FEA ile Karbon Fiber Gövde Doğrulama

2.4 kg'lık bir İHA pist kenarında pek de zararsız görünmüyor; motor titreşimi ve ani manevra yükleri gövdeye sert biniyor. FEA (Finite Element Analysis) yapmadan üretime başlamadık. Sebep: karbon fiber plakaların CNC kesimi pahalı, bir hata olursa parçayı çöpe atıyoruz. Üç farklı analiz çalıştırdık. İkisi tasarımı değiştirdi.

Gerinim analizi

Uçuş sırasında yapısal bileşenlere binen yük dağılımını çıkardık. Kritik bağlantı noktalarının mukavemet sınırlarında kaldığı doğrulandı. İlk koşuda motor kollarının gövdeyle birleştiği yerde lokal yığılma vardı; köşe radyusunu büyüttük, sorun ortadan kalktı.

Stres analizi

Uygulanan kuvvetler altında parçalarda oluşan mikro şekil değişimleri ölçüldü. Malzeme elastik limit içinde kaldı. Bu analiz tasarımın dinamik yükler altındaki form stabilitesini optimize etmemize de yarıyor; özellikle iniş anındaki ani yük transferi için.

Yer değiştirme analizi

Statik ve dinamik yükler altında bileşenlerin orijinal konumlarından sapmasını ölçtük. Yapısal rijitliği bu şekilde sayısallaştırdık. Uçuş sırasında oluşan esnemelerin aerodinamik formu bozmayacak sınırlar içinde kaldığı görüldü. Bu analiz aslında en çok kanat şaftında işe yaradı; ilk konsept 6 mm çapındaydı, esneme limiti aştı, 8 mm karbon dolgulu polimere geçtik.

Üretime yansıyan kararlar

• Ana gövde plakaları 3K karbon fiber, CNC ile 0.1 mm toleransta kesildi.
• Kanat sabitleyici kolonlar 4 eksenli CNC ile imal edildi (form karmaşık, 3 eksenli yetmedi).
• Motor sabitleyici, kanat eklentisi, yük haznesi gibi parçalar ABS filamentle 3D baskı.
• Kanat karbon fiber borusu 8 mm, karbon dolgulu polimerden; ilk konseptte 6 mm'di.

Saha onarımı kabusu olmasın diye

Kollar ve iniş takımları cıvatalı. Olası bir kırılmada parça değişimi 10 dakikadan kısa sürüyor. Bu, sadece bir tasarım tercihi değil; geçen senenin saha hikayelerinden ders. Eski takım arkadaşımızdan dinlemiştik, yarış günü kanat çatlamış, yarım saatte epoksiyle yapıştırılmaya çalışılmış; tabii ki uçmamış. Biz aynı duruma düşmek istemedik.