Dünyanın En Küçük Halkakopteri

Yaklaşık bir asır öncesinde tasarımlarının yapılmış olmasına rağmen halkakopterler, helikopterler kadar popüler ve yaygın olmayı başaramamıştır. Şimdilerde ise dünyanın en küçük halkakopteri ile bu alanda yeni bir atılım yapılıyor. Sadece 29 gram ağırlığındaki halkakopterin ayrıntıları haberimizde.

A- A+

25.11.2016 tarihli yazı 10210 kez okunmuştur.

Halkakopter (cyclocopter), ilginç tasarım yapısı ve kanatlarıyla itme ve kaldırma yaparak yatay eksende dönme hareketini kolayca sağlar. Konsepti yaklaşık bir asır önce yapılmasına rağmen üretilmesi ve uçurulmasında bazı aksaklıklar olduğu için helikopterler kadar rağbet görmemiştir. Aslında halkakopterler üzerinde çalışan küçük bir grup var ve şu anda küçük ayrıntılara odaklanmış durumdalar. Dünyanın en küçük halka helikopteri test ediyorlar. Sadece 29 gram ağırlığındaki bu halkakopterin, birkaç küçük oynamayla helikopterlerin yerini alma şansı var.

Nasıl uçtuğu ve manevra yaptığına dair bir diyagram

►İlginizi Çekebilir: Güneş Enerjili Helikopter | Video

Tek bir dairemsi kanat, bir çerçeveye iliştirilmiş çoklu ayrofoilden oluşur ve hızlı bir şekilde dönüş sağlar. Ayrofoiller havaya yükselirken kaldırma ve itme kuvveti üretirler ve birbirine bağlı oldukları için bu itme kuvveti dikey olarak kanatlara iletilir. Anlık itme kuvveti, halkakopterin çok iyi manevra yapmasını sağlar ve diğer avantajlarının yanında havada yüksek hızda ilerlerken helikopterler gibi yalpalamaması da çok büyük bir özelliğidir. Teksas Üniversitesi’nden Profesör Moble Benedict halkakopterler üzerinde yıllardır çalışıyor.

Bu çalışmalar gösterdi ki halkakopterler, yüksek manevra kabiliyeti ve mükemmel derecede verimlilik sağlayabilir. Ayrıca daha istikrarlı olmakla beraber ve helikopterlere göre daha yüksek hızlara erişebilecek kapasiteye sahip. Şimdi de Profesör Dr. Moble Benedict için sorulan bazı sorulara geçelim.

►İlginizi Çekebilir: 18 Rotorlu İlk Volocopter

Halkakopter vs Helikopterler

MobleBenedict: İnsanlar halkakopterleri 100 yıl öncesinden araştırmaya başlamış olsalar bile, biz gerçek anlamda bu işe yeni atıldık. Helikopterlerin halkakopterlerden daha önce başarılı olduğu için 20. Yüzyıl boyunca insanlar bu konsepti pek fazla takip etmediler. Halkakopterlerdeki en büyük yapısal sorunlarından biri de kanatların aşırı bir şekilde çapraz merkezkaç kuvveti almasıdır ve yüz yıl önce güç-ağırlık dengesini oluşturmak için yeterli derecede kaynağımız yoktu. Ancak şu andaki kompozitlerle bunu başarmak mümkün ve halkakopterler için kritik bir anlam içeriyor. Ayrıca bütün başarılı halkakopterler tümleşik elektronik olarak bir geri besleme istikrarına ihtiyaç duyar. Helikopterlerde bu durum pasif olarak iş görür. Halkakopter düşüncesinin ilk ortaya atıldığı zamana göre aslında çok ileri bir teknoloji olduğunu söyleyebiliriz.

“ Umuyorum ki gelecekte, bu teknoloji daha da olgunlaştığında, kişisel hava araçları ve uçan arabalarla, gelecek nesillerde yerini bulacaktır.”

MobleBenedict, Teksas

Halkakopter tasarlarken ne tür zorluklarla karşılaştınız ve bu problemleri nasıl aştınız?

Bu kadar küçük çapta kanatlar tasarlamak ve yapmak gerçekten çok zor. Biz de mecburen yenilikçi karbon kompozit üretim teknikleriyle kanatları (her biri 0.12 gram) ve pitch bağlantılarını( 10 miligram) ayarladık. Özel olarak 1.3 gram ağırlığında ELKA adı verilen bir oto pilotla birlikte üç eksenli döner, yine üç aksanlı ivmeölçer, bir işlemci ve kablosuz iletişim hattı üretmek zorunda kaldık. Sistem entegrasyonu da zorlayıcıydı. Bu tür teknik elemanları küçülttüğünüzde, dinamikler daha hızlı çalışır. Bu yüzden hover istikrarı için aylarca düzeltmeler ve geri besleme ayarlamaları yapıldı. 29 gramlık halkakopteri geliştirmek ve uçuş testlerine sokmak 2 yıldan fazla bir zaman aldı.

Bir sonraki çalışma ne üzerine olacak?

Geliştirilmesi gereken alanları şöyle sıralayabiliriz:

► Yüksek devirlerde (RPM) merkezkaç kuvvetini dengeleyebilecek düzeyde çok hafif kanatlar tasarlamak.
► Halkakopterin kompleksliğini ve ağırlığını önemli ölçüde düşürmek.
► Kanatların kinematik optimizasyonu, aerodinamik tasarımı, pervane geometrisi gibi parametreleri, özellikle hover pozisyonu ve yüksek hızda uçuş için geliştirmek.
► Mekanizmaları aktif ve pasif olarak en uygun şekilde uygulamaya sokmak.
► Daha kompakt halkakopterleri inceleyip bu konseptin ölçeğini daha da büyütmek.

Bu konseptle, mikro düzeydeki hava araçları için büyük bir potansiyel olduğunu göstermiş olduk. Bir sonraki büyük adım ise bu halkakopterin ölçeğini büyütmek için araştırmalar yapmak ve hatta bunu bir insanlı hava aracına dönüştürmek.

Kaynak:

►IEEE Spectrum

Yazar: Talha İSTANBULLU