Roketler İçin CFD Verilerini Kullanan Uçuş Analizi Programı Geliştirilmesi
Proje no. 22020 · Durum: Kapanmış · 2020
Özet
Modern dünyada roketçilik, hem askeri hem de bilimsel anlamda çalışmalar yürütülen bir mühendislik alanıdır. Özellikle devletler ve özel şirketler tarafından yürütülen çalışmalar, ilginin giderek artması sonucu amatör roketçilik faaliyetleri ile çok geniş bir yelpazeye yayılmıştır. İster profesyonel ister amatör olsun, roketin geliştirilmesindeki en kritik nokta, fırlatma öncesi yapılacak aerodinamik tasarım ve bu tasarımın doğruluğudur. Bu projede, temel roketçilik faaliyetleri üzerine bir simülasyon programı yazılmıştır. Benzer simülasyon programı çalışmaları dünya genelinde geçmişte yapılmış ve bu programların ses hızı altında çalışan (subsonik) roketlerde doğru sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Fakat, mevcut bu programlar ses hızı üstünde çalışan roketlerde doğru sonuçlar verememektedirler. Projede, ses hızının üstünde (süpersonik) çalışabilecek roketleri de simüle edilebilecek bir simülasyon programı geliştirilmiştir. Ayrıca, geliştirilen program mevcut programların aksine, kendi içinde roket tasarımı zorunluluğuna neden olmayıp, kullanıcılardan Computational Fluid Dynamics (CFD) verisi talep etmektedir. Böylelikle, kullanıcılar kendi tasarladıkları roketin Computer Aided Design (CAD) modelini Computational Fluid Dynamics (CFD) programları ile analiz edip, herhangi bir tasarım kısıtı olmaksızın programa aktarabilmektedirler. Geliştirilen program için öncelikle, uçuş verileri alınacak model roketin mekanik ve elektronik tasarımı yapılmıştır. Devamında ise, temel akışkanlar mekaniği kuralları baz alınarak hesaplamalar yapılmış ve roketin uçuşu hakkında genel bilgi elde edilmiştir. Çeşitli noktalarda yapılan Computational Fluid Dynamics (CFD) analizleri ile, tasarlanan program için gerekli veriler elde edilmiştir. Geliştirilen programda, elde edilen veriler ışığında irtifa, hız, ivme ve yatay sürüklenme (direnç) bilgileri hesaplanabilmektedir. Proje kapsamında ayrıca uçuş bilgisayarı tasarım ve üretimi yapılmış böylelikle roket üzerinde irtifa, hız, ivme, basınç, sıcaklık, açı ve yatay sürüklenme gibi temel verileri elde edebilecek bir altyapı oluşturulmuştur. Geliştirilen yazılım ve elektronik kartın model roket atışı ile test edilmesi hedeflenmiş fakat Covid-19 pandemisi sonucu yaşanan tedarik krizi nedeni ile model roket ve roket temini sağlanamamıştır. Geliştirilen program çıktısı veriler, model roketçilik alanında yaygın olarak kullanılan Open Rocket programı ile karşılaştırılmıştır.