Destek Almış Proje Örneği 1

TÜBİTAK 2209-A ÜNİVERSİTE ÖĞRENCİLERİ
YURT İÇİ ARAŞTIRMA PROJELERİ DESTEK
PROGRAMI
ELEKTROMANYETİK FIRLATMA SİSTEMİ
ERCİYES ÜNİVERSİTESİ
MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ
BÖLÜMÜ
Projenin Tematik Alanı
Elektrik Teknolojileri Tematik Alanı
Proje Ortakları
Oğuz ÖZAYDIN
Proje Danışmanı
1
ÖRNEKTİR
İçindekiler
1. Özet.................................................................................................. 3
2. Motivasyon....................................................................................... 3
3. Projenin İçerdiği Yenilik Unsuru..................................................... 4
4. Yöntem ve Metotlar......................................................................... 4
5. Proje Planı........................................................................................ 5
6. Sonuç................................................................................................ 6
7. Kaynaklar ........................................................................................ 6
2
ÖRNEKTİR
1.Özet
Elektrik 19.yy’dan itibaren günlük yaşamımızın ayrılmaz bir parçası olmuştur. Geçmişten
günümüze, elektriksel sistemler üzerine temel fizik kanunlarından faydalanılarak birçok
sistem geliştirilmiştir. Temel fizik kanunlarından faydalanılarak geliştirilen sistemlerden
biriside manyetik fırlatma sistemidir. Günümüzde fırlatma sistemlerinde barut ve benzeri
yanıcı malzemeler kullanılmasına karşın manyetik fırlatıcılarda ise herhangi bir yanıcı
malzeme kullanılmayıp çevreye çok daha zararsız ve tehlikeleri minimuma indirgenmiş
elektromanyetizmadan faydalanılmaktadır.
Projede, fiziğin sağ el kuralı temellerine dayanılarak oluşturulan manyetik alanın kullanılması
hedeflenmektedir. Oluşturulacak manyetik alan vasıtasıyla ferromanyetik malzemeleri bir
yerden başka bir yere düşük hızda (15 m/sn) fırlatabilecek bir prototip sistem geliştirilmesi
hedeflenmektedir.
Yüksek manyetik alanı oluşturmak için hızla deşarj olabilecek birkaç aküden yüksek akım
sağlanacaktır. Akülerden çekilen akımın sınırlandırılması ve kontrol edilmesi için yüksek
akım tristörleri kullanılacaktır.
2. Motivasyon
Geleneksel fırlatma sistemlerinin yanında manyetik fırlatma sistemi teknolojisinin yeterli
olgunluğa erişerek kullanımının yaygınlaşması beklenmektedir. Manyetik fırlatma sistemleri,
mevcut ateşli sistemlere göre birçok üstünlüğü bulunmaktadır. Manyetik fırlatma
sistemlerinde, büyük bir patlama gücü yerine sadece elektrik kullanılarak oluşturulan kuvvet
sayesinde yüksek hızlarda ve uzak mesafelere fırlatma işlemi gerçekleştirilmektedir.
Manyetik fırlatma sistemi için özellikle gelişmiş ülkelerde birçok geliştirme çalışması
yürütülmektedir. Nitekim ABD ordusu bu konuda 2005 yılından bu yana üzerinde çalışılmaya
devam eden railgun adlı projeyi geliştirilerek silah yapma aşamasına kadar gelmiş ve bu
projeye 211 milyon dolar harcayarak 9 kilogramlık bir merminin saatte 9076 kilometrelik
hızla hedefe göndermeyi başarmıştır.
Bu proje sonunda geliştirilmesi planlanan prototip manyetik fırlatma sisteminin düşük bir
hızda çalışmasına karşın konu hakkında önemli geliştirme tecrübelerinin kazanılması
hedeflenmektedir. Bu projeden alınacak sonuçlara göre Erciyes Üniversitesi akademisyenleri
ve Savunma Sanayi Müsteşarlığı ile birlikte yeni projeler geliştirilmesi ön görülmektedir.
3
ÖRNEKTİR
3. Projenin İçerdiği Yenilik unsuru
Projenin önemli özelliği bugüne kadar alışagelmiş barutlu ateşleyici bir sistem olmadan
sadece basit bir elektrik mekanizması ile yapılan atış işlemini daha verimli hale getirmesidir.
Tasarım bakımından diğer atış sistemlerinden daha farklı ve ergonomik olması da bir diğer
özelliğidir. Önceden alınmış diğer tescillere göre, nihai çıktı sonucunda endüstriyel tasarım,
patent gibi fikri/sinai mülkiyet hakkı yüksektir.
Projede sisteme verilecek akım biri (+),diğeri (-) kutuplu olan iki raya bağlanacak ve verilen
akım vasıtasıyla oluşan manyetik alandan meydana gelen itici kuvvet ile atış işlemi
geçekleştirilecektir. Yapılacak olan bu projede diğer atış sistemlerinin aksine daha basit ve
yenilikçi bir tasarım ortaya çıkmıştır.
4.Yöntemler ve Metotlar
Projede fiziğin temel kurallarından olan Lorentz kuramından faydalanılacaktır. Lorentz
kuramına göre bir birine paralel iki iletken arasında bulunan bu iki iletkene dik ve iki iletken
arasındaki bağlantıyı sağlayan bir iletken yerleştirilip, bu üç iletken üzerinde akım
geçirildiğinde, ortadaki iletken üzerinde bir manyetik kuvvet oluşmaktadır.
Malzeme yapısı ve kullanılan malzemelerin türü bakımından çeşitli ülkelerin çalışmalarında
kullandıkları ya da piyasada kullanılan çeşitli sistemler ile sadece mantık olarak benzer olup,
diğer ürünlerin aksine yüksek maliyetlerde değildir. Bu sayede yapacağımız sistemin
geliştirilebilirliğini incelemek açısından amacımız, daha çok test edebileceğimiz bir cihaz
üretebilmektir.
Projede iletken olarak bir birine paralel iki ray kullanılacaktır. Rayların bir birine olan
iletkenliğini sağlayacak, raylar üzerine yataklanmış, sürtünmesi azaltılmış ve raylar üzerinde
rahatça hareket edebilen bir iletken araba kullanılacaktır. Arabaya bağlı olarak fırlatılabilecek
ferromanyetik bir yapıya sahip olan 50 gramlık bilye kullanılacaktır. Raylardan akım
geçirebilmek için bir akü, akü ve ray arasındaki elektrik iletimini sağlamak için ise 16’lık
kablo tertibatı kullanılacaktır. Anahtarlama yapılabilmesi ve yüksek akımın kontrol
edilebilmesi için bir kontrol devresi geliştirilecek ve bu devrede yarı iletken bir anahtarlama
elemanı olan tristör kullanılacaktır. Raylar üzerindeki akımın kontrolü için pens ampermetre
kullanılacaktır. Test işlemleri için bölümümüz laboratuvarları kullanılacaktır. Test
işlemlerinde her türlü güvenlik önlemlerini alınacaktır. Hedeflenen ölçülere ulaşmak için
testler yapılacak ve yapılan tesler videoya düzenli şekilde alınıp, raporlar tutularak projenin
verimliliği test edilecektir. Aşağıda proje sisteminin kurulumu gösterilmektedir.
4
ÖRNEKTİR
Projenin çalışma prensibinin çizimi
1. Sarı oklar akımın gidiş yönünü
2. Raylar üzerindeki daire şeklindeki oklar manyetik alanı
3. Raylara paralel olan ok ise Lorentz kuvvetinin yönünü göstermektedir.
5.Proje Planı
Projede ilk olarak yukarıdaki görülen raylar temin edilecek veya üretilecektir. Manyetik
malzeme taşıma arabası ve ayrılma mekanizması temin edilecek veya üretilecektir. Sistemin
verimli bir şekilde çalışmasını sağlayabilen kısa devre akımına sahip bir akü temin
edilecektir. İçerisinde anahtarlama elemanı bulunan bir elektrik devresi tasarlanacak, elektrik
devresinin akü ve raylar arasındaki elektriksel bağlantılar tamamlanacaktır. Tüm montaj
işlemleri yapıldıktan sonra sistemin ilk testleri yapılacak ve hedeflenen ölçütlere ulaşılması
sağlanacaktır.
GÖREV AŞAMALARI
Malzeme temini
Şekillendirme ve İmalat
Birleştirme
Verimlilik testleri
Proje Çıktılarının Değerlendirilmesi
Başlangıç
tarihi
15.06.2014
02.08.2014
23.08.2014
03.09.2014
14.09.2014
5
ÖRNEKTİR
Bitiş tarihi
01.08.2014
22.08.2014
02.09.2014
13.09.2014
29.09.2014
Süreç(Gün)
48
20
10
10
15
Önceden belirlediğimiz malzemelerin siparişlerinin verilmesi ve bize ulaşması için gereken
zaman diğerlerine göre daha fazla sürecektir. Malzeme temininden sonra projemize uygun
olarak şekillendirme faaliyetleri için gereken zaman, yoğun şekillendirme çalışmaları
olacaksa arttırılabilir. Birleştirme işlemi şekillendirmeye göre daha kısa sürecektir ama her
ihtimale karşı biraz uzun tutuyoruz. Verimlilik testlerinde yapılacak ölçümler istenilen değer
ile sistemin çıkış değerlerinin karşılaştırılması ve tutarsızlıkların giderilmesi için geçen süre
birkaç deneme yapılarak sonuçların kaydedilmesinde geçen süre. Son olarak her şeyin
istenilen parametrelere uygun olarak yapıldığı ve çalıştığı konusundaki çıktıları
değerlendirerek projemizin bitme aşamasına gelmiş olacağız.
6.Sonuç
Hedefler doğrultusunda projemiz herhangi bir ateşleyici malzemeye gerek kalmadan sadece
elektrikle ürettiğimiz manyetik alan kullanılarak oluşturulan ve geliştirilerek savunma
sanayinde kullanılabilmesi mümkün olan bir sistemdir. Yapacağımız projenin basitliği
sayesinde kolay oluşturulabilen bir sistem ile daha verimli atış gerçekleştirme işlemi
projemizin en önemli getirisidir.
7.Kaynak
1.http://turkish.alibaba.com/product-gs/magnetic-pulley-for-isolated-ferromagnetic-materials1222071679.html
2. https://www.megaelektrikshop.net/kategori_ankt_6547.html
3. http://www.ucuzaku.com/mutlu-aku-fiyatlari.html
6
ÖRNEKTİR