TUSAŞ Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli’nde son durum

Test kesiti alanının büyüklüğü ve test kesitinde ulaşılan hız bazında Avrupa’nın en büyük 2. ses altı rüzgâr tüneli olarak kabul gören TUSAŞ Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli’nde teknik detaylar paylaşıldı.

45 bin m²’lik 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. ses altı rüzgâr tüneli olarak öne çıkıyor. Millî projelerinin geliştirilmesi sürecinde şimdiye kadar çeşitli ulusal ve uluslararası rüzgâr tünellerini kullanan TUSAŞ, söz konusu tesisin tüm test kesitleriyle devreye girmesinin ardından bu alandaki bağımlılığı ortadan kalkacak. Ardından tesiste, yurt içi ve yurt dışı müşterilere hizmet sunulacak.

Türk Havacılık ve Uzay Sanayii tarafından yayımlanan GÖKVATAN dergisinin 142. sayısında Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli hakkında teknik bilgilere yer verildi. 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. 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 (ses altı-transonik-süpersonik) şeklinde ifade ediliyor. Bu tüneller, depolama tanklarından salınan yüksek basınçlı hava ile açık devreli olarak sınırlı test süresi sağlıyor. Buna karşın kapalı devre rüzgâr tünelleri, kapalı döngü içerisinde aynı havayı çevirerek çalışıyor. Büyük Ses Altı Rüzgâr Tüneli, kapalı devre olarak tasarlanıyor.

Tesisin Yapım Süreci ve Kabiliyetleri

Kanada merkezli 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 3 farklı 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 m²’si kapalı olmak üzere 45 bin m²’lik açık bir alan üzerine inşa edilen tesis; tünel devresi, test salonu, park holü, model merkezi ve mühendislik gibi birkaç binadan oluşuyor.

Test Kesitleri

Küçük katı duvarlı test kesiti; 4.9 m genişlik, 3.7 m yükseklik 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 ise 2024 yılında sona erdi.

Büyük katı duvarlı test kesiti; 6.4 m genişlik, 4.8 m yükseklik 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 nispeten büyük ölçekli modellerin test edilmesini sağlıyor. Büyük test kesiti komisyon faaliyetleri ise devam ediyor.

Açık test kesiti konfigürasyonu; 6.4 m genişlik, 4.8 m yükseklik (lüle çıkışında) ve lüle 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

Söz konusu 3 test kesiti konfigürasyonları, 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 10500 Nl/dk hava tüketimi bulunuyor. Bunun için de gerekli hava debisini sağlayacak ayrı bir kompresör yer alıyor.

Motor/fan tahrik sistemi ise büyük ses altı rüzgâr tünelinin 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, fan tarafından üretilen gürültüyü azaltmak için ise akustik malzemeler ile donatıldı.

Model destek sistemleri (MSS), modeli rüzgâr tünelinde konumlandırmak için kullanılıyor. Modeller, test tipine ve kullanılan balansa bağlı olarak model destek sistemlerine arka veya alt taraftan monte ediliyor. Model destek sistemleri uzaktan kontrol edilebildiği için modeller testi kesintiye uğratmadan kolayca yunuslama (pitch), yuvarlanma (roll), sapma (yaw) hareketleri yapabiliyor. Tesiste, farklı yeteneklere sahip ve rüzgâr tüneli modelini rüzgâr akışı altında değişik konumlarda sabitlemek için 3 farklı model destek sistemi bulunuyor; Yay Model Desteği (ARC Model Support), Arka Tip Desteği (RSS Model Support) ve Ortak Tip Destek Sistemleri rüzgâr tünelinin test alanına ihtiyaca göre alınıyor.

Ayrıca, rüzgâr akışına maruz kalmayan 2 farklı model destek sistemi daha bulunuyor. İkincil Model Desteği model hazırlığında kullanılırken, Model Transfer Arabası modelinde ise model atölyesinden test alanına transfer ve arka tip model destek sistemi ile bütünlemek için faydanılıyor.

Rüzgâr tüneli testlerinde kesin geometrik benzerlikleri sağlamak için yüksek hassasiyetli ölçekli rüzgâr tüneli modelleri gerekiyor. Bu amaç ile büyük ses altı rüzgâr tüneli dâhilinde model üretimi için 2 bin 700 m² kapalı alana sahip model merkezi bulunuyor. Model merkezinde üretim alanları, CNC işleme alanı, model hazırlama odaları, enstrümantasyon ile kalibrasyon odaları yer alıyor. Ayrıca, model muayenesi ve kalite kontrol için ortam sıcaklığı gereksinimleri nedeniyle şartlandırılmış bir CMM odası da mevcut. Bu alanlar da yine tanımlanmış test amaçlarına uygun olarak rüzgâr tüneli test modellerinin üretimi, montajı ve enstrümantasyonu gerçekleştiriliyor. Üretim alanında bulunan 3 ve 5 eksenli freze ve torna tezgâhları, universal freze ve torna merkezleri, delik taşlama tezgâhları dâhil 7 adet CNC işleme merkezi hizmet veriyor.

Yüksek teknolojili işleme merkezleri ile 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. Bunun yanı sıra test talebinin planlanması, yürütülmesi, değerlendirilmesi ve yönetilmesi gibi faaliyetler TUSAŞ Aerodinamik Test Mühendisliği tarafından yürütülüyor.

Tesiste İcra 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 yapılmıştı. 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 m başına ~9 x 10⁶ ve Mach 0.53’te ~13 x 10⁶ Reynolds sayılarına ulaşıldı. 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. 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.

İlgili Olarak

TUSAŞ’ın uydu çalışmalarında son durum

Melek Cevşen Yücel

Havacılık ve Uzay Mühendisliği öğrencisi. Savunma sanayii araştırmacısı.