Propulse NTNU, Xometry ile Roket Yapımında İnovasyon

Endüstri: Havacılık ve Uzay Mühendisliği
Kullanılan Üretim Prosesleri: CNC İşleme
Zorluklar: Öğrencilerin öncülüğünde uzay görevleri için çift yakıtlı tahrik sistemleri ve gelişmiş roket geri dönüş teknolojileri geliştirmek ve iyileştirmek.
Çözümler: Xometry ile ortaklık, Propulse NTNU’nun kritik geri dönüş topları da dahil olmak üzere CNC ile son derece hassas işlenmiş bileşenler üretilmesini sağladı ve ekibin roket tasarımını başarıyla yenilemesine ve güvenli inişler için paraşütlerin güvenli bir şekilde açılmasına olanak tanıdı. Bu iş birliği, öğrenci roketlerinin sınırlarını zorlayarak Project Valemon’un iddialı hedeflerine ulaşmalarına yardım etti.

2018’de Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde (NTNU) uzaya meraklı bir grup öğrenci bir araya gelerek Propulse NTNU’yu kurdu. Bu öğrenciler, uzay keşfine olan ortak tutkuları ve uygulamalı mühendislik deneyimi kazanma arzularıyla Norveç’in ilk öğrenci roket yapım takımını kurdular. Vizyonları yalnızca küresel sahnede yarışmak değil, uzaya ulaşabilen gelişmiş roketler tasarlayıp fırlatarak roketçiliğin sınırlarını zorlamaktı. Öğrencilerin liderliğindeki girişimleriyle Propulse NTNU, EuRoC ve SA Kupası’nda birçok 1.lik de dahil olmak üzere olağanüstü zaferlerle uluslararası roketçilik yarışmalarında sürekli olarak başarılar elde etti. Özellikle 2022’de 152 takım arasında genel olarak ilk üçte yer alarak, dünya çapındaki elit takımlar arasında yer aldılar.

Takımın cesur misyonu, saatte binlerce kilometre yol kat ederek en yüksek dağlardan çok daha yükseklere ulaşabilecek roketler geliştirmek ve fırlatmaktır. Propulse NTNU, yenilikçi bir çift sıvılı (bi-liquid) roket olan Project Valemon gibi projelerle öğrencilere gerçek dünya mühendislik deneyimleri kazandırarak onları profesyonel havacılık-uzay endüstrisine gelecekte yapacakları katkılara hazırlıyor. Bu amiral gemisi proje, gelişmiş tahrik sistemleri ve geri dönüş (recovery) teknolojileri kullanıyor ve uzaya sıvı yakıtlı bir roket fırlatma nihai hedeflerine doğru önemli bir adım teşkil ediyor.

Project Valemon’un iç ve dış yapısına detaylı bir bakış; hassasiyet ve denge için karbon fiber bileşenler ve modüler yapısı ile gelişmiş tasarımı gösteriliyor.

Bir sonraki aşamaya doğru ilerlerken detaylara gösterilen yoğun dikkat ile Valemon projesi devam ediyor.

Project Valemon ile Öncü Roket Teknolojisi

Propulse NTNU, katı yakıtlı roketlerle başlayarak yıllar içinde birçok roket geliştirdi. Ancak ekip, katı yakıtlı roketlerin itme üzerindeki kontrolün düşmesi ve verimlilik gibi sınırlamalarını kısa sürede fark etti. Bu, daha yüksek verimliliği ve hassasiyeti nedeniyle yörünge roketlerinde yaygın olarak kullanılan çift yakıtlı (çift sıvılı) tahrik teknolojisine geçilmesini sağladı.

Çift sıvılı (çift yakıtlı) tahrik (itme), katı yakıtlı motorlara kıyasla önemli avantajlar sunuyor. Kısma (throttle) kontrolü, daha iyi yakıt verimliliği ve uçuş sırasında daha fazla esneklik bu avantajlar arasında yer alıyor. Etanol ve sıvı oksijeni (LOX) roket yakıtı olarak kullanan Project Valemon daha yüksek seviyelerde itme gücü ve daha kontrollü, güvenilir bir performans elde ediyor. Valemon’u farklı kılan şey, özel olarak tasarlanmış ve mukavemeti ve yüksek sıcaklıklara dayanıklılığıyla bilinen bir malzeme olan İnkonel 625’ten 3D baskı ile üretilmiş, koaksiyel sarmal (swirl) enjektörüdür. Bu enjektör, yakıtın ve yakıcı maddenin verimli bir şekilde karışmasını sağlayarak roketin performansını en üst düzeye çıkarıyor.

Ayrıca, Xometry’nin CNC işleme kabiliyetleri sayesinde, roketin geri dönüş sistemine entegre edilen CNC işleme ile üretilmiş toplar, paraşütün hızlı ve güvenilir şekilde açılmasını sağlayarak her fırlatmadan sonra roketin güvenli bir şekilde geri dönüşünü mümkün kılıyor.

Propulse NTNU Başkanı Joachim Jerg Schmidt bu durumu “Çift sıvılı tahrike geçmek bizim için büyük bir adımdı. Performans ve tasarım açısından tamamen yeni ufuklar açtı, ancak daha önce karşılaşmadığımız düzeyde hassas bir üretim ve mühendislik de gerekiyordu.” diyerek açıklıyor.

Project Valemon’un Başarısının Arkasındaki Zihinlerle Tanışın

Propulse NTNU, şu anda 64 aktif üyeden oluşan ve tamamen öğrenciler tarafından yönetilen bir organizasyon; bu üyelerin çoğunluğu tahrik (itki), mekanik tasarım, aviyonik, DevOps, pazarlama ve işletme gibi çok çeşitli disiplinlerden gelen mühendislik öğrencileri. Ekip, profesyonel bir organizasyona oldukça benzer şekilde yapılandırılmış; bir yönetim kurulu ve projenin farklı yönlerini denetleyen disiplin liderlerine sahip. Toplu çabaları, Propulse NTNU’nun 2022’de EuRoC’da (Avrupa Roketçilik Yarışması) ilk 3’e girmesi de dahil olmak üzere uluslararası yarışmalarda kayda değer başarılar elde etmesini sağladı.

İşbirliği içinde çalışarak Project Valemon'un başarısını sağlayan ve öğrenci roketçiliğinin sınırlarını zorlayan 64 üyeli Propulse NTNU ekibinin bir kısmı. — İşbirliği içinde çalışarak Project Valemon’un başarısını sağlayan ve öğrenci roketçiliğinin sınırlarını zorlayan 64 üyeli Propulse NTNU ekibinin bir kısmı.

A portion of the 64-member Propulse NTNU team, whose collaborative efforts drive the success of Project Valemon and push the boundaries of student rocketry.© — İşbirliği içinde çalışarak Project Valemon’un başarısını sağlayan ve öğrenci roketçiliğinin sınırlarını zorlayan 64 üyeli Propulse NTNU ekibinin bir kısmı.

Teknik başarıların ötesinde, Propulse NTNU, öğrencilerin sadece roket tasarlayıp üretebildiği değil, aynı zamanda araştırma ve geliştirmeden üretim ve fırlatma operasyonlarına kadar mühendislik sürecinin her adımını da yönetebildiği uygulamalı bir öğrenme platformu olarak hizmet veriyor.

Tasarım ve Üretim Yolculuğunda Ustalaşmak

Propulse NTNU’da her yeni roket projesi Eylül ayında başlıyor, akademik yıl ile uyum içinde devam ediyor ve aylarca sürecek yoğun inovasyon ve mühendislik çalışmalarının zeminini oluşturuyor. Seçici bir ekibe alım sürecinden sonra, yeni üyeler kapsamlı bir eğitimden geçiyor ve kendilerini gelişmiş tahrik sistemleri, malzeme bilimi ve aerodinamik konularında geliştirmeye başlıyorlar. Ekip ilk konsepti geliştirmeye başladığında, her öğrenci projeye katkıda bulunacak şekilde tam donanımlı hale gelmiş oluyor.

“İlk büyük dönüm noktalarından biri Kasım ayında ilk tasarım incelemesiyle gerçekleşir. Bu kritik aşama, tasarımlarımızı titizlikle test etmemize ve iyileştirmemize olanak tanır ve motordan geri dönüş sistemine kadar her bileşenin katı standartlarımızı karşıladığından emin olmamızı sağlar” diye açıklıyor Propulse NTNU Başkanı Joachim Jerg Schmidt.

Tasarımlar onaylandıktan sonra prototipleme aşaması başlıyor. İlk prototipler genellikle parçaları simüle etmek ve işlevselliklerini test etmek için PLA veya PC gibi malzemeler kullanılarak 3D yazıcı ile üretiliyor. Ekip farklı yinelemelerle denemeler gerçekleştiriyor, bileşenlerde ince ayarlar yapıyor ve tasarımları gerçek dünya koşullarında doğruluyor.

Valemon'un hassas bileşenleri, Project Valemon'un iddialı hedeflerinin başarısı için kritik öneme sahip. — Valemon’un hassas bileşenleri, Project Valemon’un iddialı hedeflerinin başarısı için kritik öneme sahip.

Şubat ayına gelindiğinde Propulse NTNU, CNC işleme ve eklemeli imalat gibi gelişmiş teknikler kullanarak nihai parçaları üretmek için Xometry gibi endüstri lideri sponsorlarla ortaklıklar kuruyor. Bu, roketin geri dönüş sistemi ve yakıt besleme sistemi gibi hassas mühendislikle üretilecek bileşenlerin ortaya çıkarıldığı önemli bir aşamayı oluşturuyor. Bu bileşenlerin (özellikle İnkonel 625 ve havacılık-uzay sınıfı alüminyum gibi malzemelerle) üretiminin karmaşıklığı, aşırı koşullar altında performansı korumak için kusursuz bir uygulamayı gerekli kılıyor.

Son montaj aşaması genellikle Temmuz ayında başlıyor ve ekip tüm bileşenleri birleştirerek tamamen işlevsel bir roket elde ediyor. Bu basit bir işlem değil: ekip tahrik, geri dönüş, aviyonik ve yapısal sistemleri titizlikle bir araya getirerek sorunsuz bir şekilde birlikte çalışmalarını sağlıyor. Montajla aynı anda testler de gerçekleştiriliyor ve performansı doğrulamak için her alt sistem, simülasyonlara ve gerçek dünya denemelerine tabi tutuluyor.

Bir roketi konseptten fırlatma aşamasına kadar böylesine sıkı bir zaman çizelgesi içinde götürebilme kabiliyeti, Propulse NTNU’nun olağanüstü koordinasyonunun, teknik uzmanlığının ve işbirliği ruhunun bir kanıtı. Titiz mühendislikleri ve Xometry gibi üretim uzmanlarıyla ortaklıkları, en zorlu koşullar altında bile başarıya ulaşmalarını sağlıyor.

Valemon'un yüksek performanslı itme için etanol ve sıvı oksijenle çalışan tahrik sistemi, kritik testlerden geçiyor. — Valemon’un yüksek performanslı itme için etanol ve sıvı oksijenle çalışan tahrik sistemi, kritik testlerden geçiyor.

Roketin Başarısında Xometry’nin Oynadığı Önemli Rol

Xometry’nin Propulse NTNU ile iş birliği, Proje Valemon’un başarısı için gereken yüksek hassasiyetli bileşenlerin üretiminde kritik önemliydi. Paraşütün güvenilir şekilde açılması için gerekli olan geri dönüş topları (fırlatıcıları), roketin güvenli inişi için gereken zorlu standartları karşılayacak şekilde üretildi.

Xometry tarafından üretilen bu geri dönüş topları, gerekli mukavemet ve hassasiyeti elde etme kabiliyeti nedeniyle seçilen 5 eksenli CNC işleme prosesi ile alüminyumdan üretildi. Bu topların üretiminde, paraşütlerin yüksek hızlarda hızla açılması da dahil olmak üzere roket uçuşunun zorlu koşulları altında güvenilir bir şekilde performans gösterebilmeleri için katı spesifikasyonlara uyulması gerekiyordu.

Bu bileşenlerin başarısı, Propulse NTNU ekibine, geri dönüş sisteminin güvenilir olduğunu bilerek roketin tasarımının diğer önemli yönlerine odaklanma fırsatı verdi. Schmidt, “Bu parçaların kalitesi tüm beklentilerimizi aştı” diyor. “Xometry’nin kısa bir teslim süresi içinde yüksek hassasiyetli bileşenleri tedarik etme kabiliyeti, geri dönüş sistemimizin emin ellerde olduğunu bilerek projenin diğer kritik yönlerine odaklanmamıza imkan verdi.”

Geri dönüş toplarının (recovery mortars) 3D modelleri; Xometry tarafından hassas 5 eksen CNC işleme için tasarlandılar.

Xometry uzmanlığıyla CNC işleme ile üretilen topların nihai hali; Valemon için paraşütün güvenilir şekilde açılmasını sağlıyor.

Propulse NTNU ve Project Valemon’un Geleceği

Propulse NTNU’nun hedefleri Project Valemon ile sınırlı kalmıyor. 2025 Projesine bakıldığında, ekip çift sıvılı tahrik sistemlerini daha da ilerletmeyi ve öğrenci liderliğindeki mühendislik projelerinin başarı sınırlarını zorlamaya devam etmeyi hedefliyor. Nihai hedefleri, Norveç topraklarından uzaya bir sondaj roketi fırlatmak ve bu başarı ile öğrenci roketçiliğinde standardı yeniden belirlemek.

Geleceğe bakıldığında, ekip, öğrenci liderliğindeki havacılık-uzay inovasyonunun sınırlarını zorlamak için gerekli hassasiyeti ve kaliteyi sağlamak üzere Xometry gibi ortaklardan güç alarak başarılarını sürdürmeyi planlıyor.

Propulse NTNU Hakkında: Propulse NTNU, Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde (NTNU) bulunan Norveç’in ilk öğrenci liderliğindeki roketçilik ekibidir. Uzay araştırmalarında ilerleme kaydetme tutkusuna sahip olan bu ekip, Valemon gibi son teknoloji roketler tasarlıyor, üretiyor ve bu roketleri fırlatıyor. Endüstriden ortaklar ve akademik kurumlar tarafından desteklenen Propulse NTNU, öğrenci liderliğindeki havacılık ve uzay inovasyonunun sınırlarını zorlamaya devam ediyor ve roketçilik ve uzay teknolojisinde standartları yeniden belirliyor.

Website: https://www.propulse.no/

İletişim: contact@propulsentnu.no