Füze ve Uzay araçlarında ağırlığın azaltılması çok önemli bir parametre olduğundan kompozit malzeme kullanımı gün geçtikçe artmaktadır.
Roket ve fırlatma sistemlerinin motor gövdeleri, ara kademeler, faydalı yük gövdeleri gibi ana yapılarında en çok ; sürekli, fiber takviyeli, polimer kompozitler kullanılmaktadır. Kompozit füze ve fırlatma sistemlerinin üretiminde kullanılan fiberler ; cam elyafı (fiberglas), aramid ve karbon / grafit lifleridir. Bu lifler tek başına kullanılacakları gibi spesifik özelliklerin elde edilebilmesi için hibrit olarak da kullanılabilirler.
FÜZE VE FIRLATMA SİSTEMLERİNDE MALZEME SEÇİM PARAMETRELERİ
•Yüksek Özgül Mukavemet
•Yüksek Özgül Modül
•Üretim Kolaylığı
•Kullanım Kolaylığı
•Kritik (Özel) Gereksinimler
•Servis Şartları
FÜZE VE FIRLATMA SİSTEMLERİNDE KOMPOZİT MALZEME KULLANIMI
Yakıtın yanması sonucunda füze duvarlarında yüksek basınç meydana gelir. Yüksek çekme gerilmesi, rijitlik ve hafiflik parametrelerinden dolayı füze duvarlarında karbon kompozit malzemeler kullanılır. Bu tür yapılar gözenekli olduğunda ayrıca astar ile çevrelenirler.
Şekil 3. Füzelerin Nozul Kısmı
Füzenin burun kısmında bulunan faydalı yük kaplama parçaları füzenin faydalı yükünü dinamik basınca ve aerodinamik ısıya karşı korurlar. Karbon-epoksi ve çekirdek yapısı olarak da alüminyum balpateği içeren sandviç kompozitler ve sertleştirilmiş yüzeyler kullanılır.
Füze radomlarında; zorlu yörüngelerde ve olumsuz hava koşullarında daha iyi operasyonel ve radar kabiliyeti sağlanması amacıyla geleneksel monolitik seramikler yerine yüksek sıcaklık kompozitleri (ceramic matrix composite (CMC)) kullanılmaktadır.
Şekil 5. Füzenin Radom Kısmının Termal Analizi
ÜRETİM PROSESLERİ
Kompozit yapıları oluşturmak için birçok serme yöntemi mevcuttur. Füze ve fırlatma sistemlerinde kullanılan kompozit üretim yöntemleri; tek yönlü kumaş veya bantların el ile serilmesi (el yatırması) ve filaman sargısı yöntemidir. Diğer otomatik üretim prosesi ise ileri elyaf yerleştirme (AFP) yöntemidir. AFP yönteminde el ile serme ve filaman sargısı yöntemlerindeki kısıtlamalar olmaksızın füze ve fırlatma sistemlerinde büyük yapıların üretimi yapılabilir.
Şekil 6. Filaman Sargısı Yöntemi
ÜRETİM PROSESLERİ-AFP (OTOMATİK FİBER YERLEŞTİRME)
Çok eksenli fiber yerleştirme makina sistemleri; fiber yerleştirme kafası, malzeme ulaştırma sistemi ve hareket kontrol sistemi bölümlerinden oluşur. Emprenye edilmiş elyaflar veya kısa elyaflar makara tarafından çekilerek fiber yerleştirme kafasına doğru beslenirler. Kısa elyaflar tek bir bant haline getirilerek parça ya da takım üzerine yerleştirilir.
Fiber yerleştirme kafası parçanın yapışmasını kontrol etmek amacıyla sıkışma noktasında soğutma ve ısıtma kapasitesine sahiptir. Fiber yerleştirme kafasında bulunan sıkıştırma merdanesi malzemeyi lamine eder ve sıkıştırır.
REFERANSLAR
1.S. Schmidt, S. Beyer. USE OF ADVANCED CERAMIC MATRIX COMPOSITE MATERIALS FOR CURRENT AND FUTURE PROPULSION TECHNOLOGY APPLICATIONS AT EADS – ST.
2.A. A. VICARIO. Composites in Missiles and Launch Vehicles. Comprehensive Composite Materials ISBN (set): 0-08 0429939. Volume 6; (ISBN: 0-080437249); pp. 317-340. Elsevier Science Ltd. 2000
3.‘’http://www.m-r-d.com/wpr/our-work/advanced-missile-components‘’
4.‘’http://www.iim-delhi.com/upload_events/AKKapoor_26July2014.pdf’’
5.‘’http://www.srmuniv.ac.in/sites/default/files/files/MATERIALS%20FOR%20R&M.pdf’’
