Faydalı yükün tüm uçuş ve iniş boyunca taşınacağı, korunacağı uçuş kapsülü olarak da tanımlanabilecek kutu tasarımı, çalışmanın başarısını doğrudan etkileyen tasarımların başında gelmektedir. Bu nedenle kutunun, olabildiğince hafif ve dayanıklı, darbeyi emebilen bir yapıda olması önemlidir. Faydalı yükü (payload) Yer’e yakın uzaya taşıyacak, yolculuk boyunca atmosfer ve ısıl etkiden koruyacak olan uçuş kapsülü, en az diğer çalışmalar kadar önem arz etmektedir.
Hatalı ve uygun olmayan bir malzeme ile dizayn ve imal edilmiş bir kapsül; tüm çalışma ve emeklerinizin boşa çıkmasına, zaman ve malzeme kaybına neden olabilir, değerli yükünüzü uçuş anında dahi kaybedebilirsiniz. Birçok benzer çalışmada değişik sert köpük malzemelerin tercih edildiğini fark etmişsinizdir. Peki, en uygunu hangisi ve neden? Bu dokümanda tüm benzer sorularınıza cevap bulabilirsiniz.
Yapı Gereksinimleri
– Faydalı yükünüzü taşıyacak istemleri genelde çift gömlek yapı olarak da bilinen iç ve dış yapılardan oluşmalı, katmanlar arasında uygun bir yalıtım malzemesi,bulunmadığı takdirde hava boşluğu bırakılacak termos etkisi oluşturulmalı,
– İçi kutu içerisinde yer alacak olan hassas sistemlerin çalışma ısıl aralıklarına göre ayrıca mini ısı battaniyeleri ile korunmalı,
– Kutu içinde her bileşen uygun ve güvenli bir şekilde durmasını sağlayacak şekilde sabitlenmeli,
– Kameralar için doğrudan lenslerin soğuk ortamla temasını veya yere iniş anında kırılmasını engellemek amacıyla şeffaf açıklıklar bulundurulmalı,
– Kutu yüzeyinde çalışmayı tanımlayıcı ve tanıtıcı arma ve bilgi etiketi bulundurulmalı,
– Faydalı yük kutusu güvenli sabitlenmiş ve inişten sonra içindeki malzemelerin geri kazanımı için kolay sökülebilir olmalı,
– Uçuş süresince savrulmalar meydana geleceğinden düşük ”G” etkisine dayanacak şekilde yapılmış olmalı,
– Sistem çok karmaşık olmamalı, tüm bileşenler kutu ile uyumlu ve düzenli bir yapıda bulundurulmalı,
– Antenler sabitlenmiş ve istikrarlı bir yapı şeklinde monte edilmiş olmalı,
– Alt kısım yeri inişte bir canlıya zarar vermeyecek şekilde tasarlanmış olmalı ve sivri, delici batıcı kısımlar içermemelidir.
Faydalı Yük (Uçuş Kapsülü) Kutu Tasarım Hazırlığı
1. Öncelikli olarak tüm bileşenlerin liste halinde çıkarın, kullanımı ile ilgili olarak takım üyeleri arasında hem fikir sağlayın, özelliklerinin uygunluğunu belirleyin, akabinde bir arada çalışacak istemin tasarımlarda (tercihen bir CAD yazılımı üzerinde boyutları belirlenerek) yerleşim taslağı hazırlayın,
2. Tüm elektrik sisteminin, fiziksel yapının şemalarını çıkarın,
3. Her sistemin düzenli yerleştirilebilmesi ve çalışabilmesi için alt sistemleri oluşturun,
4. Matematiksel olarak kutunun ağırlık merkezi belirlenmiş yük dengesi sağlayın,
5. İç ve dış kutu arasında ne tür yalıtım sağlanacağını belirleyin,
6. Dış kutu bütünlüğünün korunması ve ana taşıyıcı ip tarafından taşınmasını sağlamak için kayış/kemer sisteminin nasıl olacağını belirleyin,
7. Bileşenlerin kutu içinde kontrolsüz bir şekilde hareket etmemesi için bileşenleri sabitleyin,
8. Kutu ya da kutuların ana taşıyıcı ipe nasıl bağlanacağını belirleyin.
Köpük Koruma Malzemesinin Özelliği
Bünyesindeki köpüğün dansidesi yüksek olduğu için (%60 ve % 70) gerçek oranlı ısı ve ses yalıtımı sağlar. Strafor köpük zaten bilinen en güçlü doğa dostu izolasyon malzemesidir.
Strafor, polistren taneciklerinin şişirilmesi ve kalıp sistemi ile kaynaşması yöntemiyle üretilir. Mükemmel ısı yalıtımı özelliği ile yapıların çatı, duvar ve bodrumlarında kullanıldığında, tüm yapıyı termos gibi sarar. Kışın ısıtma, yazın soğutma giderlerini düşürerek işletme masraflarının bu önemli parametrelerini en aza indirger. Az yakıt kullanımı sonucunda da çevre kirliliğinin artmasını engeller.
Expanded Polistiren sert köpük (EPS) termoplastik, kapalı gözenekli, beyaz renkli bir ısı yalıtım malzemesidir. Strafor normal ve alev yürümeyen olmak üzere iki tip olarak üretilmektedir.
Alev yürümeyen B1 sınıfı hammaddeden üretilmektedir. “Straforun parlama noktası (360-370 C°) olup; kendiliğinden yanabilmesi için ortam sıcaklığının (490 C°) ulaşması gerekir. Straforun yanması sonucu ortaya çıkan gaz miktarı, ahşap gibi her binada kullanılan bir çok malzemeden daha azdır. Sıcağa karşı dayanımı ise; sıcaklığın derecesine ve süresine bağlıdır.
Kısa süreli (100 C°) ye kadar dayanıklı, uzun sürede (75-85 C°) ye, minimumda ise (-180 C°) ye kadar kullanılır. Bu nedenle çok soğuk tesisler için de ideal bir malzemedir. Ekstra yalıtım sağlamak amacıyla Neopor Karbon EPS kullanılabilir. Strafor, sonsuz ömürlü bir malzemedir.
Köpük Yapı Birleştirme
1. Birleştirme noktalarında alüminyum band kullanılması gerekmektedir.
2. Dayanımı arttırmak ve kapsül duvarlarını bir arada tutmak için kuru köpük üzerine epoksi reçine ile maskeleme bandı uygulanmalıdır.
3. Araya fiberglas kumaş ile epoksi krem kıvamında (izopropil alkol ile inceltilebilir) Kapaklarda sızdırmazlık için yiv ve paht kullanılması gerekebilir.
3. Kutu üzerine delik delip mini saplamalar da kullanılabilir.
4. Faydalı yükün üst atmosferde yağmur gibi doğa olaylarına karışması yükün ağırlığının artmasına sebep olabileceğinden üst yapılar dikkatli bir şekilde yapılmalıdır.
5. Çıkış ve iniş esnasında büyük kuşlar (kartal vb.) balona saldırabilir ve görevi iptal ettirebilir.
6. Sert coğrafi arazi kesimleri ve dik yamaçlara çarparak yuvarlanma durumunda yük oldukça darbe alacaktır. Yapılan çalışmalarda uçuş kapsülü planlanırken büyük ve sıfır basınçlı balonlar ve özel bilimsel çalışmalar haricinde alt kısımlarda genellikle bir iniş/çarpma koruma sistemi geliştirilmediği izlenmiştir. Yine de yük yerleştirilirken bu durumu göz önünde bulundurmalı yükün uçuş kapsülü içerisinde serbest hareket etmesini önlemelisiniz. Bunun için küçük parçalı köpükler işinizi kolaylaştıracaktır.
7. Uçuş kapsülleri, genelde zararsız olmakla birlikte; pil ve bataryaların içme ve kullanma sularına karışmaması amacıyla en azından arama kurtarma ekibi tarafından bulununcaya kadar dayanacak şekilde imal edilmiş olmalıdır.
8. Yükler olabildiğince su sızdırmaz özellikte olması gerekmektedir. Köpük beyaz türden seçilmediği sürece yüklerin su üzerinde kalmasını sağlayacaktır. Turuncu renk paraşüt ise bulunabilirliğini arttırabilir.
Önemli Uyarı
Tüm faydalı yük tasarımlarında düşüşten sonra yangın çıkmasını önleyici güvenlik tedbirleri alınmalıdır. Bu konuda uçuş sonlandırma (cut-down) birimi kullanılmamışsa risk oluşturabilir çarpma sarsıntısından dolayı devrede meydana gelebilecek bir kısa devre yerde kuru otlar vb. üzerinde çalışması durumunda yangın başlangıcına sebep olabilir.
Ayrıca hafifliği nedeniyle tercih edilen Lipo tip bataryaların da aşırı ısınması ve yüksek güç tüketimine maruz kalmaları da ayrı bir risk olarak ortaya çıkabilir.
