TUSAŞ’ın yeni yetkinliği: Isıl vakum testi

TUSAŞ tarafından 2 ayda bir yayımlanan “TUSAŞ MAG” dergisinin 126. sayısında TUSAŞ’ın yeni yetkinliği ısıl vakum testine ilişkin bir yazıya yer veriliyor.

TUSAŞ MAG dergisinin 126. sayısına, mobil uygulamamızın dergi bölümünden ücretsiz olarak ulaşabilirsiniz.

Dergide yer alan “Kazanılan Yeni Yetkinlik: Isıl Vakum Testi” başlıklı yazıyı, takipçilerimize sunuyoruz:

KAZANILAN YENİ YETKİNLİK: ISIL VAKUM TESTİ

Şirketimiz yaklaşık son 20 yılda geliştirdiği birçok hava aracı sayesinde kabiliyetlerini de her geçen gün artırarak, havacılık listelerini hızla tırmanmayı başardı. “Dünyanın en iyi 10 oyuncusundan biri olmak” arzusunu sıkça dile getiren Şirketimiz, hedefini gerçekleştirmek içinse yetkinliklerini her geçen gün artırmayı sürdürüyor. Geçtiğimiz günlerde TÜRKSAT 6A’nın Isıl Vakum Testi’ni tamamlayan Şirketimiz Türkiye’nin, ABD, Kanada, Brezilya, Rusya, Çin ve Japonya başta olmak üzere bu test kabiliyetine sahip sayılı ülkelerden biri olmasını sağladı.

İnsansız hava araçlarından helikoptere, yeni nesil malzemelerle üretilen kompozitlerden uçaklara kadar havacılık alanında birçok projeye imza atan Şirketimiz, son teknolojileri de tesislerimize kazandırarak, çalışmalarına hız kesmeden devam ediyor. Şirketimiz, havacılığın yanı sıra uzay alanında sürdürdüğü iddialı çalışmalar, elde ettiği başarılarla adından söz ettiriyor.

Şirketimizin uzay alanındaki çalışmaları Uzay Sistemleri Genel Müdürlüğü Yardımcılığı bünyesinde yürütülüyor. Birimimizin sorumluluğunda bulunan GÖKTÜRK-1, GÖKTÜRK-2, GÖKTÜRK-3, GÖKTÜRK-Y, TÜRKSAT 6A ve Small-GEO uyduları Türkiye’nin rotasını bulutların ötesine taşıyan önemli projeler arasında yer alıyor. GÖKTÜRK-1 Programı kapsamında kurulan Uzay Sistemleri Entegrasyon ve Test (USET) Merkezi de bu çalışmalara ev sahipliği yapıyor.

Dünyada uzay alanında söz sahibi az sayıda gelişmiş ülkede bulunan, Türkiye’nin tam kapsamlı ilk ve tek uzay merkezi USET’in tüm işletim haklarının Savunma Sanayii Başkanlığı (SSB) ile yapılan protokol kapsamında 2017 yılının Aralık ayında Şirketimize devredilmesiyle yeni bir dönem başlamış oldu. USET Merkezi’nde şu anda Isıl Vakum Testi de yapılabiliyor.

Uydu ve bileşenleri fırlatma esnasında, yörünge yolculuğunda ve yörüngedeki görevi boyunca oldukça zorlu mekanik, ısıl ve elektromanyetik şartlara maruz kalıyorlar. Olası bir sorunla karşılaşıldığında, fırlatmadan sonra uydulara erişim teknolojik kısıtlar sebebiyle mümkün olamıyor. Isıl Vakum Testi; uydu ve bileşenlerinin, fırlatılma anından yörüngeye oturtulmasına kadar geçen süreçte karşılaştığı ortam koşullarının, gerçeğe en yakın şekilde oluşturulması, bu koşullara maruz kalan uydu ve uydu alt sistemlerinin sorunsuz olarak çalıştığının teminat altına alınmasını sağlıyor. Uzay ortamının yüksek vakuma sahip olması sebebiyle uydunun ısınması ve soğuması sadece iletim ve ışınım ısı transferiyle gerçekleşebiliyor. Bu testle uydu ve uydu bileşenlerinin, fırlatıcı ile yörüngedeki çevresel koşullara dayanımı ve müşteri gereksinimlerine olan uygunluğu yerde test edilerek doğrulanıyor.

Isıl Vakum Testi nasıl yapılıyor?

Geçtiğimiz günlerde Şirketimiz, ilk yerli ve millî haberleşme uydusu TÜRKSAT 6A’nın mühendislik modelinin Isıl Vakum Testi’ni tamamladı. Bu test, 21 gün boyunca 7/24 kesintisiz bir şekilde devam etti. Testin başlangıç aşamasında ilk olarak uzayın vakum şartları oluşturuldu. 100.000 sınıf temiz oda şartlarında 920 mbar olan hava basıncı, üç farklı vakumlama tekniğiyle (mekanik, turbomoleküler ve kriyojenik) 1x10-5 mbar’ın altına düşürüldü. Vakumlama sürecine standart vakum pompalarıyla başlandı ve ardından, moleküllere kinetik enerji vererek ortamdan atılmasını sağlayan turbo-moleküler pompalar kullanıldı. Son adımda en yüksek vakum ortamını sağlamak için basıncı oluşturan gaz moleküllerinin mümkün olduğunca hareketleri durdurulmaya çalışıldı. Bunun için kafa sıcaklıkları -263 °C’ye kadar soğutulan kriyojenik helyum pompalar kullanıldı. Bu pompalarla hidrojen ve helyum dışında havada bulunan diğer tüm gaz moleküllerinden pompaya yaklaşanlar dondurularak hareketleri durdurulabildi.

Vakum şartlarının sağlanmasından sonra uydunun uzayda soğumasına sebep olan derin uzay ortamının sağlanması için test sistemi ısıl çeperlerde sıvı azot dolaştırarak -180 °C’nin altına indirildi. Test sistemini öne çıkaran kabiliyetlerinden yataylık kontrol sistemi sayesinde test esnasında Mühendislik Modelinin yataylığı ± 1mm / 1m’lik eğim içinde kalacak şekilde kontrol edildi. Böylece yer çekimsiz ortamda en yüksek verimde çalışan ısı borularının yer çekimli ortamda (test sistemi içinde) sağlanabilecek en iyi çalışma koşullarına getirilmesi sağlandı. Uzayda uydunun ısınmasına sebep olan güneş ve dünyadan gelen ısı akılarının benzetimi içinse test sisteminde yer alan ısıtıcı çubuklar devreye alındı. Mühendislik Modeli ısıl kontrol sisteminin bu şartlar altında uydu bileşenlerini çalışma sıcaklık aralığında tutabildiği gözlemlendi ve ısıl matematiksel modelin doğrulanması için gerekli kararlı durum sıcaklık verileri kayıt altına alındı. Bununla birlikte, ısıl vakum döngü testinde düşük ve yüksek sıcaklıklara çıkılarak ekipmanların işlevsellikleri kontrol edildi.

Uzay çevresel koşulları altındaki testlerin tamamlanmasının ardından normal koşullara dönüş yapılarak uydunun test sisteminden çıkarılması aşamasına geçildi. Uydunun normal koşul sıcaklık değerlerine getirilmesi için ısıtıcılar kullanıldı. Ardından, sıvı azotla soğutulmuş ısıl çeperler, şartlandırılmış sıcak gaz azotla ısıtıldı. Herhangi bir yoğuşma ya da kirlenme olmaması için test sistemi gaz azotla basınçlandırıldı ve uydu tekrar test öncesi normal koşullara getirildi. USET Merkezi bünyesinde uydu veya bileşenlerinin ısıl vakum testlerinin yapılabilmesi için büyük (çap 6,2 m uzunluk 7,0 m), orta (çap 4,0 m uzunluk 4,0 m) ve küçük (çap 0,8 m uzunluk 0,8 m) ölçekli olmak üzere üç Isıl Vakum Test Sistemi bulunuyor. Bunlardan sistem seviyesi (uydu veya faydalı yük alt sistemi) testlerde kullanılan büyük ve ekipman seviyesi testlerde kullanılan küçük ölçekli test sistemi USET binasında, orta ölçekli test sistemi ise Yapısal Montaj Binası’nda yer alıyor.

Hem USET Merkezi hem de Isıl Vakum Testi ile kazanılan yetkinliklerle ilgili alanda teknolojik kabiliyet bazlı büyüme hızlanırken, ulusal ve uluslararası rekabet gücü artıyor. Yurt dışı bağımlılığı azaltılırken Şirketimiz, Türkiye’nin geleceğe yönelik uzay sistemleri ihtiyaçlarının karşılanması hedefleri doğrultusunda emin adımlarla ilerliyor.

Şirketimizin hedefleri ve TÜRKSAT 6A

Test sistemlerinin ilk uydu testleri GÖKTÜRK-1 Uydusu Uçuş Modeli ile 2016 yılında gerçekleştirilmiş ve uydunun 2016 yılının Aralık ayında fırlatma sahasına gönderilmesiyle merkezde ilk uydu test tecrübesini kazanıldı. Isıl Testler Başmühendisliği koordinesinde ilerleyen bu testle uzayın zorlu koşullarını (Düşük basınç, ısınmaya sebep olan güneş ve dünyadan gelen ısı akıları ve soğumaya sebep olan derin uzay ortamları) gerçeğe en yakın şekilde oluşturarak uydular, uzaydaki ömrü boyunca maruz kalacağı bu koşullarda test ediliyor. Şirketimizdeki bu altyapılarla sadece uzay alanında değil, başta savunma sanayi olmak üzere farklı sektörlere, birçok üründe ihtiyaç duyulan (düşük basınç, sıcaklık ve nem vb.) test hizmetleri sunuluyor.

Ocak 2022’de uydunun yörüngesine oturtulmasında ve yörünge yönelimlerinde kullanılan parametrelerin (Kütle, kütle merkezi, atalet momenti vb.) ölçümü gerçekleştirilen Mühendislik Modeli ise yakın zamanda yapısal dayanımının test edildiği titreşim testleri aşamasına geçecek. Uydunun, uzaya gönderilecek olan Uçuş Modeli’nin entegrasyon ve enstrümantasyon faaliyetleri devam ediyor. Şirketimiz ise orta ölçekli bir test altyapısını 2022 yılında tesislerimize kazandırmak için çalışmalarını sürdürürken, yüksek şok seviyelerin test edebileceği düzeneğin üretim aşamasında sona gelmiş durumda. Bu altyapılarla hem ulusal hem de uluslararası arenada titreşim ve şok testleri hizmeti verilebilecek.