Dünya gözlemi ve küresel iletişim – insanın aklına hemen uyduları getiren iki terim. İnşa edilmesi ve konumlandırılması pahalıdır ve sonunda uzay çöplüğü ile karşılaşabilirsiniz. Ancak uçaklar veya helikopterler bile bu görev için ideal değil. Kullanımları zaman ve yer açısından sınırlıdır ve büyük ölçüde hava durumuna bağlıdır. Alman Havacılık ve Uzay Merkezi’nden (DLR) bir ekip, uzay yolculuğu ve havacılığın avantajlarını birleştiren, gelecekteki bilimsel deneyler için insansız ve güneş enerjisiyle çalışan bir stratosferik uçağı araştırıyor ve geliştiriyor.
HAP alfa, DLR bilim adamlarının geliştirdikleri teknoloji taşıyıcısı olarak adlandırdıkları şeydir. DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü’nden Florian Nikodem, “HAP, ‘Yüksek İrtifa Platformu’ anlamına gelir” diye açıklıyor. “Bunlar çoğunlukla, alt stratosferde yaklaşık 20 kilometre yükseklikte kalıcı olarak konuşlanmış güneş enerjisiyle çalışan platformlardır.” Sivil hava trafiğinin ve hava durumu modellerinin çok üzerinde uçarlar. Yeterli güneş enerjisi olması koşuluyla, herhangi bir yere yerleştirilebilirler ve ekipmanlarına bağlı olarak çok çeşitli görevler için kullanılabilirler. Ek olarak, alt stratosfere vardıklarında, görevin süresine bakılmaksızın, hava koşullarından bağımsızdırlar ve gemide mürettebat yoktur. Klasik uçaklara göre bu avantajları var.
HAP alfa, beş kilogram yük ile 20 kilometre yüksekliğe tırmanacak, ancak henüz orada uzun süre konuşlandırılamaz. Platform sağlam ve modülerdir, dolayısıyla kolayca özelleştirilebilir ve değiştirilebilir. 27 metrelik kanat açıklığı, dayanıklılık uçuşu yapabilen bir varyantınkine zaten karşılık geliyor. Yapının toplam ağırlığı 36 kilogram, tüm uçağın ağırlığı ise 138 kilogram. Nikodem, “Boyut için düşük ağırlığı, karbon fiber takviyeli plastiklerle son derece hafif yapı sayesinde elde ediyoruz” diye açıklıyor. “Ana direk, gövde ve kuyruk direkleri sarılı CFRP yuvarlak borulardan yapılmıştır. Bunlar çok hafif ve yine de stabildir.”
İlk uçuş için 17 DLR enstitüsü çalışıyor
Ancak ekibin projede geliştirmekte olduğu yalnızca güneş enerjili, insansız gösterici değil. Bir yer istasyonu, operasyonel prosedürler ve platformun taşıdığı üç faydalı yük de bilimsel araştırmanın bir parçası. Mobil yer istasyonunda, bilim adamları görevleri ve veri alımını koordine eder. Taşınabilir konteynırlara kurulur ve 100 kilometreden daha uzak bir mesafede HAP ile veri alışverişinde bulunabilmelidir. Yüksek çözünürlüklü kamera sistemi MACS-HAP (Modüler Hava Kamera Sistemi-Yüksek İrtifa Platformu) ve radar sistemi HAPSAR (Yüksek İrtifa Platformu Sentetik Açıklıklı Radar) dahil olmak üzere üç faydalı yük, geniş bir gelecek uygulamaları yelpazesi sunar. Havacılık, uzay yolculuğu ve güvenlik alanlarından toplam 17 DLR enstitüsü, Braunschweig Uçuş Sistemleri Teknolojisi Enstitüsü başkanlığında HAP alfa üzerinde birlikte çalışıyor.
Nisan 2019’da ekip, sistem gereksinimlerinin ve konsept tasarımın proje hedeflerine ulaşmak için uygun olduğunu gösterdi. Bunu Ön Tasarım İncelemesi (PDR) takip etti. Orada bilim adamları, platformun ön tasarımı ile tüm sistem gereksinimlerinin kabul edilebilir bir riskle, maliyet ve termin şartnameleri dahilinde karşılandığını gösterdiler. Ayrıntılı planlamada ilerideki prosedür için temel oluşturur ve doğru tasarım seçeneklerinin seçildiğini, arayüzlerin tanımlandığını ve doğrulama yöntemlerinin tanımlandığını gösterir. Araştırmacılar şu anda aşağıdaki Kritik Tasarım İncelemesini hazırlıyorlar. Detaylı tasarımın proje hedeflerine ulaşıp ulaşamayacağı kontrol edilir. Daha sonra bireysel bileşenleri üretebilir ve monte edebilirler. Gösterici HAP alfa, kapsamlı testlerden sonra bu şekilde oluşturulur.
HAP havalanıyor
HAP alpha’nın ilk kez 2022’nin sonunda havalanması planlanıyor. Başlangıçta, Cochstedt’teki Ulusal İnsansız Hava Aracı Test Merkezi arazisinde alçak irtifa test uçuşları planlanıyor. Uçuş irtifası orada birkaç yüz metre olacak. Alçak irtifada yapılan başarılı testlerin ardından HAP alpha, daha yüksek irtifa uçuş kampanyalarında kademeli olarak 20 kilometrelik hedef irtifaya ulaşacaktır. “Gerçek test süresinin yalnızca birkaç saat olacağı Cochstedt’teki ilk test uçuşlarının aksine, yüksek irtifa uçuşu, HAP’ın yavaş uçuş hızı nedeniyle, platform yalnızca iki civarında olsa bile 24 saate kadar sürebilir. 20 kilometre yükseklikte saat “, Nikodem gelecekteki deneylerin zorluğunu açıklıyor. Bunu yapmak için, ekibin birkaç mürettebatı eğitmesi ve vardiyalarda nasıl değiştireceklerini öğrenmesi gerekiyor.
Bu tür yüksek irtifa uçuşlarında çeşitli faydalı yükler kullanılmaktadır. Ekip, her testte deneyim kazanır ve HAP’ı uzun süreli uçuşları da mümkün kılacak şekilde değiştirebilir. Ekibin ve platformun irtifada yeterli operasyonel güvenilirliği ile stratosferik uçak, yükler için bir test aracı olarak kullanılabilir. Ve bir 5G ağını desteklemek için HAP’ın dijital iletişim için bir düğüm olarak kullanılması gibi platforma özel yeni teknolojiler de o zaman mümkün olacaktır.
HAP alfa, DLR bilim adamlarının geliştirdikleri teknoloji taşıyıcısı olarak adlandırdıkları şeydir. DLR Uçuş Sistemleri Enstitüsü’nden Florian Nikodem, “HAP, ‘Yüksek İrtifa Platformu’ anlamına gelir” diye açıklıyor. “Bunlar çoğunlukla, alt stratosferde yaklaşık 20 kilometre yükseklikte kalıcı olarak konuşlanmış güneş enerjisiyle çalışan platformlardır.” Sivil hava trafiğinin ve hava durumu modellerinin çok üzerinde uçarlar. Yeterli güneş enerjisi olması koşuluyla, herhangi bir yere yerleştirilebilirler ve ekipmanlarına bağlı olarak çok çeşitli görevler için kullanılabilirler. Ek olarak, alt stratosfere vardıklarında, görevin süresine bakılmaksızın, hava koşullarından bağımsızdırlar ve gemide mürettebat yoktur. Klasik uçaklara göre bu avantajları var.
HAP alfa, beş kilogram yük ile 20 kilometre yüksekliğe tırmanacak, ancak henüz orada uzun süre konuşlandırılamaz. Platform sağlam ve modülerdir, dolayısıyla kolayca özelleştirilebilir ve değiştirilebilir. 27 metrelik kanat açıklığı, dayanıklılık uçuşu yapabilen bir varyantınkine zaten karşılık geliyor. Yapının toplam ağırlığı 36 kilogram, tüm uçağın ağırlığı ise 138 kilogram. Nikodem, “Boyut için düşük ağırlığı, karbon fiber takviyeli plastiklerle son derece hafif yapı sayesinde elde ediyoruz” diye açıklıyor. “Ana direk, gövde ve kuyruk direkleri sarılı CFRP yuvarlak borulardan yapılmıştır. Bunlar çok hafif ve yine de stabildir.”
İlk uçuş için 17 DLR enstitüsü çalışıyor
Ancak ekibin projede geliştirmekte olduğu yalnızca güneş enerjili, insansız gösterici değil. Bir yer istasyonu, operasyonel prosedürler ve platformun taşıdığı üç faydalı yük de bilimsel araştırmanın bir parçası. Mobil yer istasyonunda, bilim adamları görevleri ve veri alımını koordine eder. Taşınabilir konteynırlara kurulur ve 100 kilometreden daha uzak bir mesafede HAP ile veri alışverişinde bulunabilmelidir. Yüksek çözünürlüklü kamera sistemi MACS-HAP (Modüler Hava Kamera Sistemi-Yüksek İrtifa Platformu) ve radar sistemi HAPSAR (Yüksek İrtifa Platformu Sentetik Açıklıklı Radar) dahil olmak üzere üç faydalı yük, geniş bir gelecek uygulamaları yelpazesi sunar. Havacılık, uzay yolculuğu ve güvenlik alanlarından toplam 17 DLR enstitüsü, Braunschweig Uçuş Sistemleri Teknolojisi Enstitüsü başkanlığında HAP alfa üzerinde birlikte çalışıyor.
Nisan 2019’da ekip, sistem gereksinimlerinin ve konsept tasarımın proje hedeflerine ulaşmak için uygun olduğunu gösterdi. Bunu Ön Tasarım İncelemesi (PDR) takip etti. Orada bilim adamları, platformun ön tasarımı ile tüm sistem gereksinimlerinin kabul edilebilir bir riskle, maliyet ve termin şartnameleri dahilinde karşılandığını gösterdiler. Ayrıntılı planlamada ilerideki prosedür için temel oluşturur ve doğru tasarım seçeneklerinin seçildiğini, arayüzlerin tanımlandığını ve doğrulama yöntemlerinin tanımlandığını gösterir. Araştırmacılar şu anda aşağıdaki Kritik Tasarım İncelemesini hazırlıyorlar. Detaylı tasarımın proje hedeflerine ulaşıp ulaşamayacağı kontrol edilir. Daha sonra bireysel bileşenleri üretebilir ve monte edebilirler. Gösterici HAP alfa, kapsamlı testlerden sonra bu şekilde oluşturulur.
HAP havalanıyor
HAP alpha’nın ilk kez 2022’nin sonunda havalanması planlanıyor. Başlangıçta, Cochstedt’teki Ulusal İnsansız Hava Aracı Test Merkezi arazisinde alçak irtifa test uçuşları planlanıyor. Uçuş irtifası orada birkaç yüz metre olacak. Alçak irtifada yapılan başarılı testlerin ardından HAP alpha, daha yüksek irtifa uçuş kampanyalarında kademeli olarak 20 kilometrelik hedef irtifaya ulaşacaktır. “Gerçek test süresinin yalnızca birkaç saat olacağı Cochstedt’teki ilk test uçuşlarının aksine, yüksek irtifa uçuşu, HAP’ın yavaş uçuş hızı nedeniyle, platform yalnızca iki civarında olsa bile 24 saate kadar sürebilir. 20 kilometre yükseklikte saat “, Nikodem gelecekteki deneylerin zorluğunu açıklıyor. Bunu yapmak için, ekibin birkaç mürettebatı eğitmesi ve vardiyalarda nasıl değiştireceklerini öğrenmesi gerekiyor.
Bu tür yüksek irtifa uçuşlarında çeşitli faydalı yükler kullanılmaktadır. Ekip, her testte deneyim kazanır ve HAP’ı uzun süreli uçuşları da mümkün kılacak şekilde değiştirebilir. Ekibin ve platformun irtifada yeterli operasyonel güvenilirliği ile stratosferik uçak, yükler için bir test aracı olarak kullanılabilir. Ve bir 5G ağını desteklemek için HAP’ın dijital iletişim için bir düğüm olarak kullanılması gibi platforma özel yeni teknolojiler de o zaman mümkün olacaktır.