Toros Sedirinin İnsansız Hava Aracıyla Ekilmesi
Transkript
Toros Sedirinin İnsansız Hava Aracıyla Ekilmesi
I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, Kahramanmaraş KSÜ Doğa Bil. Der., Özel Sayı, 2012 240 KSU J. Nat. Sci., Special Issue, 2012 Toros Sedirinin İnsansız Hava Aracıyla Ekilmesi Mustafa ŞAHİN1, M. Tülin YILDIRIM1 1 Erzincan Üniversitesi, Sivil Havacılık Yüksekokulu, Erzincan ÖZET: Toros sediri, ülkemiz ormanlarında bulunan ve uzun yıllar aşırı kesimler, otlamalar vb. nedenlerden dolayı zarar görmüş, eski durumunu kazanmayı bekleyen değerli ağaç türlerinden biridir. Bu türün korunması için uzun yıllardır süren çalışmalar günümüzde de devam etmektedir. Toros sediri ekimi çalışmalarında çoğunlukla elle ekim uygulanmakla birlikte son yıllarda elle ekimin mümkün olmadığı yerlerde helikopter ile ekim gerçekleştirilmektedir. Sunulan çalışmada ilk başlarda askeri amaçlar için geliştirilen ve kullanılan insansız hava araçlarının sivil amaçlı ağaçlandırma çalışmalarında kullanılması önerilmektedir. Bu çalışmada insansız hava aracı kullanılarak yapılan Toros sediri ekim işlemlerinin verimi, etkinliği ve üstünlükleri uygulaması ile birlikte incelenmiştir. Anahtar Sözcükler: Toros Sediri, İnsansız Hava Aracı, Ağaçlandırma Planting Taurus Cedar by Unmanned Aerial Vehicle ABSTRACT: Taurus cedar is one of the most valuable trees in Turkey, though it has suffered for millennia from over cutting, overgrazing by livestock, and other abuses. It remains in high demand due to its extraordinary versatility. In response, afforestation efforts are underway. To date, these efforts have been limited to broadcast seeding by hand and, more recently, by helicopter for hard to reach areas. In this study, the efficacy of an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) for seed distribution was examined and tested. Keywords: Taurus cedar, Unmanned Aerial Vehicle, Reforestation GİRİŞ Günümüz itibariyle ülkemizdeki mevcut ormanlarımızın kapladığı alan 21.2 milyon hektar olup bu miktar, ülkemizin topraklarının % 27’sine tekâmül etmektedir. Fakat bu ormanların yaklaşık yarısı bozuk durumdadır. Bundan dolayı ülkemiz ağaçlandırma ve iyileştirme çalışmaları içerisindedir. Bu orman türlerinden bir tanesi de Toros sediri ağaçlandırmasıdır (Kahveci 2011). Toros sediri yaprağını dökmeyen iğne yapraklı, kurağa dayanıklı, 1000 yılın üzerinde ömrü olan ve çok devasa görünüşlere (2.49 m. çapa, 46 m. uzunluğa ve 35 mm kabuk kalınlığına) sahip olabilen bir ağaç türüdür (Boydak 2003, Gülpınar 2006, Keskin 1994, Pijut 2000). Ülkemizde doğal olarak yetiştiği yerlerde “katran” olarak bilinmektedir (Keskin 1994, Türkönde 2011). İlk kozalaklarını yaklaşık olarak 30 yaşında vermeye başlayan bu ağaç türü (Boydak 2007, Erkuloğlu 1994) çoğunlukla Toros dağlarında 800 ve 2100 metre yüksekliklerde görülmektedir. Ayrıca, bu tür 500-600 metre irtifalarda veya 2400 metre yüksekliklerde az da olsa görülmekte ve bu yerlerde üst orman sınırını oluşturmaktadır (Boydak 2007, Yeşilkaya 1994). Yüksek irtifalarda düşük hava sıcaklığından dolayı ağacın şeklinde bozulmalar görülebilmektedir. Acıpayam–Bozdağ ve Köyceğiz arasındaki dağlar batı sınırını, Kahramanmaraş ilindeki Engizek-Ahir dağları ise doğu sınırını oluşturmaktadır. Belirtilen sınırların dışında az miktarda da olsa sedir, Sultandağı-Afyon ve Karadeniz Bölgesinde (Çatalalan-Erbaa ve AkıncıköyNiksar) görülmektedirler (Boydak 2007, Öner ve __________________________________________ Sor. Yazar: ŞAHİN, M., msahin@erzincan.edu.tr Uysal 2006, Öner ve Uysal 2009 Yeşilkaya 1994). Şekil 1’ de ülkemizde bulunan sedir ağaçlarının doğal yayılımı görülmektedir. Toros sediri; estetik, kültürel, tarihi, bilimsel, ekolojik ve ekonomik etkilerinden dolayı çok büyük bir öneme sahiptir (Boydak 2003, Boydak 2007, Özçelik ve Ünal 2009). Sedir ağacından elde edilen tomruklar içerisinde barındırdığı kimyasallardan dolayı çürümeye ve atmosferik koşullara karşı dayanıklıdır. Kendisine özgü kokusu ve rengi olan, ağacından alınan bir parçanın makine ve elle kolay işlenebilmesi gibi özelliklerinden dolayı sürekli ihtiyaç duyulan bir ağaç türü olmuş ve çok fazla kesimi yapılmıştır (Boydak 2003, Boydak 2007, Pijut 2000). Pek çok medeniyetler sedir ormanlarını ev, tapınak, gemi, demiryolu yapmak üzere yok etmiştir. Eski kayıtlar incelendiğinde Toros sedirinin sınırlarının şimdiki sınırlarının ötesinde olduğu açık bir gerçektir (Atmaca 2011). Yukarıda açıklanan özelliklerinden dolayı yüzyıllardır ticari öneme sahip olmuş ve bu durum yıkımla sonuçlanmıştır. Örneğin; eski zamanlarda Mısırlılar ülkemizin güneydoğusundan sedir tomruklarını altın, gümüş karşılığında alarak firavunlar için saraylar inşa etmekte kullanmışlardır (Kurt ve ark. 2008, Yaman 2007). Bunun yanı sıra Mısırlılar firavunları mumyalama işlemlerinde de sedir ağaçlarından elde edilen kimyasallardan yararlanmışlardır (Kurt ve ark. 2008). Günümüzde pek çok amaca hizmet etmekle birlikte mobilya, doğramacılık, elektrik direği, ev ve gemi inşaatı, kâğıt, yonga levha vb. pek çok görevde kullanılmaktadır (OGM 2011b). I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, Kahramanmaraş KSÜ Doğa Bil. Der., Özel Sayı, 2012 206 KSU J. Nat. Sci., Special Issue, 2012 Şekil 1. Toros sedirinin ülkemizdeki yayılış alanı (Boydak, 2003) 1 m3 sedir tomruğu 600 doların üzerindedir (Kahveci, 2011). Sonuç olarak, bu tür yukarıda belirtilen ihtiyaçlardan dolayı muzdarip durumdadır. Sedir ağacı, tohumunun ekimi, aşılama ve fidan dikimi yoluyla türeyebilen bir türdür (Khuri ve ark. 2000). Ülkemizde sedir ağaçlarının elde edilmesindeki tohum ekim (serpme tohumlama) yöntemi ise hem elle tohum ekme hem de ulaşılması güç yerlere helikopterle ekim işlemi yapılması şeklindedir. Şekil 2’de elle ve helikopterle yapılan ekim işlemi görülmektedir. Ülkemizde bu türün iyileştirilmesi üzerine ciddi çalışmalar, 1980’li yıllarda başlamıştır (OGM 2011a). İlk büyük çaplı tohum ekim çalışması, Mersin ilinin Anamur ilçesi Armutkırı mevkiinde 1984 yılında yapılan ekim işlemidir. Bu ekim projesi kapsamında 300 hektar karstik araziye sedir tohumu ekimi gerçekleştirilmiş ve çok başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Bu tarihten itibaren tohum ekme yöntemi, ülkemizin diğer kısımlarında da uygulanmaya başlanmıştır. 1984 ile 2005 yılları arasında 40.457 hektar karstik arazi başarılı bir şekilde ekilmiştir (Boydak 2007). Özellikle ulaşılması güç yüksekliklere de 2004 yılından bu yana helikopterlerle tohum ekme işlemi yapılmaktadır (Kahveci 2011). a) b) Şekil 2. Serpme tohumlama, a) Elle serpme tohumlama (Fotoraf: İ. Pereşan), b) Helikopterle serpme tohumlama (OGM Websitesi) Sedir ağaçları çoğunlukla kahverengi, kırmızıkahverengi, sığ, orta veya orta derinlikteki topraklarda veya verimli toprakların bulunduğu kayalıkların arasında yetişme eğilimindedir (Boydak 2003, Boydak 2007, Öner ve Uysal 2006) Kolay adapte olabilmesi, ayırt edici odun özellikleri, çok uzun yaşam ömrü ve çok yönlülüğünden dolayı doğal yetişme alanlarının dışında da ekimi gerçekleştirilmektedir. Bu ekim çalışmaları, ülkemizden başka İtalya, İran ve Bulgaristan’da ticari amaçlı, toprak koruma ve estetik amaçlı olarak uygulanmaktadır (Boydak 2003, Boydak 2007). Doğada sedir ağaçları, tohumlarını Kasım ayının sonunda veya Aralık ayından başlayarak kış mevsiminde dökmeye başlamaktadır. Ardından gelen kar yağışı, tohumları zararlılara karşı koruyarak sedir fidelerinin yaşamalarını sağlamaktadır. Sedir ekme işleminde ideal olan tohum ekme işleminin bu zamanlarda gerçekleştirilmesidir. Sedir tohumu kar yağışından önce veya sonra araziye ekilebilmektedir (Boydak 2003, Boydak 2007). I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, Kahramanmaraş KSÜ Doğa Bil. Der., Özel Sayı, 2012 253 Yukarıda bahsedildiği gibi Toros Dağları bu ağaç türünün çoğunlukla görüldüğü yerlerdir. Akdeniz’in kıyısı ile İç Anadolu Bölgesi arası Akdeniz ülkeleri içerisinde en fazla karmaşık ve muhteşem karstik araziye sahiptir. Dağlar yaklaşık 200 km genişliğinde; yüksek, keskin tepeler ve derin vadilerden oluşmaktadır. İç Anadolu Bölgesi Akdeniz ekosistemi içerisinde olup, ülkemizde az miktarda ormana sahip bir bölgedir. Bu bölgede yapılan ağaçlandırmalarda Toros sedirinin katkısı % 30’dur ve 1.7 milyon hektar arazi sedir ağaçlandırma potansiyeline sahiptir (Boydak 2007, Gülcü ve ark. 2010). Önceden de belirtildiği üzere ülkemizde sedir tohumu ekimi, elle veya helikopterlerle gerçekleştirilmektedir. Tohum ekim yönteminin uygulandığı şehirler arasında Mersin, Adana, Antalya, Kahramanmaraş, Kayseri, Denizli, Muğla, Amasya ve Konya illeri bulunmaktadır. 2010 yılına kadar 101.428 hektar alan ekilmiş ve Orman ve Su İşleri Bakanlığı tarafından kararlaştırılan sedir ağaçları eylem planınca 2005 ile 2014 yılları arasında 100 milyon sedir tohumu ekilmesi hedeflenmektedir (Kahveci 2011). Helikopterle ekime verilecek örneklerden bir tanesi Kayseri’ de bulunan Erciyes Dağı’na yapılan ekimdir. Helikopterden serpilen sedir tohumları şimdi 10 cm üzerindedir (Zaman Gündem 2011) Yukarıda da bahsedildiği üzere sedir tohumu ekimi ülkemizde elle ve helikopterler ile kısıtlıdır. Orman Genel Müdürlüğü elle tohum ekme işlemi için pek çok işçi çalıştırmaktadır. Her iki yöntemle gerçekleştirilen sedir tohumu ekiminde karşılaşılan sorunlar bu çalışmada geliştirilen insansız hava aracında (İHA) çözümlenmeye çalışılmıştır. Tohumların elle ekilmesinde karşılaşılan birtakım sıkıntılar bulunmaktadır. Tohumlar kış mevsiminde ekildiğinden işçiler soğuk hava şartlarında çalışmakta, karla kaplı engebeli arazide yürümekte zorluk çekmektedirler. İşçiler arazilerin engebeli, taşlı, çalılık ve dik olması vb. nedenlerden dolayı tohum ekme işleminde zorluk çekmekte ve gerektiğinde bu yerlere ekim işlemi yapamamaktadır. Ayrıca, işçiler ekim sırasında birbirinden farklı ekim işlemi yapmakta, özellikle deneyimsiz işçiler bir noktaya bazen çok sık bazen de çok az ya da hiç tohum atmamaktadırlar. Helikopter ile tohum serpme işleminde ise tohumlar işçiler tarafından helikopter tabanında bulunan bir delikten basitçe dökülmektedir. Bu işlemde tohumlar sadece yerçekimi etkisiyle toprağa ulaştığından ekilen tohumlar aynı şekilde düzenli değildir. Ayrıca, helikopterlerin böylesine bir görevde kullanılması hem işletme hem de hangar vb. maliyetlerinden dolayı ekonomik olmamaktadır. Tohum ekme işlemi kış aylarında gerçekleştiğinden helikopterler hem uçuş mürettebatını hem de içerisinde bulunan işçilerin hayatlarını riske sokmaktadır. Yukarıda belirtilen olumsuz durumlar göz önünde bulundurularak, İHA’ların geleneksel hava araçlarına göre insan kaybı riskine sahip olmaması, üretmesi ve işletmesinin kolay olması, hem zaman ve hem de KSU J. Nat. Sci., Special Issue, 2012 maliyetten tasarruf sağlamasından dolayı sedir ağaçlandırma çalışmalarında ülkemiz açısından uygun olacağı düşünülmüş ve özellikle sedir ağaçlandırılmasında kullanılmak üzere bir İHA geliştirilmiştir. Bu çalışmada tasarlanan ve İHA üzerinde kullanılan mekanik ve kontrollü tohum yayma sistemi ile tohumların kontrollü ve istenilen miktarda ekimi mümkün olmaktadır. Bu şekilde elle ekimde ortaya çıkan ve arzu edilmeyen miktarsal değişkenlik durumu ortadan kaldırılmaktadır. Aşağıda sedir ağaçlandırması amacıyla geliştirilen İHA ile yapılacak ekimlerin üstünlükleri belirtilmiştir: İHA üzerinde bulunan görüntüleme sistemi, doğru tohum ekiminin gözlenmesine ve yer kontrol operatörüne açık bir görüş sağlayarak tohum ekme için arazinin seçilmesine ve görüntülenmesine olanak tanımaktadır. İHA’lar ile yapılan tohum ekimi, elle yapılan serpme tohumlamaya göre daha hızlıdır. İHA’ların yatay hızı işçilerin araziyi yürüyerek kat etmelerine göre daha hızlı olmasından dolayı ve aynı anda dikey olarak yükselebilmeleri sayesinde yerden birkaç metre yükseklikten arzu edilen yüksekliğe kadar çıkarak tohumların geniş bir alana hızlı bir şekilde yayılmasını sağlayabilecektir. İHA’lar çoğunlukla boyutta, karmaşıklıkta ve maliyette farklılık gösterse de, bu çalışmada olduğu gibi model uçaktan uyarlanmış gösterişsiz bir araçla bile serpme tohumlama gerçekleştirilebilmektedir. Pilotlu hava araçlarına göre daha az ağırlığa sahip olacağından daha az yakıt sarfiyatı gerçekleşecek, karmaşıklığı daha az olduğu için de pilotlu hava araçlarına göre bakım maliyeti daha az olacaktır. Tohum serpmede kullanılacak İHA için bir hava platformu, yer kontrol istasyonu ve İHA kullanıcısı operatör ile bu çalışmada kullanılan mini İHA’nın daha büyük boyutlarda geliştirilmesi ile ülkemiz için büyük öneme sahip Toros Sedirinin etkili bir şekilde ekimi mümkün olacaktır. Yukarıda bahsedilen pek çok avantajının yanında çok sayıda işçi gereksinimi de ortadan kaldırılarak bir başka şekilde ülke ekonomisine katkıda bulunacaktır. YÖNTEM Sedir tohumlarının İHA ile geniş bir araziye ekilmesinin gerçekleştirilmesi amacıyla bir model uçak kullanılmış ve gerekli modifikasyonlar yapılmıştır. Bu uçak sedir ekme işlemi ve uçak için gerekli aviyonik sistem ve parçalar için uygun alana sahip olması, sağlamlığı, dengeli uçuş kabiliyeti ve bu yükler için yeterli miktarda kaldırma kuvveti üretebilen kanada sahip olmasından dolayı seçilmiştir. Orijinal olarak tasarlanan tohum yayma sistemi uçağa monte edilmiştir. Uçağın tamamlanmasından sonra 12 Temmuz 2011 tarihinde Ankara’nın Gölbaşı ilçesinde test uçuşları yapılmıştır. Geliştirilen İHA ile ilgili bilgiler aşağıda detaylı olarak verilmiştir. Sistem İHA ve Yer Kontrol İstasyonu olmak üzere ikiye ayrılmaktadır (Şekil 3). I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, Kahramanmaraş KSÜ Doğa Bil. Der., Özel Sayı, 2012 252 KSU J. Nat. Sci., Special Issue, 2012 Şekil 3. Ağaçlandırma amaçlı geliştirilen İHA ve sistemlerinin gösterimi Platform Platform olarak bir balsa ağacından yapılmış sabit kanatlı bir model uçak kullanılmıştır. Bu model uçak kamera, video verici ve standart radyo alıcı gibi aviyonik sistem/parçalar, tohum tankı ve tohum yayıcı için yeterli miktarda alana sahip olmasından dolayı tercih edilmiştir. Platform’un özellikleri aşağıdaki gibidir. Kanat açıklığı: 1845 mm, Kanat Alanı: 58.69 dm2, Uzunluk: 1414 mm, Maksimum kalkış ağırlığı: 45005000 gr, Faydalı Yük Ağırlığı: 450 gr., Düz Uçuş Hızı: 75 km.h-1., Maksimum Mesafe: 1000 m., Maksimum Havada Kalış Süresi: 25 dk, Çalışma Yüksekliği: 50 m.’ye kadar, Faydalı Yükler: CCD Kamera ve Tohum Yayma Sitemi. Elektrik/Elektronik Sistem/Parçalar İHA’ nın itki kuvvetini sağlamak amacıyla bir pervaneye sahip 60A fırçasız bir elektrik motoru 70A bir ESC (Elektronik Hız Kontrol Ünitesi) tarafından kontrol edilmektedir. Uçağın uçuş kumandaları olan kanatçıklar, irtifa ve istikamet dümeni her birinde birer adet olmak üzere üç adet standart servo ile kontrol edilmektedir. Ayrıca uçağın burun iniş tekeri için ayrı bir servo kullanılarak kontrol kabiliyetine sahiptir. Uçak üzerinde 7 kanallı 72 MHz frekansa sahip standart radyo alıcısı ve 900 MHz’lik Audio/Video (A/V) vericisi bulunmaktadır. Radyo alıcısı ve A/V vericisinin frekansı, birbirinden etkilenmesini önlemek için farklı seçilmiş ve ayrıca uçak üzerinde bu iki cihaz birbirinden fiziksel olarak ta ayrılmıştır. A/V verici ve standart radyo alıcı Şekil 2’de gösterilen yerlere monte edilmiş ve radyo alıcı anteni uçağın kuyruğundan dışarı çıkarılmıştır. Serpme sonrası tank içerisinde tohumların bittiğinden ve tohum dağıtma sisteminin tasarım amacına göre çalıştığından emin olmak, en iyi ekim alanını seçebilmek ve ayrıca uçağın seyrüseferine yardımcı olmak amacıyla uçağın gövdesinin alt kısmına bir CCD kamera takılmıştır. Kamera, pan/tilt mekanizmasına sahip olup 45o aşağı-yukarı dikey olarak hareket edebilmekte ve İHA pilotu tarafından Yer Kontrol İstasyonundan (YKİ) kontrol edilmektedir. Uçak üzerindeki kamera tarafından alınan bilgi A/V verici sayesinde yer kontrol istasyonuna gönderilmekte ve buradaki görüntüleme ekranında görüntülenmektedir. Tohum Yayma Sistemi Tohum inin altına monyayma sistemi, tohum tankı ve tohum yayıcıdan meydana gelmektedir. Bu sistemin oluşturulmasında tek kat mukavva ve balsa ağacı kullanılmıştır. Tohum tankı uçak gövdesi içerisine, tohum yayıcı ise uçak gövdestaj yapılmıştır. Tohum yayma sistemi ESC kontrol ünitesine sahip fırçasız bir motor tarafından YKİ’den kontrol edilmektedir. Tohum Tankı Uçağın gövdesinin büyük bir kısmı tohum tankı için kullanılmıştır. Tank 2.000 cm3 olup yaklaşık olarak 570 gr (9.000 sedir tohumu) sedir tohumu alabilmektedir. Tohum tankını alt kısmında tohum yayıcı istenildiği zaman ve istenilen miktarda tohum göndermeyi sağlayan ve bir servo tarafından kontrol edebilen, tıpkı piston mekanizmasına benzer bir açmakapama sistemi bulunmaktadır. Hemen altında tohum yayıcının dönmesini sağlayan fırçasız bir motor monte edilmiştir. Sistem, ayrıca tohum yayıcının çevresel etkenlerden korunması ve operatör yaralanmalarını önlemek için bir koruyucu ihtiva etmektedir ve tohum yayıcıdan 2 mm yukarıya motor yatağına sabitlenmiştir. Tohum Yayıcı Tohum yayıcı, dönen ve içerisinde dönme yönünde eğik bir yapıya sahip birden fazla kanalları bulunan bir disktir. Bu yapı ile tohumlar kanallardan geçerken üzerlerindeki merkezkaç kuvvetini artırarak uçak uçuş rotasında ilerlerken dengeli bir tohum dağıtma I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, Kahramanmaraş 253 KSÜ Doğa Bil. Der., Özel Sayı, 2012 işleminin gerçekleşmesini sağlamakta ve tohumların daha uzağa fırlatılmalarına olanak vermektedir. Böylece daha geniş bir alana tohum yayılması sağlanmaktadır. Yer Kontrol İstasyonu-YKİ YKİ bir adet A/V alıcısı, bir adet 7 kanal radyo vericisi ve görüntüleme ekranından oluşmaktadır. YKİ’den belli mesafeye kadar İHA görerek kontrol edilmekte ve ayrıca İHA üzerindeki kamera vasıtasıyla tohum yayıcısı izlenmekte ve ayrıca seyrüsefere yardımcı olarak da kullanılmaktadır. Test Uçuşu ve Sonuçları Önceden de belirtildiği üzere uçağın performans testlerinin Talas Belediyesi Akçakaya Model Uçak pistinde tamamlanmasının ardından 12 Temmuz 2011 tarihinde Ankara ili Gölbaşı ilçesinde Freepist adı verilen toprak alanda İHA ile serpme tohumlama işlemi için test uçuşları gerçekleştirilmiştir. Test uçuşu KSU J. Nat. Sci., Special Issue, 2012 saat 15:00 ile 16:00 arasında 6 m ve 9 m irtifalarda gerçekleştirilmiştir. Test uçuşlarının yapıldığı gün ve saatlerdeki hava durumunu gösteren bilgiler ve Freepist’e ait görünüm, sırasıyla Çizelge-1’de ve Şekil 4’de verilmiştir. Çizelge 1: Test uçuş günündeki hava durumu Hava Durumu Sıcaklık 14.7 oC Rüzgâr Hızı 5.5 m.s-1 (8 metre yükseklik) Rüzgâr Yönü Kuzeyden Test uçuş sonuçlarının analizinde düşünülecek en önemli kriter, bir ağaçlandırma çalışmasının potansiyel etkinliği ile direkt ilişkili olan tohumların dağılım yoğunluğudur (Çizelge 2). Şekil 4. İHA’nın test uçuşu ve Freepist, Gölbaşı, Ankara Çizelge 2. Test uçuşu sonuçları Test Uçuşları Tohum Yayma Süresi AçmaKapama Pozisyonu Uçağın Yer Hızı* Test 1 3 sn. Tam Açık 45 km.h-1 Test 2 2.5 sn. Tam Açık 60 km.h-1 İrtifa* Devir (RPM) 9 metre 6 metre 1800 RPM 2200 RPM Tohumlar Arası Mesafe Tohum Yayma Genişliği Toplam Ekilen Alan 20-70 cm 45 m 1700m2 10-40 cm 30 m 1500m2 * Tahmini değer Tohum Dağılım Yoğunluğu Birinci test uçuşunda tohumlar arası mesafe genellikle 20 ile 70 cm arasında iken ikinci test uçuşunda dağılım genellikle 10 ile 40 cm arasındadır. Tohumlar arası mesafe ±45 cm ideal olarak düşünüldüğünde, bu oranın her iki uçuş için de başarıldığı görülmektedir. Her iki test uçuşunda da, ölçülen dağılım oranı, tohum dağılımı için uygun görülen parametre sınırları içerisinde olmuştur. Geleneksel ağaçlandırma yöntemlerinde çimlenme sonrası fidanların olgun bireyler olması için yeterli alanı sağlamak amacıyla sık sık elle seyreltme işlemi yapıldığı göz önünde bulundurulmalıdır. Uçak Yer Hızı, İrtifa ve RPM Birinci test uçuşunda, uçağın yer hızı 45 km.h-1, irtifa 9 metre ve tohum yayıcının devri 1800 rpm iken ikinci test uçuşunda hız 60 km.h-1, irtifa 6 metre ve devir 2200 rpm’dir. Uçağın yer hızı, irtifası ve tohum yayıcının devir sayısı ile tohum dağılım yoğunluğu arasında ters orantı bulunmaktadır. Uçağın yer hızı ne kadar artarsa tohum dağılım yoğunluğunda o kadar azalma meydana gelmektedir. Benzer şekilde, uçağın yüksekliği ne kadar artarsa, tohum dağılımında o kadar azalma meydana gelmektedir. Son olarak, tohum yayıcının devri ne kadar artarsa tohum dağılım yoğunluğunda o kadar azalma olmakta, fakat bu I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, Kahramanmaraş KSÜ Doğa Bil. Der., Özel Sayı, 2012 245 durum daha fazla tohum dağıtma genişliği anlamına gelmektedir. Böylece, tohumların dağılım yoğunluğu, bu üç faktörün doğru olarak bilinmesiyle, önceden tahmin edilebilir ve kontrol edilebilir. Daha düşük hız/irtifa/rpm daha iyi bir tohum yoğunluğu sağlarken daha az miktarda alana tohum dağılmasına neden olur ve yüksek hız/irtifa/rpm daha düşük bir tohum yoğunluğu ile sonuçlanırken daha fazla genişlikteki bir alana tohum dağıtılmasına olanak vermektedir. Şekil 5’de ikinci test uçuşunda serpilen tohumların yerdeki dağılımını göstermektedir. Şekil 5. İkinci test uçuşundan yayılan tohumların yerdeki dağılımını Yayılan Alan Genişliği Birinci test uçuşunda tohum yayılma genişliği 45 metre iken, ikinci test uçuşunda 30 metre olarak ölçülmüştür. Uçuş yüksekliği tohumların yayılma genişliği üzerinde oldukça büyük bir rol almaktadır. Uçuş yüksekliğinin artması tohum yayılma genişliğini artırmaktadır. Toplam Ekilen Alan Toplam tohum yayılan alan, tank içerisinde bulunan tohum akış miktarını ayarlayan açma-kapama mekanizmasının pozisyonuna ve uçuş hızına bağlıdır. Her iki test uçuşunda açma-kapama mekanizması tamamıyla açık konumdadır ve İHA’nın etkinliğini ölçmeye yetecek kadar uçuş süresi olması sağlanmıştır. Uçuş süresi sınırlı miktardaki sedir tohumlarıyla birden fazla test uçuşu yapmayı sağlamıştır. Birinci test uçuşunda tohum yayılan toplam alan 1700 m2 iken ikinci test uçuşunda bu alan 1500 m2’dir. Yüksek irtifa ve hız, tohumun yayıldığı alan miktarını artırmaktadır. Toplam ekilen araziyi etkileyen bir önemli faktör ise tohum tankının tohum alma kapasitesidir. Birinci test uçuş bilgileri için tohumlar arası mesafe ortalama 50 cm olarak varsayıldığında ve tank kapasitesi düşünüldüğünde, tohum tankı yaklaşık 4 saniyede bitecek ve ekilen alan 2250 m2 olacaktı. Aviyonik ve Uçuş Kontrolleri Test uçağı, tohum dağıtma işlemini kolaylaştırmak için yer istasyonu ile veri aktarımını yapan aviyonik parçalar ile uyumlu bir performans sergilemiştir. İHA KSU J. Nat. Sci., Special Issue, 2012 ve standart radyo kumanda vericisi arasındaki iletişimle kanatçık, istikamet dümeni, irtifa dümeni, kamera, tohum yayıcısı ve pan/tilt mekanizması aynı anda kontrol edilmiştir. Her iki test uçuşu sırasında aviyonik ve uçuş kontrolleri arasında herhangi bir olumsuz etkileşim olmamıştır. SONUÇ ve ÖNERİLER Bu çalışmada başarılı ve sürdürülebilir ağaçlandırma çalışmalarına uygun olarak Toros sedir tohumunun serpme tohumlaması için özel olarak geliştirilmiş bir İHA çalışması gerçekleştirilmiş, elde edilen test sonuçları, tasarlanan sistemin beklentilere göre çalıştığını ve halen kullanılan elle ve helikopterle ekime alternatif etkili bir yöntem olduğunu göstermiştir. Model uçağın üzerine eklenen tohum yayıcı sistem, görüntüleme sistemi ve bu sistemlerin tamamının yerden kontrolü ile Toros sediri tohumları başarılı bir şekilde serpilerek bir insansız hava aracı ile Toros sediri ağaçlandırmasının gerçekleştirilebileceği gözlenmiş, bir İHA'nın ağaçlandırma çalışmalarında kullanılabileceği kanıtlanmıştır. Bu çalışmada kullanılan İHA, mini İHA olduğundan ancak sınırlı sayıda tohum yayma kapasitesine sahiptir. Geliştirilen İHA yerine fiziksel özellikleri ve kapasitesi artırılmış bir İHA'nın kullanımı tohum tankının kapasitesini de artırmayı mümkün kılacak, bu sayede tek operasyonda büyük bir alanın ağaçlandırılması mümkün olacaktır. Tohum tankının büyük olması çok miktarda tohumu bir araya getireceğinden Toros sediri tohumunun doğasında bulunan reçine, tohumların yapışması, tıkanıklık ve tohum yayıcı sistemin işlevini yerine getirememesi gibi sorunları beraberinde getirebilecektir. Bu durumun ortadan kaldırılması amacı ile tohum tankı içerisine akışkanlığı sağlayıp, tohumları tohum yayma sistemine kolaylıkla ulaştıracak tohum karıştırma sistemi eklenebilecektir. Bu çalışmada radyo kontrollü bir sistem ile yönetilen İHA'nın otonom ve programlanabilir uçuş sağlayacak şekilde tasarlanması, otonom kalkış-iniş sistemine sahip olması, YKİ'de bulunan pilotun iş yükünü önemli ölçüde azaltacaktır. Bu çalışmadan yola çıkılarak yapılacak her türlü İHA çalışması sadece Toros sediri ağaçlandırması için değil, ülkemiz için büyük öneme sahip diğer ağaç türleri için de ağaçlandırma çalışmaları yapılabilecektir. Not: Bu çalışma Erciyes Üniversitesi Araştırma Projeleri Daire Başkanlığı tarafından FBA-08-572 kodlu proje ile desteklenmiştir. KAYNAKLAR Atmaca, F. 2011. Sedirde Gençlik Bakımı, http://www.doa.gov.tr/doadergisi/doa8/d7.pdf, (Erişim Tarihi: Mart 2011) Boydak, M. 2003. “Regerenation of Lebanon cedar (Cedrus Libani A.Rich.) on karstic lands in I. Ulusal Akdeniz Orman ve Çevre Sempozyumu, 26-28 Ekim 2011, Kahramanmaraş KSÜ Doğa Bil. Der., Özel Sayı, 2012 246 Turkey”, Forest Ecology and Management 178, p: 231-243. Boydak, M. 2007. Reforestation of Lebanon cedar (Cedrus libani A. Rich) in bare karstic lands by broadcast seeding in Turkey, In: V. Leone and R. Lovreglio (eds), Options méditerranéennes, Series A: Mediterranean Seminars Number 75, 2007. Erkuloğlu, Ö. S. 1994. Sedirin Tohum Özellikleri, Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Sedir (Ed: Ünal, E.), s: 81-93. Gülcü, S., Gültekin, H. C., Ölmez, Z. 2010. The effect of sowing time and depth on germination and seedling percentage of the Taurus cedar (Cedrus Libani A. Rich), African Journal of Biotechnology Vol. 9(15): 2267-2275. Gülpınar Y., H. 2006. Bitkilerimiz, Çevre ve Orman Bakanlığı Basımı, Türev Yayıncılık ve Matbaacılık San. Tic. Ltd. Şti. Kahveci, O. 2011. Röportaj-Daha yeşil bir Türkiye için, http://web.ogm.gov.tr/Dkmanlar/roportaj.pdf, (Erişim Tarihi: 31.03.2011). Keskin, S. 1994. Sedirin Botanik Özellikleri, Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Sedir (Ed: Ünal, E.), s:33-41. Khuri, S., Shmoury M. R., Baalbakı R., Maunder M., Talhouk, S. N. 2000. Conservation of The Cedrus libani populations in Lebanon: history, current status and experimental application of somatic embryogenesis, Biodiversity and Conversation, 9(6): 1261-1273. Kurt, Y., Kaçar, M. S., Işık K.. 2008. “Traditional tar production from Cedrus libani A. Rich on the Taurus Mountains in Southern Turkey”, Economic Botany, 62(4): 615-620, OGM, 2011a. Sedir Ağacı Serüveni Başladı, http://web.ogm.gov.tr/birimler/bolgemudurlukleri/ mersin/Haberler/HaberGoruntule.aspx?List=879c6 028%2D38a7%2D46a3%2Dbe13%2D117f6d2c03 85&ID=115, 14.09.2010, (Erişim Tarihi: Mart 2011). OGM, 2011b. Cedrus libani A. Rich. (Familya: Pinaceae),http://www.ogm.gov.tr/agacturleri/agac3 .htm (Erişim Tarihi: 22.02.2011). Öner, N., Uysal, M. 2006. Mindos Tepe-Yeğren (Konya) yöresinde elde edilen Toros sediri (Cedrus libani A. Rich.) ve Mahlep (Cerarus mahalep (L.) Miller.) ağaçlandırmalarında dip çap ve boy ilişkileri, Gazi Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi- Kastamonu, 6(1): 11-25, Öner, N., Uysal, M. 2009. Usability of the Taurus Cedar and Crimean Pine in green belt afforestations in semiarid regions in Turkey: A case study in Konya Province Loros MountainAkyokus, African journal of Agriculturel Reseacrh Vol. 4 (10): 1049-1057. Özcelik, R., Ünal, E. 2009. Effects of release cutting on the development of young natural lebanon cedar (Cedrus libani A. Rich) stands of Western Mediterranean region of Turkey, Journal of Environmental Biology., 30: 179-182. KSU J. Nat. Sci., Special Issue, 2012 Pijut P. M. 2000. “Cedrus-The True Cedrus”, Journal of Arboricultural 26(4): 218-224. Türkönde, 2011. Trees of Taurus cedar (Cedrus libani A. Rich), http://turkonde.cukurova.edu.tr/common/ object_show.aspx?id=886, (Erişim Tarihi: Şubat 2011). Yaman, B. 2007. Anatomy of Lebanon Cedar (Cedrus Libani A. Rich.) wood with indented growth rings, Acta Biologica Cracoviensia, Series Botanica 49/1, p:19–23, Polish Academy of Sciences, Cracow. Yeşilkaya, Y. 1994. Sedirin Ekolojisi,Ormancılık Araştırma Enstitüsü Yayınları, Sedir (Ed:Ünal, E.,) s: 53-79. Zaman Gündem, 2011. Gül'ün serptiği sedir tohumları filizlendi., (http://www.zaman.com.tr/haber.do? haberno=1021240), (Erişim Tarihi: Nisan 2011).