TARIFNAME DUSUK VE YUKSEK HIZLAR içiN PARçAciK EROZYONU ATISLI TEST Y'ONTEMI Teknik Alan Bulus, yüksek hizlarda yagmur erozyonu sonucu olusabilecek etkilerin belirlenmesine yönelik bir test yöntemi ile ilgilidir. Bulus, özellikle; 1 Mach üzeri, yani ses hizindan daha yüksek hizlarda yagmur, dolu, toz, buz, kum ve mikrometeroidler gibi taneciklerin çarpma ve asinma sonucu olusabilecek etkilerin belirlenmesine yönelik bir test yöntemi ile ilgilidir. Teknigin Bilinen Durumu Yagmurun yagis hizi, yagmur damlasinin boyutlari ve dagilimina bagli olarak yagmurlu ortamda hareket eden cisimler üzerinde asindirma etkisi söz konusudur. Yagmurlu bir ortamda hareket eden cismin hizi da bu etkiyi dogrudan etkilemektedir. Ozellikle Mach degerine yakin ve üzerindeki hizlarda yagmurlu ortamda hareket eden cisimler üzerindeki yagmur erozyonunun etkisinin ölçülmesi ve bu testlerin gerçeklestirilmesi çok zor, çok riskli ve çok maliyetlidir. Günümüzde süpersonik hiz seviyelerinde, yeni ses hizindan daha hizli seviyelerde, yagmur erozyonu testleri yapilmaktadir. Bu testlerden bazilari su jeti veya döner kol ile yapilmaktadir. Yagmur erozyonu etkisinin test edilebilmesi için bu benzetim testlerinden bazilari da tek atisli testler ve balistik test yöntemleridir. Bu testlerde tek mermi atisi yapilmaktadir. Ayrica sikistirilmis hava ile de atis yapilarak yagmur erozyonu testleri yapilmaktadir. Bilinen yöntemlerden biri de ray üzerinde hizlandirilan yapilar ile test merkezlerinde yagmur erozyon testleri yapilabilmektedir. Bununla birlikte rüzgar tünelleri kullanilarak düsük hizlarda yagmur erozyonu testleri yapilabilmekte; fakat süpersonik hizlarda yagmur etkisinin belirlenmesine yönelik testler yapilamamaktadir. Mevcut tekniklerden rayli-roketli yüksek hiz testlerinin en önemli dezavantajlari çok büyük alana ve yüksek maliyetler içermesidir. Döner kollu test cihazlari orta düzeyde bir yatirim gerektirse de test süresi dakikalarla sinirlidir ve sadece kuponlar test edilebilir. Kuponlar gerçek sistemi simüle eden küçük ölçekli test parçalaridir ve genelde 1-5 cm2 boyutlarda düz parçalardan olusmaktadir. Bilinen tekniklerden tek atisli testler ise, bir tanecik çarpmasinin etkisinin incelenmesi için uygun ancak; öm'ur, çoklu ve ard arda tanecik çarpmalari ile ilgili dogrulamaya yönelik testlerde yetersiz kalmaktadir. Rüzgar tünelleri ile yapilan testlerde 1 Mach degerine yakin ve 'üzeri hizlara ulasildiginda sorunlarla karsilasilmaktadir. Su jeti testlerinde ise, su taneciklerinin yüksek hizlara çikarilmasinda sorunlar yasanmakta, vuran tanecik boyutu ve dagilimlarinin kontrol'u genelde mümkün olmamaktadir. Literatürde yapilan arastirma sonucunda CN204101423U yayin numarali basvuru ile karsilasilmistir. Mevcut doküman uçak için yüksek basinçli yagmur erozyon test cihazi ile ilgilidir. Yukarida belirttigimiz dezavantajlara sahip olan bu dokümanda anlatilan test simüle ortamini saglamak oldukça maliyetlidir. Mevcut dokümanda farkli tanecik boyutlarinda veya farkli tanecik boyutlarinin karisimindan (örnegin; %30 oraninda 0,5 mm, %40 oraninda 1,5 mm, %30 oraninda 2 mm çaplarindaki yagmur taneciklerinden olusan - farkli bilye çaplari ve karisim oranlari kullanilarak örnekler çogaltilabilir.) olusan testlerin gerçeklestirilmesinde sikintilar mevcuttur. Su taneciklerinin yüksek hizlara çikartilmasi sonucunda buharlasma vb etkileri nedeniyle testlerin olusturulmasinda zorluklarla karsilasilmaktadir. Farkli malzemeler kullanilarak farkli çarpismalarin incelenmesine imkan vermemektedir. Sonuç olarak, yukarida anlatilan olumsuzluklardan dolayi ve mevcut çözümlerin konu hakkindaki yetersizligi nedeniyle ilgili teknik alanda bir gelistirme yapilmasi gerekli kilinmistir. Bulusun Amaci Bulus, mevcut durumlardan esinlenerek olusturulup yukarida belirtilen olumsuzluklari çözmeyi amaçlamaktadir. Bulusun ana amaci; farkli parçacik boyutlarindaki yagmur, kum, toz, buz ve mikrometeroidler gibi taneciklerin 1 Mach ve 'üzeri hizlarda çarpma ve asinma etkilerinin test edilebilmesini saglayan bir yöntem ortaya koymaktir. Bulusun diger amaci; su damlaciklarinin çoklu, farkli boyutlarda (0,5 mm, tmm, 2 mm vb gibi farkli çaplardaki tanecik boyutlari, farkli boyutlardaki taneciklerin belli oranlarda karisimlari - farkli tanecik boyutlari ve karisim oranlari kullanilarak örnekler çogaltilabilir.) ve ardarda vuruslarinin simüle edilebilmesini saglamaktir. Bulusun bir diger amaci; yagis hizina, damlacik boyutuna ve dagilimina, uçus hizina ve süresine bagli olarak ömür testlerinin yapilabilmesini saglamaktir. Bulusun bir diger amaci; barut miktarina bagli olarak vurma hizinin ayarlanmasini saglamaktir. Bu sayede uygun namlu ve barut ile Mach üzeri hizlara rahatlikla ulasilabilmektedir. Bulusun bir diger amaci; test kuponlarinin test edilmesinin yani sira gerçek boyuttaki sistemlerin test edilebilmesine de imkan saglamaktir. Bulusun bir diger amaci; yüksek yatirim maliyetline olan ihtiyaci ortadan kaldirarak, daha az bir maliyetle testlerin elde edilmesini saglamaktir. Yukarida anlatilan amaçlari yerine getirmek üzere bulus, Farkli parçacik boyutlarinda yagmur, kum, toz, buz ve mikrometeroidlerin Mach üzeri yüksek hizlarda, çarpma ve asinma etkilerinin test edilmesini saglayan yöntem olup; özelligi; bilyelerin kapsül içerisine yerlestirilmesi, - bahsedilen kapsülün tüfek atesleme sistemi ile ateslenmesi, o ateslenen kapsülün ve/veya bilyelerin atesleme poligonu içerisinde yer alan hedefi vurmasi, o atis sirasinda darbe etkilerinin kayit sistemi ile kayit edilmesi, o hedefe çarpan bilye sayisi ile bu etkiyi saglayan atis sayilarinin hesaplanarak test örneginin dayaniklilik ve kullanim ömrünün saptanmasi islem adimlarini içermesidir. Bulusun yapisal ve karakteristik 'Özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen sekiller ve bu sekillere atiflar yapilmak suretiyle yazilan detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir ve bu nedenle degerlendirmenin de bu sekiller ve detayli açiklama göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir. Bulusun Anlasilmasina Yardimci Olacak Sekiller Sekil 1, bulusa konu olan test yönteminin gerçeklestirildigi poligonun ve atesleme sisteminin görünümüdür. Parça Referanslarinin Açiklamasi 1. Tüfek atesleme sistemi 2. Bilyeler 3. Poligon 4. Hedef . Kayit sistemi 6. Montaj braketi 7. Koruma kalkani 8. Atis dagilim konisi . Çivili engel Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, bulusa konu olan test yönteminin tercih edilen yapilanmalari, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak açiklanmaktadir. Bulus, av tüfegi fisegi içindeki kursun bilyeler yerine suya en yakin yogunluga sahip malzemelerden yapilmis bilyelerin (2) yerlestirilmesi ve bu fisegin Mach degerine yakin veya üzeri hizlarda test edilecek örnek üzerine dogru ateslenmesini kapsamaktadir. Fisek içindeki bilyelerin sayisi, kullanilan bilye boyutlarina bagli olarak degismektedir. Bilye (2) boyutlari damlacik boyutlarina ve istenirse damlacik boyutu dagilimina göre farkli çaplarda ve farkli çaplarin istenen oranlarda karisimlari olacak sekilde ayarlanabilmektedir. Bu test yönteminde, kapsülü vei'veya bilyeleri (2) Mach hizinin üstünde hizlandirmak için özel av tüfegi kullanilmistir. Test kosullarina bagli olarak, kapsüldeki bilyelerin malzemesi seçilebilir veya tanimlanabilir. Yagmur erozyonu testi için, mümkün oldugu kadar su yogunluguna en yakin malzeme seçilebilir. Seçilen malzemeden üretilen bilyeler kapsüle doldurulur. Testlerde kullanilan kapsüller, av tüfegi kartuslarindaki kursun bilyelerin, su özelliklerine en yakin malzemelerden yapilmis bilyelerle degistirilmesiyle üretilir. Kapsüldeki bilye (2) sayisi, kullanilan boyutlara bagli olarak degisir. Yagis hizi, yagmur hizi vb. bilgileri kullanilarak, metreküp basina yagmur damlasi boyutu ve yagmur damlasi boyutu dagilimi yaklasik olarak hesaplanabilir. Bu hesaplamayi kullanarak, hareket eden nesnenin yagmurda hareket edecegi süreyi ve bu sirada nesneye çarpacak damlaciklarin sayisini ve boyutunu tahmin etmek mümkündür. Bu hesaplanan degerler ve bir kapsüldeki bilyelerin sayisi ve dagilimi kullanilarak, yapilacak atislarin sayisi, yagmur damlaciklarinin boyutuna ve dagilimina benzer bir etkiye sahip olacak sekilde hesaplanabilir. Bu hesaplamalari kullanarak, nesneye isabet edecek damlaciklarin büyüklügü, sayisi ve bu etkiyi simüle eden atis sayisi hesaplanabilir. Hesaplanan atis sayisina uygun atis testleri yapilarak test örneginin dayaniklilik ve kullanim ömrüne yönelik testler gerçeklestirilebilmektedir. Sekil 1' de görünümü verilen test altyapisi dört ana gruptan olusmaktadir; tüfek atesleme sistemi (1), hedef (4), poligon (3) ve kayit sistemi (5). Tüfek atesleme sistemi (1), test kosullari için özel bir kapsül yapisi içerir. Ozel kapsül yapisi içine, planlanan testlere uygun bilyeler (2) yerlestirilir. Test parametrelerine göre en uygun kapsül yapisi farkli çaplarda ve farkli dagilim oranlarinda bilyeler (2) kullanilarak da olusturulmaktadir. Namlu çikis hizi, barut gücünün türü ve miktari ile hedefe (4) olan mesafeye göre ayarlanabilir. Bilyelerin (2) hedef (4) vurus orani, atis dagilim konisinin (8) boyutlarina bagli olarak da belirlenebilmektedir. Hedef (4) olarak, atesleme poligonuna (3) uyan herhangi bir gerçek sistem veya kupon kullanilabilir. Hedefi (4), farkli darbe açilarinda test etmek için farkli açilarda bir montaj braketi (6) ile monte edilmesi uygun olacaktir. Montaj braketi (6), koruma kalkani-yapisi (T) ile atislardan korunmaktadir. Testler sirasinda çevresel zararlari önlemek için balistik korumali bir poligonda (3) testler yapilmistir. Test çevre kosullari isteklerine göre poligon içindeki hava kosullandirilabilir. Kayit sistemi (5) ile atislar sirasindaki darbe etkileri kaydedilmektedir. Atis dagilim konisinin disina (8) monte edilen yüksek hizli kamera ile bilyelerin (2) çarpisma sirasinda hareket yörüngesi kaydedilmektedir. Bu test yöntemi, farkli parçacik boyutlarinda yagmur, toz, buz, mikroeteoroidler vb. çarpma ve asinma etkilerini yüksek hizlarda test etmek için kullanilmaktadir. Ornek olarak, yagmur erozyonunun erozyon etkisini test etmek için, suyun yogunluguna en yakin olan malzemeler arasindan 1.4 9 / cm3 yogunluga ve 2 mm çapa sahip delrin (POM-Polioksimetilen) bilyeleri seçilmistir. Ayrica silika gibi malzemelerden mamul bilyeler de seçilmektedir. Bir kapsül, yaklasik 1000 adet 2 mm çapinda delrin bilyeler ile doldurulmustur. Arzu edilirse, farkli oranlarda 0-10 mm çapa sahip olan delrin bilyeler de kapsülün içine doldurulabilir. Çarpismalarin etkisinin degerlendirmesinde, 1 Mach'in üzerindeki hizlarda çarpismalarda, malzemedeki ses yayilim hizi dikkate alinabilir. Bu nedenle, ses yayilim hizi malzeme seçiminde de bir özellik olarak düsünülebilir. Bu deger delrin için yaklasik 2400 m / s ve su için 1500 m / s'dir. Delrinin degeri suyun yaklasik 1.6 katidir. Bu oran bir güvenlik katsayisi olarak degerlendirilebilir. Genel özellikleri incelendiginde delrin malzemesi testlerde kullanilacak bilyeler için uygun bir malzeme olarak düsünülmektedir.. Delrin bilyeleri ile doldurulmus kapsüller, yaklasik 400 mi'sn (1 Mach'dan fazla) hizinda hedef (4) nesneye ateslenmistir. Barut ve namlu büyüklügüne bagli olarak bu hiz arttirilabilir veya azaltilabilmektedir. Fisek içinde bilyeler (2) bir kapsül içinde bulunmaktadir. Atis sirasinda, kapsül içindeki toplarla birlikte yüksek bir hizda hareket etmekte ve hedefi vurmaktadir. Kapsülün sekli, büyüklügü ve kütlesi bilyelerden (2) çok farkli oldugu için, kapsülün ve bilyelerin etkileri de çok farklidir. Kapsül içindeki bilyeler 0,5 mm, 1 mm, 1,5 mm gibi 0,5 mm katlari seklindedir ve kapsül içinde farkli boyut ve çaplarda bir karisim elde edilebilir. Ornek mm çaplarinda bilyelerin (2) karistirilmasiyla %100' lük bir karisim elde edilebilir. Farkli bilye boyutlari ve karisim oranlari kullanilarak örnekler çogaltilabilir. Sadece bilyelerin (2) çarpma etkisini test etmek için, kapsülün çarpma etkisinin ortadan kaldirilmasi gerekmektedir. Bu nedenle, kapsülü yakalamak için bir yapi gerekmektedir. Kapsülü yakalamak için Özel olarak tasarlanmis bir çivili engel (9) kullanilmistir. Böylece, sadece kapsüldeki bilyelerin (2) hedefe (4) çarpmasi saglanmaktadir. Bununla birlikte test edilmek istenen hedef (4) malzemenin hangi formdaki asindirici malzeme etkisine göre test edilmek istenmesine göre bilyeler küre formu disinda, farkli sekil ve formlarda (küp, piramit, düzensiz sekiller) test edilebilmektedir. Bu test yöntemi ayni zamanda kum, toz veya diger parçaciklarin hedef (4) üzerindeki etkilerini düsük ve yüksek hizlarda (1 Mach üzeri) test etmek için de kullanilabilir. Bu durumda, kapsülün, bu malzemelerin teknik özelliklerine en yakin malzemeden üretilen bilyelerle doldurulmasi yeterlidir. Ornek olarak, silis malzemesinin kum için bilye malzemesi olarak kullanilmasi önerilir. Toplarin ebatlari kumun ebatlarina ve diger özelliklerine göre ayarlanarak testler yapilabilir. Çarpisma sonucu hedefte meydana gelebilecek kirilmalari ve çatlaklari tespit etmek ve etkileri daha iyi analiz etmek için akustik ve basinç ölçümü için özel ölçüm sistemleri de kullanilmaktadir. Atesleme poligonu (3) sicaklik, nem, basinç vb. gibi test edilmek istenen çevresel kosullarina uygun sekilde sartlandirilabilir. Böylece, testler gerçek çevresel sartlar altinda yapilabilmektedir. Bulus konusu test yöntemi; farkli parçacik boyutlarinda yagmur, kum, toz, buz, dolu ve mikrometeroidlerin Mach üzeri yüksek hizlarda, çarpma ve asinma etkilerinin test edilmesini saglayan yöntem olup; özelligi; - bilyelerin (2) kapsül içerisine yerlestirilmesi, - bahsedilen kapsülün tüfek atesleme sistemi (1) ile ateslenmesi, - ateslenen kapsülün ve/veya bilyelerin (2) atesleme poligonu (3) içerisinde yer alan hedefi (4) vurmasi, - atis sirasinda darbe etkilerinin kayit sistemi (5) ile kayit edilmesi, i hedefe (4) çarpan bilye sayisi ile bu etkiyi saglayan atis sayilarinin hesaplanarak test örneginin dayaniklilik ve kullanim ömrünün saptanmasi islem adimlarini içermektedir. Bununla birlikte, bilyelerin farkli boyutlarda seçilerek hedefin test edilmesi, bilyelerin farkli boyut ve farkli oranlarda seçilerek hedefin test edilmesi, bilyelerin (2) hedef (4) vurus oraninin atis dagilim konisinin (8) boyutlarina bagli olarak belirlenmesi, çivili engel (9) kullanilarak yalnizca bilyelerin (2) etkisini test etmek için kapsülün yakalanmasi ve çarpma etkisinin ortadan kaldirilmasi, hedefin (4) farkli darbe açilarinda montaj braketi (6) ile test edilmesi, koruma kalkani (7) ile bahsedilen montaj braketinin (6) atislardan korunmasi, poligonun (3) sicaklik, nem, basinç ile sartlandirilarak test edilmek istenen çevresel kosullara uygun hale getirme islem adimlarini da içermektedir. TR TR TR TR TR TR TR TR TR