Fly-Mi Takımı Hava Kargo Yarışması İçin Bir Kargo İHA'sını Nasıl Hazırlıyor?

Merhaba, biz Politecnico di Milano Havacılık ve Uzay Bilimleri ve Teknolojisi Bölümüne bağlı bir mühendislik öğrenci takımı olan Fly-Mi – EUROAVIA Milano‘yuz. 2022 yılında kurulduğumuzda net bir hedefle yola çıktık: insansız hava araçları (İHA) ve gelişmiş havacılık sistemleri tasarlayarak, geliştirerek ve üreterek akademik çalışmalarımızı pratik mühendislik deneyimiyle desteklemek.

Yıllar içinde, üniversite İHA yarışmalarına katılan ve kavramsal tasarımdan üretime ve uçuş testlerine kadar bir havacılık projesinin tüm yaşam döngüsü boyunca çalışan, uluslararası sahnede rekabetçi bir takıma dönüştük. 2025 yılında, insani yardım görevleri için tasarlanan otonom bir drone olan OLIVIA ile Birleşik Krallık’taki UAS Challenge‘da üçüncü olarak önemli bir dönüm noktasına ulaştık.

2026 sezonu için yeni bir zorluğu üstlenmeye karar verdik: aeromodelizm alanındaki en karmaşık ve prestijli uluslararası yarışmalardan biri olan Hava Kargo Yarışması (Air Cargo Challenge – ACC). Bu yarışma, radyo kontrollü bir kargo uçağının tasarımını ve inşasını gerektirerek bizi hem tasarım hem de üretim yaklaşımımızı yeniden düşünmeye zorluyor.

Heméra Projesi Çerçevesi

Tasarım sürecimiz dört teknik alan üzerinden organize edilmektedir: Aerodinamik, görev gereksinimlerini karşılamak için dış geometriyi optimize etmeye odaklanırken, Yapılar birimi hava aracı mimarisi ve malzeme seçiminden sorumludur. Uçuş Mekaniği, temel boyutları belirler ve stabiliteyi sağlarken Elektronik, İtki ve Kontrol (EPC) birimi sistem entegrasyonu ile itki kurulumunu yönetir. Bunların yanı sıra İşletme, Pazarlama ve İletişim takımımız ortaklık ilişkilerini yönetir ve takımın kamuoyundaki görünürlüğünü denetler.

Yıl boyunca tüm departmanlar Heméra projesini geliştirmek için iş birliği içinde çalışarak aerodinamik, yapılar, uçuş mekaniği ve elektroniği birleşik bir tasarımda entegre etti. Heméra uçağı, yüksek aerodinamik performansı korurken faydalı yük taşıma verimliliğini maksimuma çıkarmak üzere Hava Kargo Yarışması 2026 için geliştirilmiş sabit kanatlı bir İHA’dır. Sürüklenmeyi azaltmak için geri çekilebilir iniş takımına sahip geleneksel bir alçak kanat konfigürasyonuna ve itki verimliliği ile yapısal yük dağılımını iyileştirmek için kanada monte edilmiş çift motor kurulumuna sahiptir.

Tasarım; düşük hücum açılarında sürüklenmenin en aza indirilmesini, karbon fiber kompozit monokok mimarisi aracılığıyla yapısal verimliliği ve yedekli aviyoniklerle genel sistem güvenilirliğini vurgulamaktadır. Aerodinamik optimizasyon (CFD ve XFLR5 aracılığıyla), yapısal doğrulama (FEM) ve yinelemeli multidisipliner tasarım; 35 m/s civarındaki hızlarda 6 adede kadar faydalı yük ünitesini taşıyabilen ve faydalı yük kapasitesi ile uçuş performansı arasında güçlü bir denge kuran bir konfigürasyonla sonuçlanmıştır.

Tasarımdan Kalıp Üretimine

Hava aracının nihai konfigürasyonu belirlendikten sonra, bileşenleri üretmek için gereken kalıpların tasarlanması ve üretilmesi aşamasına geçtik.

Göbek Kalıbı CAD Modeli

Göbek Kalıbı CAD Modeli

Motor Bağlantı Braketi Kalıbı CAD Modeli

Motor Bağlantı Braketi Kalıbı CAD Modeli

Xometry gibi ortakların desteğiyle, tasarımlarımızın geometrisini kusursuz bir şekilde kopyalayan yüksek hassasiyetli kalıplar ürettik. Kompozit malzemelerin laminasyon işlemini ise daha sonra kendi bünyemizde gerçekleştiriyoruz.

Yapısal bir bakış açısıyla uçağımız, yeterli mukavemeti korurken kütleyi azaltmaya güçlü bir şekilde odaklanılarak tasarlanmıştır. Çoğu yapısal bileşen kompozit malzemelerden, özellikle karbon fiber laminatlardan ve Rohacell veya petek (honeycomb) çekirdekli sandviç yapılardan üretilmiştir. Bu durum, güçlü bir uçuş performansı sağlarken faydalı yük kapasitesini maksimuma çıkarmak için kritik öneme sahip olan hafif ama rijit bir yapı elde etmemize olanak tanır.

Kalıp Performansı İçin Malzeme Seçimi

Bu yıl karşılaştığımız temel zorluklardan biri kalıplar için doğru malzemeyi seçmekti. Yaklaşık 2 bar basınç ve 120°C’ye varan sıcaklıklara sahip zorlu otoklav koşullarına dayanmaları gerekiyordu. Yanlış malzemeyi seçmek tüm üretim sürecini tehlikeye atabilirdi.

Xometry’nin teknik ekibinin desteğiyle, Alüminyum 6082’yi (3.2315 / Al-Si1Mg) en uygun malzeme olarak belirledik. Kalıp geometrisinde gereken hassasiyeti elde etmek için hayati önem taşıyan mükemmel işlenebilirliğin yanı sıra mukavemet ve ağırlık açısından iyi bir denge sunar. Buna ek olarak, termal stabilitesi ve korozyon direnci, önemli bir deformasyon olmadan tekrarlayan otoklav döngüleri için bu malzemeyi oldukça uygun hale getirir.

Bu seçim, seçilen çözümün oldukça etkili olduğunun kanıtlandığı üretim aşamasına doğrudan yansıdı ve üretilen bileşenler tüm tasarım ve üretim gereksinimlerimizi mükemmel kalite ile karşıladı.

Parçalar, üretim kurulumumuz için kritik bileşenleri CNC dik işleme kullanarak ürettiğimiz Xometry platformu üzerinden sipariş edildi. Özellikle, karbon fiber laminasyon için tasarlanmış Göbek kalıbı ve Motor bağlantı braketi kalıbı da dahil olmak üzere Alüminyum 6082’den (3.2315 / Al-Si1Mg) yapılmış alüminyum kalıplar ürettik. Bunlar, laminasyonun gerçekleştiği iç kalıp yüzeylerinde Ra 0.8 yüzey pürüzlülüğü gerektirirken, dış ve işlevsel olmayan alanlarda standart bir yüzey kalitesi yeterliydi. Geometri ve yüzey kalitesi üzerindeki bu kontrol seviyesi, tutarlı kompozit serimi ve nihai yapısal bileşenlerin genel performansını garanti altına almak için vazgeçilmezdi.

Alüminyum 6082’den CNC ile İşlenmiş Kalıp Bileşenleri

Alüminyum 6082’den CNC ile İşlenmiş Kalıp Bileşenleri

Fly-Mi Takımı İçin Sırada Ne Var?

Hava aracı projesi için sonraki adımlar, birden fazla gövdenin üretimini ve montajını tamamlamaya ve ardından kapsamlı bir uçuş test kampanyasına odaklanıyor. Bu süreç; alt sistem doğrulaması ve performans değerlendirmesi ile başlayacak, ardından yarışma puanlamasını maksimuma çıkarmak için pilot eğitimi ve uçuş profili optimizasyonuna geçecektir. Performansı artırmak ve uçuş zarfını genişletmek için winglet’ler ve daha ileri CFD analizleri gibi ek aerodinamik iyileştirmeler de planlanmaktadır.

Kısa vadede ana odak noktamız yaklaşan Hava Kargo Yarışması’dır. Avrupa’da ve uluslararası alanda en önemli yarışmalardan biridir ve önceki sonuçlarımızı tekrarlamayı ve geliştirmeyi hedefliyoruz.

Daha da ileriye baktığımızda, hem teknik hem de organizasyonel olarak büyümeye devam etmek istiyoruz. Kendimize sürekli meydan okuyarak ve tasarım ve üretim yeteneklerimizi geliştirerek yeni uluslararası yarışmalarda yer almayı planlıyoruz.

Bir diğer temel önceliğimiz de endüstri ortakları ağımızı genişletmektir. Havacılık ve uzay ile diğer teknolojik sektörlerdeki şirketlerle yapılan iş birlikleri, üniversite ve sanayi dünyaları arasında güçlü bir köprü kurmak için temel oluşturmaktadır.