yüksekliği ve 10.500 Nl/dk hava tüketimi bulunuyor. Bunun için gerekli hava debisini sağlayacak ayrı bir kompresör yer alıyor.
TUSAŞ Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli test kesitleri (Görsel: TUSAŞ)
Motor/fan tahrik sistemi, kapalı döngü içerisindeki hava akışını sağlamak için bulunuyor. Tünel, dış çapı 10,5 m, iç çapı 5,6 m olan ve 12 kanatlı, 37,5 m uzunluğunda tek eksenli bir fan tarafından çalıştırılıyor. Fan tahrik sistemi, en yüksek devirde (313 rpm) 14,5 MW güç tüketiyor. Fan motoru, orta gerilim sürücü, trafo, hava/su soğutma sistemi ve yağlama sisteminden oluşuyor. Fan bölümü, gürültüyü azaltmak için akustik malzemeler ile donatıldı.
Model destek sistemleri (Model Support Systems / MSS), modeli rüzgâr tünelinde konumlandırmak için kullanılıyor. Modeller, test tipine ve kullanılan balansa bağlı olarak model destek sistemlerine arka veya alt taraftan monte ediliyor. Uzaktan kontrol edilebilen bu sistemler, modellerin testi kesintiye uğratmadan yunuslama (pitch), yatış (roll) ve sapma (yaw) hareketleri yapmasına olanak tanıyor.
Tesiste üç farklı model destek sistemi bulunuyor: Yay model desteği (ARC), arka tip desteği (RSS) ve ortak tip destek sistemleri. Ayrıca rüzgâr akışına maruz kalmayan iki farklı model destek sistemi daha bulunuyor.
ARC model destek sisteminin teknik özellikleri:
• ±0.02° konumlandırma hassasiyeti ile ±55° Sapma (Yaw)
• ±0.02° konumlandırma hassasiyeti ile -15°…+55° Yunuslama (Pitch)
• ±0.02° konumlandırma hassasiyeti ile ±180° Yatış (Roll)
RSS model destek sisteminin teknik özellikleri:
• Z ekseni aralığı (dikey): -2400 mm ila +5400 mm
• Dikey bileşenli Z ekseni aralığı (sapma/yaw): ±40°
• Yatay bileşenli Z ekseni aralığı (sapma/yaw): ±80°
• Dikey bileşenli Y ekseni aralığı (yunuslama/pitch): ±3°
• Yatay bileşenli Y ekseni aralığı (yunuslama/pitch): ±52.5°
• Dikey bileşenli X ekseni aralığı (yatış/roll): ±3°
• Yatay bileşenli X ekseni aralığı (yatış/roll): ±180°
RSS Model Destek Sistemi (Görsel: TUSAŞ)
Deneysel aerodinamik
Şirketimiz, deneysel aerodinamik alanındaki deneyimini Deneysel Aerodinamik Müdürlüğümüzün altında topladı. Müdürlük bünyesinde; aerodinamik test mühendisliği, büyük ses altı rüzgâr tüneli işletme, model tasarım ve mühendisliği, yüksek hassasiyetli model imalatı ve montajı ile ileri model enstrümantasyonu ekipleri yer alıyor.
Mühendislik ekibimiz, rüzgâr tüneli testlerinin planlanması ve yürütülmesinden, uygun rüzgâr tüneli modellerinin tasarımı, analizi ve enstrümantasyonundan sorumludur. Bu kapsamda testin amacına uygun olarak ve yapısal bütünlük korunarak deneysel aerodinamik testi gerçekleştirmek için müşterilerin taleplerine ve tesis güvenlik gereksinimlerine göre ölçekli rüzgâr tüneli test modellerinin tasarımı ve analizi yapılmaktadır.
Rüzgâr tüneli testlerinde kesin geometrik benzerlikleri sağlamak için yüksek hassasiyetli ölçekli modeller gereklidir. Bu amaçla tesis dâhilinde 2.700 m² kapalı alana sahip bir model merkezi bulunuyor. Model merkezinde üretim alanları, CNC işleme alanı, model hazırlama odaları, enstrümantasyon ve kalibrasyon odaları yer alıyor. Ayrıca model muayenesi ve kalite kontrol için şartlandırılmış bir CMM odası mevcut.
Üretim alanında üç ve beş eksenli freze ve torna tezgâhları, universal freze ve torna merkezleri, delik taşlama tezgâhları dâhil yedi adet CNC işleme merkezi hizmet veriyor. Hedeflenen çelik veya alüminyum model parçaları ±0.005–±0.025 mm hassasiyet ile üretiliyor.
Enstrümantasyon alanında, modeller kararlı/karasız basınç ölçümleri, kontrol yüzeyleri kuvvet/moment ölçümleri ve iç balans ile testlere hazırlanıyor. Test planlama, yürütme ve değerlendirme faaliyetleri Aerodinamik Test Mühendisliğimiz tarafından yürütülüyor. Alt sistemleri ile beraber tüm tesisin her an hazır tutulması için ayrıca bir ekip görev yapıyor.
TUSAŞ rüzgar tünelinde test edilecek ürünlerin modellenme süreci (Görsel: TUSAŞ)
