Hangar kenar modifikasyonu ile basitleştirilmiş fırkateyn modeli hava izinin iyileştirilmesi

Abstract

Gemilerde konuşlandırılan operasyonel elemanlar için; geminin direnç, stabilite ve mukavemet gibi ana hesap unsurlarının yanı sıra harici hesaplara ihtiyaç duyulabilmektedir. Bunlardan biri olan helikopter güverteleri için, helikopterlerin güvenli iniş ve kalkış sınırlarını belirleyen uçuş zarfı hesaplarını yapmak önem arz etmektedir. Uçuş zarfı hesaplarının temelinde gemiye ait hava izinin modellenmesi yer almaktadır. Kaba yapılı süreksiz gövde tasarımlarına sahip gemiler, etraflarında türbülanslı yapıda hava akımı oluşturmaktadırlar. Helikopter güvertesinin kıçta olduğu bu tür gemilerde üst yapı aerodinamiğinin şekillendirdiği hava izi, helikopter operasyon bölgesinde daha karmaşık, asimetrik ve türbülanslı bir forma ulaşmakta, bahse konu türbülanslı ortam helikopter iniş kalkış manevralarında pilot kontrolünü zorlaştırmaktadır. Operasyonel verimliliğin artması, oluşabilecek kaza-kırımın önlenebilmesi ve pilot iş yükünün azaltılabilmesi amacıyla uçuş bölgesinde oluşan türbülansın doğru değerlendirilmesi önem arz etmektedir. Bu çalışmada bir basit fırkateyn şekli (SFS2) üzerinde oluşan akış rejiminin helikopter güvertesi bölgesine olan etkisi güncel Ölçek-Çözümlü Simülasyonlar (SRS) kullanılarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) ile incelenmiştir. Sonuçlar literatürde yer alan deney verileri ile kayda değer bir uyum göstermiştir. Kullanılan yöntemin hava izi hesaplamalarında öncelikli olarak kullanılabileceği değerlendirilmektedir. Askeri gemilerde üst yapı, aerodinamik kaygılar yerine düşük radar görünürlüğü öncelenerek tasarlanmaktadır. Gemilerin gizlilik kabiliyetini artırmak için eski üstyapı tasarımlarının yerini eğimli, düz yapılı, kaba tasarımlar almıştır. Bu yapılar gemi hava direncini artırırken helikopter güvertesi bulunan gemilerde uçuş bölgesindeki hava izini de karmaşıklaştırmaktadırlar. Gizlilik özelliklerinin yanında direnç ve hava izi iyileştirmelerinin sağlanabilmesi için ön dizayn aşamasında aerodinamik optimizasyon uygulanması önem arz etmektedir. Aerodinamik optimizasyon bütün üstyapıya uygulanabileceği gibi bölgesel olarak da uygulanabilir. Bu çalışmada gemi hava izi yapılanmasına odaklanıldığından, uçuş bölgesi civarında bir iyileştirme öngörülmüş ve Coanda etkisinden esinlenilerek hangar dış kenarlarına 5 farklı tipte yapı elemanı eklenmiştir. Uygulanan modifikasyonlar öncesinde sunulan aynı hesaplama yöntemi ile çözümlenerek sonuçlar yalın geometri ile karşılaştırılmıştır. Tüm modifikasyonlar hava izi türbülansını azaltmış, en iyi sonucu veren modifikasyon nihai karşılaştırmada sunulmuştur.