2022
Döner kanat sistemleri; aerodinamik verim, düşük kütle, yüksek rijitlik ve yorulma dayanımını aynı yapıda bir araya getirmeyi gerektirir. Tulkas Mühendislik, insansız hava aracı pervanelerinde edindiği kompozit üretim ve balans deneyimini daha büyük ölçekli bir helikopter rotor kanadı prototipine taşıdı.
Çalışmada kanadın aerodinamik dış geometrisi kadar, yüklerin kök bağlantısından kanat boyunca nasıl taşınacağı da tasarımın temel parçası olarak ele alındı. Kompozit bir rotor kanadının dış yüzeyini doğru üretmek tek başına yeterli olmadığı için taşıyıcı katmanlar, lokal güçlendirmeler, iç yapı ve bağlantı bölgeleri birlikte değerlendirildi.
Rotor kanadı çalışma sırasında merkezkaç kuvvetinin yanında flap yönünde eğilme, sürükleme yönünde eğilme ve burulma yüklerine maruz kalır. Tulkas, karbon fiber katmanların yönünü bu yüklerin tamamını karşılayacak biçimde kurguladı. Kanat boyu doğrultusundaki katmanlar ana çekme ve eğilme yüklerini taşırken, açılı katmanlar burulma rijitliği ve kesme yükleri için kullanıldı.
Kök bölgesinde yük aktarımının ani kesit değişimleri oluşturmaması, bağlantı elemanlarının kompozit yapıyı ezmemesi ve dinamik balansın korunması için lokal güçlendirmeler planlandı. Üretim yaklaşımı, aerodinamik profil toleransları ile yapısal gereksinimlerin aynı kalıp ve laminasyon planında karşılanmasına odaklandı.
Rotor kanadı üretimi için yüzey kalitesini ve profil doğruluğunu koruyan kalıp altyapısı hazırlandı. Katman yerleşimi kontrollü adımlara ayrıldı; reçine miktarı, hava boşluklarının azaltılması ve kürleme sırasında parçanın şeklinin korunması sürecin kritik değişkenleri olarak izlendi.
Kürleme sonrasında kanat geometrisi, yüzey sürekliliği, kütle dağılımı ve balans açısından değerlendirildi. Özellikle döner sistemlerde küçük kütle farklılıklarının yüksek devirlerde büyük dinamik kuvvetlere dönüşebileceği dikkate alınarak son işlem ve balans işlemleri üretimin ayrılmaz parçası olarak yürütüldü.
Karbon fiber helikopter rotor kanadı prototipi, Tulkas'ın yalnızca küçük İHA pervanelerinde değil; daha büyük, uzun ve yapısal olarak daha karmaşık döner kanatlarda da üretim metodolojisi geliştirebildiğini gösterdi. Proje kapsamında elde edilen kalıp, laminasyon, bağlantı bölgesi ve balans tecrübesi; farklı rotor, fan ve yüksek yük taşıyan kompozit kanat uygulamalarına aktarılabilir bir altyapı oluşturdu.
Tulkas, rotor uygulamalarını yalnızca dış geometri üretimi olarak değil; aerodinamik şekil, yapısal taşıma, üretilebilirlik ve test gereksinimlerinin birlikte çözüldüğü bir kompozit mühendisliği problemi olarak ele alıyor.
Rotor, fan veya yüksek yüklü kompozit kanat projelerinde geometri, yük durumu ve bağlantı gereksinimlerini Tulkas ile değerlendirebilirsiniz.
