III.Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi UHAT – 2015
Transkript
III.Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi UHAT – 2015
III.Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi UHAT – 2015 BİLDİRİ KİTABI Editörler Yrd.Doç.Dr. Metin ATAK Öğ.Gör. Bahattin AKA 23-24 Ekim 2015 / Atatürk Kültür Merkezi Konak- İzmir UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR III.Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi UHAT – 2015 BİLDİRİ KİTABI Editörler Yrd.Doç.Dr. Metin ATAK Öğ.Gör. Bahattin AKA Baskıya Hazırlayan Murat ERBEK Baskı – Şubat 2016 Basım Yeri Ege Üniversitesi Basımevi ii UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR SUNUŞ Birincisini 20-22 Aralık 2012 tarihinde “havacılık alanında eğitim veren kurumları, akademisyenler ve bu alanda faaliyet gösteren sektör temsilcilerini bir araya getirerek, bilgi‐tecrübe paylaşımı ve bilginin aktarımı bakımından önemli bir platform teşkil etmek” hedefiyle havacılık teknolojisi ve savunma sanayi alanında önemli faaliyetler ve yatırımların oluştuğu İzmir’de düzenlemiş olduğumuz kongremiz, bu yıl üçüncü kez aynı hedef ve ilk heyecanla havacılık alanı paydaşlarını bir kez daha bir araya getirmiş bulunmaktadır. Bu nedenle UHAT-2015 ekibi olarak büyük bir heyecan yaşamaktayız. Son yıllardaki Ülkemizin havacılık alanında bağımlılıktan kurtularak kendi özgün ve yerli hava araçlarını üretme ve bunun için ihtiyaç duyulan yerli sanayiyi geliştirme noktasındaki gelişimi ve yoğun gayretleri, tüm havacılık paydaşlarının birikim, paylaşım, ortak akıl ve gayretleri ile olacağında hiçbir şüphe yoktur. Bu kapsamda Kongrenin amacı, havacılık alanında yeni teknolojilerle ilgili gelişmelerin takip edebilmesi, sahip olduğumuz bilgi ve birikimin paylaşılması, sektör, eğitici ve araştırmacıların bir araya gelerek bilimsel tartışma ortamının yaratılmasıdır. Ülkemiz havacılığının gelişmesine gayret gösteren tüm eğitimci, akademisyen, araştırmacı, girişimci ve sanayicilerin yüklendikleri misyonlarına katkı sağladığını görmek bizlere büyük bir onur ve mutluluk yaşatmaktadır. Sivil ve askeri havacılığın gelişimine ivme kazandıracağını düşündüğümüz kongrenin tüm paydaşların yüklendikleri misyonu yerine getirmede katkı sağlamasını diliyoruz. İki günlük bir programla icra ettiğimiz kongreye, gönderilen bildirilerve katılımcıların çeşitliliği yönüyle büyük bir ilgi olduğu ve araştırma sayısının çok kısıtlı olduğu sivil havacılıkla ilgili de gözle görünür bir artışın olduğunu görmekten de ayrıca mutluluk duymaktayız. Ülkemizin yetiştirdiği çok sayıdaki bilim insanı, yönetici, araştırmacı, uzman ve konuya ilgiduyan değerli katılımcıları bu platformda bizimle birlikte görmenin ve Türk Havacılığının gelişmesiadına birlikte bir şeyler yapabilmenin son derece anlamlı bulmaktayız. Beş paralel oturum şeklinde toplam 20 oturumla icra edilen kongrede uzay ve havacılık, havacılık elektroniği, askeri ve sivil havacılık, havalojistiği konularında toplam 60 sunum yapılmış ve katılımcılar tarafından tartışılmıştır. Bu kapsamda kongre misyonuna katkı sağlayacak sonuçlar elde edildiği değerlendirilmektedir. Bu kapsamda kongrenin gerçekleşmesinde her türlü katkılarını esirgemeyen EgeÜniversitesi Rektörü Prof.Dr. Sayın Candeğer YILMAZ'a, Hava Eğitim Komutanımız Korgeneral Sayın Hasan KÜÇÜKAKYÜZ’e, Hava Teknik Okullar Komutanı Dr.Tümgeneral Sayın Ahmet CURAL'a, Hava Astsubay MYO Komutanı Kurmay Albay Mehmet GÜNAY’a, kongreye desteklerini esirgemeyen sponsorlarımız; Ülkemizin güzide kuruluşları Türk Havacılık ve Uzay Sanayi A.Ş (TUSAŞ) ve HAVELSAN’a, KONTEK Mühendisliğe, Özel Havajet Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesine, Gaziemir ve Menemen Belediyelerine, Havacılık ve Uzay Kümelenmesi Derneğine, kongrenin düzenlenmesinde özverili bir şekilde çalışan Kongre Yürütme ve Düzenleme Kurulları ile bildirilerin değerlendirilmesinde görev alan tüm Kongre Bilim Kurulu üyelerimize teşekkür ederim. Ayrıca kongreye, bilimsel çalışma, araştırmalarını ve incelemelerini bildiri şeklinde sunarak ya dadinleyici olarak katılan, tartışma ve katkıları ile kongrenin amacına uygun gerçekleşmesine katkı sağlayan tüm katılımcılar ile kongrenin gerçekleştirilmesinde büyük katkıları olan Ege MYO ve Hv.Astsb. MYO’nun değerli öğretim elemanlarına içtenlikle teşekkür ediyorum. iii UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Ülkemizin değerli bilim insanları ve havacılığa gönül vermiş araştırmacılarının ortaya koyduğu çalışmalarla oluşan kongrenin bu alanda çalışma yapacak araştırmacı ve ilgililere kaynak teşkil etmesi dileğiyle. Prof.Dr. H.Semih GÜNEŞ Ege Üniversitesi - Ege Meslek Yüksekokulu Müdürü Kongre Dönem Başkanı iv UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR KONGRE AÇILIŞ KONUŞMALARI v UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Ege Üniversitesi Ege MYO Müdürü Prof.Dr. H.Semih GÜNEŞ’in Konuşması 2012 yılında birincisi, 2013 yılında ikicisi gerçekleştirilen, bu yıl kongre dönem başkanlığı tarafımdan yürütülen, Ege Üniversitesi Ege MYO ile Hava Eğitim Komutanlığı Hava Teknik Okullar Komutanlığı Hava Astsubay MYO ile birlikte gerçekleştirdiğimiz "III. Ulusal Havacılık ve Teknolojisi Kongresi(UHAT 2015)" açılış törenine hoş geldiniz.Sizlere öncelikle çok kısa olarak okulumuz ve mesleki eğitim konusunda bilgi aktarımında bulunmak istiyorum. Hıfzı Doğan'ın ifadesiyle mesleki eğitim, bireye iş hayatında belirli bir meslekle ilgili bilgi, beceri ve iş alışkanlıkları kazandıran ve bireyin yeteneklerini çeşitli yönleri ile geliştiren eğitim süreci olup, ileri düzeyde fen ve matematik bilgisi ile uygulamalı teknik yetenekleri gerektiren, meslek kademeleri için gerekli bilgi, beceri ve alışkanlıkları kazandıran eğitimdir. Mesleki teknik eğitim, toplumsal gelişimde oldukça önemli bir yere sahip olup bir sosyal gereksinimdir. Mesleki teknik eğitim, ekonomik ve bireysel gelişimin yanında ülkeyi ilgilendiren ulusal ve uluslararası bir gereksinimdir.Bizler mesleki eğitim ile ülkemizin ihtiyacı olan nitelikli iş gücüne sahip meslek sahibi bireylerin yetişmesinde rol almaktayız. Bu gün itibariyle, Ege Meslek Yüksekokulunda, yaklaşık 9500 öğrenci eğitim-öğretim faaliyetlerini sürdürmektedir. 2015-2016 eğitim öğretim döneminde okulumuza 2350 öğrenci kayıt yaptırmış olup doluluk oranımız yüzde yüzdür. Öğrenci sayımız ülkemizde yaklaşık faaliyetlerini sürdüren 193 üniversitenin bir çoğundaki öğrenci sayısından daha fazladır. Bu yıl Senatomuzun kararı doğrultusunda, temmuz ayında YÖK Genel Kurulu tarafından Ege Üniversitesinde onuncu MYO olan Havacılık Meslek Yüksekokulu kurulması kararı alındı. Bu kapsamda okulumuzda faaliyet gösteren Uçak Teknolojisi ve Sivil Hava Ulaştırma İşletmeciliği programları Ahmet Eroğlu Eğitim Tesisi Sarnıç/Gaziemir de Havacılık Meslek Yüksekokulunda faaliyetlerini sürdürecektir. Üniversitemizde yeni kurulan Havacılık MYO’nun oluşumuna kısaca değinecek olursak;2009 yılının nisan ayında Rektörümüzün Ege Meslek Yüksekokulunda havacılık konusunda program açılması projesi, Gaziemir Belediye Başkanımız Sn. Halil İbrahim ŞENOL'un işbirliği ve bu kapsamda gerçekleştirilen protokol ile başlamıştır. Gaziemir Belediyesi tarafından Sarnıç da tahsis edilen alanda EROĞLU Ailesi tarafından, babaları AHMET EROĞLU'nın adına inşa ederek üniversitemize eğitim amaçlı olarak bağışlanan Ahmet EROĞLU Eğitim Tesisi, 7 Ekim 2010 günü ana binanın, 24 Mayıs 2011 de Hangarın açılışı ile Uçak Teknolojisi Programı olarak yaklaşık 4000 metre karelik kapalı alanda eğitim öğretim faaliyetlerine başlamıştır. 2010 yılı ocak ayında ESBAŞ'ın kurucusu, saygı ve rahmet ile andığımız Sn. Kaya TUNCER'in katkıları ile İzmir de kurucu Yönetim Kurulu Başkanı olarak görev aldığım Havacılık ve Uzay Kümelenmesi Derneği kurulmuştur. Havacılık Kümelenmesi üyeleri bir sinerji yaratarak UTP’ı ve okulumuzu sahiplenmiş ve bu eğitime büyük katkı sağlamışlardır. Bu durum Üniversitesivil toplum işbirliğinin çok iyi bir örneğidir. Öğrencilerimize stajları, çalışma ortamlarının temini, eğitim desteği ve uluslararası alanda çalışabilirlikleri konusunda katkılar sürdürülmektedir. Havacılık eğitimimiz Savunma Sanayii Müsteşarlığı, TUSAŞ, Hava Kuvvetleri Komutanlığı, Hava Teknik Okullar Komutanlığı, Kara vi UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Havacılık Komutanlığı, THY Teknik, İTÜ, ODTÜ, Anadolu Üniversitesi ve Erciyas Üniversitesi Havacılık Fakültelerinin destekleri ve katkıları ile devam etmektedir. Özellikle eğitimlerimizin yanında eğiticilerin eğitimi konusunda Hava Teknik Okullar Komutanlığı, TUSAŞ, THY Teknik tarafından okulumuza sağlanan katkılar öğreticilerimizin havacılık konusunda bilgilenmesi, öğrencilerimizin eğitim ve öğretiminin nitelikli olarak devam ettirilmesinde önem arz etmektedir.Rektörlüğümüz ile Hava Teknik Okullar Komutanlığı arasında gerçekleştirilen protokol kapsamında öğrencilerimiz Hava Teknik Okullar Komutanlığının öğretim elemanları tarafından Hava Astsubay MYO atölye olanaklarından da istifade ederek eğitim öğretim faaliyetlerini sürdürmektedir. Şimdi sizlerle, Havacılık konusunda Temmuz ayında Boeing tarafından yayınlanan dünyada gelecek 20 yılda (2034'e kadar) ihtiyaç duyulan pilot ve teknik eleman sayılarını inceleyen çalışmayı paylaşmak istiyorum. Çalışmada; 558.000 yeni ticari uçak pilotu ile 609.000 yeni makiniste ihtiyaç olacağı ifade edilmektedir. Bunların dağılımı ise şu şekildedir; Asya Pasifik teknisyen, Avrupa teknisyen, Kuzey Amerika teknisyen Latin Amerika teknisyen, Orta Doğu teknisyen, Afrika teknisyen, Rusya ve CIS ülkeleri teknisyen. 226.000 pilot, 238.000 95.000 pilot, 101.000 95.000 pilot, 113.000 47.000 pilot, 47.000 60.000 pilot, 66.000 18.000 pilot, 22.000 17.000 pilot, 22.000 Bu durum sivil havacılığın gelecek 20 yıldaki sadece pilot ve teknisyen ihtiyacının hangi boyutlarda olacağının iyi bir göstergesidir. Kongremize gelince; havacılık alanına ilişkin, sivil ve askeri havacılık uygulamaları, havacılık işletme faaliyetleri, havaalanı işletmesi, hava trafik yönetimi, uçuş kolaylıkları, hava lojistiği, havaalanı inşaatı ve tesisi, havacılıkta yasal düzenlemeler, havacılık da teknoloji kullanımı gibi özellikle havacılık alanının uygulamaya dönük konularını tartışmak üzere bir grup bilim insanının bir araya gelmesine olanak sağlamaktadır. Bu kapsamda sektör temsilcileri, bilim insanları, öğrenciler ve havacılığa gönül vermiş bireyler bir araya gelerek bu konuda yapılmakta olan bilimsel çalışmaları birlikte paylaşarak günceli tartışacaklardır. Kongrede Ege Üniversitesi, Hava Harp Okulu Akademisi, Hava Astsubay MYO, ODTÜ, Anadolu Üniversitesi SHYO, Erciyes Üniversitesi SHYO, Hava Harp Okulu, Hava Kuvvetleri Komutanlığı, Milli Eğitim Bakanlığı Kurumları, Dokuz Eylül Üniversitesi, Celal Bayar Üniversitesi, TUSAŞ, Havelsan, THY Teknik ve TEI, Figes Yazılım kurum ve kuruluşlarından toplam 65 bildiri sunulacaktır. Kongreye ayrıca, izleyici olarak Tübitak MAM, İskenderun SHYO, Haliç Üniversitesi, THK Üniversitesinden bilim insanları ile özel sektörün değerli temsilcileri katılmaktadırlar. vii UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Kongremizi destekleyen ve aramızda bulunan Rektörümüz Sayın Prof.Dr. Candeğer YILMAZ'a, Hava Eğitim Komutanı Sayın Korgeneral Hasan KÜÇÜKAKYÜZ, Hava Teknik Okullar Komutanı Tümgeneral Ahmet CURAL'a, Hava Teknik Okullar Komutanlığı çok değerli komutanlarına, havacılık kongrelerimize sürekli destek veren Gaziemir Belediye Başkanı Sn. Halil İbrahim ŞENOL ve Menemen Belediye Başkanı Sn. Tahir ŞAHİN'e, TUSAŞ Genel Müdürü Sn. Muharrem DÖRTKAŞLI'ya, UHAT 2015’e destek veren Kontek Firması ile Özel Havajet Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesine kongreye katılarak bizleri ve tüm dinleyicileri bilgilendirecek bilim insanlarına, kongre sekreterleri Yrd.Doç.Dr. Erdal ÖZ ve Yrd.Doç.Dr.Albay Metin ATAK'a, yürütme ve düzenleme kuruluna, tüm katılımcılara ve öğrencilerimize teşekkür ediyor, saygılar sunuyorum. Prof.Dr. H.Semih GÜNEŞ Ege Üniversitesi - Ege Meslek Yüksekokulu Müdürü Kongre Dönem Başkanı viii UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Hv.Astsb.MYO Komutanı Hv.SS.Kur.Alb. Mehmet Günay’ın Konuşması Ülkemizin güzide üniversitelerinden Ege Üniversitesi Ege Meslek Yüksekokulu ve havacılık alanında köklü geçmişe sahip Hv.Tek.Okl.K.lığı Astsubay Meslek Yüksekokulu işbirliğinde düzenlenen Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresine hoş geldiniz. Teşriflerinizle bizleri onurlandırdınız. Ülkemizde havacılığın gelişmesine ve çok sayıda havacının yetiştirilmesine büyük katkısı olan, tarihi ülkemiz havacılığı kadar eski Hv.Tek.Okl.K.lığı ailesi adına hepinizi saygıyla selamlıyorum. Havacılık konusunda eğitim veren yükseköğretim kurumları ile sektör temsilcilerini bir araya getirerek, bilgi ve tecrübe paylaşımı bakımından önemli bir platform teşkil etme hedefiyle, 2012 yılında ilk kez düzenlemiş olduğumuz kongrenin, aynı hedef ve aynı iştiyakla üçüncüsünü düzenliyor olmamızın bizlere büyük bir onur yaşattığını, kongrenin bir parçası olmamızın son derece anlamlı olduğunu ifade ederek sözlerime başlamak istiyorum. Kongrenin Ege Üniversitesi ile birlikte yürütücüsü olan Hv.Tek.Okl.K.lığı; Hava Kuvvetleri Komutanlığının 1911 yılında kurulmasından hemen sonra, 1916 yılında, 5’inci Tayyare Bölüğünün kurulmasıyla faaliyetlerine başlamış ve özellikle Ocak 1950’de Hava Makinist Okulu’na dönüştürülmesi ile birlikte uçuş ve bakım eğitimi faaliyetlerinde Türk havacılığında lokomotif rolü oynamıştır. Günümüzde Hv.Tek.Okl.K.lığı; bünyesinde bir meslek yüksek okulu, sınıf ve ihtisaslara yönelik temel eğitim ile mesleki gelişim kurslarını veren 13 farklı sınıf okulu ve Bologna Sürecinin önemli adımlarından biri olan yaşam boyu eğitim anlayışına uygun tasarlamış olduğumuz uzaktan eğitimleri barındıran komplike bir eğitim kampüsüdür. Hava Astsubay Meslek Yüksek Okulumuzda Hava Kuvvetleri ihtiyacına yönelik olarak tanımlanan 10 programda öğrencilerimizin bilgi, beceri ve yetkinliklerinin artırılmasına yönelik ön lisans eğitimi vermekteyiz. Bir yandan; eğitimin yürütüldüğü sınıfların; teknolojik imkânlara ve eğitim yardımcılarına sahip olması ve eğitimlerde laboratuvar imkânlarının etkin olarak kullanılması sağlanırken diğer taraftan öğretim elemanlarımızın alanında yetkin ve donanımlı hale getirilerek niteliklerinin artırılması yönünde çalışmalar yürütülmektedir. Öğrenci ve öğretim elemanlarımızın kendilerini geliştirebilmeleri amacıyla ulusal ve uluslararası bilimsel etkinlikler, proje yarışmaları ve ortak çalışmalar içerisinde artan oranda yer almaları teşvik edilmekte, kendimizi geliştirme konusunda yoğun tempoda bir çalışma programı takip edilmektedir. Kongremizin bu konuda bizlere yeni imkânlar sunacağına olan inancımı bir kez de burada huzurlarınızda ifade etmek isterim. Ulu önder Atatürk, 1936 yılında Eskişehir Tayyare Alayı’na yaptığı ziyarette; “Geleceğin en etkili silahı da, aracı da hiç kuşkunuz olmasın tayyaredir. Bir gün insanoğlu tayyaresiz de göklerde yürüyecek, gezegenlere gidecek, belki de Ay’dan bize haber yollayacaktır. Bu mucizelerin gerçekleşmesi için 2000 yılını beklemeye gerek kalmayacaktır. Gelişen teknoloji daha şimdiden bunu müjdeliyor. Bize düşen görevse Batı’dan bu konuda fazla geri kalmamayı temindir” diyerek tam 79 yıl öncesinde muhteşem bir öngörü ile bir tespit yapmış ve bizlere önemli bir hedefi işaret etmiştir. ix UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Ülkemizin bugün sivil ve askeri havacılık alanında geldiği nokta ve yakın geleceğe ilişkin yürütülen önemli çalışmalar; kongremizde seçkin katılımcıların sunumlarıyla iki gün boyunca işlenecek, Atamızın havacılık alanında bizlere emanet ettiği mirasın ulaştığı son nokta ve geleceğe ilişkin ödevlerimiz gözler önüne serilecektir. Bu noktada şunu mutlulukla ifade etmek isterim ki; yaptığı akademik çalışmaları bizlerle paylaşmak isteyen sivil bilim insanlarımızın yanında, askeri yüksek öğretim kurumlarında ve İkmal Bakım Merkezlerinde görevli çalışanlarımızın da Kongremizin hazırlık sürecinde önemli sayıda başvuruları olmuştur. Bu durum; hem kongremizin geçen süre içerisinde tanınırlığının artması hem de sivil ve asker akademisyenlerin havacılık alanında ilgi ve çalışmalarının artması anlamında bizleri heyecanlandırmış, Atatürk’ün manevi mirasının emin ellerde olduğu konusunda umutlandırmıştır. Bugün Türk Hava Kuvvetleri Komutanlığımız gerek yurt savunmasında, gerekse bölgesel ve küresel çapta BM, NATO ve Uluslararası Koalisyon Güçleri içerisinde kendisine verilen tüm görevleri en yüksek düzeyde ifa ederken sahip olduğu nitelikli insan gücünün önemini daima hissetmektedir. Hava Kuvvetlerimiz modern teknolojiye sahip sistemleri envantere dahil ederken aynı zamanda bu teknolojiyi kullanacak olan personelin eğitimini de hava ve uzay gücü için asli bir unsur olarak görmektedir. Bu kapsamda; eğitim kurumlarının gelişmesine ve benzer sivil ulusal ve uluslararası düzeyde eğitim veren kurumlarla eşgüdüm sağlanmasına büyük önem verilmektedir. Bu itibarla kongremizde paylaşılacak akademik çalışmaların bu hususlarda sürdürülen faaliyetlere de çok önemli katkılar sağlayacağı değerlendirilmektedir. İlk günkü hedef ve heyecanla hazırlandığımız kongrenin gerçekleştirilmesinde katkılarını esirgemeyen Hava Eğitim Komutanımız Korgeneral Hasan KÜÇÜKAKYÜZ’e, Rektörümüz Prof.Dr. Candeğer YILMAZ’a, Hv.Tek.Okl.K. Dr.Hv.Tümg. Ahmet CURAL’a ve Ege MYO Müdürü Prof.Dr. Semih GÜNEŞ’e şükranlarımı sunuyorum. Ayrıca, sosyal sorumluluk bilincinin en güzel örneklerini teşkil eden ve katkılarını esirgemeyen değerli sponsorlarımıza, kongrenin hazırlanmasında ve icrasında görev alan bilim kurulu, yürütme kurulu ve düzenleme kurulu üyelerine, kongreye bildirileriyle katkı sağlayan değerli bilim insanlarımıza, mesai arkadaşlarımıza, emeği geçen herkese ve tüm katılımcılara teşekkürlerimi arz ederim. Bu düşüncelerle kongremizin, Türk havacılığına önemli katkılar sağlaması temennisiyle hepinize en derin saygılarımı sunuyorum. Mehmet GÜNAY Hv.SS.Kur.Alb. Hava Astsubay MYO Komutanı x UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR ONUR KURULU Prof.Dr. Candeğer YILMAZ Dr.Hv.Tümg. Ahmet CURAL KONGRE EŞBAŞKANLARI Prof.Dr. H.Semih GÜNEŞ Hv.SS.Kur.Alb. Mehmet GÜNAY DÖNEM BAŞKANI Prof.Dr. H.Semih GÜNEŞ KONGRE SEKRETERLERİ Erdal ÖZ M. Necdet YILDIZ Metin ATAK YÜRÜTME KURULU Bülent DEMİR Coşkun HARMANŞAH Hülya ÖZ M. Berkant SELEK Mehmet BEKLERGÜL Nesibe AVCIBAŞI Ö. Kemal KEMAHLIOĞLU R. Barış YEŞİLAY Yasin Volkan PEHLİVANOĞLU Orkun DİLLİ İlhan ATİK xi UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR BİLİM KURULU Prof. Dr. Abdurrahman HACIOĞLU Hava Harp Okulu Yrd. Doç.Dr. Ali Emre SARILGAN Anadolu Üniversitesi Prof. Dr. Alim Rüstem ASLAN İstanbul Teknik Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Alper ULUDAĞ Anadolu Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Cem ÇETEK Anadolu Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Ercan GÜRSES Orta Doğu Teknik Üniversitesi Prof. Dr. Erhan BÜTÜN Kocaeli Üniversitesi Prof. Dr. Erol UYAR Ege Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Ertan ÇINAR Anadolu Üniversitesi Yrd. Doç.Dr. Gökhan DURMUŞ Anadolu Üniversitesi Yrd. Doç.Dr. Güray TEZER Beykoz Lojistik MYO Doç. Dr. Güray YILMAZ Hava Harp Okulu Doç. Dr. Gürsev PİRGE Hava Harp Okulu Doç. Dr. Hakan OKTAL Anadolu Üniversitesi Prof. Dr. Hasan YILDIZ Ege Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Hatice KÜÇÜKÖNAL Özyeğin Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Haydar UYANIK Hava Harp Okulu Yrd. Doç. Dr. İbrahim KOÇ Hava Harp Okulu Yrd. Doç. Dr. İlhan ATİK Hava Astsubay MYO Doç Dr. İlke TÜRKMEN Erciyes Üniversitesi Doç. Dr. İlker BEKMEZCİ Hava Harp Okulu Prof. Dr. İlker YILMAZ Erciyes Üniversitesi Doç. Dr. Kürşat Melih GÜLEREN THK Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. M. Emre AYDEMİR Hava Harp Okulu Prof. Dr. M. Fevzi ÜNAL İstanbul Teknik Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. M. Necdet YILDIZ Ege Üniversitesi Prof. Dr. Mehmet Şerif KAVSAOĞLU Anadolu Üniversitesi Doç. Dr. Mehmet Hakan KESKİN THK Üniversitesi Doç. Dr. Melin ŞAHİN Orta Doğu Teknik Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Murat ERMİŞ Hava Harp Okulu xii UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Prof. Dr. Mustafa Kemal APALAK Erciyes Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Nejla KARABULUT Beykoz Lojistik MYO Doç. Dr. Nuriye GÜREŞ İskenderun Teknik Üniversitesi Doç. Dr. O. Ergüven VATANDAŞ Hava Harp Okulu Prof. Dr. Okan TUNA Beykoz Lojistik MYO Doç. Dr. Önder ÖZGENER Ege Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Özgür Koray ŞAHİNGÖZ Hava Harp Okulu Doç. Dr. Özlem ATALIK Anadolu Üniversitesi Doç. Dr. Özlem ÇAKIR Dokuz Eylül Üniversitesi Doç. Dr. Öznur USANMAZ Anadolu Üniversitesi Prof. Dr. Serkan ÖZGEN Orta Doğu Teknik Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Sezgin KAPLAN Hava Harp Okulu Yrd. Doç. Dr. Süleyman BAŞTÜRK Hava Harp Okulu Yrd. Doç. Dr. Tolga BAKLACIOĞLU Anadolu Üniversitesi Yrd. Doç. Dr Tuğrul OKTAY Erciyes Üniversitesi Yrd. Doç. Dr. Veysel ERTURUN Erciyes Üniversitesi Doç. Dr. Y. Volkan PEHLİVANOĞLU Hava Astsubay MYO Yrd. Doç. Dr. Yasemin IŞIK Anadolu Üniversitesi Prof. Dr. Yavuz YAMAN Orta Doğu Teknik Üniversitesi Doç. Dr. Zafer KAZANCI Hava Harp Okulu xiii UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR DÜZENLEME KURULU Alperen DOĞRU Bahattin AKA Cevahir BOZOĞLU Ebru TEKİN Ece Nüket ÖNDOĞAN Engin TEKİN Fatih BABA Fatih GÖK Haluk İŞLER Hüseyin GÖKBAKAR İbrahim KARAÇAYLI Nazan KAVAS Nihat AKILLI Nurcan SEYLAN Pınar Köymen ÇAĞAR Selçuk ÇALIŞKANBAŞ Serkan PINAR Şerife ÇAMCI Ümit ALGEDİK Volkan AYDIN Volkan ERDAL Volkan SÖZERİ Volkan YAVAŞ Yakup EKİN Yavuz Selim ÖLMEZ xiv UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR İÇİNDEKİLER X-45A İNSANSIZ SAVAŞ UÇAĞI YAN KANAT PROFİLİNİN NACA 62012 DAMLA KANAT KESİTİYLE OLUŞTURULMASININ AKIŞ VE KANAT GERİLMESİ ÜZERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ ......................................................................................................................... 1 BÜYÜK ORANDA ŞEKİL DEĞİŞTİREBİLEN BİR HİBRİD FİRAR KENARI KONTROL YÜZEYİNİN TASARIMI VE ANALİZLERİ .................................................................................... 9 80 kN GÜCÜNDE BİR TURBOFAN MOTORUN YANMA VERİMİNİN EGZOZ EMİSYONLARI YARDIMIYLA HESAPLANMASI ....................................................................... 18 MODEL HELİKOPTER ÜZERİNDE İNSANSIZ HAVA ARACI OTONOM UÇUŞ UYGULAMASI ....................................................................................................................... 25 HELİKOPTER PLATFORMLARI İÇİN ARAZİ FARKINDALIK VE UYARI SİSTEMİGELİŞTİRİLMESİ ....................................................................................................... 35 HİPERSPEKTRAL GÖRÜNTÜLERDE TEK SINIF DESTEK VEKTÖR MAKINASI VE DESTEK VEKTÖR VERİ TANIMLAMASI YÖNTEMLERİNİN PERFORMANS KARŞILAŞTIRMASI ............. 42 HELİKOPTER BİRLEŞTİRİLMİŞ BAŞKALAŞIM YÖNTEMİNİN GENİŞLETİLMİŞ ANALİZİ ............ 49 T-38 UÇAĞINA AİT DORSAL LONGERONUN SONLU ELEMANLAR ANALİZİ .......................... 58 2 SERBESTLİK DERECELİ HELİKOPTERİN MODELLEME VE KONTROLÜ ................................. 67 GÖREVE UYUMLU SÜRÜ HALİNDEKİ MİKRO HAVA ARAÇLARININ (MHA) MİNİ İNSANSIZ HAVA ARACI’NDAN (MİHA) ATILMASI ................................................................. 76 İNSANSIZ HİBRİD BİR HAVA ARACININ (HİHA)OTONOM PERFORMANSININ EN İYİLENMESi .......................................................................................................................... 87 AVRUPA HAVACILIK STANDARTLARI ÇERÇEVESİNDE HAVA ARACI BAKIM PERSONELİNİN LİSANSLANDIRILMASI VE TÜRKİYE UYGULAMALARI ÜZERİNE DEĞERLENDİRME ................................................................................................................. 94 HAVACILIKTA RİSK YÖNETİMİ: TÜRK SİVİL HAVACILIK SİSTEMİ AÇISINDAN BİR DEĞERLENDİRME ............................................................................................................... 104 SİVİL HAVACILIĞI TEHDİT EDEN OLAYLAR BAĞLAMINDA HAVACILIK GÜVENLİĞİ UYGULAMALARININ EVRİMİ .............................................................................................. 113 HFACS (HUMAN FACTORS ANALYSIS AND CLASSIFICATION SYSTEM) KAZA SONU İNCELEME MODELİNİN UÇUŞ EMNİYETİNE KATKISININ DEĞERLENDİRİLMESİ .................. 122 İNSANSIZ HAVA ARAÇLARI (İHA) VE DENİZ HAREKÂT ORTAMINDA İHA KULLANIMI . ………132 UÇAKLARDA FİBER OPTİK TEKNOLOJİLERİ UYGULAMALARININ İNCELENMESİ ................. 143 YOLCU UÇAKLARINDA SAĞLIK DESTEK SİSTEMLERİ VE TELETIP UYGULAMALAR ÜZERİNE BİR İNCELEME.................................................................................................... 150 xv UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR HAVA PLATFORMU KIZILÖTESİ İMZASINI AZALTMA MAKSATLI NANOFOTONİK YAPI TASARIMI .................................................................................................................. 162 HAVACILIKTAKİ ÇEVRİMİÇİ (ONLINE) ÖĞRENME SÜREÇLERİNE İLİŞKİN BİLİMSEL AÇIKLAMA DÜZENLERİ ....................................................................................................... 170 ASKERİ HAVACILIK EĞİTİMİNDE ULUSLARARASI SERTİFİKASYON GEREKLİLİĞİNİN İNCELENMESİ ..................................................................................................................... 179 TÜRKİYE’DE AKADEMİK HAVACILIK EĞİTİMİNİN TARİHİ, MEVCUT DURUMU VE GELECEĞİ ÜZERİNE BİR İNCELEME .................................................................... .................187 KÜP UYDU İÇİN DÜNYA ETRAFINDAKİ MANYETİK ALAN BENZETİMİ YAPACAK ELMHOLTZ KAFESİ TASARIMI VE ANALİZİ .......................................................................... 197 MODEL UYDU YAPIMI VE UYGULAMASI ............................................................................ 209 UYDULARIN SINIR GÜVENLİĞİNİN SAĞLANMASINDA KULLANILMASINA YÖNELİK BİR İNCELEME .......................................................................................................................... 215 GELECEĞİN HAVA VE FÜZE SAVUNMA SISTEMLERİ ÜZERİNE BİR ANALİZ VEDEĞERLENDİRME ........................................................................................................... 226 AĞ MERKEZLİ HAREKAT KAPSAMINDA LİNK-16 KABİLİYETİNİN HAREKATE ETKİLERİ ....... 235 YAKIN UZAY KULLANIMININ HAREKÂTA ETKİLERİ ............................................................. 247 DEVAMLI TIRMANMA OPERASYONLARININ YAKIT TÜKETİMİNE ETKİSİNİN GERÇEK UÇUŞ VERİLERİNE DAYALI ANALİZİ .................................................................................... 262 ALTERNATİF ENERJİLİ HAVA ARACI UYGULAMALARI VE PERFORMANSLARININ KARŞILAŞTIRILMASI............................................................................................................ 268 TEHLİKELİ MADDELERİN HAVAYOLU İLE EMNİYETLİ TAŞINMASI ....................................... 281 HAVACILIK ALANINDA ÇALIŞANLARIN İŞ STRESİ İLE BAŞA ÇIKMA DAVRANIŞININ TAKIM PERFORMANSINA ETKİSİ: AMPİRİK BİR YAKLAŞIM................................................. 296 ÖRGÜT KÜLTÜRÜ-ÖZ YETERLİLİK İLİŞKİSİNDE LİDER DESTEĞİNİN ARACILIK ROLÜ: HAVACILIK SEKTÖRÜNDE BİR ARAŞTIRMA ....................................................................... 309 HAVAYOLU İŞLETMELERİNDE MARKA SADAKATİNİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER ..................... 316 ÜRÜN İNOVASYONU UYGULAMALARINDA NANOTEKNOLOJİ KULLANIMININ HAVACILIK GİYİM VE TEÇHİZATLARINDA UYGULANABİLİRLİĞİ ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA ..... 323 SAVUNMA VE HAVACILIK ALANINDA ADİTİF İMALAT YÖNTEMLERİNİN BAKIM VE TAMİR AMAÇLI KULLANIMI............................................................................................... 336 GAZ TÜRBİNLİ MOTORLARDA KULLANILAN YÜKSEK TEKNOLOJİ PROSESLER VE UYGULAMA ALANLARI ....................................................................................................... 345 xvi UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR UÇAK BAKIM HANGARLARINDA RADYANT ISITMA SİSTEMİNİN İNCELEMESİ.................... 353 KÜRESEL PERSPEKTİFTEN TÜRKİYEDE BÖLGESEL UÇAK ÜRETİMİ VE KULLANIMI ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME .......................................................................................... 361 TÜRK HAVA KUVVETLERİ KAYNAKLAR YÖNETİM MODÜLÜNDE SARF VE TAMİRLİK MALZEME İHTİYAÇ PLANLAMASI LOJİSTİK SİSTEM AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ ...... 375 DÜNYADA PERFORMANSA DAYALI LOJİSTİK (PDL) ÖRNEKLERİ VE TÜRK HAVA KUVVETLERİNDE UYGULANABİLİRLİĞİ ............................................................................... 385 HAVACILIKTA KALİTE SİSTEMLERİ VE UÇUŞ EMNİYETİNE ETKİLERİ.................................... 396 UÇAK BAKIM SİSTEMİNDE KARŞILAŞILAN RİSKLER VE YÖNETİMİ: HAVAYOLU İŞLETMELERİNDE UYGULAMA ÖRNEKLERİ......................................................................... 415 HAVACILIK SEKTÖRÜNDE AŞIRI İŞ YÜKÜ TÜKENMİŞLİK İLİŞKİSİNDE SOSYAL DESTEĞİN DÜZENLEYİCİ ROLÜ.. ......................................................................................... 425 ROBOTİK ÇALIŞMALARININ HAVACILIK EĞİTİMİNE OLAN KATKILARI ................................ 432 YABANCI DİL YETERLİĞİNİN UÇUŞ EMNİYETİNE ETKİLERİ BAĞLAMINDA HAVACI PERSONEL EĞİTİM PROGRAMLARINDA YABANCİ DİL EĞİTİMİ UYGULAMALARI ............... 441 JET PİLOTLARININ HARBE HAZIRLIK EĞİTİMLERİNİN ETKİNLİĞİNDE DEĞİŞİME SEBEP OLABİLECEK ETKENLERİN İNCELENMESİ ............................................................................ 451 TÜRKİYE’NİN VE DÜNYADA HAVACILIKTA ÖNCÜ ÜLKELERİN ASKERİ PİLOTAJ EĞİTİMLERİ ........................................................................................................................ 465 PİLOTLARIN GÖZ BEBEĞİ TAKİBİ VE BAKIŞ YERİ TESPİTİ İÇİN LABVİEW TABANLI SİSTEM ÇALIŞMASI ............................................................................................................. 476 KÜRESEL HAVAYOLU İŞBİRLİKLERİNİN STRATEJİK ANALİZİ:STAR ALLIANCE, SKYTEAM VE ONEWORLD İŞBİRLİKLERİ EKSENİNDE SWOT ANALİZİ .................................................. 486 HAVAYOLU ŞİRKETLERİNDE FİNANSAL BİR ARAÇ OLARAK HEDGING YÖNTEMİNİN KULLANILMASI .....................................................................................................……………499 HAVAALANI HİZMET KALİTESİNİN MÜŞTERİ MEMNUNİYETİNE ETKİSİ : KAYSERİ HAVAALANI ETKİSİ ............................................................................................................. 509 AYIRT EDİCİ HİZMETLERİN VE HİZMET KALİTESİNİN SATIN ALMA DAVRANIŞI ÜZERİNE ETKİSİ: HAVACILIK SEKTÖRÜNDE BİR UYGULAMA ............................................. 519 SHY-145 ONAYLI HAVAARACI BAKIM KURULUŞLARI YÖNETMELİĞİ ÜZERİNEBİR İNCELEME .......................................................................................................................... 526 HAVA ARACI BAKIM PERSONELİ GEREKLİLİKLERİ ÜZERİNE BİR İNCELEME ....................... 533 HAVAALANLARINDA PİST ÇABUK ONARIMI (PÇO) ÜZERİNE BİR İNCELEME ...................... 543 xvii UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR HAVACILIK ETİĞİ VE HAVA ARACI BAKIM TEKNİSYENİ DAVRANIŞ KURALLARI ÜZERİNE BİR DEĞERLENDİRME ......................................................................................... 564 İNSANSIZ HAVA ARAÇLARI İÇİN OTOPİLOT SİSTEMİ GELİŞTİRME PROJESİ AR-GE ÇALIŞMALARI .................................................................................................................... 570 HAVA ARAÇLARININ UÇAN TASARSIZ İNSANSIZ AĞLAR İLE BİR ARADA KULLANILMASI ÜZERİNE BİR İNCELEME ............................................................................ 598 HAVAALANLARINDA OPTİMUM PİST YÖNÜ SEÇİMİNE YÖNELİK BİR UYGULAMA ............ 608 I xviii UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR X-45a İnsansız Savaş Uçağı Yan Kanat Profilinin Naca 62012 Damla Kanat Kesitiyle Oluşturulmasının Akış Ve Kanat Gerilmesi Üzerine Etkisinin İncelenmesi "Investigation The Effect Of Creating Side Wing Geometry Of X-45A Unmmaned Combat Air Vehicle With NACA 62012 Wing Profile On Flow And Structural Characteritics Of The Wing" M.Murat Yavuz1 ABSTRACT: In this study, flow characteristics of a x-45a type unmanned combat air vehicle geometry with including sharp edges are investigated. The used model has similar geometrical properties inside of some studies in literature. In further sections of the study, NACA 62012 type aerofoil profile is used to create side wings for reducing irregularity of flow characteristics around wings and its effect is investigated. Wing edges are rounded for preventing the flow disruptions. One of the numerical analysing techniques, computational fluid dynamics method is used for investigations. Air is used as fluid, which is assumed as incompressible fluid and effect of various Mach number (0.1, 0.15 and 0.2) is observed. In order to view better the changes on flow characteristics, the wing is placed with an angle of attack of 170 at inside of channel in diving position. The stress values on the wings side profile are observed in terms of the strength against flow. Standard steel properties are used for stress calculations. It is observed that the applied NACA 62012 aerofoil profile is effective on the changes of flow around the wing. Vortex formations decrease with application of new wing profile. The results are discussed in detail. Key Words: unmanned combat vehicle, aerofoil, flow characteristics. ÖZET: Bu çalışmada öncelikle keskin köşelere sahip x-45a tipi bir insansız savaş uçağı geometrisinin akış karakteristiği incelenmiştir. Kullanılan model literatürde aynı geometrik özellikleri içeren çeşitli çalışmalarda da mevcuttur. Çalışmanın devamında kanat etrafında oluşan akışın düzensizliğini azaltmak için uçağın yan kanatları NACA 62012 damla kanat kesit profili ile oluşturulmuş ve kanat etrafında oluşan akış karakteristiği incelenmiştir. Kanat köşeleri akış düzeni bozulmasını önlemek için yuvarlanmıştır. Sayısal çözümleme yöntemlerinden birisi olan hesaplamalı akışkanlar mekaniği yöntemi incelemelerde kullanılmıştır. Akışkan olarak sıkıştırılamaz koşul altında kabul edilen hava kullanılmış ve değişik Mach sayısının (0.1, 0.15 ve 0.2) etkisi araştırılmıştır. Akış düzeninin değişimini daha iyi görmek için kanat 170lik bir dalış hücum açısına sahip olacak şekilde kanal içerisine yerleştirilmiştir. Kanat yan profili üzerinde oluşan gerilme değerleri de akışa karşı kanat mukavemeti açısından incelenmiştir. Standart çelik özellikleri gerilme hesaplamalarda kullanılmıştır. Uygulanan NACA 62012 damla kanat kesit profilinin akış karakteristiği değişimi üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Yeni kanat profilinin uygulanmasıyla girdap oluşumunun azaldığı gözlenmiştir. Sonuçlar detaylı olarak tartışılmıştır. Anahtar Kelime: İnsansız Savaş Uçağı, Damla Kanat, Akış Karakteristiği. 1 Araştırma Görevlisi, Korkut Ata Üniversitesi Enerji Sistemleri Müh. Bölümü, muratyavuz@osmaniye.edu.tr 1 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 1. GİRİŞ: Sürekli gelişmekte olan havacılık dalının güncel konularından birisi olan insansız keşif ve savaş uçakları, bulundurdukları farklı özgün özellikleri ile yeni araştırma sahaları oluşturmuştur. Diğer uçak türlerine göre içerisinde pilot ve mürettebat bulundurmaması ve kullanım saha şartlarının daha esneklik gerektirmesi temel uçak gövdesinin farklı bir yapıda oluşturulmasını gerektirmektedir. Bu nedenle daha yeni bir uçak modeli olan insansız keşif/savaş uçakları için daha çok araştırma-geliştirme çalışmaları yapılması önem arz etmektedir. Çeşitli ülkeler ve kurumlar kendi tasarımcıları ve mühendisleri ile farklı geometri ve özellikte insansız savaş uçağı (İSU) geliştirme çalışmaları yürütmektedir. Üretilen ve kullanımı yapılan İSU'lardan elde edilen bilgiler daha çok geliştirme çalışmalarının gereksinimini ortaya koymuştur. Literatürde yapılan çalışmalar özellikle yüksek hücum açılarına çıkma durumlarında akış karakteristiğinin bozulup, kanat üzerinden akış ayrılmalarının gözlendiği yönündedir. Artan hücum açısının girdap çökmesine [1] neden olduğu saplanmış ve girdapların [2] artan hücum açısı etkisinde kanat yüzeyinden uzaklaşıp, kanat ucuna doğru ilerlediği belirlenmiştir. Girdap çökmesinin [3] oluştuğu bölgede yüksek derecede sarsıntı yaptığı ve mekanik yorulmalara neden olduğu görülmüştür. Bu nedenle İSU tasarımı ve kullanımı konuları önem arz etmektedir. Akış ayrılması ve girdap çökmesini önlemek/geciktirmek için periyodik tahrik uygulaması [4-5], yapay jet [6], plazma çalıştırıcılar [7-9] ve pasif girdap üreteçleri [10] gibi çeşitli uygulamalar yapılmaktadır. Bu uyarlamalar belli bir ölçüde etkilidir. Temel akış karakteristiğini düzenleyebilecek baskın parametreler ise kanat şekli [11] ve süpürme açısı olarak ifade edilmektedir. Bu nedenle bu çalışmada kanat şekli üzerinde çalışma yapılarak akış karakteristiği bozulmasının azaltılması amaçlanmıştır. NACA 62012 kanat profili x-45a türü insansız savaş uçağı modeli yan kanatlarının oluşturulmasında kullanılmış ve etkisi gözlenmiştir. Kanat gövdesinde bulunan diğer keskin köşeler yuvarlanmıştır. Yan kanat profili üzerinde oluşan gerilme değerleri bu çalışmada incelenmiştir. İlk başta değişiklik yapılmadan kullanılan model literatürde aynı özellikleri içeren çalışmada da [12] mevcuttur. Mach sayısı sıkıştırılabilir hava özellikleri hızı altında [13] (Ma0.2) olacak şekilde belirlenmiştir. Akış hızının etkisi değişik Mach sayılarında (0.1, 0.15 ve 0.2) araştırılmıştır. Kullanılan Mach sayısı akış hızını belirlemede bir referans değer olarak seçilmiştir. 2. MATERYAL VE YÖNTEM: Çalışmada temel olarak kullanılan x-45a tipi uçak-kanat modeli şekil 1’de verilmiştir. Ayrıca yan kanatları oluşturma kullanılan NACA 62012 damla kanat kesit profili de şekil 1’de görülmektedir. Kanat 188 mm boya, 251 mm genişliğe ve 3 mm kalınlığa sahiptir. Yan kanadın akış doğrultusundaki boyu 71 mm’dir. Şekil-1: Kanal ve kanat geometrisi ile yan kanadın yakınlaştırılmış görüntüsü 45 36 0 55 188 C 40 0 71 46 251 Çalışmada hesaplamalı akışkanlar mekaniği yöntemi kullanılmıştır. FLUENT paket programı vasıtasıyla kullanılan yöntemde farklı akış koşulları ve şartları için değişik hesaplama metotları mevcuttur. Hazırlanan 2 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR kanat geometrisi şekil 2’de gösterilen kanal içerisine yerleştirilmiş ve 170lik hücum açısını alacak şekilde sabitlenmiştir. Şekil-2: Kanal ve kanat geometrisi ile yan kanadın yakınlaştırılmış görüntüsü akış çıkış akış giriş Çalışmada akışkan olarak hava ( 1.225 kg / m3 ve 1.7894 105 kg / ms ) kullanılmıştır. Hava, sıkıştırılamaz akış olarak kabul edilmiş ve limit [13] hız (Mach sayısı 0.3 ) belirlenmiştir. Belirlenen Mach sayısına göre serbest akış hızı denklem 1’de hesaplanmıştır. Buradaki γ havanın özgül ısılarının oranını, R hava için gaz sabitini ve T normal koşullar için havanın kabul edilen sıcaklığını Kelvin cinsinden ifade etmektedir ve değerleri sırası ile 1.4, 287 J/kg*K, 301 K olmaktadır. Denklem 2’de Reynolds sayısının hesaplanması verilmiştir. Belirlenen Mach sayısı doğrultusunda oluşan serbest akış hızı neticesinde Reynolds sayısı hesaplanabilmektedir. Ma U0 c U0 RT Re (1) U 0 L (2) Tablo 1. Akış analizlerinde kullanılan Mach, serbest akış ve Reynolds sayıları Belirlenen akış hızı (Ma) Serbest akış hızı (m/s) Reynolds Sayısı 0.1 M 34.7766 980302 0.15 M 52.165 1470455 0.2 M 69.55 1960513 Havanın sıkıştırılmasının ihmal edildiği Mach sayılarında belirlenen serbest akış hızları tablo 1’de belirtilmiş ve analizlerde kullanılmıştır. max 1 3 S y 2 2 (3) Akış analizi neticesinde kanat üzerinde oluşan gerilmelerin hesaplanmasında Tresca (maksimum kayma) gerilme yöntemi kullanılmıştır. Kullanılan yöntem denklem 3’te verilmiştir. Kullanılan malzeme olarak standart özelliklerde çelik seçilmiş (elastisite modülü 200 GPa ve poison oranı 0.3) ve malzeme kalınlığı 1 mm olarak belirlenmiştir. Gerilme analizi için sonlu elemanlar yöntemi ile çözümleme yapan ANSYS paket programı kullanılmış ve plaka elemanları ile çözümler elde edilmiştir. Sınır şartları olarak kanadın tam orta yerinden uçtan sona kadar bir hat çekilmiş ve bu hat sabitlenmiştir. 3 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 3. SONUÇLAR VE TARTIŞMA: Yapılan çözümlemelerde elde edilen sonuçlar akışın değişik özelliklerinin sadece tek bir değerinin nerelerde oluştuğunu gösterecek şekilde (iso-value) verilmiştir. Damla kanat kesidinin kullanılmamış sonuçları “default geo.” şeklinde, damla kanat kullanılmış model sonuçları ise “modified geo.” şeklinde adlandırılmıştır. default geo. I, default geo. II ve default geo. III adları sırası ile damla kanat kesidinin kullanılmamış 0.1, 0.15 ve 0.2 Mach sonuçlarını göstermektedir. Aynı şekilde modified geo. I, modified geo. II ve modified geo. III adları damla kanat kesiti kullanılmış 0.1, 0.15 ve 0.2 Mach sonuçlarını göstermektedir. Şekil 3’te kanat etrafında oluşan basıncın sadece -300 Pa değerinin hangi bölgelerde oluştuğu verilmiştir. Tüm sonuçlarda basınç oluşum yerlerinin kanat alt kısmında olduğu ve akış doğrultusunda yayıldığı gözlenmiştir. Kanat alt kısmında oluşan basınç, kanat ucundan başlayıp, özellikle kanat yanlarına doğru bir yayılım yapmaktadır. Artan Mach sayısının belirtilen değerdeki basınç oluşum yerlerini genişlettiği görülmüştür. Damla kanat modeli ile düz kesitli kanat modeli arasında basınç oluşum yerlerinin farklılığı şekil 3’te belli olmaktadır. Damla kanat modeli sonuçlarında kanat arkasına doğru yayılan negatif değerdeki basıncın daha az bölgelerde oluştuğu gözlemlenmiş, kanat alt ortasında bir kol şeklinde geriye doğru uzunlamasına yayılan basınç kolunun daha az miktarda olduğu saptanmıştır. Şekil-3: Kanat etrafında oluşan basıncın -300 Pa değerindeki oluşum yerleri default geo. I default geo. II default geo. III modified geo. I modified geo. II modified geo. III Şekil 4’te kanat etrafında oluşan negatif x yönünde hız profilinin farklı değerleri için oluşum yerleri verilmiştir. Mach sayısının farklı çözümlemelerde artması doğrudan hız profilin etkilemekte ve tek bir değerin oluşum yerine bakılması durumunda anlamlı bir ifade sergileyememektedir. Bu nedenle belli bir oran artırımı ile hız profilleri verilmiş ve farklı kanat şekilleri (default geo. ve modified geo.) arasında kıyaslama yapılmıştır. default geo. I ile modified geo. I’de 40 m/s, default geo. II ile modified geo. II’de 60 m/s ve default geo. III ile modified geo. III’de 80 m/s negatif x yönünde hızlar mevcuttur. Oluşum yerleri genel olarak kanat ucu altı, yan kanat ile gövdenin ön birleşim civarı ve yan kanat arka kenarı taraflarındadır. Şekil 3’te negatif basınç oluşum yerleri ile de yorumlanacak olunursa, bu bölgelerde akışın daha düzensiz bir tavır sergilediği söylenebilir. Damla kanat kesitinin özellikle yan kanat arkasında oluşan negatif hız profilini azalttığı görülmüştür. 4 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil-4: Kanat etrafında geçen akışın –x yönünde oluşum yerleri; 40, 60, 80 m/s için default geo. I modified geo. I default geo. II modified geo. II default geo. III modified geo. III Şekil-5: Kanat etrafında oluşan girdap büyüklüğünün 50.103 değerindeki oluşum yerleri default geo. I default geo. II default geo. III modified geo. I modified geo. II modified geo. III Şekil 5’te toplam girdap büyüklüğünün 50000 değeri için kanat etrafında oluşum yerleri verilmiştir. Yapılan çözümlemelerde normal kesit ile oluşturulan modelde girdapların neredeyse tüm yüzeyi kapladığı, damla kanat kesiti çözümlerinde ise sadece yan kanat ön/arka köşelerinde ve gövde kuyruğu üzerinde belli bir kesitte oluştuğu görülmüştür. Artan Mach sayısının girdap yayılımını belli bir miktar arttırdığı belirlenmiş ama oluşum yerleri açısından pek bir değişiklik sergileyememiştir. Şekil 6’da ise dinamik basıncın default geo. I ile modified geo. I’de 1500, default geo. II ile modified geo. II’de 2900 ve default geo. III ile modified geo. III’de 4000 Pa olduğu sonuçlar verilmiştir. Şekil 4’teki sonuçlara emsal durumda aynı değer sabit olarak kullanılmamış, anlamlı sonuçların elde edilebilmesi için artan Mach sayısına karşın daha yüksek dinamik basınç değerleri verilmiştir. 1500 Pa sonuçlarına bakıldığında damla kanat ve kenar köşe yuvarlama işlemlerinin dinamik basınç üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Keskin kenarların yuvarlanması neticesinde 1500 Pa sonuçları için kanat ucu altında oluşan dinamik basınç bölgesinin kaybolduğu, diğer 2900 ve 4000 Pa model sonuçlarında ise normal kesitli kanada göre daha az oluştuğu görülmektedir. Özellikle 4000 Pa sonuçları kıyaslandığında dinamik basıncın kanat altında kapsadığı 5 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR alanın damla kanat kullanımı neticesinde azaldığı, yan kanat arka kenarına temas eden bölgenin ise küçüldüğü görülmektedir. Şekil-6: Kanat etrafında oluşan dinamik basıncın oluşum yerleri; 1500, 2900, 4000 Pa default geo. I default geo. II modified geo. I modified geo. II default geo. III modified geo. III Şekil-7: Kanat etrafında oluşan akışın düzlem plaka üzerinde oluşturduğu akış çizgileri default geo. I default geo. II default geo. III modified geo. I modified geo. II modified geo. III Şekil 7’de ise kanat ucundan kanat arkasına doğru kanat boyunun yaklaşık olarak 0.7 katı uzaklığında akışa dik bir konumda oluşturulan bir plaka üzerinden alınan akım çizgileri verilmiştir. Verilen akım çizgileri akışın sürekli olmasından dolayı kanat merkez eksenine göre simetrik olmakta; neticesinde sadece sağ yan taraftan alınan sonuçlar gösterilmektedir. Kanat ucuna yakın bölgede, kanat ucunun aşağısında orta büyüklükte bir girdap oluştuğu tüm sonuçlarda görülmektedir. Bu girdap oluşum bölgesi damla kanat sonuçlarında, kanat altına daha yakındır. Bu girdap oluşumunun yanında kanat merkezine doğru ve kanadın biraz daha altında ikinci bir girdap oluşum bölgesi saptanmıştır. Bununla birlikte bu ikinci girdap oluşum bölgesi, normal kesit sonuçlarında belirgin bir şekilde oluşmuş ve tam bir sarmal yapı almıştır. Damla kanat sonuçlarında ise ikinci girdap oluşumunun daha tamamlanmadığı, sarmal yapıya tümlen ulaşamadığı görülmektedir. Normal kesit kanat sonuçlarında tamamıyla oluşan iki girdap sarmalı ayrıca kanat altına daha uzak olmasından dolayı daha büyük bir akım çizgisi sarmalı içerisinde kalmaktadır. Damla kanat sonuçlarında ise oluşan girdapların veya 6 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR başlangıç aşamalarının kanat altına çok daha yakın olması, ikisini kapsayan daha büyük bir sarmal oluşumuna müsaade etmediği görülmüştür. Damla kanat sonuçları daha istikrarlı bir sonuç sergilemektedir. Şekil 8’de ise kanat ucundan başlayıp, kanat kenarını takip edip, yan kenar köse uç noktasına kadar devam eden bir hat üzerinden gerilme sonuçları verilmiştir. Hat doğrultusu “path of wing side edge” şeklinde ifade edilmiştir ve birimi metredir. Verilen sonuçlar maksimum kayma gerilmesi (Tresca stress) olarak gösterilmektedir. Artan Mach sayısının oluşan tüm gerilme değerlerini yükselttiği görülmektedir. Kanat ucu civarında oluşan gerilmelerde normal kanat sonuçlarının daha yüksek bir davranış sergilediği görülmüştür. Bunun nedeni olarak şekil 6’da gösterilen dinamik basınçların etkisinin olduğu düşünülebilir. Devamında ise yan kanat üzerinde damla kanat sonuçlarının daha yüksek çıktığı görülmüştür. Yan kanatların damla kanatlar ile oluşturulması sırasında gövde ile birleşim yerinde kanat ucu çıkıntısı oluşmuştur. Bu bölgede gerilme değerlerinin artmasına sebebiyet verdiği düşünülebilir. Şekil-8: Kanat köşe hattı üzerinde oluşan gerilme değerleri; (a) normal kanat, (b) damla kanat 4. DEĞERLENDİRME: Yapılan çözümlemelerde, düz bir kesite sahip olan ve yan köşeleri keskin köşe olarak oluşturulmuş bir x-45a insansız savaş uçağı modeline NACA 62012 damla kesitine sahip yan kanat düzenlemeleri yapılmış ve kanat köşeleri yuvarlanmıştır. Farklı Mach sayılarında yapılan çözümlemeler neticesinde kanat etrafında farklı yapılarda basınç ve girdap oluşumları gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar özet olarak;akış etkisi altında oluşan negatif basıncın kanat ucundan başlayıp, özellikle kanat yanlarına doğru bir yayılım yaptığı belirlenmiştir,negatif x yönünde hız profilinin oluşum yerleri genel olarak kanat ucu altı, yan kanat ile gövdenin ön birleşim civarı ve yan kanat arka kenarı tarafında olduğu saptanmıştır,artan Mach sayısının basınç oluşum yerlerini genişlettiği görülmüş ve tüm gerilme değerlerini yükselttiği belirlenmiştir,akım çizgileri sonucunda kanat ucunun aşağısında orta büyüklükte bir girdap oluştuğu tüm sonuçlarda görülmektedir. Bu girdabın yanında ikinci tam oluşmuş; damla kanat modeli kullanılarak giderilmiş/azaltılmıştır,damla kanat sonuçlarında oluşan girdapların veya başlangıç aşamalarının kanat altına çok daha yakın olmasından dolayı, iki girdap bölgesini kapsayan daha büyük bir sarmal oluşumuna müsade etmediği görülmüştür. Damla kanat sonuçları daha istikrarlı bir sonuç sergilemektedir,kanat ucu civarında oluşan gerilmelerde normal kanat sonuçlarının daha yüksek bir davranış sergilediği görülmüştür. Dinamik basınç etkilerinin bu artışa neden olduğu düşünülebilir,damla kanat kesitinin kanat arkasına doğru yayılan negatif değerdeki basıncı ve yan kanat arkasında oluşan negatif hız profilini azalttığı görülmüştür,dinamik basıncın kanat altında kapsadığı alanın damla kanat kullanımı neticesinde azaldığı, yan kanat arka kenarına temas eden bölgenin ise küçüldüğü görülmektedir. 7 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR KAYNAKÇA: [1] Andrej Furman and Christian Breitsamter (2013), “Turbulent and unsteady flow characteristics of delta wing vortex systems”, Aerospace Science and Technology, Vol. 24, pp.32–44. [2] Myong Hwan Sohn, Ki Young Lee and Jo Won Chang (2004), “Vortex flow visualization of a yawed delta wing with leading edge extension”, Journal of Aircraft, Vol. 41, No. 2, pp.231-237. [3] J.M. Gray, I. Gursul and R. Butler (2003), ”Aeroelastic response of a flexible delta wing due to unsteady vortex flows”, 41st Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 6-9 January 2003, Reno, Nevada. [4] David Greenblatt and Israel J. Wygnanski (2000), "The control of flow separation by periodic excitation", Progress in Aerospace Sciences, Vol. 36, No. 7, pp.487–545. [5] Jeremy T. Pinier, Julie M. Ausseur, Mark N. Glauser and Hiroshi Higuchi (2007), "Proportional closed-loop feedback control of flow separation, AIAA Journal, Vol. 45, No. 1, pp.181-190. [6] Michael Amitay, Douglas R. Smith, Valdis Kibens, David E. Parekh and Ari Glezer (2001), "Aerodynamic flow control over an unconventional airfoil using synthetic jet actuators", AIAA Journal, Vol. 39, No. 3, pp.361-370 [7] Martiqua L. Post and Thomas C. Corke (2004), "Separation control on high angle of attack airfoil using plasma actuators", AIAA Journal, Vol. 42, No. 11, pp.2177-2184. [8] Javier Lopera, Terry Ng, Mehul Patel, Srikanth Vasudevan and Thomas Corke (2007), "Aerodynamic control of 1303 UAV using windward surface plasma actuators on a separation ramp", 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 8-11 January 2007, Reno, Nevada. [9] Sven Grundmann, Michael Frey and Cameron Tropea (2009), "Unmanned aerial vehicle (UAV) with plasma actuators for separation control", 47th AIAA Aerospace Sciences Meeting including The New Horizons Forum and Aerospace Exposition, 5-8 January 2009, Orlando, Florida. [10] Tan Kar Zhen, Muhammed Zubair and Kamarul Arifin Ahmad (2011), "Experimental and numerical investigation of the effects of passive vortex generators on aludra uav performance", Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 24, pp.577-583. [11] I. Gursul, Z. Wang and E. Vardaki (2007), "Review of flow control mechanisms of leading-edge vortices", Progress in Aerospace Sciences, Vol. 43, No. 7–8, pp.246–270. [12] M. Elkhoury and D. Rockwell (2005), "Visualized vortices on unmanned combat air vehicle planform: effect of reynolds number", Journal of Aircraft, Vol. 41, No. 5, pp.1244-1247. [13] H. Örs (1994). Akışkanlar Mekaniği. Boğaziçi Üniversitesi Yayınevi. 8 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Büyük Oranda Şekil Değiştirebilen Bir Hibrid Firar Kenarı Kontrol Yüzeyinin Tasarımı Ve Analizleri Design And Analyses Of A Fully Morphing Hybrid Trailing Edge Control Surface İlhan Ozan Tunçöz1, Yosheph Yang2, Pınar Arslan3, Uğur Kalkan4, Harun Tıraş5, Ercan Gürses6, Melin Şahin7, Serkan Özgen8, Yavuz Yaman9 ABSTRACT: It is envisioned that the fully morphing wings and/ or control surfaces, as they can increase the aerodynamic efficiency of the airplanes in every phases of the flight, could play significant role in the reduction of pollution in environment and also make airplanes always fuel efficient. In this study, the design and analyses of a fully morphing trailing edge control surface, which is developed within the scope of CHANGE Project, are presented. The Project was a 7th Framework Programme Project of European Commission,. The design is conducted with CATIA V5-6R2012 and the structural analyses are done by ANSYS® Workbench™ v14.0 package programs. In Computational Fluid Dynamic analyses, Pointwise® V17.2 R2 package program is used in order to generate the aerodynamic mesh and SU2 (Stanford University Unstructured) V3.2.1 open source software is used as flow solver. The hybrid control surface is composed of aluminum, composite and fully compliant materials. The downward or upward deflection of the control surface is achieved by utilizing miniature servo actuators inside the control surface volume and by the help of compliant material due to its capability to extend significantly. In the study, silicone-based compliant material is considered. The control surface is indigenously designed and the locations and types of the required servo actuators are selected accordingly. It is aimed that the control surface which has its baseline profile as NACA6510 could morph into several other target profiles at different flight regimes. The structural Finite Element Analyses are conducted for both in in-vacuo condition and under aerodynamic loading. It is successfully shown that the indigenously designed control surface can efficiently morph into target profiles both in in-vacuo condition and under aerodynamic loading. Key Words: Morphing Control Surfaces, Finite Element Method, Computational Fluid Dynamics. ÖZET: Büyük oranda şekil değiştirebilen kanat ve/ veya kontrol yüzeylerinin, uçağın aerodinamik verimini tüm uçuş evrelerinde arttırabilmelerinden dolayı, hem yakıt tasarrufu sağlamada hem de çevre kirliliğini azaltmada etkin rol oynayabilecekleri düşünülmektedir. Bu çalışmada, bir Avrupa Birliği 7. Çerçeve programı olan CHANGE projesi kapsamında sürdürülen, büyük oranda şekil değiştirebilen bir firar kenarı kontrol yüzeyinin Yüksek Mühendis, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, ozan.tuncoz@metu.edu.tr Yüksek Mühendis, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, yosheph.yang@metu.edu.tr 3 Yüksek Lisans Öğrencisi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, pinar.arslan@metu.edu.tr 4 Yüksek Lisans Öğrencisi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, ugur.kalkan@metu.edu.tr 5 Yüksek Lisans Öğrencisi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, tiras.harun@metu.edu.tr 6 Yardımcı Doçent, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, gurses@metu.edu.tr 7 Doçent, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, msahin@metu.edu.tr 8 Profesör, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, serkan.ozgen@ae.metu.edu.tr 9 Profesör, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, yyaman@metu.edu.tr 1 2 9 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR tasarımı, yapısal ve aerodinamik analizleri incelenmiştir. Tasarım CATIA V5-6R2012 paket programı, yapısal analizler ANSYS® Workbench™ v14.0 paket programı kullanılarak yapılmıştır. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği analizleri için gerekli aerodinamik çözüm ağı Pointwise® V17.2 R2 paket programı kullanılarak elde edilmiş, akım çözücüsü olarak SU2 (Stanford University Unstructured) V3.2.1 açık kaynak yazılımı kullanılmıştır. Hibrit kontrol yüzeyi alüminyum, kompozit ve büyük oranda esnek malzemelerden oluşmuştur. Kontrol yüzeyinin aşağı veya yukarı şekil değiştirmesi yüzey içine yerleştirilen küçük boyutlu servo uyarıcılar ve büyük oranda şekil değiştirebilen esnek malzeme sayesinde elde edilebilmiştir. Çalışmada esnek malzeme olarak silikon bazlı bir elastomer değerlendirilmiştir. Kontrol yüzeyi gerek boyut, gerekse de malzeme olarak özgün olarak tasarlanmış; istenilen şekil değiştirebilmeleri sağlamak için gerekli servo uyarıcıların tipleri ve yerleri belirlenmiştir. NACA6510 profiline sahip kontrol yüzeyinin uçuşun farklı evrelerinde farklı profillere dönüşebilmesi amaçlanmış ve yapısal sonlu elemanlar analizleri hem vakum ortamında hem de aerodinamik yükler altında yapılmıştır. Çalışmalar sonucunda özgün olarak tasarlanan kontrol yüzeyinin gerek vakum ortamında, gerekse de aerodinamik yükler altında verimli olarak çalıştığı gösterilmiştir. Anahtar Kelime: Şekil Değiştirebilen Kontrol Yüzeyleri, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği. 1. GİRİŞ: Şekil değiştirebilme sayesinde hava aracının aerodinamik performansı uçuş görevinin belirli bir kısmından çok, tümünde en iyi hale getirilebilmektedir. Aerodinamik performansın artması sonucu, yakıt tüketiminin azalması ve çevreye zarar veren gaz salınımlarının da önemli ölçüde azaltılması öngörülmektedir. Barbarino vd. şekil değiştirmenin 1903-2010 yılları arasındaki kronolojik özetini çıkarıp, şekil değiştirmenin çeşitli açılardan ne kadar önemli olduğuna vurgu yapmıştır (Barbarino vd., 2011). Bu bildiri, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü’nde, bir Avrupa Birliği 7. Çerçeve Programı Projesi olan CHANGE (Combined morpHing Assessment software usiNG flight Envelope data and mission based morphing prototype wing development) kapsamında yapılan çalışmaları aktarmaktadır. Bu çalışmalarda bir insansız hava aracı kanadına ait firar kenarı kontrol yüzeyinin tasarımı, yapısal ve aerodinamik analizleri yapılmıştır. CHANGE Projesi ayrı ayrı olarak farklı kanatlara uygulanan kanat boyu değişimi (telescopic wing), kanat kambur değişimi (camber variable wing), kanat süpürme açısı değişimi (sweep variable wing) ve kanat burulma değişimi (twist variable wing) özelliklerini bir arada ve aynı anda görev yapabilecek şekilde tek bir kanada uygulayabilmek için başlatılan bir çalışmadır (CHANGE, 2012). Proje TEKEVER (Portekiz), University Beira Interior (Portekiz), ODTÜ, Technical University of Delft (Hollanda), DLR (Almanya), INVENT (Almanya), Swansea University (Galler), Cranfield University (İngiltere) ve Aircraft Research Association (İngiltere) olmak üzere dokuz paydaştan oluşmaktadır. Proje kapsamında uçuş koşullarına ve pilotun verdiği komutlara göre bu işlemleri otomatik olarak gerçekleştirebilecek bir yazılım geliştirilmekte olup, tasarlanan değişim özelliklerinin uygulandığı prototip bir kanadın rüzgar tüneli testleri, yer titreşim testleri de yapılmıştır. Geliştirilen insansız hava aracının uçuş yeteneğini de gösterecek uçuş testleri de planlanmıştır. Orta Doğu Teknik Üniversitesi Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü’nün projedeki sorumluluğu firar kenarı kontrol yüzeyinin özgün olarak tasarlanması, yapısal ve aerodinamik analizlerinin yapılması, kanadın yer titreşim testlerinin yapılması, rüzgâr tüneli ve uçuş testlerine teknik katkılarda bulunmaktır. 10 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 2. KONTROL YÜZEYİ TASARIMI: Bu bildiride, yaklaşık üç yıllık süreç boyunca yapılan tasarım çalışmalarının son durumu sunulacaktır. ArGe süresince yapılan daha önceki detaylı çalışmalar yazarların önceki çalışmalarında bulunabilir (Yaman vd, 2012; Arslan vd., 2014; Tunçöz, 2015; Tunçöz vd., 2015). CATIA V5-6R2012 paket programı kullanılan firar kenarı kontrol yüzeyinde, birden fazla malzeme kullanılarak hibrit bir tasarım yapılmıştır. Kanat profili kompozit malzeme kullanılarak tasarlanmış, içine aerodinamik yüklere mukavim olabilmesi için köpük konulmuştur. Kontrol yüzeyinin istenen NACA profillerini sağlayacak şekilde aşağıya ya da yukarı hareketine olanak sağlayacak bir polimer bazlı esnek kısım ve tasarımı kanada bağlamak için düşünülmüş bir alüminyum parça ile (C kısım) oluşturulan tasarımın yan görünümü Şekil 1’de, izometrik görünümü Şekil 2’de sunulmuştur. Şekil 1: Tasarlanan Hibrit Firar Kenarı Kontrol Yüzeyi – Yan Görünüm Şekil 2: Tasarlanan Hibrit Firar Kenarı Kontrol Yüzeyi – İzometrik Görünüm Tasarlanacak hibrit firar kenarı kontrol yüzeyi NACA6510 profiliyle üretilecek; farklı uçuş koşullarına göre kalkış sürecinde NACA3510, avare ve hızlı uçuş süreçlerinde ise NACA2510 profiline geçiş yapabilecektir. Bu profillerde kanat kamburu azalmaktadır (decamber). Tasarımın kanat kamburunu arttırıcı yöndeki (camber) şekil değiştirebilme yeteneğini göstermek için de, NACA8510 profiline geçiş sağlayabilmesi incelenmiştir. Proje kapsamındaki firar kenarı başlangıç profili ve hedef profilleri Şekil 3’te gösterilmiştir. 11 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 3: Tasarımın Başlangıç Profili ve Şekil Değişikliğine Uğrayıp Geçmesi İstenen Hedef Profiller Proje kapsamında; hücum kenarı da belirlenen uçuş koşullarında firar kenarına uyum sağlayacak şekilde tasarlanacaktır. Projede geliştirilen kanada ait kambur azaltıcı şekil değiştirebilme yetenekleri Şekil 4’te gösterilmiştir. Şekil 4: Proje Kapsamında Tasarlanan Kanadın Şekil Değiştirebilme Yeteneği Esnek kısımdaki malzeme her zaman gerilme durumunda olacak şekilde tasarlanmıştır. Kontrol yüzeyinin üst ve alt kısmındaki esnek kısımların farklı miktarlarda uzamalarının farkıyla kanat kamburununun arttırılma ve azaltılma durumları sağlanabilmiştir. Kontrol yüzeyi içerisine konuşlandırılan servo motorlar sayesinde, esnek kısımların uzaması sağlanmıştır. Servo motorların tip, boyut, yer ve sayısı ile ilgili çeşitli çalışmalar yapılmış ve sonuçta üç adet servo motorun kontrol yüzeyinin alt bölgesindeki esnek kısmın hareketi için, iki adet servo motorun da kontrol yüzeyinin üst bölgesindeki esnek kısmın hareketi için kullanılması kararlaştırılmıştır. NACA2510 profiline ulaşmak için gerekli olan yer değiştirme miktarı fazla olduğundan, alt bölgeden itecek üç servo motor kullanılmıştır. Kullanılan servo motorların kontrol yüzeyi içerisindeki üstten görünümü Şekil 5’de verilmiştir. 12 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 5: Kontrol Yüzeyi İçine Konuşlandırılan ve Hareketi Sağlayan Servo Motorlar 3. YAPISAL VE AERODİNAMİK ANALİZLER: Tasarımı doğrulayıcı analizler yapılırken öncelikle firar kenarı kontrol yüzeyinin vakum ortamında bulunduğu varsayılmış ve ANSYS Workbench v14.0 paket programı kullanılarak Sonlu Elemanlar Yöntemi yapısal özellikleri değerlendirilmiştir. Daha sonra Pointwise V17.3R2 paket programı kullanılarak aerodinamik çözüm ağı oluşturulmuş ve SU2 V3.2.3 açık kaynak kodlu yazılımı çözücü olarak kullanarak aerodinamik analizler yapılmıştır. Elde edilen bulgular, ANSYS Workbench v14.0 ortamına aktarılmış ve yapısal analizler aerodinamik yükler altında olmak üzere tekrarlanmıştır. Yapısal analizler için oluşturulan çözüm ağı Şekil 6’de, elde edilen şekil değiştirmiş profiller Şekil 7’de gösterilmiştir. Şekil 6: ANSYS'de Oluşturulan Yapısal Çözüm Ağı 13 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 7: Vakum Durumunda Yapılan Yapısal Analizler Sonucu Şekil Değiştirmiş Kontrol Yüzeyi; NACA8510 Profili (a), NACA3510 Profili (b), NACA2510 Profili (c) (a) (b) (c) 14 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 8’de kontrol yüzeyinin hedef profilleri ve bu hedef profillere ulaşmak amacıyla şekil değiştirmiş profillerin ANSYS de yapılan Sonlu Elemanlar Analizleri sonuçlarından elde edilen verileri karşılaştırılmıştır. Şekilden görüleceği üzere tasarım son derece başarılı olup, hedeflenen profilleri büyük ölçüde yakalayabilmiştir. Şekil 8: Hedeflenen Profiller ve Şekil Değiştirmiş Profiller Elde edilen şekil değiştirmiş profiller kullanılarak farklı uçuş koşullarındaki kanadı simgeleyen katı modeller oluşturulmuş ve aerodinamik açıdan incelenmiştir. Aerodinamik analizler için kullanılacak uçuş parametreleri Çizelge 1’de verilmiştir. Geliştirilen firar kenarı kontrol yüzeyinin uyarlanacağı kanadın takılacağı İnsansız Hava Aracının uçuş zarfını simgeleyen bu parametreler, SU2 adlı açık kaynak kodlu programa girdi olarak verilmiş, ve çözümler sıkıştırılamaz RANS ve Spalart-Allmaras türbülans modeli kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çizelge 1: Aerodinamik Analizlerde Kullanılan Uçuş Parametreleri NACA8510 Konfigürasyonu NACA3510 Konfigürasyonu NACA2510 Konfigürasyonu Uçuş Hızı – [m/s] 13.244 21.152 30.556 Hücum Açısı – [deg] 6.373 1.713 1.056 Reynolds Sayısı 524536 857990 1210135 Özkütle – [kg/m3] 1.189 1.225 1.189 Mach Sayısı 0.039 0.063 0.090 İrtifa – [ft] 1000 0 1000 Elde edilen basınç dağılımları, ANSYS Workbench v14.0 ortamına aktarılmış, ve yapısal analizler aerodinamik yükler altında olmak üzere tekrar gerçekleştirilmiştir. Aerodinamik yükler altında şekil değiştirmiş profiller 15 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 9’da sunulmuştur. Şekil 7 ile Şekil 9 karşılaştırıldığında; kontrol yüzeyinin aerodinamik yüklere karşı yeterli mukavemeti gösterip, şeklini koruduğu belirlenmiştir. Şekil 9: Aerodinamik Yükler Altında Yapılan Yapısal Analizler Sonucu Şekil Değiştirmiş Kontrol Yüzeyi; NACA8510 Profili (a), NACA3510 Profili (b), NACA2510 Profili (c) (a) (b) (c) 16 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 4. SONUÇ: Bu çalışmada, bir Avrupa Birliği 7. Çerçeve Programı Projesi olan CHANGE kapsamında, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü’nde geliştirilen tasarlanan ve analizleri yapılan, bir insansız hava aracı kanadı firar kenarı kontrol yüzeyinin tasarımı, yapısal ve aerodinamik analizleri sunulmuştur. Elde edilen bulgular kontrol yüzeyinin farklı kanat profillerine geçişi hem vakum hem de aerodinamik yükler altında başarıyla sağlayabildiğini göstermiştir. 5. TEŞEKKÜR: Bu çalışma bir Avrupa Birliği 7. Çerçeve Programı projesi olan, ‘FP7-AAT-2012-RTD-1, Collaborative Project, Grant Agreement Number: 314139. CHANGE, Combined morpHing Assessment software usiNG flight Envelope data and mission based morphing prototype wing development’ kapsamında desteklenmektedir. Yazarlardan Yosheph Yang Yüksek Lisans Eğitiminde kendisine destek sağlayan TÜBİTAK’a teşekkür eder. KAYNAKÇA: Barbarino, Silvestro, Onur Bilgen, Rafic M. Ajaj, Michael I. Friswell, Daniel J. Inman (2011) “A Review of Morphing Aircraft”, Journal of Intelligent Material Systems & Structures, Vol. 22 Issue 9, pp. 823–877. CHANGE FP7 Project (2012), http://change.tekever.com/, [12.08.2015 tarihinde erişilmiştir.] Yaman, Yavuz, Serkan Özgen, Melin Şahin, Ercan Gürses (2012), "Büyük Oranda Şekil Değiştirebilen Kanat/ Kontrol Yüzeylerinin Uçuştaki Etkileri", UHAT2012, I. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi, Ege Üniversitesi, Ege Meslek Yüksek Okulu, İzmir. Arslan, Pınar, Uğur Kalkan, Harun Tıraş, İlhan Ozan Tunçöz, Yosheph Yang, Ercan Gürses, Melin Şahin, Serkan Özgen, Yavuz Yaman (2014), “Structural Analysis of an Unconventional Hybrid Control Surface of a Morphing Wing”, ICAST2014: 25th International Conference on Adaptive Structures and Technologies, The Hague, Hollanda. Tunçöz, İlhan Ozan (2015) “Design and Analysis of a Hybrid Trailing Edge Control Surface of a Fully Morphing Unmanned Aerial Vehicle Wing”, Yüksek Lisans Tezi, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Ankara. Tunçöz, İlhan Ozan, Yosheph Yang, Ercan Gürses, Melin Şahin, Serkan Özgen, Yavuz Yaman (2015) “A Hybrid Trailing Edge Control Surface Capable of Camber and Decamber Morphing”, 7th ECCOMAS Thematic Conference on Smart Structures and Materials, SMART2015, Ponta Delgada, Azores, Portekiz. 17 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 80 Kn Gücünde Bir Turbofan Motorun Yanma Veriminin Egzoz Emisyonları Yardımıyla Hesaplanması Combustion Efficiency Calculation Of A 80 Kn Power Turbofan Engine With The Aid Of Exhaust Emissions Yasin Şöhret1, Ali Dinç2, T. Hikmet Karakoç3 ABSTRACT: Aviation industry in Turkey grows rapidly depending on conducted researches in the framework of TUBITAK 2023 Prospect Report. Thus, air transportation becomes widespread as well as national air vehicle projects are pursued. In this case, assessing environmental impact of aerial vehicles, especially passenger aircrafts, is a mandatory. In the present paper, exhaust emission characteristics of an aircraft gas turbine engine is revealed and a novel approach for combustion efficiency of the gas turbine engine with the aid of exhaust emission data is presented. In this way, emitted exhaust gas from an aircraft engine is proven to be a tool for evaluation of the combustion efficiency as a performance parameter in addition to environmental impact assessment. Key Words: Aircraft engine, Combustion efficiency, Emission, Turbofan. ÖZET: Ülkemizde, TÜBİTAK 2023 Vizyon Raporu doğrultusunda yürütülen çalışmaların neticesinde havacılık sektörü hızla büyümektedir. Dolayısıyla, hem milli uçak geliştirme projeleri yürütülürken diğer yandan da hava ulaşımının kullanımı da yaygınlaşmaktadır. Bu durum hava araçlarının, özellikle de yolcu uçaklarının çevresel etkilerinin irdelenmesini gerekli kılmaktadır. Bu çalışma, bir yolcu uçağında kullanılan bir gaz türbinli motorun egzoz emisyon değerlerini ortaya koymayı ve bu değerlerin yardımıyla yanma verimi hesabına yeni bir yaklaşım getirmeyi hedeflemektedir. Böylelikle, uçak motorundan salınan egzoz gazları, çevresel etki değerlendirmesinin yanı sıra bir performans ölçütü olan yanma verimini belirlemek için yeni bir araç olarak ortaya konulmuştur. Anahtar Kelime:Emisyon, Turbofan, Uçak motoru, Yanma verimi. 1. GİRİŞ: Günümüzde havacılık sektörünün hızlı büyümesine bağlı olarak, hava araçlarının çevresel etkileri sıkça tartışılmaktadır. Özellikle yolcu uçakları ve askeri uçaklarda kullanılan gaz türbinli motorların egzoz emisyonlarının takibi ve azaltılmasına yönelik pek çok çalışma yürütülmektedir. Bu kapsamda yetkili olan kuruluşların yapmış oldukları düzenlemeler ile emisyonlar kontrol altında tutulabilmektedir. Diğer yandan bilimsel açıdan da irdelemeler ve değerlendirmeler yapılmıştır (Mahashabde vd., 2011). 1 Doktora Öğrencisi, Anadolu Üniversitesi, ysohret@gmail.com. Baş Mühendis, Tusaş Motor Sanayii,Ali.Dinc@tei.com.tr. 3 Prof. Dr., Anadolu Üniversitesi, hkarakoc@anadolu.edu.tr. 2 18 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Uçak egzoz emisyonlarının atmosfer üzerinde ciddi etkileri vardır. Özellikle troposfer katmanının üstünde daha etkili olan uçak egzoz emisyonları, ozon katmanının delinmesinden de sorumlu olarak gösterilmektedir (Beck vd., 1992; Wulff ve Hourmouziadis, 1997; Kesgin, 2006). Beck vd. (1992), iki boyutlu model yardımıyla uçak egzoz emisyonlarının atmosferin troposfer katmanına etkilerini incelemişlerdir. Araştırmacılar, ozon oluşumunu özellikle göz önünde bulundurmuş ve küresel ısınmaya etkilerinin ciddi boyutlarda olduğunu vurgulamışlardır. Yapılan bir diğer çalışmada (Filippone, 2008), uçak motorlarının tasarım parametreleri ve uçuş bilgileri ile karbondioksit emisyonlar arasındaki ilişki parametrik olarak incelenmiştir. Bu çalışmada kullanılan özgün bir yazılım ile uçuş menzili, yolcu sayısı, paralı yük ve uçuş türü (doğrudan veya durarak) gibi etkenler irdelenmiştir. Kore'de yapılan bir araştırmada (Hu vd.,2009), yolcu uçaklarından salınan sera gazları ve bunun sonucunda oluşan hava kirliliği ele alınmıştır. Bu çerçevede havaalanı çevresinde gerçek zamanlı ölçümler gerçekleştirilerek havayolu trafiğinin bölgesel hava kirliliğine etkisi ortaya konulmuştur. Santoni vd. (2011), yaptıkları çalışmada alternatif yakıt ve geleneksel havacılık yakıtı kullanan bir gaz türbinli uçak motorunun egzoz emisyon değerlerini kıyaslamışlardır. Bu çalışmada azot oksit ve yanmamış hidrokarbon emisyonlarının üzerinde durulurken, yüksek itki koşullarında egzozdan atılan yanmamış hidrokarbon miktarının ortamda bulunandan daha az miktarda olduğu belirlenmiştir. Yılmaz ve İlbaş (2012) tarafından yapılan çalışmada, farklı uçak motorlarının emisyon karakteristikleri ortaya koyulmuş ve çalışma sonucunda alternatif yakıt kullanımı ile emisyon değerlerinin azaltılabileceği belirtilmiştir. Bir diğer çalışmada (Starik vd., 2013), çalıştırma koşullarının emisyon oluşumuna etkileri nümerik yöntemlerle incelenmiştir. Çalışmada kullanılan model, denkleşmemiş yanma sürecine ve yanma gazlarının dağılımına dayalı olarak kurulmuştur. Model ile elde edilen sonuçlar ölçülen emisyonlar ile örtüşmüş ve model doğrulanmıştır. Ekici vd. (2013), Türkiye'deki en yoğun havalimanlarına iniş kalkış yapan yolcu uçaklarını belirlemişlerdir. Devamında belirledikleri bu uçaklardan kaynaklanan ve çevresel kirliliğe neden olan egzoz emisyonlarını irdelemişlerdir. Bir diğer çalışmada (Naugle ve Fox, 2014), uçak egzoz emisyonlarının çevresel kirliliğe olan katkısı irdelenmiştir. Ayrıca bu çalışmada, uçak egzoz emisyonlarının neden olduğu sağlık sorunları üzerinde de durulmuştur. Altuntaş (2014), bir turbojet motorun geleneksel havacılık yakıtı ve sıvı hidrojen kullanması durumlarındaki çevresel etkilerini 7000-10000 metre irtifa ve 0.7-1.0 Mach sayısı koşulları için ele almıştır. Çalışma sonucunda, yüksek irtifa ve düşük Mach sayısının olduğu durumlarda çevresel etkilerinin iyileştiği belirtilmiştir. Yakın zamanda yapılan bir çalışma kapsamında (Pitari vd., 2015), uçaklardan kaynaklanan azot oksitler ve aerosolların birleşiminin ozon tabakası üzerindeki etkisi ortaya koyulmuştur. Araştırmacılar üç etkenli kimyasal taşınım modelinden yararlanmıştır. Böylece, karbon dioksit ve aerosol miktar değişimine bağlı zorla ışınımsal etkilerin değişimini ortaya koymuşlardır. Moore vd. (2015) kullanılan yakıtın bileşimine bağlı olarak bir turbofan motordan salınan kirleticilerin değişimini gözlemlemiştir. Bu kapsamda farklı bileşenlere sahip on beş farklı yakıt denenmiştir. Sonuç olarak yakıtın aromatik bileşenleri ile sülfür içeriğinin, emisyon ve aerosol oluşumunda en önemli unsurlar olduğu bulunmuştur. Wasiuk vd. (2015) ise, ticari uçaklardan kaynaklanan emisyon ve motorun özgül yakıt tüketimini tahminlemek için bir performans modeli geliştirmiştir. Bu model, halen kullanılmakta olan emisyon veri tabanının güncellenmesi için geliştirilmiştir. Modelden elde edilen sonuçlar, Amerika Havacılık Otoritesi (FAA)'nden alınan veriler ile doğrulanmıştır. Yukarıda erişilebilir literatürden verilen örneklere bakıldığında, uçak motorlarından salınan kirleticiler genellikle çevresel etkileri bakımından irdelenmiştir. Ancak, egzoz emisyonları aynı zamanda da gaz türbinli motor içerisinde gerçekleşen yanma tepkimesi hakkında da bilgi vermektedir. Bu çalışmada, uçak motoru egzoz emisyonlarının yanma niteliğini anlamak için kullanım yöntemi tanıtılmış ve bir uygulama ile örneklenmiştir. 2. YÖNTEM: Gaz türbinli motorlar içerisinde gerçekleşen yanma tepkimesi için genel olarak aşağıdaki ifade yazılabilir (Şöhret, 2013): 19 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Bu yanma tepkimesinde; m : yakıtın kimyasal yapısındaki karbonun mol sayısı n : yakıtın kimyasal yapısındaki hidrojenin mol sayısı p : yakıtın kimyasal yapısındaki oksijenin mol sayısı q : yakıtın kimyasal yapısındaki azotun mol sayısı r : yakıtın kimyasal yapısındaki kükürdün mol sayısı A : hava ve bileşenlerinin mol sayısı B : tepkime ürünlerinin mol sayısı kavramlarını göstermektedir. Bu ifadeden de görüleceği üzere, yanma sonucu açığa çıkan yanma ürünleri yukarıda sözü edilen egzoz emisyonlarıdır. Bu durumda çalıştırılan bir gaz türbinli motordan ölçümlerle elde edilecek emisyon verileri ile tepkimenin denkleştirilmesi mümkündür. Bu denkleştirme neticesinde, yakıtın hava ile tepkimeye girme oranı belirlenebilir. Yakıt ile havanın ne oranda kimyasal tepkimeye girebildiği ve bu tepkimenin mükemmelliği yanma verimi ile ifade edilir. Yanma verimi, genel olarak aşağıdaki şekilde yazılabilir (Şöhret, 2013): Bu ifadede, yakıtın alt ısıl değerini ve emisyon indeksini göstermekte olup, karbonmonoksit ve yanmamış hidrokarbonlar için emisyon indeksi sırasıyla şu şekilde hesaplanır (Şöhret, 2013): Bu çalışmada incelenen gaz türbinli uçak motoru 80 kN gücünde bir tubofan tipidir. Havayolları tarafından kullanılan COMAC ARJ21 ailesi uçakların güç ünitesi olan motorun by-pass oranı 5:1 ve basınç oranı 29:1’dir (General Electric, 2015). Çalışma çerçevesinde, söz konusu motorun ICAO kalkış-iniş döngüsü yönergelerine uygun olarak ölçülen emisyon verileri kullanılmıştır. Şekil 1’de şematik olarak gösterilen ICAO kalkış-iniş 20 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR döngüsü yönergeleri doğrultusunda motor sırasıyla 0.7, 2.2 ve 4.0 dakika boyunca %100, %85 ve %30 oransal çıkış güçlerinde kalkış, tırmanma ve yaklaşma uçuş evreleri için ölçülmüştür (ICAO, 199) lŞekil-1: ICAO İniş Kakış Döngüsü Kaynak: ICAO, 1993. 3. SONUÇ: Çalışma kapsamında ele alınan turbofan tipi gaz türbinli motorun kalkış-iniş döngüsü için ölçülen emisyon verileri Tablo 1’de verilmiştir. Şekil 2’den de görüldüğü üzere, azot oksit emisyonları azalırken karbon monoksit emisyonu artış göstermektedir. Tablo 1: İncelenen Turbofan Motorun Emisyon Karakteristiği Uçuş Evresi EI(CO) (g/kg) EI(CxHy)(g/kg) EI(NOx) (g/kg) Kalkış 0.49 0.06 17.87 Tırmanma 0.34 0.08 15.04 Yaklaşma 3.98 0.14 7.97 Kaynak: ICAO, 2015. 21 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil-2: Turbofan Motorun Emisyon Verilerinin Uçuş Evreleri ile Değişimi Şekil-3: Turbofan Motorun Yanma Veriminin Uçuş Evreleri ile Değişimi Motora ait emisyon verileri kullanılarak yapılan hesaplamalar sonucunda, incelenen gaz türbinli motorun yanma verimi sırasıyla kalkış, tırmanma ve yaklaşma uçuş evreleri için sırasıyla %99.9824, %99.9840 ve %99.8920 olarak bulunmuştur. Bu değişim Şekil 3’den açıkça görülmektedir. 22 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Çalışma sonucunda bulunan yanma verim değeri günümüzde kullanılan pek çok gaz türbinli motorun gelmiş olduğu teknolojik düzeyi ortaya koymaktadır. Bu derecede yüksek olan yanma verimi, yakıtın ideal koşullara çok yakın düzeyde yandığını göstermektedir. KAYNAKÇA: A. Wulff, J. Hourmouziadis (1997), “Technology Review of Aeroengine Pollutant Emissions”, Aerospace Science and Technology, Vol. 8, pp. 557-572. A.M. Starik, A.B. Lebedev, A.M. Savel’ev, N.S. Titova, P. Leyland (2013), “Impact of Operating Regime on Aviation Engine Emissions: Modeling Study”, Journal of Propulsion and Power, Vol. 29, pp. 709-717. Antonio Filippone (2008), “Analysis of Carbon-Dioxide Emissions from Transport Aircraft”, Journal of Aircraft, Vol. 45, pp. 185-197. Anuja Mahashabde, Philip Wolfe, Akshay Ashok, Christopher Dorbian, Qinxian He, Alice Fan, Stephen Lukachko, Aleksandra Mozdzanowska, Christoph Wollersheim, Steven R.H. Barrett, Maryalice Locke, Ian A. Waitz (2011), “Assessing the environmental impacts of aircraft noise and emissions”, Progress in Aerospace Sciences, Vol. 47, No. 1, pp. 15-52. D. Naugle, D. Fox, (2014), “Aircraft and Air Pollution”, Environmental Science and Technology, Vol. 15, pp. 391-395. D.K. Wasiuk, M.H. Lowenberg, D.E. Shallcross (2015), “An aircraft performance model implementation for the estimation of global and regional commercial aviation fuel burn and emissions”, Transportation Research Part D, Vol. 35, pp. 142-159. G. Pitari, D. Iachetti, G. Di Genova, N. De Luca, O.A. Sovde, O. Hodnebrog, D.S. Lee, L.L. Lim, (2015), “Impact of Coupled NOx/Aerosol Aircraft Emissions on Ozone Photochemistry and Radiative Forcing”, Atmosphere, Vol. 6, pp. 751-782. G. Santoni, B. Lee, E. Wood, S. Herndon, R. Miake-Lye, S. Wofsy, J. McManus, D. Nelson, M. Zahniser (2011), “Aircraft Emissions of Methane and Nitrous Oxide during the Alternative Aviation Fuel Experiment”, Environmental Science & Technology, Vol. 45, pp. 7075-7082. General Electric (2015), CF34-10A http://www.geaviation.com/engines/docs/commercial/datasheet-CF34-10A.pdf, erişilmiştir.] [05.09.2015 Datasheet, tarihinde ICAO (2015), ICAO Aircraft Engine Emissions Databank, https://easa.europa.eu/document-library/icaoaircraft-engine-emissions-databank#1, [05.09.2015 tarihinde erişilmiştir.] İ. Yilmaz, M. İlbaş (2012), “Investigation of Pollutant Emissions in Aircraft Gas Turbine Engines”, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Vol. 27, pp. 343-351. Jeannette P. Beck, Claire E. Reeves, Frank A.A.M. de Leeuw, Stuart A. Penkett (1992), “The effect of aircraft emissions on tropospheric ozone in the Northern Hemisphere”, Atmospheric Environment, Vol. 26, pp. 1729. Önder Altuntaş (2014), “Designation of Environmental Impacts and Damages of Turbojet Engine: A Case Study with GE-J85”, Atmosphere, Vol. 5, pp. 307-323. R.H. Moore, M. Shook, A. Beyesdorf, C. Corr, S. Herndon, W.B. Knighton, R. Miake-Lye, K.L. Thornhill, E.L. Winstead, Z. Yu, I.D. Ziemba, B.E. Anderson (2015), “Influence of Jet Fuel Composition on Aircraft Engine 23 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Emissions: A Synthesis of Aerosol Emissions Data from the NASA APEX, AAFEX, and ACCESS Missions”, Energy &Fuels, Vol. 29, pp. 2591-2600. Selçuk Ekici, Görkem Yalın, Önder Altuntas, T. Hikmet Karakoc, (2013), “Calculation of HC, CO and NOx from civil aviation in Turkey in 2012”, International Journal of Environment and Pollution, Vol. 53, pp. 232-244. Shishan Hu, Scott Fruin, Kathleen Kozawa, Steve Mara, Arthur M. Winer, Suzanne E. Paulson (2009), “Aircraft Emission Impacts In A Neighborhood Adjacent To A General Aviation Airport In Southern California”, Environmental Science & Technology, Vol. 43, pp. 8039-8045. Uğur Kesgin (2006), “Aircraft emissions at Turkish airports”, Energy, Vol. 31, pp. 372-384. Yasin Şöhret (2013), “Deneysel Bir Turbojet Motorunun Yanma Veriminin Motor Emisyonlarıyla Belirlenmesi”, Yüksek Lisans Tezi, Anadolu Universitesi. 24 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Model Helikopter Üzerinde İnsansız Hava Aracı Otonom Uçuş Uygulaması Implementation Of Autonomous Unmanned Model Helicopter Flight Emre AYVAZ1, Ali ÖZTÜRK2 ABSTRACT: In this study, autonomous UAV (Unmanned Air Vehicle) flight implementation on model helicopter) was suggested by deeply examining the integration of related software and hardware to enable the autonomous flight. First, basic level of information about UAV types was presented. Then, a road map to establish a UAV helicopter was given by explaining every necessary phases in detail. The control cards and sensors which would be integrated into the UAV were comparatively investigated. The hardware chosen among these cards and sensors using predetermined criteria were calibrated and tested. The integrated peripherals were also analysed to ensure interoperability among them. As a result, the model helicopter was maintained at a fixed altitude automatically while the required altitude data were being received from the GPS module. Autonomous flight of a pre-planned path could not be covered, since additional expenses and additional time for tests were required. Key Words: APM, Ardu, Auto, Flight, Heli, PID, Route, UAV ÖZET: Bu çalışma kapsamında, otonom insansız (küçük boyutlu) helikopter uçuşu yöntemi önerilmiş ve otonom uçuş sağlamak için gereken yazılım ve donanımların entegrasyonu ayrıntılı bir şekilde ele alınmıştır. Öncelikle İHA’ların çeşitleri hakkında temel düzeyde bilgi verilmiş olup, insansız bir helikopter edinmek için yol haritası sunulmuş ve otonom insansız bir helikopterin nasıl yapılacağından detaylı olarak bahsedilmiştir. Otonomi için kullanılan uçuş kartları ve bu karta entegre edilen algılayıcılar incelenmiştir. İncelenen donanımlar arasından seçilip çalışmada kullanılan bu donanımların kalibrasyon ve testleri yapılarak birlikte entegre çalışabilmesi için gerekenler anlatılmıştır. Sonucunda helikoptere otonomi kazandırmak adına belirli bir yükseklikte helikopterin sabit kalması sağlanmıştır. Belirlenen yükseklikte sabit kalınabilmesi için gereken konum bilgisi GPS’den alınmıştır. Otonom uçuşun belirli bir güzergâhta yapılması için gereken bazı aşamalar ek mali yatırımlar gerektirmesi ve uzun testlere ihtiyaç duyulmasından dolayı çalışma kapsamında değerlendirilmemiştir. Anahtar kelimeler: APM, Ardu, Heli, İHA, Otonom, PID, Rota, Uçuş 1.GİRİŞ: Teknolojinin son yüzyılda insan hayatına getirdiği baş döndürücü yenilikler havacılık alanında da hız kesmeden devam etmektedir. Özellikle uzaktan kumandalı model araçlar ve İnsansız Hava araçları (İHA) da 1 2 Y. Mühendis, Türk Hava Kuvvetleri Komutanlığı, emre.ayvaz@hvkk.tsk.tr Yrd.Doç.Dr., KTO Karatay Üniversitesi, Baş Mühendis, HAVELSAN A.Ş., aliozturk2002@gmail.com 25 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR teknolojiden nasibini almış ve son dönemde birçok yeni kullanım alanı ile karşımıza çıkmıştır. İHA’lara gösterilen ilgi ve gelişmelerin arkasındaki sebep ise diğer kara ve deniz araçlarından farklı olarak üçüncü boyutun yani gökyüzünün etkili ve ekonomik bir şekilde kullanılabilmesidir. Bu avantajı hemen herkesin erişebileceği bir konuma getirmek için ise son dönemde birçok çalışma yapılmıştır (Caffarelli ve ark., 2003; Nigam ve Kroo, 2008). Birçok alanda akıllı, kendi kendini yönetebilen (otonom) sistemler kullanıldığı gibi havacılık alanında da en az riskle en etkili sonuca ulaşılması üzerine çözümler hedeflenmekte ve bu yönde insan hatasını asgari düzeye indiren, maliyet etkin, can ve mal kaybını önleyecek otonom sistemler geliştirilmektedir (Karim ve Heinze, 2005). Hali hazırda Terör ve Güvenlik, İnşaat, Tarım, Film ve Eğlence sektörü, Arkeolojik kazılar gibi birçok alanda karşımıza çıkan bu hava araçları insan refleks ve duyarlılığından çok daha hassas uçuşlar yapabilmekte, mal veya can kaybı olmadan önemli görevler icra edilebilmektedir. İHA’lar sağladığı faydanın yanı sıra karmaşık araçlardır. Yazılım, elektronik, makina, uçak ve kontrol mühendisliği gibi disiplinlerin ortak çalışması sonucu oluşabilen İHA’ları günlük uygulamalarda kullanmak için karmaşıklığı azaltmak gerekmektedir. Aksi takdirde projenin başarısızlığının yanı sıra ciddi bir maliyet ve yaralanma riski kaçınılmazdır. Hem askeri hem sivil havacılıkta hâlihazırda zaten otonom sistemler kullanılmasına rağmen özellikle askeri alanda uçuş sırasında çok fazla değişken olmasından dolayı pilotun yerini dolduran tam otonom bir sistem henüz geliştirilememiştir (Bayraktar, 2012). Günümüzde askeri alanda insansız hava araçları ise insanlı uçaklara destek amacıyla kullanılmakta ve birbirlerinin eksiklerini tamamlamaktadırlar. Fakat özellikle askeri amaçlı İHA’ların insanlı uçaklardakinin aksine insan kabiliyet sınırlarından (yorgunluk / çalışma saati, G kuvveti vb. gibi) etkilenmemesi çok önemli bir kuvvet çarpanıdır (URL:1). Hâlihazırda yüzbinlerce liralık, büyük boyutlarda otonom hava araçları mevcut olduğu gibi (Schrage, 1999; Garcia, 2006), gramlarla ifade edilen ve 20–30 liralık mini hava araçları da bulunmaktadır (Richardson, 2007). Mini İHA çeşitleri olarak ise model uçaklar ve model helikopterlerin yanısıra multikopter diye adlandırılan çok pervaneli (Dörtlü/Quad, Altılı/Hexa ve Sekizli/Octo) helikopter türevi hava araçları da mevcuttur. Genelleme yapılırsa İHA’lar, uçak boyutlarından ziyade kanat tiplerine göre Sabit Kanatlı ve Döner Kanatlı olarak iki katagoride sınıflandırılabilir (Çetinsoy ve ark., 2011). Sabit kanatlı İHA’lar hem askeri hem de sivil amaçlar için üretilen uzun süre havada kalabilen, sessiz, ağır yük taşıma kapasitesi olan, büyük ısı değişikliklerine dayanabilen, güçlü motorları olan vb. özellikler barındırmalıdır (Chao ve ark. 2007). Açık alan uygulamalarında hava araçları genelde 40 cm üzeri olur. Bu tip İHA’lar yer istasyonları ile genelde konum bilgisi ve basit komutlar göndermek için görüşmekte ve yer sistemi bilgisayarlarının işlemcilerinin kullanımına yönelik tasarlanmamaktadır. Hava aracı üzerinde mikro bir bilgisayar ünitesi vardır ve tüm işlemler bunun üzerinden yapılmaktadır. Çünkü hava aracının havada kalma süresi ve manevra kabiliyetinin kısıtlanmaması açısından hafiflik önemlidir. Bu bakımdan İHA üzerinde sadece basit bir işlemci ve mutlaka olması gereken yardımcı donanım mevcuttur. İHA’ların son on yılda hobi amaçlı olarak da sıkça kullanılması sonucu gelişen bu sektör, çok çeşitli kullanımı olabileceğinin görülmesini sağlamıştır. Yaygınlaşmanın temellerinden biri de MEMS (Micro-ElectroMechanical Systems) teknolojisindeki gelişmeler ile küçük algılayıcı ve işlemciler kullanılabilmesi ve otonom uçuşun desteklenmesidir (Raicu, 2004).En çok İHA kullanımı görülen sektörlerden bazıları Terör ve Yüksek Güvenlik, Keşif - Gözetleme, Arama - Kurtarma, Tarımsal Ormancılık - Bitki Koruma, Arkeolojik Alanların Tespiti ve incelenmesi olarak sıralanabilir. Bu bilgiler ışığında günlük hayatta kullanılabilecek bir insansız küçük boyutlu helikopterin nasıl yapılabileceği, yapılan helikoptere otonomi kazandırmak için gereken entegrasyon aşamaları ve bu aşamalarda ihtiyaç duyulan donanımlar, kalibrasyon ve testler bu çalışma kapsamında detaylı şekilde incelenmiştir. Helikopterler diğer hava araçlarından farklı olarak doğrusal olmayan (kararsız) uçuş dinamiğine sahip ve kolayca dengesi bozulabilen hava araçlarıdır (Shim ve ark., 2003; Wills ve ark., 2001; Rojas, 2003; Kanade, 1999; Abbeel, 2007). 26 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Çalışmada, seçilen hava aracının geleneksel bir model helikopter olması; helikopterin manevra kabiliyeti, havada kalma süresi, taşıdığı yük ve ulaşabildiği en yüksek hız açısından multikopterlere üstünlük sağlamasındandır. Bunun yanı sıra normal boyuttaki insanlı helikopterlerin yaygın olarak hem askeri hem sivil amaçlı kullanılması da yapılan çalışmanın bu helikopterlere kolaylıkla uyarlanabileceğini düşündürmüştür. Diğer taraftan geleneksel helikopterler için yapılan geliştirme, çalışmanın ilerleyen kısımlarında da görüleceği gibi sabit kanatlı ya da multikopter hava araçlarına göre çok daha karmaşık bir süreç içermektedir. Otonom küçük boyutlu helikopter üzerine yapılan bu tip yeni iyileştirme ve geliştirmeler sonucu kaza kırım oranı düşerken yaralanma ya da ölüm gibi istenmeyen durumlar azalacaktır. 2. KULLANILAN YAZILIM VE DONANIMLAR Çalışmada kullanılan tüm donanımlar detaylı olarak incelenmiş ve kullanılan yazılımların neler olduğu anlatılmıştır. Bunlar; Geleneksel Model Helikopter, ArduFlyer Kart, ve Mission Planner (MP) başlıkları altında incelenmiştir. 2.1. Geleneksel Model Helikopter Geleneksel helikopterler birçok farklı boyutta üretilebilmektedir. Çok kolay bir şekilde kırım yaşayabilen helikopterler için devamlı yedek parça bulundurmak gerekmektedir. Bu parçaların hangileri olduğunu saptamak, uyumlu olan boyutu bulmak, yeterli malzeme kalitesini sağlamak, ihtiyaç duyulan özellikteki parçaları belirlemek ve yeterli yedek parça temini testlerin aksamaması için önemlidir ve önceden temin edilmesi gerekmektedir. Parçaların genelde yurtdışında üretildiği ve buradan sipariş edildiği düşünüldüğünde, parçalar alınmadan önce teknik detaylara hâkim olmak önemlidir. Aksi takdirde, zaman kaybı ve istenmeyen parçalar ile karşılaşılır. Alınan parçanın özelliğine göre ana Rotor ise; dişli sayısı, servo ise; uyguladığı birim kuvvet ve kullandığı volt/akım, güç aktarımını sağlayan şaft ise; boyutu, üzerindeki vida gediği ve konumu, Pal ise; boyut ve malzeme kalitesi gibi detaylar zaman ve bütçe tasarrufu açısından bilinmesi gereken detaylardır. Kaynak: Kurt Gornek:2008 Şekil 2.1: Uzaktan kumandalı helikopter anatomisi 27 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 2.2. ArduFlyer Kart ArduFlyer kart küçük ölçekli hava araçlarının otomatik uçuş yapması için tasarlanmış bir kontrol kartıdır. Arduflyer kart seçilmeden önce benzer kontrol kartları incelenmiş olup; maliyet, açık kaynak kodlu olmasından dolayı müdahale edilebilirlik ve teknik özelliklerinin başarısı gibi nedenlerden bu kart seçilmiştir. Kart model hava araçlarının birçoğunu otomatik ya da el yordamı ile uçurabilmektedir. Her çeşit hava aracı için ise ayrı bellenimlerin (Firmware) yüklenmesi, parametre değerlerinin girilmesi, kalibrasyon ve test yapılması gerekmektedir. ArduFlyer kartın giriş ve çıkış bacaklarının işlevlerinin bilinmesi önemlidir. Bunun yanı sıra helikoptere yön veren Ball linkleri (çember başlı bağlayıcı) yöneten Servolar, ESC (Elektronik Hız Denetleyicisi – Electronic Speed Controller), algılayıcılar (GPS, Kompas), Güç Modülü (Power Module) gibi aparatlar ArduFlyer kartın üzerindeki ilgili bacaklara takılırlar. Otonom uçuş için AruFlyer karta zorunlu bağlanması gereken algılayıcılar GPS, barometre ve Kompas’dır. Takılması zorunlu olmayan başlıca algılayıcı ve aparatlar ise; Telemetri, Anten Takip Edici, Sonar, Titreşim algılayıcısı, Batarya ölçer, OSD (On Screen Display)’dir, bu aparatlar uçuşun daha hassas, fonksiyonel veya daha güvenli olmasını sağlamaya yöneliktir. KAYNAK: http://www.rcgroups.com Şekil 2.2: ArduFlyer Kart ve karta bağlanabilen ilgili ekipmanları(sensörler, telemetri, vs..) 28 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 2.3. Mission Planner (MP) MP programı ArduFlyer kartın tüm konfigürasyon ayarlarının yapıldığı ve görev yüklendiği programdır. Bu program vasıtasıyla kullanılan hava aracına yönelik tüm özel ayarlar yapılıp kalibre edilebilmektedir. ArduFlyer kartın yönetebildiği her hava aracının temel bir kontrol yazılımı bulunmaktadır. Bu bellenim ArduFlyer karta yüklenmekte ve sonrasında hava aracının verdiği tepkilere göre kalibrasyon işlemleri yapılmaktadır. Kalibrasyon işlemlerinin nasıl yapıldığı Entegrasyon ve Test başlığı altında detaylı olarak açıklanmıştır. ArduFlyer kartın tam anlamıyla yönetildiği yer MP programı olduğu için çalışmada en çok irdelenen konu olmuştur. ArduFlyer kartın ve dolayısıyla helikopterin tüm elektronik donanımlarının ayarları, kalibrasyonu, uçuşu ve testi bu program vasıtasıyla yapılmıştır. MP vasıtasıyla farklı birçok işlem yapıldığı için aşağıdaki başlıklar altında MP fonksiyonlarını incelemek karmaşıklığı azaltacaktır. • Basit Ayarlar • İleri Düzey Ayarlar • Yer İstasyonunun Kullanımı • Otomatik Uçuş Planlama ve Hazırlama • CLI (Command Line Interface) Mod • Uçuş Modları • Uçuş Verisi Loglama • Log Analizi ile Problemleri Saptama • Alıcı Testi 3. ENTEGRASYON VE TEST AŞAMASI Entegrasyon süreci, çalışma boyunca geliştirme sürecinde en uzun zamanı alan ve karışık bir süreç olmuştur. Karmaşıklığı azaltmak için entegrasyon, aşağıdaki başlıklar altında ikili bölümlere ayrılmıştır: Helikopter – Uzaktan Kumanda Entegrasyonu ArduFlyer Kart – Yer İstasyonu Entegrasyonu ArduFlyer Kart – Helikopter Entegrasyonu 3.1. Helikopter – Uzaktan kumanda entegrasyonu Bu süreç helikoptere uzaktan kumanda alıcısını bağlamayı içermektedir. Süreç, alıcının ilgili portlarına helikopter üzerindeki Servolar ve ESC’yi bağlamaktan ibarettir. Kullanılan uzaktan kumanda ve alıcı tipine göre Servolar ve ESC bağlantı sırası değişiklik gösterebilmektedir. Şekil 3.1: Uzaktan kumanda alıcısı ile Arduflyer kontrol kartının bağlantı şekli 29 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 3.2. ArduFlyer Kart – Yer istasyonu entegrasyonu Bu entegrasyon, ArduFlyer kartın yer istasyonu olarak kullanılacak bilgisayara bağlanarak gerekli sürücülerin kurulması ve kartın programlanma işlemleri olarak özetlenebilir. Yer istasyonu; “Mission Planner” programının kurulu olduğu bir bilgisayar, bilgisayarı helikopter üzerindeki ArduFlyer karta bağlayabilen telemetri (veya USB kablo) ve uzaktan kumandadan oluşmaktadır. Kullanılacak bilgisayar, testler sırasında kolaylık için taşınabilir bilgisayar olarak tercih edilmiştir. ArduFlyer kartın öncelikle yer istasyonu ile entegrasyonu gerekmektedir. Çünkü kartın kullanılacağı platform (helikopter, multikopter vs..) ve gerekli parametre ayarları yapılmadan hava aracına takılması söz konusu değildir. Şekil 3.3: Yer istasyonu(Dizüstü PC, 7”LCD ekran, Video alıcı/verici, video aktarım dongle) ve uzaktan kumanda ArduFlyer kart ve bilgisayar arasında bağlantı yapılabilmesi için öncelikle gerekli sürücüler, kullanılan işletim sistemine uygun olarak yüklenmelidir. Diğer bir gereksinim ise MP programının kurulması ve ArduFlyer kart ile MP arasındaki bağlantının kurulmasıdır. Bilgisayar ve ArduFlyer kartın bağlanabilmesi için USB kablo bağlantısı ya da telemetri (kablosuz) bağlantı olmak üzere iki yol mevcuttur. 3.3. ArduFlyer – Helikopter entegrasyonu ArduFlyer kart ile helikopter arasındaki entegrasyon öncelikle fiziksel olarak kartın helikoptere sabitlenmesi işlemidir. Bu işlem çok kritiktir. Kartın yerleştirilmesinde dikkat edilmesi gereken unsurlar; titreşimin en az olduğu yere yerleştirilmesi (Helikopterde bu yer ana Pal şaftının altıdır), mevcut titreşimin azaltılması için elastik bir zemin üzerine yerleştirilmesi, kartın manyetik alandan en az etkilenen bir yere monte edilmesi ve doğru yönde monte edilmesidir (Kartın ön ve arka yönü helikopter ile aynı olmalıdır). Yukarıdaki unsurlardan her biri uçuş başarısı ve uçuş dinamikleri üzerine direk etkilidir. Bu maddeler yeterli hassasiyet ile yapılmaz ise uçuş öncesi yapılan titreşim, manyetik alan gibi birçok test başarısız olacaktır. ArduFlyer kartın helikopter ile ilgili tüm ayar ve kalibrasyonunu yapabilmek için bilgisayara bağlamak ve MP isimli programı kurmak gerekmektedir. 30 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR ArduFlyer kart ile yer istasyonu arasında fiziksel bağlantı kurulduktan sonra ise ArduFlyer kartın hava aracını yönetebilmesi için ilgili hava aracı bellenimi(bu çalışmada model helikopter bellenimi yüklenmiştir) yüklenmelidir. Sonrasında kumanda, alıcı, ESC ve Servoların ilk kalibrasyonlarının yapılması gerekmektedir. Bunlar kompas, accelerometer, kumanda, ESC ve motordur. 4. KALİBRASYON VE TEST AŞAMASI İHA’nın otomatikleştirilmesi için yapılan testler ölümcül derecede tehlikeli ya da çok yüksek maliyetli olabilir. Bilhassa açık kaynak kodlardan yararlanılan bir yazılımda göz ardı edilen tehlikeler çok daha fazla olacaktır. Bu bakımdan testleri en az iki kişi yapmalı, mümkünse öncesinde detaylı plan yapılmalı ve gerekmedikçe canlı uçuş yapmadan test edilmeye çalışılmalıdır. Nihai hedefin başarısını görmek için ise gerçek uçuş yaparak test etmek kaçınılmazdır. Uçuş testlerini ise nispeten maliyeti düşük ekipmanlar ile yapmak ve güvenlik önlemlerine azami derecede dikkat etmek gerekmektedir. Model helikopterin ArduFlyer kartla otomatik bir şekilde uçmasında düğüm noktası entegrasyon aşamasıdır. Birçok farklı donanımın (harici algılayıcılar, Servolar, uzaktan kumanda, motor, ESC) beraber uyumlu bir şekilde çalışması gerekmektedir. Bu donanımların çalışma prensipleri her hava aracına göre farklılık göstermekte ve donanımların ayrı test/kalibrasyon işlemlerinden geçmesi gerekmektedir. Sistemdeki karmaşayı azaltmak için önce ArduFlyer kart ve ArduFlyer kartın tüm ayarlarının yapılmasını sağlayan MP programı kapsamlı olarak incelenmiş, sonrasında kart üzerindeki algılayıcıların kalibrasyonu ve testleri adım adım koşulmuş, sonrasında helikopterin sanal ve canlı uçuş testleri yapılmıştır. Kalibrasyon ve testler aşağıda sıralanan şekilde koşulmuştur. • Kompas ayarları ve kalibrasyonu • Trim Kalibrasyonu • Kompasın manyetik sapma testi • Titreşim ölçme testi • Gaz çubuğunun orta nokta testi • PID kalibrasyonu ve çeşitleri (PID Tuning, Auto PID Tuning) • Geleneksel helikoptere özel ayarlar • Sanal uçuş testi • Gerçek uçuş testleri 5. SONUÇ Literatür incelendiğinde geliştirilen birçok sabit kanatlı veya palli (geleneksel model helikopter, çok palli kopter) İHA kullanılarak, değişik görevlerin icrası başarılı sonuçlara ulaşmıştır. Literatürde, yoğunlukla çok palli veya sabit kanatlı İHA’lar üzerinde çalışmalar yapıldığı görülmektedir. Fakat geleneksel helikopterin kendine has diğer çok palli İHA’larda olmayan hız, manevra kabiliyeti ve daha uzun havada kalma süresi gibi avantajları bulunmaktadır. Bu avantajlarından dolayı model helikoptere otonomi kazandırma çalışması tercih edilmiştir. Çalışmanın başlarında, literatür araştırmasına ek olarak internetteki ilgili forumlardan otonom İHA hakkında mevcut durum tespiti yapılmıştır. İHA’lara uçuş kartı ve algılayıcıların entegrasyonu yapılarak otonom uçuş sağlanmasının kısa zaman alacağı öngörülmüştür. Fakat entegrasyon aşamasında diğer İHA türlerine nazaran helikopterlerin otonomisinin sağlanmasının çok zorlayıcı olduğu ve bu bakımdan geleneksel model helikopterler üzerine çok çalışma yapılmadığı sonucuna varılmıştır. Bu zorluğun başlıca sebebi öncelikle helikopterlerin uçuş karakteristiğinin çok kararsız olmasıdır. Bu kararsız yapıyı uçurmak için ise kuyruk sabitleme, Swashplate ayarları, Servo PID ayarları, Pal tutucular gibi kritik parçaların kalitesi vb. birçok farklı değişkenin doğru seçilmesi ve ayarlanması gerekmektedir. Araştırma Bulguları bölümünde ayarlamalar ve test aşamasında detaylı bahsedilen bu işlemler, ciddi bir ek zaman ile maliyet yükü getirmiş ve otonom uçuşun çok karmaşık ve uzun testler gerektiren bir süreç olduğu bizzat uygulanarak görülmüştür. Karmaşık 31 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR bir entegrasyon ve test sürecinin sonunda, helikopter gerek insan faktörlü gerekse otomatik modda uçurulmuştur. Bu çalışmada, helikopter ile otomatik uçuş adına “altitude hold” modunda uçuş yapılmıştır. Böylece helikopter, insan faktörlü uçuş esnasında AltHold moduna geçilerek, GPS’ten aldığı veriler ile yüksekliğini otomatik olarak sabitlemiştir. Yapılan uçuşun kaydedilen loglardan bir alıntı EK – 6’da sunulmuştur. Loglar, MP programı ile analiz edildiğinde titreşimin sınırlarda olduğu ve motor değerlerinin başarısız olduğu görülmektedir. Titreşim biraz daha fazla olursa AltHold modunda helikopteri belirli bir yükseklikte sabitlemek mümkün olmamaktadır. Motor değerleri olması gerekenden çok kötü olmasına rağmen uçuş sırasında herhangi bir aksaklık yaşanmamıştır. Bu değerlerin kötü olmasının başlıca nedenleri ise kullanılan motor – ESC kalitesinin yeterli olmaması ve kalibrasyonun doğru yapılamamasıdır. Kalibrasyon yapılamamasının nedeni ise ArduFlyer kartın sektörde hala geliştirme aşamasında olması ve tüm ESC’leri desteklememesidir. Otonom uçuşun ilk adımı olan AltHold modunda uçuş yapılabilmesi, görev planına göre otonom uçuşun ön gereğidir. MP programına girilen belirli bir rotada otomatik uçuşun sağlanabilmesi sürecinde, testler için oldukça fazla zamanın yanı sıra titreşimi azaltmak için yüksek maliyetli kaliteli parça kullanımı gerekliliği vardır. Çalışmanın ileriki aşamalarında otonominin daha kararlı ve akıcı olmasının sağlanması planlanmaktadır. Bunun için öncelikle NURBS (Non Uniform B-Spline) algoritması kullanılarak otonom uçuş için planlanan güzergâhın daha akıcı ve ekonomik uçmasını sağlamak planlanmaktadır (Ülker, 2007; Ülker, 2012). Sonraki aşamada ise otonom uçuş sırasında model helikopterin rotasından çıkması durumunda, kalan rotanın tekrar hesaplanması ve en maliyet etkin ve hızlı rotanın seçilerek tamamlanması planlanmaktadır. Bunun için MOGA (Multi Objective Genetic Algorithm) algoritması kullanılması ve bellenime entegre edilmesi planlanmaktadır (Lee ve ark., 2012; Weber ve Wu, 2004). Bahsi geçen algoritmalar halihazırda kodlanmış olup gerekli entegrasyon ve test aşaması üzerinde çalışılmaktadır. Çalışma kapsamında, otonom bir model helikopterin kullanılacağı birçok sektör olduğu ve çalışmanın devamlı gelişime açık olduğu değerlendirilmektedir. Dünyada da yeni gelişen otonom uçuş sistemleri yakın zamanda birçok alanda etkin bir şekilde kullanılmak istenecek ve otonominin başarısı ön plana çıkacaktır. Otonominin başarısı için irdelenmesi gereken etkenler ise güvenli/emniyetli, düşük maliyetli, kolay kullanılabilir, kolay geliştirilebilir/modifiye edilebilir, çok amaçlı/fonksiyonel olması gibi etkenlerdir. Bu çalışmanın peşi sıra yapılacak çalışmalarda, öncelikle otonom uçuşun Kırımsız veya en az kırım yaşanacak bir şekilde tamamlanması yapılabilir, birçok beklenmeyen duruma karşı otonom hava aracının hazırlıklı olması sağlanabilir ve havada yaşanacak aksaklıklara karşı çoklu alternatif rota hesabı yapabilen bir çalışma gerçekleştirilebilir. Bunun için karar destek sistemi gerekmekte ve doğru karar verilebilmesi için incelenen birçok algılayıcı parametresinin hızlı bir şekilde işlenmesi gerekmektedir. Bu gibi ihtiyaçlar işlemci ve uzun ömürlü güç kaynağı gibi gereksinimleri artırmakta ve baş etmesi zor teknolojik kısıtlar yaratmaktadır. Hava aracı üzerinde taşınması gereken yüksek işlemci kapasiteli mini bilgisayarların entegrasyonu ve olabildiğince az enerjiye ihtiyaç duyan bir model helikopterin geliştirilmesi bu alana ilgi duyan ve geliştirmek isteyen kişiler için iyi bir hedef olabilir. Hedeflerin gerçekleştirilebilmesi durumunda, milisaniyeler içerisinde doğru kararı verebilen ve hiçbir insan müdahalesi olmadan öncelikle can kaybı ve yaralanmaları yok eden, sonrasında en az Kırımı hesaplayan bir karar destek sistemi geliştirilebilecektir. Aşılması gereken zorlu bir hedef olan bu isterlerin, gelecekte yapılacak çalışmalarda detaylı şekilde üzerinde durulmalıdır. Sonuç olarak tüm risklerin giderildiği, kendi kendini yönetebilen insansız bir otonom helikopter görsel tabanlı hemen her sektörde kullanılabilecek ve birçok iş alanında büyük kolaylıklar sağlayacaktır. Bu doğrultuda, İHA otomasyonu yazılımında ve donanımında yapılan her yenilik daha geniş kullanıcı kitlelerine ulaşılmasını sağlayacaktır. 32 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR KAYNAKLAR Abbeel, Pieter (2007), Neural Information Processing Systems (NIPS): An Application of Reinforcement Learning to Aerobatic Helicopter Flight, Canada. Cai, Guowei, Miaobo Dong, Ben M. Chen and Kemao Peng (2007), “Development of a Real-time Onboard and Ground Station Software System for a UAV Helicopter”, Journal of Aerospace Computing, Information, and Communication,Vol. 4, No.8. pp.933-955. Erdinç, Altuğ (2003), “Vision Based Control of Unmanned Aerial Vehicles with Applications to an Autonomous Four Rotor Helicopter, Quadrotor”, Doktora Tezi, in Department of Mechanical Engineering and Applied Mechanics, Pennsylvania Üniversitesi. David Hyunchul Shim, H Jin Kim and Shankar Sastry (2003), “A Flight Control System for Aerial Robots: Algorithms and Experiments”, IFAC Control Engineering Practice, pp.1389-1400. DongSeop Lee, Luis Felipe Gonzalez, Jacques Periaux and Gabriel Bugeda (2012), “Multi-Objective Design Optimization of Morphing UAV Aerofoil/Wing Using Hybridised MOGA”, WCCI 2012 IEEE World Congress on Computational Intelligence, Brisbane, Australia, pp.1-8. Erkan, Ülker (2007), “Yapay zeka teknikleri kullanılarak yüzey modelleme”, Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya. Erkan, Ülker (2012), “NURBS Curve Fitting using Artificial Immune System”, International Journal of Innovative Computing, Information and Control, Vol.8, No.4, pp.2875-2888. Haiyang, Chao, Yongcan Chao ve YangQuan Chen (2007), “Autopilots for Small Fixed-Wing Unmanned Air Vehicles: A Survey”, Proceedings of the 2007 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, Harbin, China. Ioan, Raicu (2004), “MicroElectroMechanical Systems: MEMS Technology Overview and Limitations”, Wayne State University - Detroit. Linda, Wills., Kannan, S., Sander, S., Guler, M. (2001), “An Open Platform for Reconfigurable Control”, Control Systems Magazine, IEEE, Vol.21, No.3, pp.49-64. Luis, Caffarelli, Valentino Crespi, George Cybenko, Irene Gamba and Daniela Rus 2003, “Stochastic Distributed Algorithms for Target Surveillance”, Intelligent Systems Design and Applications, Vol.23, pp.137148. Nikhil Nigam and Ilan Kroo (2008), “Persistent Surveillance Using Multiple Unmanned Air Vehicles”, IEEE Aerospace Conference, pp.1-14. Oğuzhan, Bayraktar, Faruk Özdemir, Ömer Çetin ve Güray Yılmaz (2012), “İnsansız Hava Araçları İçin Otonom İniş Sistemi Simülatörü Tasarımı”, International Journal Of Informatics, Vol. 5, No. 2, pp.1-8. Richard, D.Garcia (2006), “A Modular Onboard Processing System for Small Unmanned Vehicles”, Department of Computer Science and Engineering, University of South Florida –USA, pp.53. Rojas, I, (2003), “On-line Adaptive Fuzzy Controller: Application of Helicopter Stabilization of the Altitude of a Helicopter, Computational Intelligence for Measurement Systems and Applications, Proceedings.”, CIMSA '03. IEEE International Symposium, pp.119-123. Rosina, Weber and Wu, D. (2004), “Knowledge Management for Computational Intelligence Systems”, Eighth IEEE International Symposium on High Assurance Systems Engineering (HASE'04), pp.116-125. Samin Karim and Clint Heinze (2005), “Experiences with the design and implementation of an agent-based autonomous UAV controller”, AAMAS '05: Proceedings of the fourth international joint conference on Autonomous agents and multiagent systems, Australia, Vol.5., pp.19-26. 33 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Schrage, D.P. and diğerleri (1999), “Instrumentation of the Yamaha R-50/RMAX Helicopter Testbeds for Airloads Identification and Follow-on Research”. 25th European Rotorcraft Forum, Atlanta, ABD. Takeo Kanade, Mark B. Tischler and Bernard Mettler (1999), “System Identification of Small-size Unmanned Helicopter Dynamics”, American Helicopter Society 55th Forum, Mayıs 25-27, Montreal, Canada. Tom, Richardson (2007), “Micro UAVs.”, University of Bristol, Birmingham, UK. Tuğrul Çetinsoy, Efe Sırımoğlu, Kaan Taha Öner, Cevdet Hançer, Mustafa Ünel, Mahmut Faruk Akşit, İlyas Kandemir ve Kayhan Gülez (2011), “Design and development of a tilt-wing UAV”, Turkish Journal of Electrical Engineering & Computer Sciences, Vol. 19, No.5. pp.733-741. Zeynep Çakır (2011), “Development of a UAV Testbed”, Yüksek Lisans Tezi, Department of Aerospace Engineering, ODTÜ - ANKARA, pp.6-8. INTERNET KAYNAKLARI Kurt Gornek (2008), RC Helicopter Anatomy, http://2bfly.com/knowledgebase/radio-systems/computerradios/heli programming/, [04 Eylül 2013 tarihinde ziyaret edilmiştir.] Tevfik Uyar (2010), ANKA Başarısı ve İnsansız Hava Araçları, www.savunmasanayi.net/anka-basarisi-veinsansiz-hava-araclari/anka-basarisi-ve-insansiz-hava-araclari/, [17 Temmuz 2013 tarihinde erişilmiştir.] http://www.rcgroups.com/, [17 Ocak 2014 tarihinde erişilmiştir.] 34 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Helikopter Platformları İçin Arazi Farkındalık Ve Uyarı Sistemi Geliştirilmesi Helicopter Terrain Awareness and Warning System Sina Ergin1, Mert Bıçakçı2 ABSTRACT: While there are many reasons why a helicopter might crash into terrain, including bad weather and navigation equipment problems, it is claimed that pilot error is the single biggest factor leading to a "Controlled Flight Into Terrain" (CFIT) incident. Even highly experienced professionals may commit CFIT due to fatigue, loss of situational awareness, or disorientation. CFIT is considered to be caused by spatial disorientation,where thepilot(s) do not correctly perceive their positionandorientation with respect to the Earth's surface.HTAWS (Helicopter Terrain Awereness and Warning System) is designed to reduce the risk of CFIT accidents by providing increased situational awareness of the surrounding terrain and obstacle, mainly during the cruise phase in Visual Meteorological Condition (VMC) and in Instrument Meteorological Condition (IMC) under Instrument Flight Rules (IFR). HTAWS is not intended to be used as an aid for navigation.The operational goal of HTAWS is to improve pilots' situational awareness and to reduce the risk of CFIT accidents by alerting pilots of implementing CFIT.HTAWS will take inputs from a Horizontal Position Source, a Vertical Position Source, a Terrain Database and an Obstacle Database. HTAWS algorithm processes the input and generates display information, aural alerts and visual alerts to meet the intended purposeof HTAWS. Alerts can be warning alert or caution alert. The difference between generation of a caution alert and warning alert is the length of the response segment in a look ahead profile and the severity of the flight condition. A longer length of time is used for the caution alert whereas a shorter length of time is used for a warning alert. This is because a caution alert is generated when a potentially hazardous flight condition is encountered. Immediate pilot attention and possibly an adjustment in controls are very likely to be required in the case of a warning alert. Key Words: HTAWS, TAWS, Rotary Wing ÖZET: HTAWS (Helicopter Terrain Awerness and Warning System), helikopter kazalarını önlemek amacıyla pilota çevrelerini saran arazi ve engellerin konum ve yükseklik bilgilerini bildrimek üzere hazırlanmış bir görsel ve işitsel uyarı sistemidir. Kötü hava koşulları, gece uçuşaları, navigasyon ekipmanlarındaki hatalar ve kendi başına en büyük kaza unsuru olan pilotaj hataları, helikopterlerin CFIT (Controlled Flight into Terrain) kazalarına sebep olmaktadır. Pilotlar her ne kadar deneyimli olsalar da yorgunluk, çevresel ve mesefasel algı ve görüş kaybı gibi nedenlerden dolayı Dünya yüzeyine veya engellere olan uzaklıklarını doğru olarak algılayamadıkları durumlarda CFIT kazaları gerçekleşmektdir. 1 2 Yazılım Mühendisi, AYESAŞ, sinae@ayesas.com. Program Müdürü, AYESAŞ, mertb@ayesas.com. 35 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Yaklaşık on yıllık araştırmalar sonucunda hazırlanmış dökümanlar [2] CFIT’nin helikopter kazalarındaki en büyük faktör olduğunu ortaya koymaktadır. Elde edilen veriler, CFIT kazalarının hem gündüz hem de gece görüşe açık, visual meteorological conditions (VMC) ve görüşe kapalı, instrument meteorological conditions (IMC) hava koşullarında gerçekleştiğini belirtmektedir. Helikopterler çok değişken arazi ve hava şartlarında ve sıklıkla alçak irtifa uçuşlarında operasyonlara katıldıklarından hali hazırda var olan ve sabit kanatlılar için tasarlanmış Terrain Avoidance and Warning System (TAWS) uyarılarının yetersiz kaldığı da raporlarda belirtilmektedir. HTAWS’ın operasyonel maksadı, hem Instrument Flight Rules (IFR) hem de Visual Flight Rules (VFR) kuralları çerçevsindeki uçuşlarda VMC ve IMC şartlarında pilotlara çevrelerini saran arazi ve engel bilgisini arttırılmış bir şekilde sunarak pilotların çevresel farkındalıklarını arttırmak ve bu suretle CFIT riskini azaltmaktır. HTAWS’ın kullanım amacı yön bulma sistemleri ile karıştırılmamalıdır; HTAWS bir navigasyon sistemi değildir.Helikopter Platformları için Arazi Farkındalık Uyarı Sistemi döner kanatlı hava araçlarının kötü hava koşullarında karıştığı CFIT tipi kazaları önlemek için etkili bir sistemdir. Bu sistemin Türkiye’de üretilmesi ve askeri-sivil döner kanatlı hava araçlarında kullanılması bu tip kazaları azaltmayı hedeflemektedir. Anahtar Kelime:HTAWS, TAWS, Arazi Farkındalık Uyarı Sistemi, Döner Kanat 1. GİRİŞ Helikopterlerde en önemli can kaybı, kontrollü olarak zemine çarpma olarak adlandırılan (Controlled Flight Into Terrain – CFIT) kazalar sebebiyle yaşanmaktadır [1]. Bu kazaları önleyebilmek için 2008 yılında Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA) [3] organizasyonu helikopterler için arazi farkındalık ve uyarı sistemi (Terrain Awareness and Warning System - TAWS) ile ilgili standartlar yayınlamış ve HTAWS sistemlerinin kullanılması bu tarihten itibaren yaygınlaşmaya başlamıştır [2]. Özellikle gece uçuşlarında ve görüş kabiliyetinin kısıtlandığı durumlarda bu sistemlerin kullanımı emniyetli uçuş açısından önem arzetmektedir.Dünya’da çeşitli firmaların TAWS ürünleri bulunmaktadır. Bunlardan biri GARMIN firmasının ürettiği HTAWS’dır [5]. Sistemin sunduğu uyarılar çalışma prensipleri, yerli geliştirilen HTAWS’a benzerlik gösterse de sağladığı/uyduğu gereksinim ve dökümanlar bakımından farklılıklar bulunmaktadır. TSO C194 Helicopter TAWS onaylı [6] sistem, çalıştığı donanım ve sistem konfigürasyonu bakımından şirketin kendi ürünleri ile çalıma hedefi taşımaktadır.Ülkemizde HTAWS konularında çalışmalar yeni olarak başlatılmıştır. Savunma sanayinde aviyonik yazılımlar konusunda faaliyet gösteren Aydın Yazılım ve Eleketrik Sanayii (AYESAŞ) [4] bünyesinde oluşturulan bir çalışma grubunun hava araçları uçuşlarını kolaylaştırmaya yönelik çalışmalarının bir parçası ve ürünü olan HTAWS, son zamanlarda yaşanan helikopter kazalarını milli çözümlerle engelleyebilmek için geliştirilmeye başlanmış ve sonuçlandırmıştır. Bu bildiride AYESAŞ tarafından geliştirlen HTAWS yazılımının tasarımı, gelişim süreci ve elde edilen ürünün özellikleri anlatılmaktadır. 2. SİSTEM ÖZELİKLERİ HTAWS çevresel farkındalığı arttırmak amacı ile görsel ve işitsel olarak uyarılarda bulunur. Helikopterin seyrettiği irtifa, hız ve konum bilgileri bu uyarıların aciliyet sırasını belirler. Helikopterden alınan bilgiler HTAWS’ın görsel arayüzünde gösterilir ve bu bilgilere göre mesefesel ve irtifa değişimine bağlı hesaplamalarla uyarı durumları belirlenir. Figür 1, HTAWS’ın sistemsel işleyiş prensibini göstermektedir. 36 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Yatay Pozisyon Verisi Düşey Pozisyon Verisi Arazi / Engel Görüntüsü Görsel Uyarılar HTAWS Algoritması Diğer Helikopter Veri Kaynakları İşitsel Uyarılar Arazi Veritabanı Engel Veritabanı Figür 1: HTAWS Sistem Özellikleri Kullanılan algoritmalar HTAWS için RTCA/DO-309’ da belirtilen minimum operasyonel standartlara uygun olarak geliştirilmiş ve ihtiyca göre özelleştirilebilir hale getirilimiştir. Böylece, helikopter uçuşlarının gerçekleştirilecek operasyonlara göre çeşitlendirilebilmesi sağlanmıştır. Sistemin testleri, HTAWS standartlarında yer alan testler koşularak gerçekleştirilmiştir. HTAWS gönderdiği uyarıları GPS (Global Positioning System) den gelen Dikey ve Yatay pozisyon bilgisi, Arazi ve Engel veritabanlarından gelen yükseklik ve konum bilgisi, helikopterin denize ve bulunduğu yere göre olan irtifa ve gerçek hız gibi verileriyle bilrkte değerlendirerek üretir ve bunları görsel ve işitsel olarak pilota iletir. Uyarılar, o anki uçuş seyrine göre tehlike arz eden arazi ve engeller için görsel ve işitsel olarak üretilir. İhtar (Caution) ve İkaz (Warning) olmak üzere başlıca iki çeşit uyarı vardır.Üretilen uyarıların arasındaki farkları uçuş profilinin hızı, tehlike oluşturan engel veya araziye kalan mesafe ve de çok hızlı irtifa kaybı uçuş durumunun ne derece kritik olduğu gibi unsurlar belirler. Çarpışma ya da tehlike anına uzunca bir süre varsa İhtar tipi uyarılar devreye girer; çarpışma anına yaklaştıkça İkaz tipi uyarılar üretilir. Helikopter bir anda ciddi tehlikeye mazruz kalabilir. Bu durumda İhtar uyarıları atlanıp direk İkaz tipi uyarılar gönderilir. Uyarı önceliğine helikopterin seyri dikkate alınarak tehlike durumuna göre karar verilir. İhtar tipi uyarılar tehlike potansiyeli taşıyan durumlar için üreilirken İkaz tipi uyarılar derhal pilot müdehalesi ve kontrolü gerektiren durumlar içindir. İhtar uyarılarında pilotun müdehalede bulunma süresi daha fazladır ve uyarı, gerekli önlemleri alabilecek kadar önceden verilir. İkaz durumlarında ise ancak pilotun müdehalesi ve helikopterin bu müdehaleye vereceği cevap kadar bir süre gözetilir. Bu yüzden İkaz’lar hayati açıdan son derece kritik uyarılardır. 2.1. Görsel Nitelikler HTAWS’ın 4 ana görsel yeteneği bulunmaktadır. Bunlar: . Nisbi / Topografik Gösterim . Tam / Kısmi Gösterim . Takip / Esas Yön . Menzil 37 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Olarak sıralanırlar. 2.1.1. Nisbi / Topografik Gösterim Arazi, HTAWS’ın ekranında RTCA/DO-309 standartlarına [2] göre Nisbi Gösterim’de segmentlere ayrılmış ve renklendirilmiş olarak gösterilir. Renkler, helikopterin araziden yüksekliğine göre boyanır ve güvenlik seviyesini ifade eder. Bu renkli bantların genişliği konfigüre edilebilir. Öntanımlı olarak helikopterden yukarıda olan arazi kırmızı renk ile boyanır. Topografik Gösterim’de ise arazinin kendi dokusu gösterilir ve sadece helikopterden yukarıda kalan bölgeler için boyama kullanılır. Helikopterden 1000 feet e kadar yüksek arazi kırmızıyla, 1000 feet daha yukarıda kalan arazi ise koyu kırmızı ile gösterilir. Pilot, bu gösterimleri kendi isteği doğrultusunda değiştirebilir. 2.1.2. Tam/KısmiGösterim HTAWS, Helikopterin arazi üzerindeki gösterim alanını Tam Gösterim’de 360 derece, Kısmi Gösterim’de ise 70 derecelik bir açı ile tarayacak şekilde gösterir. Pilot, bu gösterimleri kendi isteği doğrultusunda değiştirebilir. 2.1.3. Takip / Esas Yön Helikopterin hızına bağlı olarak HTAWS’ın görüntü panelinde Takip ve Esas Yön görünümü değişir. Helikopter 35 Kts altında bir hızla seyrediyorsa Takip Yönü, 30 Kts’ın altında seyrediyorsa Esas Yön gösterilir. Takip Yönü helikopterin doğrusal olarak ilerlediği yönü, Esas Yön ise helikopterin magnetik hedef yönünü esas alır. Bu yönler arası değişim HTAWS tarafından otomatik olarak yapılır. 2.1.4. Menzil HTAWS, pilota 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 5, 10, 20 deniz mili (NM) mesafelerde menzil değişimi sunar. Pilot, görmek istediği kadar menzili kendisi seçebilir. 2.1.5. Hassasiyet Gerçek hayat uçuş senaryolarına bağlı olarak HTAWS’ın hassasiyeti 8 farklı şekilde değiştirilebilr. Her bir Hassasiyet modunun ismi, arazi ve engele olan uzaklığa bağlı mesefesel renk bandı tanım aralığı mevcuttur. Örneğin, taktiksel olarak planlanan bir uçuş söz konusu olduğunda Nisbi Gösterim renk bantlarının aralıkları daha dar olacak şekilde konfigüre edilebilir. Böylece arazi ve engellere yakın seyreden uçuşlarda HTAWS ın alarm hassasiyeti düşürülmüş olunur. Öte yandan, genel bir uçuş planı için bu renk bantlarının aralıkları genişletilerek güvenli bölge aralığı arttırılmış ve HTAWS’ın hassasiyeti arttırılmış olunur. 3. ALARMLAR 3.1 FLTA (Forward Looking Terrain Alert – İleri Menzilli Arazi Uyarısı) FLTA uyarıları helikopterin araziye ve engele bağlı olan mesafesel konumuna bakılarak hesaplanır. 1 saniyelik periyotlarla yapılan bu hesaplama ile helikopterin seyri için güveni bir koridor oluşturulur ve bu koridor dahilinde kalan arazi ve engeller için alarm verilir. FLTA alarmları yüksek önceliğe sahiptir ve derhal pilot müdehalesi gereken durumlarda verilir. Yapılan hesaplamalar sonucunda risk arz eden bölgeye çarpma süresine bağlı olarak; 20 saniye kala ihtar, 10 saniye kala ise ikaz ışıkları yaklır. Aynı zamanda bu alarmlar 38 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR sesli bir şekilde okunarak hem görsel hem de işitsel farkındalık sağlanır. Durumun aciliyetine göre ihtar durumu geçilerek direk ikaz durumu da oluşturulabilir. 3.2 GPWS (Ground Positioning Warning System – İrtifaya Bağlı Alarmlar) GPWS alarmları 5 adettir ve helikopterin irtifa kaybı ile ilgili hesaplamalardan sonra devereye girer. Hem FLTA hem de GPWS alarmları Tablo 2’ de gösterilen öncelik sırasına göre dışarıya verilir. 3.2.1 Mod1–Aşırı İrtifa Kaybı Aşırı irtifa kaybı durumlarında üretilir. İrtifa kaybı sonucu araziye veya engele Tablo 1’ de gösterilen mesafeler kadar yaklaşıldığı zaman devreye girer. ( FPM (Feet Per Minute) hız, FT (Feet) ise yükseklik birimi olarak alınmıştır.) Tablo 1: Alçalma Uyarısı Kriterleri Düşey Hız İrtifa Kaybı (1 Müdehale Sonrası (FPM) sn Pilot Helikopter Tepkisi (FT) gecikmesi dahil) (FT) -300 -500 -750 -1000 -1500 -2000 3.2.2 5 8 12 17 25 33 2 4 10 17 39 69 Toplam Kaybı (FT) 7 12 22 34 64 102 İrtifa HTAWS İçin Gereken Minimum Uyarı Seviyesi (FT) 107 112 122 134 164 202 Mod 2 – Kalkış Sonrası İrtifa Kaybı Mod 2’ nin aktive olduğu ve deaktive olduğu bir aralık mevcuttur. Bu aralık dahilinde helikopter çıktığı maksimum yüksekliğin yüzde kırkı kadar irtifa kaybı yaşarsa alarm devreye girer. Alarmın aktive olduğu yükseklik 90 feet, deaktive olduğu yükseklik ise 400 feet’dir. Örneğin, helikopter uçuşa başlayıp 90 feet e kadar çıktığı anda Mod 2 aktif olur ve 400 feet e kadar bu alarm aktif kalır. 200 feet’i maksimum yükseklik olarak düşünürsek, helikopter 120 feet e düştüğü anda Mod 2’ nin Tablo 2’ de belirtilen alarm öncelik sırasına göre devreye girmesi beklenir. 3.2.3 Mod 3 – İniş Konfigürasyonunda Olmadan Alçalma Helikopter 400 feet irtifanın üzerine çıkıp ardından altında seyretmeye başladığında ve de iniş takımları açık durumda olmadığında HTAWS, helikopterin yere iniş manevrasında olduğu fakat iniş takımları kapalı durumda olduğu için bu durumun tehlike arz ettiği yönünde bir değerlendirmede bulunur ve bu alarmı üretir. İrtifa kaybının yaşanacağı üst limiti pilot kendi belirleyebilir; ancak Mod 3 alarmı HTAWS tarafından otomatik olarak üretilen bir alarmdır. Bu alarmın üretilmesi için helikopterin iniş takımının olması (retractable) gereklidir. İniş takımı yerine sabit ayakları bulunan helikopterler için bu alarm devre dışıdır. 39 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 3.2.4 Mod4–Süzülüş Açısı Altında Alçalma Helikopter, Instrument landing system (ILS) ile inişi esnasında belirlenen koridorun dışına çıkarsa bu alarm devreye girer. Mod 4 alarmı HTAWS tarafından otomatik olarak üretilen bir alarmdır. Bu alarmın oluşması için öncelikle helikopterde ILS ekipmanı bulunması gereklidir. ILS ekipmanı olmayan helikopterler için bu alarm devre dışıdır. 3.2.5 Mod 5 – Alçak İrtifa Uyarısı Belirli iritfalar için Mod 5 alarmı aktive edilebilir. Örneğin, 500, 400, 200, 50 ve 30 feet yükseklikleri için bu alarm kurulduğunda helikopterin bu iritifaların altına inmesi durumunda Mod 5 alarmı bir kez devreye girer ve altına düşülen yüksekliği sesli ve görsel olarak dışarıya verir. Böylece pilotu o an hangi irtifada olduğu konusunda bilgilendirmiş olur. Mod 5 alarmı da diğer alarmlar gibi Tablo 2’ de belirtilen alarm öncelik sırasına göre dışarıya verilir. 4 ALARM ÇEMBERİ HTAWS, FLTA alarmlarını üretirken çarpışmanın olacağı arazi ve engel yüzyinde yuvarlak bir halka çizer. Bu halka, İhtar alarmları için sarı, İkaz alarmları için ise kırmızı olarak çizilir. Böylece hem işitsel hem de görsel olarak çarpışma ihtimalinin olacağı en yakın nokta pilota bildirilmiş olur. 5 ALARM ÖNCELİK SIRASI HTAWS, mesefasel ve irtifaya bağlı olan hesaplamalardan sonra üretilen alarmlara Tablo 2’de listelendiği gibi öncelik sırası atar. Tablo 2: HTAWS Alarm Öncelik Listesi Öncelik Alarm Adı 1 Mod 1 – Aşırı İrtifa Kaybı 2 İleri Menzilli Arazi Uyarısı (Arazi için İkaz) 3 İleri Menzilli Arazi Uyarısı (Engel için İkaz) 4 Mod 5 – Alçak İrtifa Uyarısı 5 İleri Menzilli Arazi Uyarısı (Arazi için İhtar) 6 İleri Menzilli Arazi Uyarısı (Engel için İhtar) 7 Mod 3- İniş Konfigürasyonunda Olmadan Alçalma 8 Mod 2 – Kalkış Sonrası İrtifa Kaybı 9 Mod 4 – Süzülüş Açısı Altında Alçalma 40 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 6 SONUÇ Sonuç olarak AYESAŞ tarafından geliştirlen HTAWS sistemi helikopter pilotlarına kısıtlı görüş koşullarında uçabilmeleri için yardımcı olmaktadır. HTAWS sistemi pilotların görsel isteklerine cevap verebilmek için tamamen konfigüre edilebilmektedir. Ortaya çıkan HTAWS sistemi tamamen milli bir üründür. HTAWS sisteminin özellikle askeri helikopterlerde kullanılması ile birlikte helikopterler pilotları uçuşlarını kötü hava ve kısıtlı görüş koşullarında daha emniyetli birşekilde uçabilecekllerdir. Helikopter Platformları için Arazi Farkındalık Uyarı Sistemi döner kanatlı hava araçlarının kötü hava koşullarında karıştığı CFIT tipi kazaları önlemek için etkili bir sistemdir. Sistemin Türkiye’de üretilmesi ve askeri-sivil döner kanatlı hava araçlarında kullanılması bu tip kazaları azaltmayı hedeflemektedir. KAYNAKÇA Y. Ishihara. Controlled Flight into Terrain (CFIT) Accidents in Helicopter EMS & Offshore Operations. International Helicopter Safety Symposium, 2005. http://www.ihst.org/Portals/54/Partners/India/2_Ishihara.pdf DO-309 Minimum Operational Performance Standards (MOPS) for Helicopter Terrain Awareness andWarning System (HTAWS) Airborne Equipment. http://www.rtca.org/store_product.asp?prodid=585 RTCA Inc. http://www.rtca.org/ Aydın Yazılım ve Elektronik Sanayii A.Ş. (AYESAŞ).http://www.ayesas.com/tr/sub.asp?id=186&pId=1 GARMIN HTAWS. https://buy.garmin.com/en-US/US/in-the-air/avionics-safety/helicopters/htaws/prod72799.html TSO C194 Helicopter TAWS Revisited. http://www.seaerospace.com/news_info/news_info_2011_l/st3400h.html 41 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Hiperspektral Görüntünlülerde Tek Sınıf Destek Vektör Makinası ve Destek Vektör Veri Tanımlaması Yöntemlerinin Performans Karşılaştırması The Performance Evaluation of One Class Support Vector Machine and Support Vector Data Description Methods on Hyperspectral Images Faruk Sukru USLU1, Abdullah BAL2 ABSTRACT: Hyperspectral image (HSI) technology has the advantage of using very narrow and contiguous bands which is ranging from the visible to the infrared region in remote sensing area. Because it has both spatial and detailed spectral information, HSI is used efficiently for target, anomaly detection and classification problems in machine learning. Because the data size is so big size in HSI, the fast, effective and accurate computational methods have become interest area. For the classification of big data such as in HSI, nonparametric techniques have been most-preferred against the parametric techniques which calculate big size covariance matrix. One of the mostly utilized non-pararametic techniques is the Support Vector Machine (SVM) which is used for binary classification. As an one-class classifier which is inspired from SVM, One class-SVM (OCSVM) which is used hyperplane for decision boundary and Support Vector Data Description (SVDD) which is used hypersphere have been developed. In this study, we have evaluated the performance of both methods on HSI. Key Words: Hyperspectral Imaging, Target Detection, One Class Classification ÖZET: Hiperspektral görüntüleme uzaktan algılama alanında birbirine çok yakın görünür banttan kızılötesi banda kadar yüzlerce spektral bandı kullanma avantajına sahip bir teknolojidir. Hem uzamsal hemde detaylı spektral bilgiye sahip olması nedeniyle, makine öğrenmesi alanında hedef tespiti, anomali tespiti ve sınıflandırma problemlerinde etkin olarak kullanılmaktadır. Hiperspektral görüntülemede verinin büyük olması nedeniyle verinin hızlı, doğru ve başarılı işlenebilmesi makina öğrenmesi'nde ilgi alanı olmuştur.Hiperspektral görüntülerde olduğu büyük boyutlu verilerin sınıflandırmasında parametrik olmayan yöntemler yüksek boyutlu kovaryans matris hesaplamaları yapan parametrik yöntemlere göre daha çok tercih edilmektedir. Parametrik olmayan yöntemlerden en yaygın olarak kullanılanlardan biriside 2 sınıf ayrımında kullanılan DVM (Destek Vektör Makinası) yöntemidir. DVM yönteminin'den ilham alınarak tek sınıf sınıflayıcılar olarak kara yüzeyi olarak Hiperdüzlem'i kullanan Tek Sınıf –DVM (TS-DVM) ile Hiperküre'yi kullanan Destek Vektör Veri Tanımlaması (DVVT) yöntemleri geliştirilmiştir. Bu çalışmada,bu iki yöntemin Hiperspektral veri üzerindeki performanslarının karşılaştırılması yapılmıştır. Anahtar Kelime:Hiperspektral Görüntüleme, Hedef Tespiti, Tek Sınıf Sınıflandırma. 1 2 Hava Astsubay MYO,İzmir, fuslu@tekok.edu.tr Doç.Dr., YTÜ Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği, İstanbul, bal@yildiz.edu.tr 42 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 1. GİRİŞ: Hiperspektral görüntüleme uzaktan algılama alanında yüzlerce spektral bandı kullanma avantajına sahip yeni bir teknolojidir. Hiperspektral görüntüleme sistemleri elektromanyetik spektrumda görünür bölgeden kızılötesi spektral bant aralığına kadar olan bölgede dar ve bitişik spektral bantları algılamaktadır (Uslu ve diğerleri, 2015). Hiperspektral sistemlerle alınan görüntüde her görüntü elemanı için dalga boyuna bağlı neredeyse sürekli bir spektrum bilgisi elde edilmektedir. Yüksek miktardaki spektral bilgi sayesinde hiperspektral görüntülerdeki görüntü elemanlarının değişimi, benzerlik ve farklılıkları optik veya çoklu spektral (multispektral) görüntülere göre çok daha başarılı olarak hesaplanabilmektedir. Hiperspektral kamera ile elde edilen görüntüler bu özellikleri nedeniyle ilk iki boyut uzamsal, üçüncü boyut spektral bilgi olmak üzere, üç boyutlu hiperspektral imge küpü (Hiperküp) olarak ifade edilirler (Uslu ve diğerleri, 2015). Hiperspektral görüntüleme sivil ve askeri alanda, örneğin uzaktan algılama, yer bilimleri, tıp, kimya, çevresel gözleme, tarım, ormancılık, savunma ve güvenlik, hedef belirleme, şehir planlama ve yönetimi gibi alanlarda birçok uygulama alanı bulmuştur. Hiperspektral görüntülemenin getirmiş olduğu bu avantajlarına karşın, elde edilen görüntünün yüksek bant sayısına sahip olması nedeniyle verinin büyük olmasına, bununda Makine öğrenmesi alanında verinin hızlı, doğru ve başarılı işlenebilmesi önemini artırmıştır. Sınıflandırma problemlerinde arka plan modeli oluşturmak ve karar yüzeyini belirlemek için temel olarak Parametrik ve Paremetrik olmayan 2 temel yaklaşım uygulanmaktadır (Beaven ve diğerleri, 2000; Tax, 2001). Parametrik Yöntemlerde; Olasılık yoğunluk fonksiyonunu (PDF) ve eşik seviyesi belirleyerek destek alanının şekli ve boyutu belirlemektedir. Bu tür yöntemlerin en büyük dejavantajı modelledikleri dağılımların (Gaussian, unimodal vb.) dışında dağılım gösteren verilerde hatalı tespit (False Alarm) fazla olmakta, ayrıca verinin çok büyük boyutta olması nedeniyle PDF'in hesaplanması zorlaşmaktadır (bant sayısı ile exponansiyel artış göstermektedir) Paremetrik Olmayan Yöntemler; Veri dağılımının hesaplanması yerine verinin ayırt edici sınırlarının belirlenmesi (destek vektörleri) ile karar düzlemlerinin belirlenmesine çalışılır. Bu yöntemlerde yüksek boyutlu kovaryans matris hesaplamaları yerine dağılımdan bağımsız olarak işlem yapıldığından daha hızlı ve iyi başarım oranları elde edilebilinmektedir. Son yıllarda, hiperspektral görüntülerde dahil olmak üzere yüksek boyutlu verileri sınıflandırma problemlerinde etkinlikle kullanılan ve parametrik olmayan makine öğrenimi algoritmalarından biriside Destek Vektör Makineleri (DVM)’dir. Genelleme performansının yüksek olması, yanlış sınıflandırma olasılığını en aza indirecek bir çözüm sunabilmesi ve işlem hızının yüksek olması DVM’in en önemli özellikleri olarak literatürdeki yerini almıştır. DVM’de amaç, öznitelik uzayında iki sınıfı en uygun olarak ayırabilecek bir hiperdüzlem oluşturmaktır. Bu çalışmada, DVM yönteminden ilham alınarak geliştirilen ve literatürde yaygın olarak kullanılan tek sınıf sınıflandırcılar olan Tek-Sınıf DVM ile Destek Vektör Veri Tanımlaması (DVVT)’nin Hiperspektral Data üzerindeki hedef tespiti performanslarının karşılaştırılması yapılmıştır. 43 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 2. YÖNTEM: 2.1. Destek Vektör Veri Tanımlaması (DVVT) Parametrik olmayan tek-sınıf'lı bir yöntem olup, Tax ve Duin (Tax and Duin, 2004) tarafından geliştirilmiştir. Destek Vektör Makinası (DVM) yöntemi benzeri tek sınıflı sınıflandırıcıdır. Bu yöntemde hedef sınıfa ait veriyi çevreleyen minimum hiperküre bulunmaya çalışılır. Bulunan bu küre dışında kalan veriler sınıf dışı olarak işlem görür. Bu yaklaşım danışmansız öğrenme yöntemi ile DVTT''yi anomali tespiti için oldukça kullanışlı ve hızlı hale getirirken, aynı zamanda danışmanlı öğrenme yapılarak hedef tespiti ve sınıflandırma amaçlı kullanılabilir. DVVT örnek veri dağılımı etrafında merkezi a ve yarıçapı R olan minimum küreyi oluşturmayı hedefler. Bu işlemi yapabilmek için örnek aldığı veri setleri yardımıyla kürenin sınırlarını belirleyen destek vektörlerini belirler. Belirlenen destek vektörleri lineer kombinasyonu kürenin merkez noktasını ve bu noktanın destek vektörlerine uzaklığı iile yarıçapı belirler.DVVT’nin kısaca matematiksel modeli aşağıda verilmiştir; burada hata fonksiyonu minimize edilmeye çalışılırken, Sınırlandırma olarak, hedef sınıfa ait tüm örnek verilerin mümkün olduğunca bu küre içerisinde olması amaçlanır; Burada örnek veri seti, C hiperkürenin çapı ile hata arasındaki ilişikiyi dengeleme, ise hiperküre marjinini rahatlatan parametrelerdir. Bu bir optimizasyon problemi olup lagrange çarpanı yöntemi kullanılarak çözülür. Hiperküre bulunduktan sonra herhangi test verisinin hedef sınıfa ait olup olmadığı aşağıdaki karar fonksiyonu ile verilir. 2.2. Tek Sınıf-DVM (TS-DVM) Tek-sınıf DVM, 2 sınıflı sınıflandırma yapan DVM yönteminin tek sınıflı hali olarak Schölkopf (Schölkopf ve diğerleri, 1999) tarafından önerilmiştir. Burada, algoritmanın eğitim safhasında tek sınıfa ait veriler kullanılarak model oluşturulur. Bu yöntemde DVVT’de yapılan hedef sınıfa ait örnek verileri çevreleyecek hiperküre’yi oluşturma yerine, hedef sınıfa ait örnek veri ile verinin olmadığı yüzeyi ayırabilecek orijinden en fazla uzakta olacak hiperdüzlemin oluşturulmaya çalışılır. Literatürde bu yöntem -DVM olarak’da adlandırılmaktadır.Tek-sınıf DVM’in kısaca matematiksel modeli aşağıda verilmiştir; burada hata fonksiyonu minimize edilmeye çalışılırken, Sınırlandırma olarak, hedef sınıfa ait tüm örnek verilerin orijinden mümkün olduğunca maximum marjinle ayrılması amaçlanır, Burada örnek veri seti, hiperdüzlem parametreleri, yanlış sınıflandırılan değerlerin izin verilen oranı, N eğitim kümesindeki nesnelerin sayısı ve ise hiperdüzlem marjinini rahatlatan hata parametrelerdir. Optimizasyon problemi, DVVT yönteminde olduğu gibi lagrange çarpanı yöntemi 44 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR kullanılarak çözülür. Hiperdüzlem bulunduktan sonra herhangi aşağıdaki karar fonksiyonu ile verilir. test verisinin hedef sınıfa ait olup olmadığı Ancak hedef tespiti ve sınıflandırma problemlerinde birçok veri dağılımı doğrusal olmadığından dolayı dağılım etrafında hiperküre veya hiperdüzlem oluşturularak doğru sınıflandırılmanın yapılması zorlaşmaktadır. Daha doğru sonuçların elde edilebilmesi için çekirdek temelli yöntemler kullanılarak veriyi giriş öznitelik uzayından doğrusal olmayan bir dönüşümle yüksek boyutlu bir çekirdek öznitelik uzayına taşınmakta ve bu yeni uzayda doğrusal sınıflandırma problemi çözülebilmektedir . Doğrusal olmayan eşleme, literatürde çekirdek numarası (kernel trick) olarak bilinen yaklaşım sayesinde gerçekleştirilebilmektedir. Çekirdek fonksiyonlarıdan en yaygın kullanılanları (Gönen and Alpaydın, 2011) ; Doğrusal çekirdek fonksiyonu, Polinom çekirdek fonksiyonu, Gauss Radyal Tabanlı çekirdek fonksiyonu, 2.3. Performans Ölçütleri Hedef tespiti ve sınıflandırma sonrası modelin performans değerlendirilmesi önemli bir husus olarak karşımıza çıkmaktadır. Performans ölçümleri için karışıklık matrisinde 4 ayrı durum gözlemlenmektedir. Bunlar, Doğru Pozitifler (DP), Doğru Negatifler (DN), Yanlış Pozitifler (YP) ve Yanlış Negatifler (YN). Bu metrikler kullanılarak farklı sınıflandırma ölçütleri hesaplanmaktadır. Bunlardan en yaygın kullanılanı Doğruluk ölçütü olup, aşağıdaki formülle hesaplanmaktadır; Ancak tek sınıflı sınıflandırma işlemlerinde veri setlerinin sınıf dağılımları dengesiz olmasından dolayı doğruluk ölçütü bu tür problemlerde yeterince uygun değerlendirme sonucu vermemektedir. Bunun yerine daha uygun ölçüt olan Dengeli Sınıflandırma Oranı (DSO) kullanılmaktadır (Binol ve diğerleri, 2015). DSO’nun hesaplanmasında, aşağıda formülleri verilen Hassasiyet (Precision) ve Özgünlük (Specificity) kullanılmaktadır. Dengeli olmayan veri setlerinde daha etkin ölçüt olarak kullanılan DSO Hassasiyet ve Özgünlük ortalaması ile bulunmaktadır; Bu çalışmada Doğruluk ve Dengeli Sınıflandırma Oranı sonuçları hesaplanarak sınıflandırıcıların performansları kıyaslanacaktır. 3. UYGULAMA: Her iki sınıflandırıcının performanslarını karşılaştırmak için YTÜ-Yapay Zeka ve Görüntü İşleme Laboratuvarı (YAZGI)’ndan elde edilen hiperspektral veri seti kullanılmıştır. Hiperspektral görüntü çatalca/İstanbul’da alınmış olup her piksel için 196 bant mevcuttur. Ancak bu bantların bir kısmı farklı nedenlerden dolayı oluşan gürültüye maruz kalmıştır. Gürültüye maruz kalan bu bantlar elenerek geriye anlamlı 165 bant kullanılmış olup verinin boyutu 116X251X165’dır. Görüntü’de 4 sınıf belirlenerek doğrulama görüntüsü 45 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR oluşturulmuştur. Şekil 1.a’da gerçek görüntü, Şekil 1.b’de ise doğrulama görüntüsü verilmiştir. Tablo 1’de sınıf isimleri, herbir sınıfa ait piksel sayısı ve hedef tespiti için seçilen eğitim piksel sayısı verilmiştir. Tüm uygulamalar LibSVM yazılımı kullanılarak yapılmıştır (Chang and Lin, 2011). Şekil 1: YTÜ-YAZGI Hiperspektral verisi, a) Gerçek görüntü b) Doğrulama görüntüsü Tablo 1: YTÜ-YAZGI Hiperspektral verisi bilgileri Sınıf No. 1 2 3 4 Sınıf İsmi Traktör Tarla Balyalar Ayçiçek Tarla Sınıf Sayısı 351 1745 1101 101 Eğitim Örneği sayısı 35 175 110 10 Her bir dört sınıf için DVVT ve TS-DVM sınıflandırıcıları ile hedef tespit işlemi gerçekleştirilmiştir. Kullanılan sınıflandırıclarda doğrusal, polinom, RTF çekirdek fonksiyonları kullanılarak Doğruluk ve DSO performans ölçütleri hesaplanmıştır. Her bir sınıf için performans değerleri, ortalamaları ve çekirdek fonksiyon’ları için kullanılan parametreler Tablo 2’de verilmiştir. En iyi sonuçlar koyu olarak işaretlenmiştir. Tablo 2: YTÜ-YAZGI Hiperspektral verisi için performans değerleri (%) Sınıf 1 Sınıf 2 Sınıf 3 Sınıf 4 Ortalama Doğruluk DSO Doğruluk DSO Doğruluk DSO Doğruluk DSO Doğruluk DSO Doğrusal Çekirdek DVVT TS-DVM 98.68 0.84 73.02 25.43 95.00 63.52 74.91 57.56 84.46 58.37 68.12 27.32 98.08 81.63 71.94 63.36 94.06 51.54 71.99 43.42 Polinom Çekirdek (d=3) DVVT TS-DVM 90.42 0.82 70.66 24.91 88.53 64.46 70.71 57.63 79.73 6.21 65.25 26.26 95.61 78.67 70.33 62.35 88.65 37.54 69.24 42.79 RTF Çekirdek ( =0.1) DVVT TS-DVM 98.77 98.77 74.14 74.09 93.36 95.34 74.41 74.42 83.08 83.12 67.30 67.25 97.77 97.76 72.83 72.84 93.25 93.75 72.83 72.15 Tablo 2’de görüldüğü üzere, doğrusal ve polinom çekirdek fonksiyonları kullanılanarak elde edilen başarım oranları incelendiğinde DVVT'nin her bir dört sınıf içinde TS-DVM'e göre oldukça iyi sonuçlar verdiği 46 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR gözlemlenmiştir. Ayrıca, TS-DVM başarım oranlarının bu iki çekirdek fonksiyonu kullanıldığında çok iyi olmadığı gözlemlenmiştir. Tüm bu dört sınıf için ortalama başarım oranları incelendiğinde; doğrusal çekirdek fonksiyonu için doğruluk oranının 51.54%, DSO'nun ise 43.42%'lerde kalarak oldukça düşük olduğu, buna karşın DVVT'nin doğruluk oranının 94.06%, DSO'nun ise 71.99% ile oldukça iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Polinom çekirdek fonksiyonu kullanılarak yapılan işlemlerde de benzer sonuçlar elde edildiği, TS-DVM'in doğruluk oranının 37.54%, DSO'nun ise 42.79%'lerde kalarak yine düşük seviyede olduğu, belli bir miktar performans düşüklüğüne karşın DVVT'nin doğruluk oranının 88.65%, DSO'nun 69.24% ile hala iyi seviyelerde olduğu tespit edilmiştir. Buna karşılık RTF çekirdek fonksiyonu kullanıldığında TS-DVM'in performansınında iyileştiği ve her iki sınıflandırıcının tüm sınıflar için performanslarının birbirlerine çok yakın olduğu görülmektedir.Tüm sınıfların ortalama başarım oranlarına bakıldığında; TS-DVM'in doğruluk oranının 93.75%, DSO'nun 72.15%, DVVT'nin doğruluk oranının 93.25%, DSO'nun 72.83% olarak bulunduğu ve sonuçların oldukça iyi seviyelerde olduğu tespit edilmiştir. 4. SONUÇ: Bu çalışmada, hedef tespit, sınıflandırma ve anomali tespitinde sıklıkla kullanılan ve algoritma olarak birbirine çok benzeyen TS-DVM ve DVVT yöntemlerinin performanslarının karşılaştırılması yapılmıştır. Her iki metod da parametrik olmayan yöntem olup, farklılık olarak karar yüzeyi bulunurken TS-DVM’de orjinden mümkün olduğunca en uzak hiperdüzlem belirlenmeye çalışılırken, DVVT’de minumum hiperküre bulunur. YTÜ-YAZGI Laboratuvarından temin edilen hiperspektral veri üzerinde yaptığımız uygulama sonucunda, doğrusal ve polinom çekirdek fonksiyonları kullanılarak yapılan işlemlerde DVVT’nin TS-DVM'e göre çok daha iyi sonuçlar verdiği, TS-DVM'de bu iki çekirdek fonksiyonunda verdiği sonuçların iyi olmadığı buna karşın DVVT'deki sonuçların oldukça iyi olduğu görülmüştür. Ayrıca RTF çekirdek fonksiyonu kullanıldığında TSDVM'in performansının iyileştiği ve her iki sınıflandırıcının tüm sınıflar için performanslarının birbirlerine çok yakın ve oldukça iyi olduğu görülmüştür. Bu sonuçlardan, RTF çekirdek fonksiyonun bu iki sınıflandırıcı için en uygun çekirdek fonksiyonunu olduğu değerlendirilmiştir. TEŞEKKÜR Bu çalışma, 112E207 nolu “Hiperspektral Görüntülerde Uzamsal ve Spektral Öznitelikler Kullanarak Yüksek Hızda Hedef Tespiti ve Sınıflama Yapan Algoritmaların Geliştirilmesi” isimli TÜBİTAK projesi kapsamında desteklenmiştir. KAYNAKÇA: Beaven, Scott G., Stein, David, and Hoff, L.E. (2000), “ Comparison of Gaussian mixture and linear mixture models for classification of hyperspectral data” in Proc. IGARSS 2000, Honolulu, HI, pp.1597-1599. Binol, Hamidullah, Uslu, Faruk Sukru, and Bal, Abdullah (2015), “Unsupervised Nonlinear Feature Extraction Method and Its Effects on Target Detection in High-dimensional Data”, International Conference on Engineering, Technology and Applied Science (ICETA), Germany. Chang, C.C., Lin, C.J., (2011), “LIBSVM : A library for support vector machines”, ACM Transactions on Intelligent Systems and Technology, 2:27:1--27:27, Software available at http://www.csie.ntu.edu.tw/~cjlin/libsvm Gönen, Mehmet, Alpaydın, Ethem (2011), “Multiple Kernel Learning Algorithms”, Journal of Machine Learning Research 12 pp. 2211-2268. Schölkopf, Bernhard, Williamson, Robert C., Smola, Alex, and Shawe-Taylor, John (1999), “SV Estimation of a Distribution’s Support”, In Advances in Neural Information Processing Systems. 47 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Tax, David Martinus Johannes (2001), “One-class classification: concept-learning in the absence of counterexamples”, ASCI Dissertation Series, Delft University of Technology. Tax, David, M.J., Duin, Robert, P.W. (2004), “Support Vector Data Description”, Machine Learning, 54(1), 45–66. Uslu, Faruk Sukru, Bal, Abdullah, and Binol, Hamidullah (2015), “An Efficient Classifier Design for Remote Sensing Hyperspectral Imagery”, 7th International Conference on Recent Advances in Space Technologies RAST2015, Istanbul. Uslu, Faruk Sukru, Binol, Hamidullah, Bal, Abdullah, and Çukur, Hüseyin (2015), “SVDD Fusion Based Classification in Hyperspectral Imagery”, 2nd International Conference on Engineering and Natural Science (ICENS), Japan. 48 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Helikopter Birleştirilmiş Başkalaşım Yönteminin Genişletilmiş Analizi Extensive Analyses Of Combined Morphing For Helicopter Tuğrul OKTAY1, Fırat ŞAL2 ABSTRACT In this article passive morphing and active morphing approaches are combined in order to save more helicopter flight control system (i.e. FCS) energy. For this purpose complex, physics-based, control-oriented nonlinear helicopter models are benefited. A specific variance constrained control strategy, namely Output Variance Constrained Control (i.e. OVC) is applied for helicopter FCS. Control energy savings using passive, active and combined morphing approaches are examined. Parameters of helicopter FCS and combinedmorphing helicopter design parameters are simultaneously optimized using a stochastic optimization method, namely simultaneous perturbation stochastic approximation (i.e. SPSA). In order to observe energy save closed loop analyses are done. This study is extended and Turkish version analyses of authors of this study (Oktay and Sal, 2015), and master thesis of one of the author of this study (Sal, 2015). Keywords:Passive Morphing, Active Morphing, Combined Morphing, Energy Save, OVC, Flight Control, Helicopters ÖZET Bu çalışmada pasif başkalaşım ve aktif başkalaşım yaklaşımları helikopter uçuş kontrol sistem (UKS) enerji tasarrufu sağlamak için birleştirilmiştir. Bu karmaşık, fizik tabanlı, kontrol uyumlu doğrusal olmayan helikopter modelleri için faydalıdır. Çıkış varyans kısıtlı kontrolcü (OVC) adında özel bir varyans kısıtlı kontrol stratejisi helikopter UKS için uygulandı. Pasif başkalaşım, aktif başkalaşım ve birleştirilmiş başkalaşım kullanarak kontrol enerji tasarrufu incelendi. Helikopter UKS parametreleri ve birleştirilmiş başkalaşım helikopter tasarım parametreleri eş zamanlı pertürbasyon rassal yaklaşım (SPSA) adında bir rassal optimizasyon metodu kullanılarak optimize edildi. Enerji tasarrufunu gözlemlemek için kapalı devre analizi yapıldı. Bu çalışma, bu çalışmanın yazarlarının bir makalesinin (Oktay ve Şal, 2015) ve yazarlardan birinin yüksek lisans tezinin (Şal, 2015) genişletilmiş ve Türkçe analizidir. Anahtar kelimeler:Pasif Başkalaşım, Aktif başkalaşım, Birleştirilmiş Başkalaşım, Enerji Tasarrufu, OVC, Uçuş Kontrol, Helikopterler 1. GİRİŞ: Seneler boyunca helikopter uçuş kontrol sistem (UKS) tasarımı için birçok kontrol teknikleri kapsamlı bir şekilde incelendi. Tarihi sırası ile bu tekniklerin bazıları; kutup yerleştirme yöntemi (İngilizce bilinen adıyla, pole placement method) ve basit geri besleme yöntemi (İngilizce bilinen adı ile Simple Feedback Method) (bknz. Fusato ve ark., 2001; Fusato, 2006; Gong ve ark., 2013), modifiye edilmiş doğrusal kuadratik regülatör kontrolcüsü (Modified Linear Quadratic Regülatör, LQR) ve lineer kuadratik Gauss kontrolcüsü (Linear Quadratic Gaussion, LQG) (bknz. Zarei ve ark., 2007; Bo ve ark., 2011; Park ve ark., 2013), modifiye edilmiş 1.Yrd. Doç. Dr., Erciyes Üniversitesi, Sivil Havacılık Yüksekokulu, tugruloktay52@gmail.com. 2.Doktora Derecesi Adayı, Erciyes Üniversitesi, Sivil Havacılık Yüksekokulu, tefaninur@gmail.com. 49 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR H kontrol sentezi (Modified H Control Synthesis) (bknz. Luo ve ark., 2003; Kureemun ve ark., 2005; Kung, 2008), model kestirimli kontrol (Model Predictive Control, MPC) (bknz. Bogdanov ve Wan, 2001; Gibbens ve Megagoda, 2011; Dalamagkidis, 2010) ve varyans kısıtlamalı kontrolcü (Variance Constrained Controllers) (bknz. Oktay, 2012; Oktay ve Sultan, 2012a; Oktay ve Sultan 2012b; Oktay ve Sultan, 2013a; Oktay ve Sultan, 2013b; Oktay ve Sultan 2013c; Oktay ve Sultan, 2013d; Oktay ve Sultan, 2014a; Oktay, 2015) olarak sınıflandırılır. Varyans kısıtlamalı kontrolcüler bu kontrol metotlarından bir tanesidir. Bu kontrolcülerin literatürdeki diğer mevcut kontrol tekniklerinden birçok gelişmiş özelliği vardır. Onlardan birincisi varyans kısıtlamalı kontrolcüler modifiye edilmiş LQR kontrolcüleridir ve durum kestirimi için Kalman filtresini kullanırlar. İkincisi onlar ikinci derece bilgi kullanırlar (İngilizce bilinen adıyla second-order information) (bknz. Skelton, 1987; Skelton ve ark., 1998) ve bu tür bilgi çok değişkenli kontrol sistem tasarımları için oldukça yararlıdır. Son olarak büyük ve şiddetli olarak kupleli olan çok giriş ve çok çıkışlı sistemlerdeki helikopter kontrolünde yüz yüze kalındığı gibi, bağımsız değişkenler üzerinde varyans kısıtı koyarak anlık cevabın istenildiği gibi olmasını sağlar. Çeşitli kısıtlamalı kontrolcüler son zamanlarda birçok hava aracı için uygulandı (Helikopterler: bknz. Oktay, 2012; Oktay ve Sultan, 2012a; Oktay ve Sultan 2012b; Oktay ve Sultan, 2013a; Oktay ve Sultan, 2013b; Oktay ve Sultan 2013c; Oktay ve Sultan, 2013d; Oktay ve Sultan, 2014a; Oktay, 2015 & Tilt-rotor hava aracı: Oktay, 2014b & Hubble uzay teleskobu: Skelton ve Lorenzo, 1985 & Tensegrity yapıları: Sultan ve Skelton, 1997a ve 1997b). Örneğin, Oktay ve Sultan, 2013a da varyans kısıtlamalı kontrolcüler manevra esnasında helikopter UKS için uygulandı (yana yatış ve helisel dönüş manevraları esnasında). Bu çalışmada onların performansı helikopter sensor arızası durumunda dahi ayrıca incelendi. Helikopter FKS için akla yatkın ve makul sonuçlar bulundu. Daha sonra ise Oktay ve Sultan, 2013b makalesinde varyans kısıtlamalı kontrolcüler pasif başkalaşan helikopterler için uygulandı. Bu makalede pasif başkalaşım parametreleri pale veter uzunluğu, pale çırpınma yayı esnekliği, pale doğrusal kütle yoğunluğu, pale uzunluğu, pale burulma açısı ve ana rotor açısal hızı idi. Bu çalışmada rassal bir optimizasyon metodu (Eş Zamanlı Pertürbasyon Rassal Yaklaşım, SPSA) eş zamanlı helikopter ve UKS (spesifik olarak OVC) tasarımı için kullanıldı. 40 kt düz seviye uçuşu için yüzde 30 civarında kontrol enerji tasarrufu, sadece maksimum yüzde 5 lik helikopter tasarım parametrelerinin değişiminden elde edilmiştir. Özellikle belirtilmelidir ki eş zamanlı tasarım metodu ile elde edilen yeniden tasarlanan helikopterin yeni parametreleri, uçuş esnasında değişmez (düz seviye uçuşu ya da manevralı uçuş fark etmeden). Diğer bir makalede Oktay ve Sultan, 2014 a, bu kontrolcüler (spesifik olarak OVC) aktif başkalaşan helikopterlere uygulandı. Bu makalede aktif başkalaşım parametreleri, pale veter uzunluğu, pale uzunluğu, pale burulma açısı ve ana rotor açısal hızları idi ve ayrıca bu makalede SPSA metodu, helikopter trim parametrelerinin ve UKS parametrelerinin eş zamanlı tasarımında kullanıldı. 40 kt düz seviye uçuşu için yaklaşık yüzde 85 UKS enerji tasarrufu, aktif tasarım parametrelerinde maksimum sadece yüzde 5 değişiklikler ile elde edildi. Aktif ve pasif başkalaşım çalışmaları arasındaki ana fark şudur: helikopter UKS parametreleri hariç diğer helikopter tasarım parametreleri uçuş esnasında değişebilir (düz seviye uçuşu ya da manevralı uçuş fark etmeden). Fakat tavsiye edilen maksimum değişim oranı yüzde 5 dir. Diğer yandan pasif başkalaşan helikopterde, helikopter parametreleri ve UKS parametreleri uçuş esnasında değişmez. Aktif başkalaşım gibi pasif başkalaşım da helikopter parametrelerinin bazılarındaki değişimleri kapsar (pale uzunluğu, pale dönüş hızı vb.). Ana fark şudur ki aktif başkalaşım sürekli bir şekilde ölçüm, aktivasyon ve ayrıca bir geri beseleme kontrol mekanizması gerektirir, fakat pasif başkalaşımda gerektirmez. Pasif başkalaşım değişkenleri mühendisler ve teknisyenler tarafından uçuş öncesinde bir kez kullanılabilir. Örneğin helikopter uçuş görevine ya da uçuş esnasında bazı noktalarda görevine başlamadan önce bir kez değişiklik gerçekleştirilir. Bir kez yapılan o değişiklikler uçuş esnasında sabit kalır. Pasif başkalaşım dört klasik helikopter kontrollerinden (pale yunuslama kolektifi, iki dairesel ve kuyruk rotoru kolektifi) başka ilave kontrol elemanı gerektirmez. Diğer yandan aktif başkalaşım helikopter parametrelerinin bazılarında sürekli değişime izin veren özel mekanizmaları kapsar. Bu ayarlamalar sensör ölçümlerine göre hesaplanır ve geri 50 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR besleme kontrolü tarafından uygulanır. Fakat aktif başkalaşım dört klasik helikopter kontrolünden başka fazladan geri besleme kontrol parametreleri gerektirir. Belli ki pasif başkalaşım uygulamak daha sadedir. Çünkü aktif başkalaşım hesap gücünün yanında hızlı sürekli tahrik mekanizması, çok değişkenli büyük boyutta kontrolcüler ve karmaşık on board sinyal işleyiciler gerektirirken; pasif başkalaşım fazladan geri besleme tahrik mekanizmaları içermez. Her şeye rağmen aktif başkalaşım, helikopterin uçuş performansının bütün özelliklerinde, belirgin katkı ürettiği yaygın bir şekilde beklenmektedir. Bu çalışmada, pasif başkalaşım ve aktif başkalaşım yaklaşımlarının ilk defa birleştirilmesinin ve birleştirilmiş başkalaşan helikopterin ilk defa eş zamanlı olarak helikopter FKS ile tasarlanmasının genişletilmiş analizi ele alınmıştır. Bu niyetle özel varyans kısıtlı kontrolcüler OVC ilk defa helikopter UKS için uygulanmıştır. Özellikle dikkat edilmelidir ki pasif ve aktif başkalaşımlar klasik helikopter ile birleştirilirken kontrollerin sayısı artar. Bu önemli bir soruna sebep olur. Trim bilinmeyenlerinin sayısı birleştirilmiş başkalaşım tasarım parametreleri ile artar. Fakat ek trim denklemleri yoktur. Bundan dolayı doğrusal olmayan trim denklemlerini sonucunu çözmek için bir yararlı optimizasyon algoritması gereklidir. Onun çözümü için eş zamanlı pertürbasyon rassal yaklaşım (SPSA) (SPSA kısaca tanımı için bknz. Spall, 1992 ; Sultan, 2010) diye adlandırılan rassal bir optimizasyon metodu ilk defa eş zamanlı helikopter ve UKS tasarım problemlerinde kullanılmıştır. Çünkü çoğu durumda gradient ve hessians gibi türevleri hesaplamak imkansızken, o sayısal olarak kısıtlandırılmış rassal optimizasyon problemleri çözümü ucuz ve etkilidir. Bu bildiri bize uygulanan UKS (OVC) nin bir parça tanımını vermektedir. Daha sonra, eş zamanlı, birleştirilmiş başkalaşan helikopter ve UKS tasarımı için kullanılan helikopter modellerini sunmaktadır. İkinci olarak SPSA diye adlandırılan özel bir optimizasyon metodu özetlenen sistemi trim etmek için kullanılacaktır. Son olarak, birleştirilmiş başkalaşım fikri Puma SA 330 helikopteri için uygulanacak ve başkalaşımız, pasif başkalaşımlı, aktif başkalaşımlı ve birleştirilmiş başkalaşımlı helikopterlerin kapalı çevrim cevapları karşılaştırılacaktır. Modelleme belirsizliklerine bağlı olarak birleştirilmiş başkalaşım helikopterinin gürbüzlüğüde incelenecektir. 2. Modelleme 2.1. Pale Aerodinamiği Bu çalışmada pale aerodinamik denklemleri aşağıdaki varsayımlar ile türetilmiştir. Temel Modelleme Varsayımları pale elemanına dairesel gelen hava hızı ihmal edilir. pale elemanının teğet bileşenine gelen hava hızı dik gelen bileşeninden çok daha büyüktür. doğrusal ve sıkıştırılamaz aerodinamikler varsayılmıştır. pale kararsız akışı ihmal edilir. mach sayısı ve hücum açısı küçüktür. nerdeyse sürekli akış düşünülür. Pale deki aerodinamik kuvvet hareketini elde etmek için pale eleman teorisi (Oktay, 2012 ve Celi) kullanılır. Pale elemanlarındaki aerodinamik kuvvet hareketi, f aero dL dD (2.1) Pale elemanı üzerindeki sonsuz küçük taşıma ve sürükleme kuvveti hareketi; 51 dL, dD UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 1 2 dL r Vtotal c1cdrVˆn , 2 1 2 dD r Vtotal cd cdrVˆt 2 (2.2) 2.2. Pale Dinamik Denklemleri Bu çalışmada pale dinamik denklemlerini elde etmek için aşağıdaki yaklaşımlar kabul edilmiştir. Temel Modelleme Varsayımları; Şerit teorisi (Strip theory) kullanılır (Oktay, 2012 ve Celi). Herhangi bir pale şerit ivmelenmesine göre uçağın ivmelenmesi küçüktür. Çırpınma ve ilerleme-gerileme mafsalları aynı yerde konumlandırılmıştır. Çırpınma, ilerleme-gerileme, hatve mafsal yapılandırmaları vardır. Örneğin, ilk yapılandırma çırpınma mafsalı ana rotor göbeğine en yakındır. Yunuslama mafsalı ana rotor göbeğine daha uzaktır. İlerleme-gerileme mafsalı onlarla birliktedir. 3. yapılandırmada çırpınma ve ilerleme-gerileme mafsalları aynı hizaya getirilmiş ve yunuslama mafsalı ana rotora bağlı olarak onlardan daha uzaktadır. 3. çeşit yapılandırma ise helikopter modeli için (Sikorsky S58, Westland Sea King Westland Wessex) seçilmiştir. 2.3. Gövde Aerodinamiği Bu çalışmada genel gövde aerodinamik denklemlerini üretmek için aşağıdaki temel varsayımlar yapılacaktır. Temel Modelleme Varsayımları; Gövde ana rotorun aşağı akış formundadır. Sabit sıkıştırılamaz aerodinamikler mevcuttur. Gövde ince gövde teorisi için iyi bir varsayım olan düzgün bir gövdedir. Doğrusal hızlar gövde dönüş hızlardan çok büyüktür. Gövde aerodinamik modellemesi genellikle hesaplayarak ya da deneyerek yapılır. Fakat bu çalışmada analitik yaklaşım (Oktay, 2012) gövde aerodinamik denklemlerini üretmek için ince gövde teorisi kullanılaraktan yapılır. Gövdenin dairesel dönüşü için sonsuz küçük aerodinamik kuvvetler ve momentler uzun bir gövde şeridinde hareket eder; 2. 4. İniş Takımı Aerodinamiği Bu çalışma da iniş takımı aerodinamik denklemlerini türetmek için aşağıdaki genel varsayımlar yapılmıştır. Temel Modelleme Varsayımları; İniş takımlarında ana rotordan gelen aşağı yönlü akış etkisi ihmal edilmiştir. Sabit sıkıştırılama aerodinamik kabul edilir. Doğrusal hızlar iniş takımının döndürebilecek hızlardan çok daha büyüktür. İçeri çekilebilir iniş takımı nedeniyle sürtünme azalması ihmal edilir. 2.5. Kuyruk Takımı Aerodinamiği Bu çalışmada kuyruk takımı aerodinamik denklemlerini türetmek için aşağıdaki temel varsayımlar yapılmıştır. 52 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Temel Modelleme Varsayımları; Kuyruk rotoru çırpınma hareketi yapmaz, yana yatmaz, dönmenin tersi yönünde bir kuvvet yapar ve onun hava akışı ihmal edilmiştir. Kuyruk rotoru ve ana rotordaki etkileşimli aerodinamikler ihmal edilmiştir. -Doğrusal hızlar kuyruk rotor şaftı ve yatay dengeleyici dönüşlerinden dolayı olan hızlardan çok büyüktür. 3. UÇUŞ KONTROL SİSTEMİNİN TANIMI: Çoğu mühendislik sistemleri ve ayrıca hava araçları giriş ve çıkış limitlerine maruz kalır. Dahası kontrol enerjisinin minimizasyonu genel olarak temel bir gereksinimdir. Örneğin, trim pozisyonundan sivil helikopterlerin büyük Euler açıları ile kaçışı, güvenli ve konforlu uçuş için istenilmeyen bir durumdur. Buna ilaveten kontrol enerjisi yakıt tüketimini gerektirir ve kontrol enerjisinin minimizasyonu yakıt tüketiminin minimizasyonuna karşılık gelir. Kontrol enerjisinin minimizasyonunun her iki durumda da hava araçlarının ağırlık azalmasına yardımcı olur. Bu gerçeklerin bir sonucu olarak, varyans kısıtlı kontrolörleri, hava araçları için bu gereksinimleri gerçekleştirmek için geliştirilmiştir. Tam olarak çıkış varyans kısıtlı kontrolü (OVC) (Hsieh ve ark., 1989; Zhu ve Skelton, 1991)ve giriş varyans kısıtlı kontrolü (IVC) (Zhu ve Skelton, 1991) son yıllarda bu amaç için kullanılmaktadır. Bu kontrolcüler çıkış (OVC) veya giriş (IVC) varyans kısıtlamalarının memnuniyetini temin eder. 4. HELİKOPTER KONTROLÜNDE YENİ EKONOMİK YÖNTEMLER 4.1. Pasif Başkalaşım Pasif başkalaşım helikopterin uçuş öncesinde kontrol enerjisi tasarrufunu sağlamak için küçük geometrik değişimlere müsaade eden bir sistemdir. Örneğin; Pale uzunluğu Pale çırpınma yayı esnekliği Ana rotor açısal hızı Pale veter uzunluğu Pale doğrusal kütlesel yoğunluğu Pale burulma açısı Bu çalışmada SPSA optimizasyon algoritması kullanılarak önemli miktarda (yüzde 33.3) kontrol enerjisi tasarrufu sağlanmıştır. 4.2. Aktif Başkalaşım Aktif başkalaşım uçuş sırasında helikopter geometrisinde sürekli bir şekilde küçük değişimlere izin verir. Örneğin; Pale uzunluğu Ana rotor açısal hızı Pale veter uzunluğu Pale burulma açısı Bu çalışmada SPSA optimizasyon algoritması kullanılarak çok önemli ölçüde (yüzde 84.6) helikopter kontrol enerji tasarrufu sağlar. 53 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 4.3. Birleştirilmiş Aktif ve Pasif Başkalaşım Bu genişletilmiş bildiri çalışmasında, geliştirilen birleştirilmiş pasif ve aktif başkalaşım yöntemi uçuş öncesinde pasif ve uçuş sırasında aktif başkalaşıma müsaade eder, bilinen iki önceki başkalaşımdan daha avantajlıdır ve yüzde 88.8 enerji tasarrufu sağlanmıştır. 4.4 Kolektif Hatve Kontrolü Cevabı 4.5. Boylamasına Dairesel Hatve Kontrolü Cevabı 4.6. Başkalaşan Pale Uzunluğu ve Veteri Cevabı 54 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 4. SONUÇLAR Kontrol amaçlı helikopter modelleri fizik prensipleri kullanılarak çıkarılmıştır. Geliştirilen yeni derecelendirme planının bu modellerdeki terim sayılarını azaltmada ve başlangıç modellerinin anahtar karakteristiklerini kullanmada çok etkili olduğu görülmüştür. Kontrol amaçlı oluşturulan modellerin literatür verileri ile validasyonu göstermiştir ki kontrol amaçlı modelleme yöntemi; can alıcı helikopter dinamiğini, çırpınma ve ilerleme-gerileme modlarını ve trim değerlerini içererek kapsamaktadır. Elde edilen modeller kontrol sistemi tasarımında kullanılmıştır. Spesifik olarak varyans kısıtlı kontrolcülerden kontrol sistemi tasarımında faydalanılmıştır. Peşinden kontrol sistemi ve helikopter eş zamanlı tasarlanarak helikopter kontrolünde enerji tasarrufu yoluna gidilmiştir. Birleştirilmiş pasif ve aktif başkalaşım yönteminin genişletilmiş analizi bu bildiride ilk defa detaylı ve Türkçe incelenmiştir. Daha önceki çalışmalarda görünmüştü ki pasif ve aktif başkalaşım yöntemleri ayrı ayrı uygulandığında helikopter kontrolünde önemli enerji tasarrufu sağlanmıştır. Ayrıca ikinci olarak geliştirilen aktif başkalaşım yönteminin pasif başkalaşım yönteminden daha üstün olduğu görülmüştü. Bu bildiri çalışmasında ise daha önceden geliştirilen pasif ve aktif başkalaşım yöntemleri bir arada ele alınıp birleştirilip var olan iki başkalaşım yöntemine göre daha enerji tasarruflu bir çözüm önerisi geliştirme eğilimine gidilmiştir. Tasarım ve simülasyon sonuçları gösterilmiştir ki bu bildiri çalışmasında geliştirilen birleştirilmiş başkalaşım yöntemi önceden var olan pasif ve aktif başkalaşım yöntemlerinden çok daha üstündür ve daha çok enerji tasarrufuna sebebiyet vermektedir. KAYNAKÇA: Fusato D, Guglieri G and Celi R. Flight dynamics of an articulated rotor helicopter with an external slung-load. Journal of the American Helicopter Society 2001; 46(1) : 3-14. Fusato D and Celi R. Multidisciplinary design optimization for helicopter aeromechanics and handling qualities. Journal of Aircraft 2006; 43(1) : 241-252. Gong H, Zhen Z, Lin X, Jiang J, Wang X. Design of automatic climbing controller for large civil aircraft, Journal of the Franklin Institute 2013; 350 : 2442-2454. Zarei J, Montazeri A, Motlagh M R J, Poshtan J. Design and comparison of LQG/LTR and control system, Journal of the Franklin Institute 2007; 344 : 577-594. 55 H controllers for a VSTOL flight UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Bo L Y, Zhu L W, Qi S. Improved LQG control for small unmanned helicopter based on active model in uncertain environment. International Conference on Electronics, Communications and Control (ICECC), 2011, Ningbo, China, 2011. Park S, Bae J, Kim Y, Kim S. Fault tolerant flight control system for the tilt-rotor UAV. Journal of the Franklin Institute 2013, 350 : 2535-2559. Luo C C, Liu R F, Yang C D and Chang Y H, H control design with robust flying quality. Aerospace Science and Technology 2003; 7 : 159-169. Kureemun R, Walker D J, Manimala B and Voskuijl M. Helicopter flight control law design using H techniques, th Proceedings of the 44 IEEE Conference on Decision and Control, and the European Control Conference 2005, Seville, Spain. Kung C C. Nonlinear H robust control applied to F-16 aircraft with mass uncertainty using control surface inverse algorithm. Journal of the Franklin Institute 2008, 345 : 851-876. Bogdanov A A and Wan E A. Model predictive neural control of a high-fidelity helicopter model. AIAA Guidance Navigation and Control Conference 2001, Montreal, Canada. Gibbens P W and Megagoda E D B. Efficient model predictive control algorithm for aircraft. Journal of Guidance, Control, and Dynamics 2011; 34(6) : 1909-1915. Dalamagkidis K, Valavanis K P and Piegl L A. Nonlinear model predictive control with neural network optimization for autonomous autorotation of small unmanned helicopters. IEEE Transactions on Control Systems Technology 2010; 19 (4) : 1-14. Oktay T.Constrained control of complex helicopter models. PhD Dissertation, Virginia Tech, Blacksburg, VA, May 2012. Oktay T and Sultan C. Variance Constrained control of maneuvering helicopters with sensor failure. Proc. of the IMechE, Part G: J. Aerospace Engineering 2013; 227(12) : 1845-1858. Oktay T and Sultan C.Simultaneous helicopter and control-system design. AIAA Journal of Aircraft 2013, 50 (3) : 911-926. Oktay T and Sultan C. Modeling and control of a helicopter slung-load system, Aerospace Science and Technology 2013; 29 (1) : 206-222. Oktay T and Sultan C.Flight control energy saving via helicopter rotor active morphing. AIAA Journal of Aircraft 2014, 121, to appear. th Oktay T and Sultan C. Variance constrained control of maneuvering helicopters, American Helicopter Society 68 Annual Forum, May 2012, TX, USA. Oktay T and Sultan C. Integrated maneuvering helicopter model and controller design. AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, August 2012, MN, USA. Oktay T and Sultan C. Robustness of variance constrained controllers for complex helicopter models. American Control Conference, June 2013, WA, USA. Oktay T. Combined output variance constrained and input variance constrained design for flight control. Proc. of the IMechE, Part G: J. Aerospace Engineering 2015. Skelton R E. Dynamic Systems Control: Linear systems analysis and synthesis, John Wiley & Sons, 1987, chapter 8. Skelton R E, Iwasaki T, Grigoriadis K. A unified algebraic approach to linear control design,Taylor & Francis, 1998, chapter 4. Oktay T. Performance of minimum energy controllers on tiltrotor aircraft. Aircraft Engineering and Aerospace Technology 2014; 86 (5) : 361-374. 56 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Oktay T. and Sal, F. Combined passive and active helicopter main rotor morphing for helicopter energy save. J. of Brazilian Mechanical Sciences and Engineering, 2015. Şal F. Helikopter Kontrolünde Yeni Yöntemler ile Enerji Tasarrufu, Erciyes Üni., Yüksek Lisans Tezi, 2015. Skelton R E and Lorenzo M D. Space structure control design by variance assignment. Journal of Guidance, Control, and Dynamics 1985; 8 (4) : 454-462. Skelton R E and Sultan C. Controllable tensegrity, A new class of smart structures. SPIE Intl. Symposium on Smart Structures and Materials, San Diego, CA, 1997. Sultan C and Skelton R E.Integrated design of controllable tensegrity structures. ASME Intl. Mechanical Engineering Congress and Exposition, Dallas, TX, 1997. J. C. Spall, Multivariable stochastic approximation using a simultaneous perturbation gradient approximation, IEEE Transactions on Automatic Control, 37 (1992) 332-341. Celi, R., “Helicopter Stability and Control”, Class Notes. C. Sultan, Proportional damping approximation using the energy gain and simultaneous perturbation stochastic approximation, Mechanical Systems and Signal Processing, 24 (2010), 2210-2224. Hsieh C, Skelton R E and Damra F M. Minimum energy controllers with inequality constraints on output variances, Optimal Control Application and Methods, 10 (4) (1989) 347-366. Zhu G, Skelton RE (1991) Mixed L2 and L∞ problems by weight selection in quadratic optimal control. Int. J. Quadr. Optim. Control 63 (5):1161–1176 57 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR T-38 Uçağına Ait Dorsal Longeronun Sonlu Elemanlar Analizi Finite Element Analysis Of The Dorsal Longeron Of The T- 38 Aircraft Alaattin ATAÇ1 Yasin DERELİ2 ABSTRACT: Engineers developed the finite element method with the increasing need of speed and accuracy of analysis. This model is used for complex conditions which are difficult to be examined because of the loads and boundary. Most important task of Dorsal longeron is to increase the bending strength of the fuselage. It combines elements which aremain supporting structures such as frame and bulkhead. Since T-38 aircraft ,that is used for basic pilot training, is started to be used in the combat readiness training; Dorsal Longeron which is the aircraft's structural component is exposed to different loads. So, the main manufacturer of the aircraft understands the need of this part's modernization. The vertical section of the horizontal longeron of the T-38 aircraft were modernized by replacing with a new steel. This study aims to analyse Finite element analysis of Dorsal Longeron and to evaluate the outcomes. Dorsal Longeron is divided into finite elements by using the CAD model. Boundary conditions and bending moment, fuel and air pressure loads coming on the dorsal plating tank were entered in the program that analyse finite element. The analysis was made and the results were analyzed. Keywords: T-38, Structural Analysis, Finite Element Method, Dorsal Longeron. ÖZET: Analizlerin hızlı ve doğruluk payının daha yüksek olmasına ihtiyacın artmasıyla, mühendisler sonlu elemanlar yöntemini geliştirmiştir. Bu model, yüklerin ve sınır koşullarının incelenmesinin zor olduğu karmaşık şekillere sahip durumlarda kullanılmaktadır. Dorsal longeronun en önemli görevi uçak gövdesinin eğilme mukavemetini artırmaktır. Bulkhead, frame gibi ana taşıyıcı yapı elemanlarını birleştirirler. Temel pilotaj eğitiminde kullanılan T-38 uçaklarının harbe hazırlık eğitimlerinde kullanılmaya başlanılmasından dolayı uçağın yapısal parçalarından olan Dorsal Longeron daha farklı yüklere maruz kalmıştır. Uçağın ana üretici firması tarafından bu parçanın modernize edilmesinin gerekliliği tespit edilmiştir. T-38 uçağının yatay longeronunun dikey kısmı (Al 7075-T6) çeşitli oranlarda 4130 Forged Steel ile değiştirilmiştir. Bu çalışma ile modernize edilen Dorsal Longeron’un sonlu elemanlar analizi yapılması ve ortaya çıkan sonuçların değerlendirilmesi amaçlanmıştır. 1 2 Öğretim Görevlisi, Makine Mühendisi, Hv.Asb.MYO K.lığı, aatac1@tekok.edu.tr Öğretim Görevlisi, Uçak Mühendisi, Hv.Asb.MYO K.lığı, tr.yasindereli@gmail.com 58 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Dorsal Longeron, CAD modelinden yola çıkılarak sonlu elemanlara ayrılmıştır. Sınır şartları, eğilme momenti, dorsal tank kaplaması üzerine gelen yakıt ve hava basıncı yükleri sonlu elemanlar analizi yapan programa girilmiş, statik analizler yapılmış ve çıkan sonuçlar incelenmiştir. Anahtar Kelimeler:T-38, Yapısal Analiz, Sonlu Elemanlar Analizi, Dorsal Longeron. T-38 ABD'li Notrop firması tarafından üretilen jet motorlu eğitim uçaklarından biridir. T-38 iki motorlu yüksek irtifa süpersonik eğitim uçağıdır. Ayrıca dünyanın ilk ve en çok üretilen süpersonik eğitim uçağıdır. T-38 geleneksel konfigürasyon da küçük, kanat uçları geriye eğimli, tek dikey dengeleyicili, burundan dümenli uçaktır. Uçağın kalkıştan hemen önceki genel görünümü Şekil '1 de görülmektedir. Şekil 1: T-38 Talon Uçakta öğretmen ve öğrenci arka arkaya roket tahrikli fırlatmalı kokpitte uçarlar. Önemli parçalar bel hizasında bulunur böylece bakım elemanları kolaylıkla ulaşabilir. Uçağın bakımının kolay olması, son derece ekonomik ve çok üstün güvenilirlik rekoru bulunan yüksek performanslı bir uçaktır. Bu üstün özellikleri nedeniyle bir çok müttefik ülke tarafından kullanılmaktadır. T-38 695 metre gibi kısa pistlerden kalkış yapabilmektedir. Ayrıca 60 sn içinde 9000 metreye kadar yükselebilmektedir. Öğrenci pilotlar bu uçakta süpersonik uçuş teknikleri, akrobasi, kol uçuşu gece ve alet uçuşu eğitimini alabilmektedir. İlk T-38 uçuşunu 1959 yılında yapmıştır. 1961 den 1972'ye kadar 1100'den fazla uçak United States Air Force ( USAF )'a teslim edilmiştir (Bedke, 2009). Günümüz teknolojisine ayak uydurması için T-38 uçaklarına modernizasyon yapılmaktadır. Uçakların ömrünü gövde dayanıklılığı açısından 2020 yılına kadar uzatmak için “Pacer Classic“ adında bir program yürülüğe konmuştur (Gill, 1996). Türk hava kuvvetlerine ait 55 adet T-38 ARI programı kapsamında Tusaş tarafından Modernize edilecektir. (TAI'nin Sesi, 2008). Bunun yanında aviyonik ekipmanlarda yapılacak revizyonlar ile bütün T-38'ler T-38C tipine dönüşmüş olacaktır. Şekil 2'de modernizasyon sonrası T-38C görülmektedir. 59 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 2 : Modernizasyon sonrası T-38C T-38 LONGERONLARI Gövde longeronları yeterli dayanımı göstermeleri için 7075-T6 aliminyum alaşımdan üretilmiştir. Longeronlar gerekli mukavemeti sergileyecek şekilde her istayonda incelmekte, geometri ve üretilebilirlik limitleri doğrultusunda tasarıma sahiptir. Şekil 3'de T-38 uçağı üzerinde longeronlar dış hat çizgileri bulkhead istasyonları üzerinde gösterilmiştir. Şekil 3 : T-38 Longeron yerleşimi Longeronlar gövde yapısının eğilme dayanımını arttırmak olmakla birlikte birincil görevi eksenel çekme ve basma yüklerine dayanmaktır. (Niu, 1988). Longeronlar bulkhead yapılara ve framelere yaklaşık olarak 7 inch aralıklar ile sabitlenmiştir. Uçak üzerindeki konumları tanımlamak için istasyon terimi kullanılmıştır. İstasyonlar uçak burnundan itibaren bulunduğu konumun inch cinsinden sayısal değeri ile ifade edilmektedir. Dorsal longeron 270. istasyondan başlayıp 445. istasyonda sonlanmaktadır. Etkin yükler eksenel yükler ve gövde eğilmesinden kaynaklı yüklerdir. 270. istasyondan 400. istasyona kadar enine yükler ikincil yüklerdir. Bu yükler dorsal tank kaplaması üzerindeki yakıt ve hava basıncı yüküdür. Bu bölgede dorsal longeron sürekli kiriştir. Dorsal tank kaplaması boyunca yayılı yük uygulanmıştır ayrıca frame ve bulkheadlerden sabitlenmiştir. Dorsal longeron gövde kaplamalarını ve dorsal tank kaplamasını dengede tutmaktadır, dikme kolonlarının dengesinde kritik önemi yoktur. 60 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Longeron üzerinde çeşitli gövde istasyonlarında eksenel çekme ve basma yükleri elde edilmiştir. Gövde kaplaması üzerindeki gerilme alanı longeronlar üzerinde basma yüküne (ΔPc) neden olur. Bu yükler gövde eğilmesinden kaynaklanan basma yüklerine göre daha küçüktür. Basma yükleri (ΔPc) T-38 gövde raporları temel alınarak belirlenmiştir (Thordarson, 1964). Dorsal tanktan kaynaklanan eğilme momentinin sebep olduğu enine yükler; a. Dorsal tank geometrisi b. Eğilme momenti denklemi c. Dorsal tank kaplaması üzerindeki yakıt ve hava basıncı değerleri kullanılarak elde edilmiştir. Dorsal kaplama çevresi boyunca Dorsal longeronun üst merkez hattı üzerindeki hava basıncı sabit kabul edilmiştir. Maksimum yakıt ve hava basıncı durumunda kritik eksenel yüklemeye maruz kaldığı kabul edilmiştir. MODELLEME, VALİDASYON VE ANALİZ Dorsal longeronun CAD modelinden yola çıkılarak sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Kanadın üç boyutlu modeli CATIA V5 programında olusturulmustur. Dorsal kirişin CAD çizimi Şekil 4'te görülmektedir. Şekil 4 : Dorsal longeron üç boyutlu CAD çizimi Sonlu elemanlar yöntemi; karmaşık geometriye sahip, analitik yöntemlerle sonuç elde etmenin zor olan yapıların çözümüne ulaşmanın daha kolay olduğu daha küçük alt parçalara bölünerek çözülmesini sağlayan sayısal bir yöntemdir. Günümüzde yapısal analizlerde ve akış analizlerinde maliyet, zaman ve gerçeğe yakın sonuçlar elde edilebilmesi gibi avantajlarından dolayı sıkça tercih edilmektedir. Bu çalışmada da sonlu elemanlar metodu tercih edilmiştir. PATRAN paket programı kullanılarak dorsal longeron sonlu eleman ağı oluşturulmuştur. Sonlu elemanlar ağı 5279 node ve 2500 Hex, 80 Wedge eleman kullanılarak oluşturulmuştur. Oluşturulan sonlu eleman modeli Şekil 5’te gösterilmiştir. 61 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 5 : Sonlu elemanlar modeli Dorsal kiriş orjinalinde 7075-T6 alüminyum malzemeden üretilmiştir. Temel pilotaj eğitiminde kullanılan T38 uçaklarının harbe hazırlık eğitimlerinde kullanılmaya başlanılmasından dolayı uçağın yapısal parçaları daha farklı yüklere maruz kalmıştır. Uçağın ana üretici firması tarafından bu parçanın modernize edilmesinin gerekliliği tespit edilmiştir. T-38 uçağının yatay longeronunun dikey kısmı (Al 7075-T6) çeşitli oranlarda 4130 Forged Steel ile değiştirilmiştir. Her iki malzemenin mekanik özellikleri Tablo 1'de görülmektedir. Tablo 2 : Alüminyum ve çelik malzeme mekanik özellikleri (Davis, 1996) Malzeme Mekanik Özellikleri 7075-T6 4130 E (GPa) 71,7 205 υ 0,33 0,29 G (GPa) 26,9 80 ρ (Kg/m3) 2810 7850 σÇ (Mpa) 503 435 σB (Mpa) 500 400 τ (Mpa) 331 435 Sınır şartı olarak longeronlar bulkhead yapılara ve framelere yaklaşık olarak 7 inch aralıklar ile sabitlenmiştir. Etkin yükler eksenel yükler ve gövde eğilmesinden kaynaklı yüklerdir. 270. istasyondan 400. istasyona kadar enine yükler ikincil yüklerdir. Bu yükler dorsal tank kaplaması üzerindeki yakıt ve hava basıncı yüküdür.. Dorsal tank kaplaması boyunca yayılı yük uygulanmıştır ayrıca frame ve bulkheadlerden sabitlenmiştir. Yüklerde uygulandıktan sonra oluşturulan model Nastran çözücüsü kullanılarak analizler gerçekleştirilmiştir. Dorsal longeron boyunca istasyonlardaki gerilme değerleri ve bazı istasyonlardaki strain gage sonuçları Grafik 1 de gösterimiştir. 62 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Grafik 1 : İstasyonlardaki gerilme değerleri Dorsal kiriş üzerindeki 327, 362 ve 380 numaralı istasyonlardaki strain gage değerleri ve nastran sonuçlarının kıyaslanması Tablo 2'de görülmektedir Tablo 3 : İstasyonlardaki Strain Gage ve Nastran Sonuçları Konum F.S. Strain Gage(#)(Nakasone, 1978) Strain Gage Gerilme Değeri (MPa) Nastran Gerilme Değeri (Mpa) Yüzde Fark (%) 14 Sol 155,132 159,56 2,85 15 Sağ 131 159,56 21,80 191 Sol 189,61 238,35 25,71 192 Sağ 206,84 238,35 15,23 181 Sol 248,21 255,13 2,79 182 Sağ 234,42 255,13 8,83 Dorsal Longeron 327 362 380 63 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 7075-T6 alüminyum malzemeden üretilen kiriş için Von-Mises gerilme dağılımı Şekil 6'da, dikey kenarı çelik ile değiştirilmiş kiriş için gerilme dayanımı Şekil 7'de gösterilmiştir. Şekil 6 : Alüminyum Malzeme Von-Mises Gerilme Dağılımı Şekil 7 : Çelik Malzeme Von-Mises Gerilme Dağılımı Malzemesi değiştirilen bölge için Von-Mises gerilme dağılımı çelik kullanılmadan önce Şekil 8'de kullanıldıktan sonra ise Şekil 9'daki Von-Mises gerilme dağılımı elde edilmiştir. Şekil 8 : 7075-T6 Alüminyum malzeme Von-Mises gerilme dağılımı 64 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 9 : 4130 Forged Steel Malzeme Von-Mises Gerilme Dağılımı Analiz sonuçları incelendiğinde malzemesi değiştirilen bölgenin gerilme yoğunluğunun 250 MPa seviyelerinden 200 MPa seviyelerini azaldığı görülmektedir. Alüminyum çelik malzemeye göre daha sünek olduğu için deformasyon miktarıda azalmıştır. Maksimum gerilme 450 MPa civarında çok lokal bir bölgede kalmıştır. Bu lokal bölgeler haricinde gerilme değerleri 350 MPa değerini aşmadığı görülmektedir. Malzemelerin S-N grafikleri incelendiğinde bu gerilme değerlerinde alüminyumun kullanım ömrü çelik malzemenin yanında oldukca kısa kalmaktadır. Grafik 2’de 4130 St ve 7075 Al için S-N eğrileri maksimum yükleme altında oluşan gerilme şartlarında çeliğin 100000 çevrim sayısının üzerinde kaldığı görülmektedir. Grafik 2 : 4130 St ve 7075 Al için S-N grafiği (Fatigue Life Data, 2015) SONUÇ T-38 uçaklarının harbe hazırlık eğitimlerinde kullanılmaya başlanılmasından dolayı yapısal parçaları farklı yüklere maruz kalmaya başlamıştır. Uçak kullanım ömrünü uzatmak amacıyla longeronunun dikey kısmı (Al 7075-T6) çeşitli oranlarda 4130 Forged Steel ile değiştirilmiştir. Paket program yardımıyla sonlu elemanlara ayrılan longeron CAD modeli NASTRAN ile çözülmüştür. Yer değiştirme, gerilme ve gerinim değerleri göz önüne alınarak sonuçlar elde edilmiştir. Gerilme sonuçları elde edilerek statik yükler altında yorulma dayanımı incelenmiştir. Gerilme dağılımı önemli ölçüde değişmediği 65 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR gözlemlenmiştir. Orijinal parça 100000 çevrim sayısında kullanılırken çelik kullanımda yaklaşık sonsuz ömürlü hale gelmektedir. T-38 uçağının yatay longeronun dikey kısmı çelik malzeme ile değiştirilerek yorulma dayanımı arttırılmıştır. Üretimi eski olan bu uçaklar yapılan yapısal modernizasyonlar ile kullanım ömrü arttırılmıştır. İleriki çalışmalarda kiriş üzerinde çatlağın yorulma ömrü üzerindeki etkileri incelenerek analizler tekrarlanacaktır. KAYNAKLAR Bedke, C. M. (2009). United States Air Force Aircraft Accident Investigation Board Report. Aerospace Accident Investigations. Butler, A. (2015, Nisan 6). T-X Competition Fierce Despite GD, Alenia Split. Aviation Week & Space Technology. Davis, J. R. (1996). ASM Specialty Handbook. içinde Davis & Associates. asm.matweb.com: www.asm.matweb.com adresinden alındı Fatigue Life Data. (2015, Nisan). icme.hpc.msstate.edu. https://icme.hpc.msstate.edu/mediawiki/index.php/AISI_4130_Steel adresinden alındı Gill, T. (1996). Pacer Classic aims for 50-year life: Measures to extend the life of the USAF's fleet of Northrop Grumman T-38 Talon advanced jet trainer aircraft. JANES DEFENCE SYSTEMS MODERNISATION. Grumman, N. (2009, Nisan 14). DefenceTalk. www.defencetalk.com: www.defencetalk.com/northropmarks-50th-anniversary-of-t-38-talon-first-flight-17679/ adresinden alındı Nakasone, J. D. (1978). T-38 Center Fusulage Nastran Model Validation. California: Northrop Corporation Aircraft Group. Niu, M. C. (1988). Airframe Structural Design. Conmilit Press LTD. TAI'nin Sesi. (2008). ARI Projesi'nin Ön Tasarım Gözden Geçirme Toplantısı. TAI'nin Sesi, 13. Thordarson, S. (1964). Center Fusulage Report. Northrop Norair. 66 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 2 Serbestlik Dereceli Helikopterin Modelleme Ve Kontrolü Modeling And Control Of 2 Freedom Helicopter Kamil Baylan1, Muhammet Öztürk2, İsmail Bayezit3 ABSTRACT: Helicopters, which can take off and land vertically, are widely used in transportation. The control of helicopter is directly related to the control of its pitch and yaw angles. The propellers of helicopter are designed for controlling the maneuvers and stabilizing the vehicle against any disturbances. In this study, we used quanser 2-DOF helicopter platform as our research testbed. This testbed has similar principles in pitch and yaw axes as helicopters. This is widely used test platform in many control labs as the 2-Axes imitation of helicopters with high nonlinearity and the coupling in its axial motions. In this paper, the LQR based control algorithms are used for stabilizing the pitch and yaw motion of the helicopter. Two different LQR based control methods are used in this study. One of these controllers is Feed Forward (FF) +LQR, and the other one is FF +LQR +Integral (I). Finally, we give our simulation results and conclude with comparing these two different control methods with in a mission scenario.. Key Words: 2-DOF Helicopter, FF+LQR, FF+LQR+I. ÖZET: Helikopterler dikine iniş ve kalkış yapabilme özelliklerinden dolayı, ulaşım sektöründe geniş bir yere sahiptirler. Helikopterler direk olarak yunuslama ve yalpa açıları ile kontrol edilmektedir. Helikopterler herhangi bir bozuntudan sonra kendilerini eski pozisyonlarına getirecek şekilde tasarlanmalıdırlar. Bu çalışmada iki eksenli bir helikopter platform üzerinde çalışılmıştır. Bu platform yüksek lineer olmayan özelliği ve eksenel hareketleri arasındaki bağlantı sayesinde kontrol laboratuvarlarında geniş kullanım alanına sahiptir ve çalışma prensipleri normal helikopterle uyumludur. Bu çalışmada Doğrusal Karesel Düzenleyici (Linear Quadratic Regulator-LQR) tekniği kullanılarak İleri Besleme (Feed Forward-FF)+LQR kontrol algoritması elde edilmiş ve uygulanmıştır. Sonuçlar değerlendirilip sürekli hal hatasının giderilmesi ve daha hızlı sistem cevabı için ikinci bir kontrolcü olarak FF+LQR+Integral(I) kontrolcüsü incelenmiştir. Çalışmanın sonunda bu iki farklı çözüm yönteminin sonuçları karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelime:2 serbestlik dereceli helikopter,FF+LQR, FF+LQR+I. 1. GİRİŞ: Helikopterlerin kontrol mekanizmaları bozuntuların çok olması sebebiyle zor olmaktadır ve birçok uygulamalar mevcuttur. Biz bu çalışmada “bir helikopter kontrolü yapılırken meydana gelen bozuntuları nasıl elimine edebiliriz?”, ”Hangi kontrol uygulamaları bizim için daha uygun sonuçlar verecektir” ve “Bu kontrol uygulamaları arasında ne gibi farklılıklar olacaktır?” gibi sorulara cevap aranmaya çalıştık. Öğrenci, İstanbul Teknik Üniversitesi, k.baylan0334@gmail.com Öğrenci, İstanbul Teknik Üniversitesi, muhammetozturk.88@gmail.com 3 Öğr. Gör. Dr., İstanbul Teknik Üniversitesi, bayezit@itu.edu.tr 1 2 67 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Bilindiği gibi helikopterlerin kontrolü üst ve arkadaki paller vasıtasıyla yapılmaktadır. Üst paller helikoptere yukarı yönde kuvvet uygularken arka paller helikopterin kendi ekseni etrafında kontrolsüz dönmesini engellemektedir ve manevra kabiliyeti sağlamaktadır. Bizim üzerinde çalıştığımız 2 Serbestlik Derecesine Sahip Helikopter Platformu da bu özellikleri tamamıyla sağlamaktadır ve gerçek zamanda kontrol metotları kullanılarak modelleme yapmamıza olanak vermektedir (Buğday, 2010). Bu çalışmada Lineer Logaritmik Regülatör(LQR), Feed-Forward(FF) ve İntegral kontrol metotlarını kullanarak modelleme yaptık ve sonuçlarımızı inceledik. Bu kontrolcü sayesinde helikopter bizim istediğimiz görevleri yerine getirebilecek ve herhangi bir bozuntuyla karşı karşıya geldiğinde kendisini kararlı hale getirebilecektir. Bu sistemde girdi olarak voltaj ve açı değerleri verilmiştir. Çıkışları da yunuslama ve yalpa açılarıyla bu açıların hızlarıdır()Ko, 2005). Bu sistem C++ veya Matlab kullanılarak iki farklı yolla programlanabilir. Bu çalışmada daha kolay olması sebebiyle Matlab-Simulink kullanılmıştır. Matlab programı ile yazılan kontrol sistemi Quarc yardımıyla C++ kodlarına dönüştürülmüş ve “Data Acquisiton Board” ile platform ile bilgisayar arasındaki bağlantı sağlanmıştır. 1.1. Sistem Materyalleri: İki serbestlik derecesine sahip helikopter platformu yuvarlanma hareketini yapamayacak şekilde üretilmiştir. Bu sebeple helikopter kontrolünde yunuslama ve yalpa açılarının kontrolü hedef alınmıştır. Sistem modellenip analiz edilmiştir. FF+LQR ve FF+LQR+I teknikleri kullanılmıştır. En son olarak bu iki tekniğin sonuçları karşılaştırılmış integral çarpanının etkileri incelenmiştir. Güç kaynağı olarak küçük motor için UPM1503 ve büyük motor için UPM2405 kullanılmıştır. Helikopter platformunda en önemli iki kontrol malzemesi motorlar ve enkoderlerdir. Ön motor (büyük motor) helikopterin yunuslama hareketi yapabilmesini sağlamaktadır. Arka motor (küçük motor) ise yalpa hareketini kontrol etmektedir. Helikopter Platformu çalışıyorken ön motor helikopterin yalpa ekseni etrafında dönmesine sebep olacak şekilde bir moment oluşturmaktadır. Arka motor ise bu etkiyi bertaraf edecek prensipte çalışmaktadır. Sonuç olarak her iki motorda sistemi etkilemektedir. Kontrolcü geliştirilirken bu durumlarda göz önüne alınmıştır. Enkoder olarak Q4 serisi kullanılmıştır. Helikopter üzerinde iki adet enkoder vardır. Bu enkoderler sayesinde yunuslama ve yalpa açıları helikopterden bilgisayara ulaştırılırken, bilgisayardan da helikoptere gerekli değerler ulaştırılmaktadır. Yunuslama için kullanılan motor Pittman 9234S004 tipi motorlar olup tork sabiti 0,0182 Nm/A’dir. Yalpalama için kullanılan motor ise Faulhaber 28425006C tipi motor olup Tork sabiti 0.0109 Nm/A’dir. Platformda iki tip pervane ve enkoder kullanılmıştır. Şekil-1.1: Üzerinde Çalışılan Helikopter Platformu 68 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 2. MODELLEME: 2 serbestlik dereceli helikopterimiz şekil 2.1 de görüldüğü gibi θ yunuslama ve ψ sapma açıları etrafında dönmektedir. Şekilde görüldüğü yerçekimi kuvveti Fg helikopterin burnunu aşağıya çekmektedir; çünkü ağırlık merkezi dönme merkezinin lcmkadar önünde kalmaktadır. Hareket denkleri çıkarılırken Lagrange-Euler denklemlerinden yararlanılmıştır. Şekil-2.1: 2 Serbestlik Dereceli Helikopterin Dinamiği (Baylan, 2015) 2.1 Kinematik: Bu çalışmada Kartezyen koordinat sistemi kullanılmıştır. , kütle merkezi olarak ele alınmıştır ve dönme merkezi olarak alınmıştır. Dönme merkezinden kütle merkezine dönme matrisi aşağıda belirtildiği gibi yapılmıştır. Helikopterin kütle merkezinin pozisyonu x,y,z cinsinden aşağıdaki gibi bulunur; ön motorun ağırlığı, arka motorun ağırlığı ve geri kalan pervane ve kabuk kısımlarını da ile ifade edersek kütle merkezi aşağıdaki gibi ifade edilebilir. 69 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR , dönel eksen ile ön motorun merkezi arasındaki uzaklığı, uzaklığı ifade etmektedir. ise dönme merkezi ile arka motor arasındaki 2.2 Kinetik ve Potansiyel Enerji: Yerçekimine bağlı olarak potansiyel enerji aşağıda verildiği gibidir Bu durumda toplam kinetik enerji: şeklinde olacaktır yunuslamadaki dönmeden kaynaklanan kinetic enerjiyi ise sapmadan kaynaklanan dönme kinetic enerjiyi ifade etmektedir. , kütle merkezinin hareketinden kaynaklı kinetik enerjidir. Yuvarlanma dönel kinetik enerji; ; Sapma dönel kinetik enerji; Helikopterin hızından kaynaklı (ağırlık merkezinin hızı) kinetik enerji; “x,y,z” eksenleri doğrultularında ki hızlar aşağıdaki formüllerle bulunabilir. Bu son formülleri de kullanarak daha detaylı ve açılar cinsinden kinetik enerji formülü yazarsak aşağıdaki gibi olacaktır: 2.3 Lineer Olmayan Hareket Denklemleri: Helikopter gibi sistem modellemelerde genel olarak iki tip dinamik modelleme kullanılmaktadır: NewtonEuler, Lagrange-Euler. Newton-Euler yöntemi basit işlemler gerektiren bir yapıya sahip olmasına, EulerLagrange metodunun dinamik modellemede çok hesap yüküne sahip olmasına ve Newton-Euler yöntemine göre daha etkisiz olmasına rağmen genel olarak Lagrange-Euler yöntemi tercih edilmektedir. Bunu sebebi günümüzdeki teknolojik gelişmeye bağlı olarak yapılacak hesapların artık hızlı olması ve Lagrange-Euler metodunun kontrolcü tasarımındaki olumlu etkisidir (Bingül, 2008).Lagrange-Euler yöntemi potansiyel enerji ve kinetik enerjinin farkı üzerinden sonuca ulaşılan bir metottur. Burada K kinetik enerjiyi P ise potansiyel enerjiyi temsil etmektedir. Kinetik enerji hız ifadesinden gelmektedir. Potansiyel enerji ise tamamıyla konuma ve yerçekimine bağlıdır.2 serbestlik derecesine sahip bir helikopterin Euler-Lagrange denklemleri aşağıda verilmiştir. Aşağıda sistemin genel koordinatları ve kuvvetleri bulunmaktadır. 70 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR , ve viskoz sürtünmeleri ifade etmektedir. yunuslama motoru volt değerini, aşağıdaki formüllerle bulunmuştur. sapma motoru volt değerini göstermektedir. Tork sabitleri , ve deneysel olarak bulunmuş olan motor kuvvet sabitleridir. motorların dirençlerini ifade etmektedir. , ve tork sabitleri ve Yukarıdaki formülleri düzenlersek; Atalet momentleri formülleri aşağıdaki verilmiştir; Bu denklemlerden aşağıdaki gibi tork formülüne ulaşılabilir. Bu denklemlerde “D” kütle matrisini “C” christoffel sembollerini “g” yerçekimini ifade etmektedir. 3. KONTROL ALGORİTMASI Bu çalışmada 2 eksenli helikopterin LQR kontrolü ve ileri besleme de yapılmıştır. LQR kontrolünde durum uzayı modeli kullanılmıştır. Bu modeldeki sistem matrisleri aşağıda verilmiştir. 71 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Durum uzayı vektörümüz de aşağıdaki gibidir; LQR kontrol kuralı aşağıdaki formülle ifade edilmektedir. R ölçülebilir bir değer olup, referans sinyalidir ( ). 3.1. Doğrusal Karesel Düzenleyici (FF+LQR): Öncelikle kontrol kuralımızla işe başlarsak aşağıdaki formülü yazabiliriz. , ileri besleme kontrol birimimizdir. kontrolünden gelmektedir. LQR kontrolden gelen yunuslama açısı LQR kullanılarak Q,R ve k matrisleri elde edilmiştir. , ve hedeflenen açıları ifade etmektedir. 3.2. Doğrusal Karesel Düzenleyici + Integral Çarpanı (FF+LQR+I): 72 ise sapma açısı UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Bu kontrol sisteminde de LQR oransal kontrolör gibidir, ancak durum uzayı hatasını daha aza indirmek için integral çarpanı eklenmektedir. Bu sebeple yuvarlanma ve sapma açıları ifade edilirken değişiklik yapılır ( ). Sistemi bu şekilde incelersek aşağıdaki sonuca ulaşılacaktır: 4. SONUÇLAR: Sistemimiz için FF+LQR ve FF+LQR+I olmak üzere iki farklı kontrol metodu geliştirilmiştir. Şekil 4.1’de görüldüğü gibi istenen değerler, benzetimin verdiği değerler ve gerçek durum değerleri olmak üzere 3 tip sonuç alınmaktadır. Simülasyonun verdiği değerler bizim için önemlidir. Çünkü gerçek sistem sürtünmeden kablo bağlantılarına kadar içinde sürekli olarak hatalar barındırır. Mükemmel ortam için yapılan modelleme gerçek ortamda hatasız çalışmayacaktır. Her iki sistemin de sonuçlarını alarak karşılaştırma imkânına sahip olmaktayız. Şekil-4.1: 2 Serbestlik Dereceli Helikopterin Simulink Modeli 73 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 4.1. LQR Kontrol Sonuçları: Sistem çalıştırıldıktan sonra oluşan sonuçlar aşağıdaki şekillerde verilmiştir. Şekillerde mavi çizgi istenen değerleri ifade etmektedir. Kırmızı çizgiler Simulink sonuçlarını mavi çizgiler ise duyargalardan alınan gerçek sonuçları ifade etmektedir. Şekil 4.2’de görüldüğü gibi sistem katsayıları gerçek modele göre ayarlanmış olup LQR kontrolde yunuslama açısı için platformun hedefe ulaştığı görülmektedir. Ancak zaman içinde dengeyi kaybetmekte ve gerçek durumla arasında bir fark mevcut olmaktadır. Sapma hareketinde ise 15 derecelik bir kalıcı durum hatası mevcuttur (Baylan, 2015) Şekil-4.2: LQR Kontrol Yunuslama Açısı 4.2. LQR+I Kontrol Sonuçları: Kontrolcümüze integral çarpanı eklenmesiyle kalıcı durum hatası tolere edilmiştir. Yunuslama açısında olduğu gibi yalpa açısında da 15 derecelik kalıcı durum hatası 1 dereceye kadar düşürülmüştür. Bu sonuçlar ışığında FF+LQR+I kontrolcüsünün FF+LQR kontrolcüsüne göre daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Bu durum 2 serbestlik dereceli Helikopter Platformunun simulink ve gerçek modellerinde de doğrulandı (Baylan, 2015). Bu durumda varılacak sonuç; helikopter platformlarında lineer karesel düzenleyici (LQR) kontrolün oldukça etkili olduğudur. Her ne kadar LQR kontrolü hatayı minimize etse de bu kontrolcüyü kullanırken integral çarpanını da hesaba eklemek zorundayız. Kısa vadede bazı dezavantajları olsa dakalıcı durum hatasını ortadan kaldırmaktadır. Bu çalışma 2 serbestlik dereceli bir platform üzerinde yapılmıştır ve buradan hareketle 3 serbestlik dereceli bir yapıda da benzer sonuçlar çıkacağı öngörülebilir. 74 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil-4.3: LQR+I Kontrol Yunuslama Açısı KAYNAKÇA: Buğday, Y.(2010). “İki Eksenli Bir Helikopterin Kontrolü.” Unpublished master’s thesis, TOBB Universty of Economics, Ankara, Turkey. Ko, C. C., Chen, B. M., Chen, J. P., Zhang, J., & Tan, K. C.(2005). Web-based laboratory on control of a twodegree-of-freedom helicopter. Int. J. Engng (Ed.),(pp. 1017-1030). Great Britain: Tempus Publication Baylan, Kamil (2015), Modeling and Control of Quanser 2-DOF Helicopter Platform, İstanbul Teknik Üniversitesi / Uçak Mühendisliği Programı, İstanbul Öztürk M., Caferov E. (2014). “Antropomorfik Robotların Dinamiği ve Uyarlamalı Kontrol Uygulamaları.” TOK2014, 307-312. Bingül Z., Küçük S., (2008). Robot Dinamiği ve Kontrolü. Birsen Yayınevi 75 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Göreve Uyumlu Sürü Halindeki Mikro Hava Araçlarının (MHA) Mini İnsansız Hava Aracı’ndan (MİHA) atılması Launching Of Mission Adaptive Swarming Micro Air Vehicles (MAV) From Mini Unmanned Aerial Vehicles (MUAV) Ahmet Turan Sözeri1, Fatih GÖK2, Yasin DERELİ3 ABSTRACT: Today's rapidly growing aviation market in the field of unmanned aerial vehicles has a wider range of use due to decreasing of the loss of human, their small and convenient bodies. Accordingly “launching of mission adaptive swarming Micro Air Vehicles (MAV) from Mini Unmanned Aerial Vehicles (MUAV)” has led them new range of use. Probe missioned MAVs that is launched from MUAVs can be used into the research of chemical, biological, radiological and nuclear leakages. They can also be used in scientific researches. Taking into consideration its lightness and low cost Main transporter plane is mostly made by balsa tree. It is also environmently friendly since it has electrical power units. Its easily assembled wings make its transportation easier. MAVs have folded wing design. Wings open and soar right after launced from MUAV. MAVs’ measuring sensors have Arduino UNO R3 microcontroller to process the data. It transfers the data to MUAV with the technology of Xbee Shield communication system. It uses MQ7 gas sensor measuring for CO and MQ2 gas sensor measuring for determination of flammable gases like LPG, Propan, Hydrogene, Methane. Data are saved in MUAV even if MAVs are damaged or disappeared. This characteristic makes MAVs to be used in every dangerous mission. MUAV’s structural, aerodynamic, thrust and flight tests were performed successfully. 8 MAVs were successfully launced and landed safely in one flight. Key Words:Unmanned Aerial Vehicle, Aircraft Design, Data Transfer. ÖZET: Günümüz havacılık alanında pazarı hızla artan insansız hava araçları insan kaybını azaltması, daha geniş yelpazede kullanılması, küçük ve pratik olmaları sebebiyle kendisine çok geniş kullanım alanları açmıştır. Bu doğrultuda yapılan “Göreve Uyumlu Sürü Halindeki Mikro Hava Araçlarının (MHA) Mini İnsansız Hava Aracı’ndan (MİHA) atılması” gibi çalışmalar İHA’lara yeni kullanım alanları açmaktadır. MİHA’dan atılan sonda görevi üstlenmiş MHA’lar kimyasal, biyolojik, radyolojik ve nükleer sızıntıların araştırılmasında kullanılabileceği gibi ayrıca bilimsel araştırmalarda da kullanılabilecek yeteneklere sahiptir. Hafif ve düşük maliyet göz önüne alınarak ana taşıyıcı uçak yüksek oranda balsadan imal edilmiştir. Elektrikli güç üniteleri kullandığı için çevre dostudur. Kolaylıkla montaj yapılan kanatları nakliye kolaylığı sağlamaktadır. MHA’lar katlanır kanat tasarımına sahiptir. Ana uçaktan atıldıktan sonra kanatlar açılarak süzülmeye başlar. Ayrıca ana uçaktan bırakılan MHA’ların ölçüm yapmak için kullandığı sensör, veriyi işlemek için Arduino UNO R3 Ögr.Grv., Ahmet Turan Sözeri, ahmetsozeri06@gmail.com Ögr.Grv., Fatih Gök, fatih_gk@yahoo.com 3 Ögr.Grv., Yasin Dereli, yasindereli@gmail.com 1 2 76 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR mikrokontrolcüye sahiptir. Aldığı verileri Xbee Shield haberleşme sistemi ile MİHA’ya aktarmaktadır. Sensör olarak CO ölçümü yapmak için MQ7 gaz sensörü, LPG, Propan, Hidrojen, Metan gibi yanıcı gazların tespitinde kullanmak için MQ2 gaz sensörü kullanılmıştır. MHA’lar zarar görse veya kaybolsa dahi veriler MİHA’da kalacaktır. Bu özellik MHA’ları her türlü tehlikeli görevde kullanabilme olanağı tanımaktadır. Uçağın yapısal, aerodinamik, itki ve uçuş testleri başarı ile gerçekleştirilmiştir. Bir uçuşta 8 adet MHA başarıyla fırlatılmış, fırlatılan MHA’lar sağlıklı bir şekilde süzülerek yere inişi gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelime:İnsansız Hava Aracı,Uçak Tasarımı,Veri Aktarma. 1. İNSANSIZ HAVA ARAÇLARI: Son 50 yılın yükselen trendi insansız hava araçları (İHA/DRONE) birçok amaçla kullanılmaktadır. Bu görevleri, uzaktan algılama, taşıma, bilimsel araştırma, hassas saldırılar, arama kurtarma ve son zamanlarda yangın söndürme olarak sıralayabiliriz. İHA’lar sanılanın aksine son yılların teknolojisi değildir. İlk İHA denemeleri 1916 yıllarına kadar uzanmaktadır ve I. ve II. Dünya savaşlarında kullanılmışlardır. Ancak gerçek popülaritesini 1980’li ve 1990’lı yıllarda Amerikan ordusu tarafından özellikle keşif/gözetleme amaçlı kullanımı sonrası yakalamıştır. İHA’ların otonom olarak hareket edebilmesi, personel ihtiyacından kaynaklanan ağırlıkları ortadan kaldırması, insanın dayanamayacağı fiziksel şartlarda kullanılabilmesi (yüksek “G” kuvveti, aşırı sıcak veya soğuk vb.), uzun süre havada kalabilmesi ve en önemlisi pilot zayiatının ortadan kalkması ile vazgeçilmez olması kaçınılmaz hale gelmiştir. 1.1. İHA Kullanım alanları: İHA’lar kullanım amaçlarına göre (yem/hedef, keşif gözetleme, atak/saldırı, bilimsel araştırma, ticari, lojistik), büyüklük, irtifa, uçuş süresi ve faydalı yük kapasitesine göre (mikro, mini, küçük, taktik, operatif, stratejik), kalkış ve iniş yöntemine göre (rampadan kalkan/fırlatılan, pistten kalkan, uçaktan bırakılan, elle atılan, gövde üzerine iniş yapan, paraşütle iniş yapan) olarak sınıflandırılabilirler (Akyürek, Yılmaz, & Taşkıran, 2012). İHA’ların önemli kullanım alanları aşağıdaki şekilde sıralanabilir (Goraj, 2003): Yalnızca İHA’ların kullanılabileceği tehlikeli görevlerde; kötü hava şartları, nükleer, biyolojik ve kimyasal olarak kirlenen bölgeler, radyasyon tehdidi olan yerler, İHA’ların hem ekonomik hem de en iyi çözüm olduğu; hava tahmini, atmosfer ve okyanuslardan veri toplama, çevresel, tarım, manyetik ve radyolojik haritalama amaçlı bilimsel görevler, İHA’ların ticari olarak tercih edildiği; sınır güvenliği, şehirlerin trafik durumu, yerel hava röle, baz istasyonu, koruma altındaki yerlerin gözetlenmesi, yangın, boru ve enerji nakil hatları kontrolü gibi görevlerde sıkça kullanılmaktadır. İHA’lar pilotlu araçların uçamayacağı çok tehlikeli görevlerde rahatlıkla kullanılabilir. InSitu Corp. Havacılık firması çeşitli atmosfer deneyleri yapmak için küçük robotik İHA tasarlamıştır (McGeer, 1994). Ayrıca şiddetli fırtına ve tufanlarda deneysel çalışmalarda kullanmak için üzerinde sıcaklık, basınç, nem sensörü, sıvı su, buz kristali tespit sistemi, okyanus yüzeyi rüzgârı ve toprak nem tespit sistemi, yüzey görüntüleme sistemi, kızıl ötesi görüntüleme sistemi taşıyan Aerosonde isimli İHA kullanılmıştır (Holland, ve diğerleri, 2001). Bilimsel araştırmalarda İHA’ların kullanımına bir örnek olarak Amerikan Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi (NOAA) bir kasırga avcısı olarak 2006 yılından bu yana Aerosonde insansız uçak sistemini kullanmaya başlamıştır. Kullanılan İHA kasırganın içerisine dalarak gerçek zamanlı veri ve doğrudan iletişim sağlamaktadır. Daha önceleri insanlı hava araçlarıyla tayfunun uzağından alınan veriler direk olarak tayfunun içerisinden alınmaya başlamıştır. Kullanılan İHA’nın görev sonrası sağlıklı bir şekilde geri dönmesi beklenmemektedir. 77 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 1.2. Amaç: Göreve Uyumlu Sürü Halindeki Mikro Hava Araçlarının (MHA) Mini İnsansız Hava Aracı’ndan (MİHA) atılması projesi ile özellikle bilimsel araştırmalarda kullanılabilecek, orta menzilli bir ana MİHA’dan atılacak Mikro İHA’ların tehlike sahasına ulaştırılarak görevlerini icra edebilmeleri amaçlanmıştır. Bu MİHA’lar özellikle Kimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer sızıntıların araştırılmasında kullanılabilecektir ve görevlerinin icrası sonrası sağlıklı bir şekilde geri dönmesi beklenmemektedir. İHA’dan İHA atma fikri yeni bir düşünce değildir. Önemli insansız hava aracı sistemleri üreticisi General Atomics Aeronautical Systems şirketi RQ-1 avcı İHA’sından başarılı şekilde FİNDER isimli mini-İHA fırlatmıştır (Aeronautical Systems, 2002). Daha küçük ölçekte gerçekleştirilen bu çalışma ile MHA enerji harcamadan görev yerine taşınacak ve kendisine yüklenen görevi gerçekleştirecektir. MHA’ların genel özelliklerini şu şekilde sıralanabilir: MHA’lar tek kullanımlıktır. Sensörden alınan ölçüm sonuçları anında MİHA’ya aktarılmaktadır. Aynı anda en fazla 8 olmak üzere birden fazla MHA atılabilmektedir. Her MHA ayrı sensör bulundurabilir. Böylece aynı anda kasırga içine yollanan birden fazla MHA bazıları sıcaklık, basınç, nem ölçerken bazıları görüntüleme işlemi yapabilir. Üretim maliyeti, kolay gözden çıkarılabilir olmalarını sağlamaktadır. Aerodinamik yapıları minimum enerji ile en fazla havada kalmalarını sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Katlanır kanat tasarımları ile MİHA gövdesi içinde aerodinamik yapıyı bozmadan daha fazla sayıda taşınabilmektedir. 2. MİHA ve MHA Tasarım ve imalatı: 2.1. Tasarım Avantajlarının fazla olması sebebiyle MİHA’da konveksiyonel tarzda tasarım tercih edilmiştir. Ana İHA gövdesi çeşitli görevlerde kullanılmak üzere esnek tasarıma sahiptir. MHA’lar MİHA’nın aerodinamik yapısını etkilememesi için gövde içerisine yerleştirilmiştir, bu sebeple gövde geniş hacimde tasarlanmıştır. Konsept tasarım sonucunda ortaya çıkan bazı özellikler aşağıda sıralanmıştır: Uçak üstten kanatlı konvansiyonel konfigürasyonda tasarlanmıştır. Önden dümenli üçlü iniş takımı tercih edilmiştir. Kuyruk takımında konvansiyonel boom-mounted yapı tercih edilmiştir. Önden çeker tek motor çoklu li-po batarya sistemi kullanılmıştır. Uçakta paralı ağırlık gövde içinde alttan yüklenecek şekilde tasarlanmıştır. Birincil tasarım aşamasında konsept tasarımda belirlenen özellikleri detaylandırılmıştır. Kanat alan hesabı, kanat yüklemesi, kanat profili optimizasyonu, CAD çizimi hazırlanması, hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) ve yapısal analizlerin yapılmasını içerir. Ayrıca kanat oturma açısı, kanat açıklığı, kanat incelme oranı, 78 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR ok açısı gibi uçak performansını doğrudan etkileyen unsurlar belirlenmiştir. Yapılan analizler sonucunda uçağın HAD analizi sonucunda elde edilen hız dağılımı Şekil 1’de gösterilmiştir. Şekil 10 : Yatay uçuş hız dağılımı (m/s) Uçak üzerine uçuş, iniş ve kalkış esnasında oluşan yükler altında uçak yapısı üzerinde oluşan gerilme ve yer değiştirme dağılımları elde edilmiştir. Kanat üzerinde oluşan basınç yük değerleri ribler üzerinden uygulanmıştır. Basınç yüklerinin yanında atalet ve motor itki kuvveti uygulanmıştır. Sınır şartı girilmemiş “Inertia Relief” metodu ile statik analizler yapılmıştır (Liao, 2011). Şekil 2’de uçak üzerine gelebilecek en kritik yükleme durumunda oluşan yer değiştirme dağılımı gösterilmiştir. Bu yükleme durumunda uçak maksimum hızda 3.8 kg yükleme altındadır. Şekil 11 : Yer değiştirme dağılımı (mm) 79 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 3’te 3.8 kg altında uçak yapısındaki gerilme dağılımı gösterilmiştir. Maksimum gerilme kanat kirişlerinde meydana geldiği görülmüştür. Maksimum gerilme 200 MPA civarında karbon borularda ve lokal bir bölgede oluşmaktadır. Şekil 12 : Maksimum gerilme dağılımı (MPa) Diğer yandan MHA tasarımı gerçekleştirilmiştir. Mikro Hava Araçlarının görevleri saldırı, gözetleme, kimyasal biyolojik radyoaktif ölçüm yapma olarak düşünülmüştür. MHA’lar tek kullanımlıktır ve süzülerek uçabilmektedir. MHA tasarımı yapılırken ilk etapta sabit kanatlı olması düşünülmüş daha sonra Ana İHA’nın daha fazla sayıda MHA taşıyabilmesi için MHA’lar katlanır kanatlı olarak tasarlanmıştır. Bu tasarım sonrası Ana İHA’ya yerleştirilecek 8 adet katlanır kanatlı MHA’yı ayrı ayrı noktalarda ve istenilen zamanda bırakabileceğimiz, aynı zamanda ana İHA’nın farklı görevlerde kullanılmasına da olanak sağlamak için portable bir MHA kutusu tasarımı gerçekleştirilmiştir. MHA kutusu tasarımında, bırakılan MHA’nın uçağın herhangi bir noktasına çarpmaması ve uçağın hızından kaynaklanan rüzgârdan dolayı kapak açılmama riskini ortadan kaldırmak için kutu içerisine yaylı fırlatma rampası yerleştirilirmiştir. 2.2. Üretim: Üretim yöntemi ve malzeme seçimi doğrudan uçağın ağırlığını etkilemektedir. Birçok üretim metodu ve malzeme avantaj ve dezavantajları göz önünde bulundurularak değerlendirilmiştir. Gövde ve kanatlarda ana yük taşıyıcıları kontrplak ve balsa kullanılarak imal edilmiştir. Kuyruk takımı karbon boru ile gövdeye bağlanmaktadır. Uçak dış yüzeyi kaplama filmi ile kaplanmıştır. Şekil 4’te MİHA iskelet yapısı gösterilmiştir. 80 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 4 : MİHA iskeleti Kontrplak ve balsa parçalar lazer ile kesildikten sonra parçaların montajı yapılmıştır. Ardından elektronik sistemlerin montajı ve uçağın kaplanması işlemleri gerçekleştirilmiştir. Üretilen MİHA Şekil 5’te görülmektedir. Şekil 5 : Üretimi tamamlanan MİHA MHA’nın gövde üretiminde balsa ve katlanır yüzeyler için dayanıklı kâğıt kullanılmıştır. Böylece hafif ve havada süzülebilen bir yapı elde edilmiştir. Plastik burun kısmında kamera, altında göreve uyumlu sensor devresi ve üzerinde alıcı ve güç ünitesi barındırmaktadır. MHA’nın farklı açılardan görünüşleri Şekil 6’te gösterilmiştir. 81 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 6 : MHA’nın çeşitli açılardan görünüşü 2.3. Elektronik Sistem MİHA’dan bırakılan plastik MHA’lar ölçüm yapacağı sensörü, veriyi işlemek için Arduino UNO R3 mikrokontrolcüye ve veriyi MİHA’ya aktarmak için Xbee Shield haberleşme sistemine sahiptir. Sensör olarak CO ölçümü yapmak için MQ7 gaz sensörü, LPG, Propan, Hidrojen,Metan gibi yanıcı gazların tespitinde kullanmak için MQ2 gaz sensörü kullanılmıştır. Hassas oldukları gazlara duyarlılıklarının iyi olması, uzun ömürlü ve ucuz olması sebebiyle bu sensörler tercih edilmiştir. Şekil 7 : MQ-7 CO gaz sensörü Arduino UNO R3 mikrokontrolcü sayesinde sensörden alınan analog sinyali işlemek mümkündür. Arduino, Processing/Wiring dilini kullanarak çevre elemanları ile temel giriş çıkış uygulamalarını gerçekleştiren açık kaynaklı fiziksel programlama platformudur. Şekil 8’de Arduino kartı görülmektedir. MHA üzerindeki bir diğer devre elemanı ise MİHA’ya verileri gönderecek RPSMA antene sahip Xbee Shild modülüne sahiptir. Bu modül 1600 m’ye kadar iletişim sağlanabilmektedir. Xbee modülü Şekil 9’da gösterilmiştir. MHA üzerindeki devre 8 gr ağırlığında micro Li-Po pil ile beslenmektedir. Şekil 9 : Xbee verici Şekil 8 : Arduino mikrokontrolcüsü 82 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 2.4. Testler: Uçuş sırasında en fazla yüke kanatlar maruz kalmaktadır. Uçuş öncesi kanat üzerine uçak ağırlığı kadar yükleme yapılarak kanat performansı gözlenmiştir. Ayrıca kanat ucundan tutularak kanat kökü 2.5 kg yüke maruz bırakılarak kanat gövde bağlantıları kontrol edilmiştir. MHA’ların bulunduğu kutu uçağa kolayca takılıp sökülecek şekilde imal edilmiştir. Servo motorlar ile kumandadan kontrol edilen kapaklar sayesinde ayrı ayrı çıkış yapıp görevlerini icra edebilmektedir. Mekanizma devresi hazırlanarak uçağa takılmadan test edilmiş ve kusursuz şekilde çalıştırılmıştır. Ayrıca imal edilen MHA’ların süzülmeleri de test edilmiş, başarıyla süzüldükleri gözlemlenmiştir. Uçak için gerekli itki Hacker C50-14L Acro6.7;53 competition model, 14x7 inch pervane ve 9S LiPo batarya sistemi ile elde edilmektedir. Uçak çeşitli pervaneler ile test edilerek çektiği amper, pilin bitme süresi, ısınması ve soğuması gibi değerler kontrol edilmiştir. Uçak en yüksek gaz seviyesinde çalıştırılarak çekilen akım ve itki ölçülmüştür. Uçak uçuş öncesi hazırlanma ve montaj süreleri kontrol edilmiştir. Nakliye kutusundan çıkarılan parçalar halindeki uçak 5 dakika gibi çok kısa sürede uçuşa hazır hale getirilmektedir. Ayrıca pistte taksi yaptırılarak iniş takımları, kontrol yüzeyleri ve dümenin kusursuz çalıştığı test edilmiştir. Uçuş testinde ana İHA’nın sağsol ve ön-arka dengesi test edilmiş, gerekli statik ve dinamik balans ayarları gözden geçirilmiştir. Uçuş testi esnasında çekilen resimler şekil 10’de gösterilmiştir. Şekil 10 : Uçuş testi 83 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 3. SONUÇ: Çalışmada mini insansız hava aracı tasarlanmıştır. Tasarım süreci dâhilinde aerodinamik, yapısal ve itki testleri yapılmıştır. Tüm uçuş testleri başarılı şekilde gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen uçak 35 dakikadan uzun süre havada kalabilmektedir. Agresif manevralar sırasında hiçbir yapısal hasar oluşmamıştır. Tüm testler sonucunda tasarlanan MİHA, MHA ve MHA kutusunun kusursuz şekilde çalıştığı gözlemlenmiştir. Bir uçuşta 8 adet MHA başarıyla fırlatılmış, fırlatılan MHA’lar sağlıklı bir şekilde süzülerek yere inişi gerçekleştirmiştir. Gelecek çalışmalarda; kullanılan MHA’lar geliştirilerek kullanım alanları genişletilebilir ve yeni görevler yüklenebilir. MİHA üretim teknikleri değiştirilerek profesyonel çözümler elde etmek mümkündür. MİHA kontrolü 14 kanal kumanda ile gerçekleştirilmiştir. Araç içine yerleştirilecek otopilot sistemi ile uzak mesafelerde uzun süreli görevler için de kullanmak mümkün olacaktır. Gelişmiş haberleşme yöntemleri aracın kullanım alanını genişletecektir. Ayrıca kompozit teknolojisi gibi yeni nesil üretim yöntemleri ile daha hafif ve dayanıklı imalat yapılarak aracın kullanım ömrünü uzatmak mümkündür. Çalışmanın devamında MHA’dan alınan sensör verilerinin işlenerek MİHA’ya aktarılması, MİHA’da verilerin depolanması veya yer sistemine aktarılması gibi haberleşme sistemleri geliştirilecektir. KAYNAKÇA: Aeronautical Systems, G. A. (2002). Mini-UAV Launched from Predator. General Atomics Aeronautical Systems. Akyürek, S., Yılmaz, M. A., & Taşkıran, M. (2012). İnsansız Hava Araçları Muharebe Alanında ve Terörle Mücadelede Devrimsel Dönüşüm. Bilge Adamlar Stratejik Araştırmalar Merkezi. Goraj, Z. (2003). Civilian Unmanned Aerial Vehicles – Overview Of European Effort and Challenges for the Future. Aviation Journal, 3-15. Holland, G. J., Webster, P. J., Curry, J. A., Tyrrell, G., Gauntlett, D., Brett, G., . . . Vaglienti, W. (2001). The Aerosonde robotic aircraft: a new paradigm for environmental observations. Bull. Ameri. Meteor. Soc., (s. 889-902). McGeer, T. (1994). Very small autonomous aircraft for economical long-range deployment of lightweight instruments. The first international airbone remote sensing conference and exhibition, (s. 11-15). Fransa. 86 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR İnsansız Hibrid Bir Hava Aracının (Hiha) Otonom Performansının En İyilenmesi An Unmanned Hybrid Aerial Vehicle (Hiha) Best Suited To The Automatic Performance Metin UZUN1, Tuğrul OKTAY2, Mehmet KONAR3 ABSTRACT: In this study pre-design, dynamic modeling and flight modes of an unmanned aerial vehicle (UAV) having both helicopter mode and fixed-wing aircraft mode is investigated. ZANKA-IV air vehicle which will be manufactured in Erciyes University Faculty of Aeronautics and Astronautics Model Aircraft Laboratory will have both passive and active morphing properties. Moreover, this HUAV (Hybrid Unmanned Aerial Vehicle) will be automatically flown by PID based autopilot system. In this study sizes of morphing mechanisms and autonomous system will be first time evaluated simultaneously in order to maximize autonomous performance. During simultaneous design a stochastic optimization method will be benefited. Therefore, optimum solution will be obtained fast. Furthermore, as a result of this approach autonomous control of HUAV will be considerably more efficient. In this study a cost function consisting of settling time, rise time and overshoot is chosen as a performance criteria. As a result of simultaneous design an 8% improvement in autonomous performance is obtained. Moreover, for pitch angle trajectory tracking success is found. Key Words: Hybrid UAVs, Autonomous Flight, Performance, Maximization ÖZET: Bu çalışmada hem helikopter moduna sahip hem de sabit kanatlı uçak moduna sahip insansız bir hava aracının (İHA) ön tasarımı, dinamik modellemesi ve uçuş modları öncelikle ele alınacaktır. Erciyes Üniversitesi Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesi Model Uçak Atölyesinde üretilmesi planlanan ZANKA-IV hava aracı pasif ve aktif başkalaşım mekanizmalarına sahip olacaktır. Ayrıca bu HİHA (Hibrid İnsansız Hava Aracı) PID bazlı bir otopilot sistemi ile otomatik olarak uçurulacaktır. Bu çalışmada başkalaşım mekanizmalarının ve otonom sistemin büyüklükleri ilk defa bir Hibrid İHA için eş zamanlı olarak otonom performansı maksimize edecek şekilde belirlenecektir. Eş zamanlı tasarım sırasında rassal bir optimizasyon yönteminden faydalanılacaktır. Bu da optimum çözüme hızlı bir şekilde ulaşılmasını sağlayacaktır. Ayrıca bu tasarım yaklaşımı sayesinde HİHA otonom kontrolü kayda değer miktarda daha verimli hale getirecektir. Bu çalışmada performans kriteri olarak oturma zamanı, yükselme zamanı ve aşımdan oluşan bir maliyet fonksiyonu seçilmiştir. Eş zamanlı tasarım sonucu 8% bir iyileşme otonom performansta görülmüştür. Ayrıca yunuslama açısı için yörünge izleme başarısı gösterilmiştir. Anahtar Kelime:Hibrid İHA’lar, Otonom Uçuş, Performans, Maksimizasyo Arş. Gör., Erciyes Üniversitesi, Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesi, metinuzun@erciyes.edu.tr. Yrd. Doç. Dr., Erciyes Üniversitesi, Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesi, tugruloktay52@gmail.com. 3 Öğr. Gör., Erciyes Üniversitesi, Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesi, mkonar@erciyes.edu.tr. 1 2 87 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 1. GİRİŞ: Son yıllardaki teknolojik gelişmeler, insansız hava araçlarını (İHA’lar) popülerliği giderek artan bir akademik araştırma konusu ve mühendislik uygulama sahası haline getirmiştir [1-4]. İHA’lar askeri uygulamalar, havadan mayın tespiti, dijital haritalama, elektronik harp, radar doygunluk ve karıştırma, kurtarma, meteoroloji, havadan fotoğraf ve video çekimi, trafik gözetleme, küçük paket taşıma, bilimsel araştırmalar, kaçak yapılaşma v.b. birçok durumun gözlem ve analizini, hızlı ve güvenli bir şekilde gerçekleştirmektedir (bknz. Erdemir, 1998; Güney ve Onay, 2004; Dikmen ve ark., 2010; Onay ve ark., 2013). Kullanım alanlarına göre elektrikli ve sıvı yakıtlı olan bu araçların boyları bir böcek kadar küçük olabileceği gibi, binlerce kilograma çıkabilecek kadar büyük olabilmektedir. İHA sistemlerinin sınıflandırılmasında farklı kriterler kullanılmaktadır. İHA’lar uçuş menzili, havada kalış süresi ve irtifalarına göre Özel Görevli İHA’lar, HALE (yüksek irtifa, uzun uçuş süreli stratejik İHA), MALE (orta irtifa, uzun uçuş süreli İHA), EN-TUAV (uzun süre havada kalan Taktik İHA, TİHA), LR-TUAV (uzun menzil TİHA), MR-TUAV (orta menzil TİHA), SR-TUAV (kısa menzil TİHA), CR-TUAV (yakın menzil TİHA), MUAV (mini İHA), MAV (mikro İHA) ve VTOL UAV şeklinde sınıflandırılabilir (Bento). Bu projede elektrikli, hem pasif hem de aktif başkalaşım özelliği bulunan bir CRVTOL İHA tasarlanacak ve üretilecektir. İsrail Ordusu’nda görev yapan IAI Heron (wiki) (bknz. Şekil 1) dünyada engelişmiş HİHA olarak karşımıza çıkmaktadır. Ancak bu HİHA herhangi bir başkalaşım özelliğine sahip değildir. Bu sebeple optimum performansla çalışması mümkün değildir. Daha düşük seviyede HİHA üzerine çalışmalar da az sayıda da Türkiye’de gerçekleştirilmiştir (bknz. Ozdemir ve ark., 2014). a. b. Şekil 1. IAI Mini Panther (a) ve IAI Panther (b) Askıda kalma sırasında VTOL hava araçlarının verimliliği verimli rotor alanının küçük olması münasebeti ile helikopterlere göre daha azdır. Hâlbuki seyir uçuşu sırasında geçen zaman askıda kalmada geçen zamandan çok daha az olduğundan dolayı, VTOL hava araçları daha iyi seyir uçuşu performansından dolayı kompozit verimliliği helikopterlerden daha iyidir (bknz. Ozdemir ve ark., 2014; Smith ve Belina , 1974). Ayrıca VTOL hava araçları helikopterlere göre çok daha fazla faydalı yük taşıma kabiliyetine sahiptir. Helikopterler seviye uçuşu sırasında rotorların düşük enerji dönüşüm verimliliğinden dolayı ve de rotor uçlarında yüksek seyir hızlarından kaynaklı süpersonik sürat limitlerinden dolayı performans limitasyonlarına maruzdur. VTOL hava araçları helikopterlerde olduğu gibi düz uçuşta performans limitasyonlarına maruz kalmazlar.VTOL İHA’lar insansız helikopterin düşey kalkış ve iniş özelliklerini bulundurmasının yanında, konvansiyonel sabit kanatlı İHA’ların yüksek seyir hızı özelliğini de barındırmaktadır. Böylece, VTOL İHA’lar standart iniş ve kalkış için uygun olmayan tehlikeli ortamlarda dahi kalkış ve iniş işlemlerini gerçekleştirebilir. Aynı zamanda, çok kısa 88 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR bir zaman aralığı içerisinde hedef çalışma sahasına ulaşabilir. Bütün bu özellikler VTOL İHA’ların standart insansız helikopterlere ve konvansiyonel İHA’lara göre daha geniş bir görev aralığında yüksek performansla çalışmasına müsaade eder. 2. HİHA Dinamiği ve Durum-Uzay Modeli: Denklemler (1) ve (2) sırasıyla bir HİHA’nın boylamasına ve yanal durum-uzay modelleri parametrik olarak sunulmuştur. Bu denklemler farklı HİHA geometrileri içinde uygundur. Matrislerdeki parametrelerin bulunması için öncelikle Nelson, 2007 ve farklı kaynaklardan yararlanılabilir. Al xl Xu u Zu w q M u M wZw 0 h sin( 0 ) g Xw 0 Zw u0 M w M wZw M q M wu0 0 1 cos( 0 ) 0 0 Bl xl u 0 0 w 0 0 q M T 0 0 u0 cos( 0 ) 0 h X Z Ze T M w Z T 0 0 ul M e M w Z e T e 0 0 X e T (1) Ala Y xla u0 I p L* xz N * I xx r I N v* xz L*v I zz 0 0 Yp Bla (1 u0 I xz * Lp * I xx Np I xz I zz Yr ) u0 * * Np Lr * Nr Lp * I xz I xx I xz I zz * Nr * Lr 1 0 0 sec( 0 ) Y r cos( 0 ) 0 x 0 la u0 u0 u la I I 0 0 p L* xz N* L* xz N* a a r r I xx Ix r a * I xz * I * * N a L a N r xz L r r 0 0 I I zz zz 0 0 0 0 0 0 0 0 g (2) Tablo 1. Durum ve Kontrol Değişkenleri ve Açıklaması 89 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR u HİHA Boylamasına bileşeni v HİHA Yanal doğrusal hız bileşeni ped w HİHA Düşey doğrusal hız bileşeni gov Kumanda uçak modu boylamasına çubuk girişi Kumanda uçak modu pedal çubuk girişi Kumanda ana rotorların direklerinin çubuk girişi p HİHA Yuvarlanma açısal hızı ail HİHA Aileron dönme açısı q HİHA Yunuslama açısal hızı elev HİHA Elevatör dönme açısı r HİHA Sapma açısal hızı rud HİHA Rudder dönme açısı A HİHA Yuvarlanma açısı f0 Ön rotorların kollektif açısal hızı A HİHA Yunuslama açısı fd Ön rotorların diferansiyel açısal hızı A HİHA Sapma açısı b0 Arka rotorun kollektif açısal hızı Kumanda helikopter ve geçiş modları gaz çubuk girişi Kumanda helikopter ve geçiş modları yanal çubuk girişi Kumanda helikopter ve geçiş modları boylamasına çubuk girişi Kumanda helikopter ve geçiş modları pedal çubuk girişi Kumanda uçak modu yanal çubuk girişi b Arka rotorun sağa-sola eğilme açısı mast HİHA ana rotorların direklerinin kollektif öne eğilme açısı Kumanda ana rotorların direklerinin çubuk girişi gov gov f0 f0 d gov b0 gov b lat Çubuk doğrusal hız long mast gov mast Tablo 2. Kumanda Çubuklarının Uçuş Modlarına Göre Kullanımı 1. mod 2. mod 3. mod 1. çubuk ileri-geri gov 1. çubuk sola-sağa gov 2. çubuk ileri-geri gov 2. çubuk sola-sağa gov gov f0 gov f0 d b0 b f0 gov f0 d lat gov b0 long gov ped b f0 Tablo 1. üretilmesi planlanan HİHA’ nın durum-uzay modelinde oluşturan durum değişkenleri ve kontrol değişkenleri ayrıntılı olarak sunulmuştur. Bu tabloda görülmektedir ki ele alınan HİHA’ nın durum vektörü 9 tane fiziksel parametreden oluşmaktadır. Bunlar: 3 tane doğrusal hız bileşeni (u, v, w), 3 tane açısal hız bileşeni (p, q, r) ve 3 tane yönelim açısı ( A , A , A ) dır. Tablo 2. de HİHA kumanda çubuklarının uçuş modlarına göre kullanımı özetlenmiştir. Üretmeyi planladığımız HİHA bir joystik kumanda vasıtasıyla yönetilecektir. Birinci mod olan helikopter modunda 4 adet kontrol yüzeyi, joystik vasıtasıyla şu şekilde kontrol edilir. Birinci çubuğun ileri-geri hareketi HİHA’ nın öndeki iki 90 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR rotorunu dönüş hızlarını aynı anda artırır ve azalttırır. Yine birinci çubuğun sağ-sol hareketi HİHA‘nın sol rotorunun dönüş hızını artırırken sağ rotorunun dönüş hızını azaltır ve sol rotorun dönüş hızını azaltırken sağ rotorun dönüş hızını artırır. Yani HİHA’nın yuvarlanma kontrolünü sağlar. İkinci çubuğun ileri-geri hareketi arka rotorun dönüş hızını artırır veya azaltır. Yani HİHA’nın yunuslama kontrolünü sağlar. Yine ikinci çubuğun sola-sağa hareketi arka rotorun tepki doğrultusunu eğer. Bu şekilde HİHA’nın sapma kontrolü sağlanır. İkinci mod olan geçiş modunda, birinci mod olan helikopter modunda olduğu gibi joystiğin çubukları aynı kontrol yüzeylerini aynı şekilde yönetir. Üçüncü mod olan uçak modunda ise kontrol yüzeyleri değişir. Joystiğin birinci çubuğunun ileri-geri hareketi iki pervanenin birden aynı anda dönüş hızını azaltır veya artırır. Birinci çubuğun sağ-sola hareketi ise aileronun kontrolünü sağlar. Bu şekilde HİHA’nın sapma hareketi yönetilir. İkinci çubuğun ileri-geri hareketi ise kuyrukta bulunan elevatörün kontrolünü sağlar. Bu şekilde HİHA’nın yunuslama hareketi yönetilir. İkinci çubuğun sola-sağa hareketi ise yine kuyrukta bulunan rudderın kontrolünü sağlar. Bu şekilde HİHA’nın sapma hareketi yönetilir. Bu çalışmada üretilmesi planlanan HİHA’nın otonom performansını maksimize etmek için üretilmesi planlanan başkalaşım mekanizmalarının büyüklükleri ile otopilot sisteminin kazanç parametreleri eş zamanlı olarak belirlenmiştir. Örnek bir uygulamada HİHA’nın 30 derecelik yunuslama açısını izlemesi gerekmektedir. Şekil 2 da eş zamanlı tasarım sonucunda elde edilen nihai HİHA’nın 30 derecelik yunuslama açısını takip etmesi sunulmuştur. Şekil 2. Türbülansız Ortamda Nihai Optimum Sonuca Göre Yunuslama Referans Yörünge Takibi Şekil 3 ve 4 de ise eş zamanlı tasarım ile otonom performanstaki iyileşme ve izafi iyileşme sunulmuştur. Şekil 3’de x ekseni hangi iterasyonda olunduğunu y ekseni ise ilgili otonom sistemin maliyeti gösterilmektedir ve bu şekilde görülmektedir ki iterasyon sayısı arttıkça maliyet fonksiyonun değeri düşmektedir. Şekil 3. Optimizasyon Adımlarında Enerji/Performans Davranış 91 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 4. Optimizasyon Adımlarında İzafi Enerji/Performans Tasarrufu/İyileştirme Davranışı Şekil 5. Üretilmesi Planlanan HİHA Ön Çizimi (ZANKA-IV) Şekil 4’te ise bu çalışmada tanımlanan izafi maliyet fonksiyonunun iterasyon indeksi ile birlikte değişimi gösterilmektedir. Bu şekilde görülmektedir ki iterasyon sayısı arttıkça otonom performansta ki iyileşme % 8 lere yaklaşmaktadır. Şekil 5 de is üretilmesi planalanan HİHA’nın ön çizimi sunulmuştur. 3. Sonuç ve değerlendirme Bu çalışma kapsamında hem helikopter moduna sahip hem de sabit kanatlı uçak moduna sahip insansız bir hava aracının (İHA) ön tasarımı, dinamik modellemesi ve uçuş modları ilk olarak ele alınmıştır. Erciyes Üniversitesi Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesi Model Uçak Atölyesinde üretilmesi planlanan ZANKA-IV hava aracı pasif ve aktif başkalaşım mekanizmalarına sahip olacak şekilde ele alınmıştır. Ayrıca bu HİHA PID bazlı bir otopilot sistemi ile otomatik olarak uçurulması planlanmıştır. Bu çalışma kapsamında başkalaşım mekanizmalarının ve otonom sistemin büyüklükleri ilk defa bir Hibrid İHA için eş zamanlı olarak otonom performansı maksimize edecek şekilde belirlenmiştir. Eş zamanlı tasarım sırasında rassal bir optimizasyon yönteminden (SPSA yöntemi) faydalanılmıştır. Bu da en iyi sonuca hızlı bir şekilde ulaşılmasını sağlamıştır. Ayrıca bu tasarım yaklaşımı sayesinde HİHA otonom kontrolü önemli miktarda (yaklaşık %8) daha verimli hale getirilmiştir. 92 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Kaynaklar Erdemir, S. 1998. “İHA Sistemlerinde Hava Aracı ve Görev Faydalı Yükleri”, ASELSAN, 45. Güney K. ve Onay, M. 2004. “İnsansız Hava Araçlar ve İmge İşlemenin Vizyonu”, V. Havacılık Sempozyumu, Kayseri. Dikmen, İ. C., Arısoy, A. ve Temeltaş, H. 2010. “Dikey İniş-Kalkış Yapabilen Dört Rotorlu Hava Aracının (Quadrotor) Uçuş Kontrolü”, Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi, 3, 33-40. Onay, M., Özkoca, M. ve Çıklaiblikçi, K. İ., Batgı, S. 2013. “İnsansız Hava Aracı ile Trafik Denetimi”, IV. Karayolu Trafik Güvenliği Sempozyumu, Ankara. Bento, M. De Fatima, Unmanned Aerial Vehicles: An Overview, İHA Sınıflandırması. http://en.wikipedia.org/wiki/IAI_Panther Ozdemir, U., Aktas, Y. O., Vuruşkan, A., Dereli, Y., Tarhan, A. F., Demirbag, K., Erdem, A., Kalaycioglu, G. D., Ozkol, I., Inalhan, G., “Design of Commercial Hybrid VTOL UAV System”, Journal of Intelligent Robotic Systems, Vol. 74, pp. 371-393, 2014. Smith, K. R. ve Belina, F. W., “Small V/STOL Aircraft Analysis”, Vol. 1, NASA Report CR-2425, 1974. Nelson, R. C. 2007. Flight Stability and Automatic Control. 2nd ed., McGraw-Hill, New York, chapters 2-6. 93 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Avrupa Havacılık Standartları Çerçevesinde Hava Aracı Bakım Personelinin Lisanslandırılması ve Türkiye Uygulamaları Üzerine Değerlendirme Licensing of Aircraft Maintenance Personnel According to European Aviation Standards and an Evaluation on Practices in Turkey Osman Nuri Sunar1, Salim Kurnaz2 ABSTRACT One of the European community Agencies -which acts as a supranational institution with an original structure- is the European Aviation Safety Agency (EASA) whose main responsibility is the strategic and safety management of aviation activities such as certification of aviation products and monitoring the aviation companies within Europe. EASA plays a leading role within the scope of EU external aviation policy and establishing strong relations with other aviation authorities to export EU aviation standards and to encourage the movement of professionals, products and their services worldwide and makes partnership with third countries including Turkey to improve the aviation safety. Turkey is in the process of EU candidate and bilateral talks have been initiated with respect to alignment with the EU legislation. Therefore, it is necessary to follow the developments in transportation and air transportation as in the other EU chapters. Also recently, EASA and the Turkish Directorate General of Civil Aviation (DGCA) carry out standardisation inspections under the signed protocols and Turkey is following the EASA rules within the framework of EU cohesion policy. In this study, EU’s civil aviation organization EASA’s formed aviation regulations for licencing of maintenance personnel is examined and assessments are made on aviation regulations for licencing of maintenance personnel in Turkey. Key Words: European Aviation Standards, Aircraft Maintenance Personnel, Licensing. ÖZET : Uluslar üstü nitelik taşıyan kurumları ile özgün bir yapı içinde faaliyet göstermekte olan Avrupa Birliği (AB)’nin Topluluk Ajanslarından biri ve havacılık emniyeti konusundaki faaliyetlerini yürüten Avrupa Havacılık Emniyeti Ajansı (EASA), AB içinde, strateji ve emniyet yönetimi dahil havacılık ürünlerinin sertifikasyonunu ve onaylı kuruluşların gözetimini sağlamaktadır. EASA, AB’de dış havacılık politikası kapsamında öncü bir rol oynamakta ve AB dışındaki diğer havacılık otoriteleri ile AB havacılık standartlarının ihracı ve AB havacılık ürünlerinin, hizmetlerinin, profesyonellerinin dünya çapındaki hareketini teşvik etmek için güçlü ilişkiler kurmaktadır. Ayrıca Türkiye’nin de içinde olduğu “üçüncü ülkeler” ile havacılık emniyetini artırmaya yönelik çalışmalara ve işbirliklerine gitmektedir. Türkiye, AB’ye aday üye statüsünde ve uyum süreci içerisindedir. AB müktesebatına uyum ile ilgili olarak karşılıklı görüşmeler başlatılmıştır. Bu nedenle diğer müzakere başlıklarında olduğu gibi ulaştırma ve hava taşımacılığı konusunda da gelişmeleri yakından takip etmek gerekmektedir. Ayrıca son dönemde EASA ve Türk sivil havacılık kurumu Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü (SHGM) arasında yapılan protokoller ile Türkiye’de standardizasyon denetimleri yapılmakta ve İnönü Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Siyaset Bilimi ve Kamu Yönetimi Anabilim Dalı Yönetim Bilimleri Bilim Dalı doktora öğrencisi, osmansunar@yahoo.com 2 İnönü Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Siyaset Bilimi ve Kamu Yönetimi Anabilim Dalı Yönetim Bilimleri Bilim Dalı doktora öğrencisi, salimkurnaz@hotmail.com 1 94 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR AB uyum politikası çerçevesinde Türkiye tarafından EASA kuralları takip edilmektedir. Bu çalışmada, AB sivil havacılık kurumu EASA’nın hava aracı bakım personelinin lisanslandırılmasına yönelik oluşturduğu havacılık düzenlemeleri incelenmiş ve Türkiye’de hava aracı bakım personelinin lisanslandırılmasına yönelik oluşturulmuş kural ve uygulamalar hakkında değerlendirmelerde bulunulmuştur. Anahtar Kelime:Avrupa Havacılık Standartları,Hava Aracı Bakım Personeli, Lisanslandırma. 1. GİRİŞ Havacılık emniyet standartlarının sürdürülebilir hale getirilmesi için Avrupa’nın önde gelen büyük ülkelerinin yönetimleri ve Avrupa Topluluğu arasındaki işbirliği sonucu “Avrupa Havacılık Otoriteleri Birliği” (Joint Aviation Authorities-JAA1) kurulmuştur (Commission Of The European Communities, 2001: 40). JAA, ortak emniyet düzenleyici standart ve yöntemlerin geliştirilmesi ve uygulanması konusunda işbirliğine varmış AB ülkelerinin sivil havacılık otoritelerini temsil eden ve Avrupa Sivil Havacılık Konferansı (European Civil Aviation Conference-ECAC2) ile ilişkili olan bir kuruluştur. Bu işbirliği, Avrupa’da eşit şartlarda rekabet ile yüksek ve sürekli güvenlik standartları sağlanmasını amaçlamaktadır. Yapılan çalışmalarda JAA standartlarının Amerika Birleşik Devletleri (ABD) havacılık standartlarıyla uyumlaştırılması temel alınmıştır (JAA Training Organisation, 2014a). JAA’nın kuruluş çalışmaları 1970 yılında başlamış ve başlangıç aşamasında JAA kısaltmasının ilk açılımı Ortak Uçuşa Elverişlilik Otoriteleri anlamında Joint Airworthiness Authorities’dir. JAA’nın ilk kuruluş amacı Airbus gibi büyük uçakların ve motorlarının ortak sertifika kodlarıyla üretilmesinin sağlanmasıdır. Bu amaç Avrupa endüstrisi ve Airbus gibi şirketler birliği tarafından üretilen uçakların sertifikalandırılması için gereklidir. 1987 yılından itibaren JAA’nın çalışmaları tüm sınıflardaki hava araçlarının faaliyetleri, bakım, lisanslandırma ve tasarımların sertifikalandırılması konularında artan bir yoğunlukla devam etmiştir (JAA Training Organisation, 2014b). Fakat JAA standartlarının zorunlu olmaması ve hızla gelişen hava ulaştırması, AB ülkelerinde emniyet ve güvenliği ön plana çıkarmış, standartların sürdürülebilirliği için ortak kuralları uygulayacak tek bir çatı ihtiyacı doğmuş ve 2002 yılında Avrupa Parlamentosu ve Konseyi'nin (EC) 1592/2002 sayılı düzenlemesi ile EASA oluşturulmuştur (Official Journal of the European Union, 2015a). Bu bağlamda JAA, 31 Aralık 2006 tarihinde faaliyetlerine son vermiş ve EASA, 1 Ocak 2007 tarihi itibariyle, JAA’dan tüm sorumluluğu alarak tek bir otorite olarak faaliyetlerine başlamıştır (SHGM, 2015b). Avrupa Parlamentosu ve Konseyi bu yaklaşım ile Avrupa ülkelerinin uymakla yükümlü oldukları standartları ve yetkileri tek bir kurum bünyesinde toplayabilmeyi ve hukuki açıdan bağlayıcılığı olan bir havacılık otoritesi oluşturabilmeyi hedeflemiştir. Türkiye 4 Nisan 2001 tarihinde JAA’ya tam üye olmuştur. Tam üye olduktan sonra Türkiye’de JAA tarafından tanımlanmış, JAR (Joint Aviation Requirements) adı verilen düzenlemeler kabul edilmiş ve bu doğrultuda havacılık faaliyetleri yeniden yapılandırılmıştır (DPT3, 2012: 23). Bu üyelik doğrultusunda hava aracı bakım personelinin lisanslandırılmasına yönelik olan JAR-66 (Certifying Staff Maintenance) ve hava aracı bakım personelinin yetiştirildiği bakım eğitim kuruluşlarına yönelik olan JAR-147 (Approved Maintenance JAA (Joint Aviation Authorities), Avrupa Havacılık Otoriteleri Birliği, kuruluş çalışmaları 1970’li yıllara dayanan Avrupa'da ortak havacılık güvenlik standartları ve prosedürleri belirlemeyi ve geliştirmeyi amaç edinmiş üye ülkeleritemsil eden birhavacılık kurumu ve Avrupa Sivil Havacılık Konferansı'nın bir organıydı. Bugün itibariyle EASA, JAA'nın yetkilerini ve görevlerini üstlenmiştir. 2 ECAC (European Civil Aviation Conference), Avrupa Sivil Havacılık Konferansı, Avrupa Ülkeleri arasındaki havacılık faaliyetlerini düzenlemek amacıyla oluşturulmuş bölgesel bir sivil havacılık örgütüdür. Merkezi Fransa’nın Strazburg şehri olup, 44 üye ülkenin sivil havacılık otoritelerinin genel müdürleri tarafından temsil edilir. 3 Devlet Planlama Teşkilatı 1 95 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Training/Examinations) standartları milli yönetmelikler (SHY-66 ve SHY-147 1 ) olarak Resmi Gazete’de yayımlanarak yürürlüğe girmiştir. Bu düzenlemelerin yapıldığı tarihe kadar hava aracı bakım personelinin lisanslandırma faaliyetleri Türkiye’nin 1945 yılında üye olduğu Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü (International Civil Aviation Organization-ICAO2)’nün oluşturduğu standartlar kapsamında yapılmaktaydı. JAA üyeliği, o dönemde hava aracı bakım personelinin lisanslandırılması faaliyetlerinde önemli değişiklikler getirmiştir. Fakat JAA’nın 2006 yılı sonunda faaliyetlerini durdurması ve mevcut yetkilerini EASA’ya devretmesi, Türkiye’nin EASA üyesi olması nedeniyle, hava aracı bakım personelinin lisanslandırma faaliyetlerinde yeni bir boyut olarak karşımızda durmaktadır. 2. HAVACILIKTA LİSANSLANDIRMA VE ULUSLARARASI LİSANS STANDARDI Fransızca “licence” kelimesinin okunuş şekliyle dilimize geçmiş olan “lisans” sözcüğü, incelenen konu açısından, yasa tarafından kısıtlanmış veya düzenlenmiş bir işin yapılması, bir girişimde bulunulabilmesi için, kamu otoritesince verilen ve devredilemeyen izin, yetki veya ruhsat; bir kimseye tanınan ayrıcalıklı harekette bulunma hakkı (Nedir.com, 2011) olarak tanımlanabilir. Ayrıca lisans, eğitimdeki kullanımı ile yetkinlik, genel anlamda yetkin olma durumunu, yani belirli bir alandaki sorumluluk ve/veya görevleri yerine getirebilme durumunda olmayı ifade eder (Wikipedi, 2011). Bu yetkinlik ve yetki kapsamında ifade edilen lisans kavramı, havacılık alnında yürütülen faaliyetler içinde benzer anlamda kullanılır. Havacılık faaliyetlerinin uluslararası düzeyde standartlara kavuşturularak yürütülebilmesi ve bu yetkinliğin ispat edilebilmesi için İkinci Dünya savaşı sonrasında, 1944 yılında, kurulmuş olan ve uluslararası düzeyde havacılık alanında en kapsamlı örgüt durumunda bulunan ICAO tarafından 18 adet Ek (Annex) oluşturulmuştur. Bu Ek’lerin 1 numaralı (Annex 1) olan Ek’i personel lisansları (Personnel Licensing) ile ilgili standartların bulunduğu ICAO dokümanıdır. “ICAO Annex 1, Personnel Licensing” havacılık personelinin minimum bilgi gereklerini ve diğer asgari şartları ortaya koyan üst düzey kurallar bütünüdür. Bu kurallara göre uçuş mürettebatı (pilotlar, uçuş mühendisleri ve seyrüseferciler), uçak bakım personeli, hava trafik kontrolörleri, dispeçerler, istasyon operatörleri ve meteoroloji personeli için lisans alma zorunluluğu bulunmaktadır. Ülkelerin taraf olduğu çeşitli uluslararası kuruluşlar, Annex 1’de öngörülmemesine rağmen, havacılık sektöründe çalışan diğer personelin de lisanslandırılmasına yönelik çalışmalar başlatmışlar ve kararlar almışlardır (DPT, 2012: 11). Özellikle teknolojide meydana gelen ilerlemeler, küreselleşme, yaşanan kazalarda insan faktörlerinin öneminin anlaşılması ve terör tehlikesi gibi konular önümüzdeki yıllarda tüm havacılık personelinin lisanslandırılmasının gündeme gelebileceğini işaret etmektedir. Hava aracı bakım personelinin ve diğer havacılık personelinin (hava trafik kontrolörleri, dispeçerler ve meteoroloji personeli) lisanslandırılmasına yönelik standartlar “Personnel Licensing”in 4. bölümünde ele alınmıştır. Bu bölümde bakım personelinin yaş, bilgi, deneyim, eğitim ve beceri gerekliliklerine yönelik kurallar açıklanmıştır. Ayrıca ICAO bu bölümde, üye ülkelerin lisans başlığı olarak kendi düzenlemelerinde hava aracı bakım personelini ifade ederken “technician/engineer/mechanic” terimlerinden birinin kullanılmasının beklendiğini belirtmiştir (ICAO, 2011: 4-1 – 4-3). SHY-147, “Hava Aracı Bakım Eğitimi Kuruluşları Yönetmeliği”, hava aracı bakım teknisyeni lisansı alacak personele verilecek eğitimleri ve sınavları gerçekleştirmek üzere yetki talep eden kuruluşların yetkilendirilmeleri ile uymaları gereken usul ve esasları düzenlemek amacıyla 30 Nisan 2006 tarih ve 26154 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanarak yürürlüğe girmiştir. 2 ICAO (International Civil Aviation Organization), Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü, Uluslararası Sivil Havacılık Anlaşması’nın (Chicago Sözleşmesi) ikinci kısmında yer alan 43’üncü madde ile kurulmuştur. Kuruluş merkezi Montreal olan ICAO’ya üye ülke sayısı 191’e ulaşmış ve Türkiye 5 Haziran 1945 tarih ve 4749 sayılı Kanun ile anlaşmaya taraf olmuştur. 1 96 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Hava aracı bakım personelinin, bir hava aracının bakımını onaylayabilmesi için geçerli bir lisansa sahip olması gerekir. Bu lisans, yapılan işlemlerin emniyetli ve düzgün bir şekilde uygulandığının ve ilgili devlet otoritesi tarafından sağlanan güvencenin kaynağını oluşturur. Bir hava aracı bakım personeli bu lisansı elde edebilmek için ICAO, FAA1 ve EASA gibi otoriteler tarafından belli standartlarda oluşturulmuş bir içeriğe ve ağırlığa sahip teorik ve pratik eğitimleri tamamlamak ve sınavları başarmak zorundadır (Usanmaz, 2011: 1685). 3. EASA'NIN HAVA ARACI BAKIM PERSONELİ LİSANSLANDIRMASI ICAO üyesi devletlerin havacılık personeli eğitimleri temelde Annex 1’e uygun olmakla beraber, ayrıntılarda ve eğitimlerin sürelerinde devletler arasında farklılıklar bulunmaktadır. Bu nedenle JAA, EASA ve Eurocontrol gibi pek çok ülkeyi bir araya getiren havacılık örgütleri, en azından kendilerine üye devletler arasındaki farklılıkları gidermek ve daha nitelikli havacılık personeli yetiştirebilmek amacıyla ayrıntılı standartlar geliştirerek, üye devletleri bu kurallara uymaya zorunlu tutmaktadırlar. Geçmiş dönemde, EASA kurallarına temel oluşturan JAA tarafından ICAO Annex 1 ve FAA kuralları temel alınarak 3 Nisan 1998 tarihinde yapılan iki düzenleme JAR-66 (Certifying Staff Maintenance) ve JAR-147 (Approved Maintenance Training/Examinations) JAA üyesi devletlerde standart haline gelmiştir (DPT, 2012: 11-12). Bu düzenlemeler, havacılık bakımında çalışacak olan teknik personelin nitelikleri ve lisanslandırılması ile bu personelleri yetiştirecek eğitim organizasyonlarının yapısını ve işleyişini belli standartlara bağlamıştır. İki ana bölüm halinde oluşturulan JAR-66’nın birinci bölümünde gereksinimler (Requirements); ikinci bölümünde uyum için kabul edilebilir yöntem ve yorumlayıcı/açıklayıcı materyal (Acceptable Means of Comliance and Interpretative/Explanatory Material (AMC & IEM)) ile ekler (Appendix) bulunmaktadır (JAA, 2009a; JAA, 2006: 3-163). JAR-147’de JAR-66 gibi iki ana bölüm halinde oluşturulmuştur. Birinci bölümünde gereksinimler (Requirements); ikinci bölümünde uyum için kabul edilebilir yöntem ve yorumlayıcı/açıklayıcı materyal (Acceptable Means of Comliance and Interpretative/Explanatory Material (AMC & IEM)) ile ekler (Appendix) bulunmaktadır (JAA, 2009b; JAA, 2006: 164-247). JAA’den EASA’ya geçilmesi sürecinde, Avrupa Komisyonun 24 Kasım 2003 tarihli (EC) 2042/2003 sayılı düzenlemesi ile havayolu ve havacılık ürünlerinin güvenliğinden sorumlu kuruluşlar ile çalıştırılan personelin vasıflarını belirleyen standartlar oluşturulmuştur. “JAR-66 Certifying Staff Maintenance”; bu düzenlemenin 3. ekinde (Annex III) “Part-66 Certifying Staff” olarak; “JAR-147 Approved Maintenance Training/Examination”s ise aynı düzenlemenin 4. ekinde (Annex IV), “Part-147 Training Organisation Requirements” olarak yeniden düzenlenmiş (Official Journal of the European Union, 2015b) ve bu düzenlemeler sürekli olarak güncellenmektedir. AB üye ülkelerinde hava aracı bakım personeli lisansları Part-66 kapsamında düzenlenmekte ve tüm AB üye ülkelerinde karşılıklı olarak tanınmaktadır. Bu lisanslar Part-66 sistemine göre A, B ve C olmak üzere üç ana kategoriye ayrılmaktadır. A kategori lisans sahibi hava araçları üzerinde sınırlı bir yetkiye sahiptir. B kategori lisans sahibi A kategori lisans sahibi ile karşılaştırıldığında hava aracı konusunda bilgi ve deneyim açısından daha donanımlı; yetki açısından daha geniş ayrıcalıklara sahiptir. C kategori lisans sahipleri ise B1 ve B2 lisanslı personel tarafından desteklenmekte olup üs bakımı ile ilgili alanda bakım yönetimine yönelik ayrıcalıklara sahiptir (Yadav, 2010: 275). 4. TÜRKİYE'DE HAVA ARACI BAKIM PERSONELİNİN LİSANSLANDIRILMASI Türkiye’de hava aracı bakım personeli, Türkiye’nin havacılık alanında yapmış olduğu uluslararası anlaşmalardaki kurallar temel alınarak SHGM’nin yayımlamış olduğu yönetmelik ve talimatlar doğrultusunda FAA, (Federal Aviation Administration), Amerika Birleşik Devletleri Federal Havacılık İdaresi, ABD Ulaştırma Bakanlığı’na bağlı havacılık ile ilgili düzenlemeleri yapan devlet kurumudur. 1 97 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR lisanslandırılmaktadır. Lisanslandırmadaki amaç hava aracı bakım personelinin almış olduğu eğitimler, hava aracı çeşitleri ve tecrübesinin göz önüne alınarak, hava aracı üzerindeki sınırlamalarının belirlenmesi ve yapacağı işlerle ilgili görevlendirmede onay verilmesinin temelini oluşturmaktır. Hava aracı bakım personeli, Türkiye’nin JAA üyelik sürecine, JAR-66 düzenlemeleri temel alınıp milli yönetmelik olan SHY-66 yayımlanana yanineredeyse günümüze kadar, ICAO gereklilikleri temel alınarak hazırlanmış olan SHD-T. 35 sayılı “Münakalât Vekâleti1 Sivil Havacılık Dairesi Uçak Bakım Teknisyeni Lisans Talimatı” çerçevesinde lisanslandırılmıştır. SHD-T. 35, 2 Eylül 1959 tarih ve 10295 sayılı Resmi Gazete ile yayımlanmış ve daha sonra 9 Haziran 1962 tarih ve 11124 sayılı Resmi Gazete ile düzeltilmiştir. Bu talimat gereği lisansı olmayanların 1 Ekim 1960 tarihinden sonra uçak bakım teknisyenliği yapmalarına müsaade edilmemiştir (Resmi Gazete, 2006a; Resmi Gazete, 2006b). SHD-T. 35’e göre bakım işlerinde çalışacak olan hava aracı bakım personeli; Uçak Bakım Makinist Adayı, Uçak Bakım Makinisti, II. Sınıf Uçak Bakım Teknisyeni, I. Sınıf Uçak Bakım Teknisyeni olarak sınıflara ayrılmış ve her bir sınıfın görev dağılımı buna göre yapılmıştır. Bu talimatın 7. maddesinde I. ve II. sınıf uçak bakım teknisyenleri ile uçak bakım makinistleri ve uçak bakım makinist adaylarına verilecek lisans, sertifika ve belgeler aşağıdaki gibi belirtilmiştir (Resmi Gazete, 2006b): Lisanslar: I. Sınıf Uçak Bakım Teknisyeni II. Sınıf Uçak Bakım Teknisyeni Sertifikalar: Kategori Sertifikası: Gövde, motor, teçhizat Tip Sertifikası: Her kategorinin tip ve model veya serisini gösteren sertifikadır. Belgeler: Uçak Bakım Makinisti, Uçak Bakım Makinist Adayı. Ayrıca bu talimata göre kategori ve tip sertifikaları lisanslara dahil olup lisans sahibi, bu sertifikalarda gösterilen kategori ve tipten başkası üzerinde lisansın kendisine verdiği imtiyazı kullanamamaktadır. Hava aracı bakımında çalışan personelin, I. ve II. sınıf uçak bakım teknisyen lisansı alabilmeleri için en az lise veya dengi okul mezunu olmaları; uçak bakım makinisti ve uçak bakım makinist adayı olabilmek için ise en az ortaokul veya dengi okul mezunu olması gerektiğinin şart olduğu talimatın 17. maddesinde belirtilmektedir (Resmi Gazete, 2006b). Türkiye’nin JAA’ya üyelik süreci ile başlayan hava aracı bakım personelinin JAR-66 esaslarına göre lisanslandırma çalışmaları kapsamında Hava Aracı Bakım Personeli Lisans Yönetmeliği (SHY-66) 16 Haziran 2005 tarihinde 25847 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanmıştır. Bu yönetmelik hava aracı bakım personelini çeşitli kategori ve alt kategorilere ayırmıştır. Kategoriler aşağıda görüldüğü biçimde sınıflandırılmıştır (Resmi Gazete, 2006c): Kategori A : Kategori B1 : Kategori B2 : Kategori C : Hat bakım mekanik teknisyeni Hava aracı bakım teknisyeni (Mekanik) Hava aracı bakım teknisyeni (Aviyonik) Hava aracı üs bakım mühendisi veya teknisyeni Kategori A ve B1 lisansı, hava aracının motor yapısına göre aşağıdaki gibi alt kategorilere ayrılarak sınıflandırılmıştır (Resmi Gazete, 2006c): 1 Ulaştırma Bakanlığı 98 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Alt kategori A1 ve B1.1: Türbin motorlu uçaklar Alt kategori A2 ve B1.2: Piston motorlu uçaklar Alt kategori A3 ve B1.3: Türbin motorlu helikopterler Alt kategori A4 ve B1.4: Piston motorlu helikopterler SHY-66 yönetmeliği, 16 Mayıs 2007 tarihinde 25847 sayılı Resmi Gazete’de Hava Aracı Bakım Personeli Lisans Yönetmeliği (SHY 66-01) olarak değişikliğe uğramıştır (Resmi Gazete, 2006d). Ayrıca yayımlanan yönetmeliklerin uygulanmasına yönelik talimat ve SHGM tarafından yayımlanmış ve bu yönetmeliklerin uygulanmaya başlanmasıyla birlikte SHD-T.35 lisanslarının dönüşüm işlemleri de yürütülmüştür. JAA’dan EASA’ya geçiş sürecinin yaşandığı dönemde hazırlanmış olan ve 16 Mayıs 2007 tarihinde yayımlanan Hava Aracı Bakım Personeli Lisans Yönetmeliği (SHY 66-01), 30 Ekim 2013 tarihinde, 28806 sayılı Resmi Gazete’de “Hava Aracı Bakım Personeli Lisans Yönetmeliği (SHY-66)” olarak yeniden düzenlenmiştir (Resmi Gazete, 2006e). Bu kapsamda Hava Aracı Bakım Personeli Lisans Yönetmeliği (SHY-66)’nin uygulanmasına yönelik usul ve esasları düzenleyen Hava Aracı Bakım Personeli Lisansı Talimatı (SHT-66) 13 Mayıs 2014 tarihinde yürürlüğe girmiştir (SHGM, 2015c). Önceki yayımlanan iki yönetmelikte ağırlıklı olarak JAR-66 kurallarının temel alındığı, son yapılan düzenlemelerde ise EASA Part-66 kurallarının temel alındığı görülmektedir. 30 Ekim 2013 tarihinde Resmi Gazete’de yayımlanan SHY-66 yönetmeliğine göre hava aracı bakım lisansları aşağıdaki kategorileri içermektedir (SHGM, 2015c): Kategori A Kategori B1 Kategori B2 Kategori B3 Kategori C Kategori A ve B1; uçak, helikopter, türbinli ve pistonlu motorların kombinasyonlarına göre aşağıdaki şekilde alt kategorilere ayrılmaktadır (SHGM, 2015c): A1 ve B1.1 Türbinli Uçaklar A2 ve B1.2 Pistonlu Uçaklar A3 ve B1.3 Türbinli Helikopterler A4 ve B1.4 Pistonlu Helikopterler Ayrıca kategori B3 lisansı maksimum kalkış ağırlığı 2.000 kg veya daha aşağı olan piston motorlu basınçlandırılmamış uçaklar için geçerlidir (SHGM, 2015c). B3 lisans kategorisi 16 Haziran 2005 tarihinde 25847 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanan SHY-66 yönetmeliğinde yer almayan bir lisans kategorisidir. Lisansın kategorilere göre imtiyazları ise aşağıdaki gibidir (SHGM, 2015c): Kategori A hava aracı bakım lisansı, sahibine yetkilendirme belgesinde belirtilen sınırlamalar dahilinde kalmak kaydıyla, sahibinin bizzat yaptığı planlı küçük hat bakım ve basit arıza giderme işlemleri sonrasında bakım çıkış sertifikası düzenleyebilme yetkisi verir. Lisans sahibinin yetkileri, yetkilendirme belgesini tanzim eden bakım kuruluşunda gerçekleştirdiği işler kapsamında sınırlandırılacaktır. Kategori B1 hava aracı bakım lisansı, sahibine B1 destek personeli olarak, hava aracının yapısı, güç ünitesi, mekanik ve elektrik sistemleri üzerinde bakım faaliyetleri yapma; arıza tespiti ve arıza giderme işlemleri hariç, faal olup olmadığının tespit edilmesi amacıyla sadece basit testler gerektiren aviyonik sistemler üzerinde çalışma ve bakım çıkış sertifikası düzenleyebilme yetkisi 99 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR verir. Ayrıca kategori B1 lisansı, sahibine doğrudan ilgili A alt kategorisinin imtiyazlarını kullanma yetkisini de verir. Kategori B2 hava aracı bakım lisansı, sahibine B2 destek personeli olarak, aviyonik ve elektrik sistemleri üzerinde bakım yapma; güç sistemleri ve mekanik sistemler üzerinde, faal olup olmadıklarının tespit edilmesi amacıyla sadece basit testler gerektiren elektrik ve aviyonik işlemleri yapma ve bakım çıkış sertifikası düzenleyebilme yetkisi verir. Kategori B2 lisansı hiçbir A alt kategorisini içermez. Kategori B3 hava aracı bakım lisansı, sahibine B3 destek personeli olarak, uçağın yapısı, güç ünitesi, mekanik ve elektrik sistemleri üzerinde bakım faaliyetleri yapma; arıza tespiti ve arıza giderme işlemleri hariç, faal olup olmadıklarının tespit edilmesi amacıyla sadece basit testler gerektiren aviyonik sistemler üzerinde çalışma ve bakım çıkış sertifikası düzenleyebilme yetkisi verir. Kategori C hava aracı bakım lisansı, sahibine hava aracı üzerinde gerçekleştirilen üs bakımı sonrasında bakım çıkış sertifikası düzenleme yetkisi verir. Kategori C hava aracı bakım lisansının imtiyazları hava aracının bütünü için uygulanır. Hava aracı bakım lisansı almak veya mevcut lisansına bir kategori/alt kategori ilave edilmesi için başvuruda bulunan kişi, SHY-66 yönetmelik hükümlerine uygun ve SHGM tarafından belirlenen uygun modüllerdeki bilgi seviyesinin yeterli olduğunu sınav yoluyla gösterir. Söz konusu sınavlar, SHY-147 gereğince onaylanmış bir eğitim kuruluşu veya SHGM tarafından icra edilir. Buna ilave olarak hava aracı bakım personeli lisansına başvuran kişilerin, SHY-66 yönetmelik hükümlerinde yer alan deneyim şartlarını da sağlamaları gerekmektedir (SHGM, 2015c).Ayrıca 30 Ekim 2013 tarihinde, 28806 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanan SHY66 yönetmeliğinin burada değinilmeyen birçok maddesinde hava aracı bakım personeli lisansı almak için gerekli olan diğer şartlar yer almaktadır. Bu kuralların detaylı açıklamaları ise, SHY-66’nın uygulanmasına yönelik usul ve esasları düzenleyen ve 13 Mayıs 2014 tarihinde yürürlüğe giren “Hava Aracı Bakım Personeli Lisans Talimatı (SHT-66)”nda bulunmaktadır. SHT-66, bu güne kadar, hava aracı bakım personelinin lisanslandırılması konusunda hazırlanmış en kapsamlı ve detaylı düzenlemedir. 5. TÜRKİYE UYGULAMALARI ÜZERİNE DEĞERLENDİRME Türkiye, 5 Haziran 1945 tarih ve 4749 sayılı Kanun ile Milletlerarası Sivil Havacılık Anlaşması’na taraf olmuştur. Bu kanun, “Şikago'da 7 Aralık 1944 Tarihinde Akit ve İmza Edilmiş Olan Milletlerarası Sivil Havacılık Anlaşması ile Sivil Havacılık Geçici Sözleşmesi ve Bunların Eklerinin Onanması Hakkında Kanun” şeklinde 12 Haziran 1945 tarihinde, 6029 sayılı Resmi Gazete’de yayımlanarak yürürlüğe girmiştir (Resmi Gazete, 2006f). Bu anlaşmanın ikinci kısmında yer alan 43’üncü madde ile kurulmuş olan ICAO, Annex 1, “Personnel Licensing” de havacılık personelinin minimum bilgi gereklerini ve diğer asgari şartları ortaya koymuş, uçak bakım personelinin lisans alma zorunluluğu bulunduğunu belirtmiştir. Türkiye’de hava aracı bakım personelinin lisanslandırılmasına yönelik ilk milli düzenleme SHD-T. 35, 2 Eylül 1959 tarihinde yayımlanmış ve daha sonra 9 Haziran 1962 tarihinde tekrar düzenlemeye tabi tutulmuştur. 2 Eylül 1959 tarihinde yayımlanmış talimat gereği lisansı olmayanların 1 Ekim 1960 tarihinden sonra uçak bakım teknisyenliği yapmalarına müsaade edilmeyeceği belirtilmiştir. Ancak Milletlerarası Sivil Havacılık Anlaşması ile oluşturulan standartların Türkiye tarafından 1945 yılında kanunlaştığı ve 1959 yılında milli düzenlemelere dönüştürüldüğü, hava araçlarının bakım faaliyetlerini yürüten hava aracı bakım personelinin uçuş emniyetine etkileri ile birlikte düşünüldüğünde bu zaman aralığının çok uzun olduğu değerlendirilmektedir. Lisans almak isteyen hava aracı bakım personellerinin lisanslarının Ulaştırma Bakanlığı, bu lisansların verilmesine esas belgelerin ise Ulaştırma Bakanlığı’nın yetkili kıldığı müesseseler tarafından verileceği SHD-T. 100 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 35’in 2. maddesinde belirtilmiştir. Ayrıca lisans almak isteyen müracaat sahibinin Ulaştırma Bakanlığı’nda veya Ulaştırma Bakanlığı’nın yetkili kıldığı müesseselerden birinde sınava tabi tutulacağı ifade edilmiştir. Hava aracı bakım personelinin bilgi gerekliliklerini test etmek amacıyla uygulanan bu sınavlar, JAA üyeliği sürecinde yapılan lisanslandırma çalışmaları ve bundan sonra EASA düzenlemeleri kapsamında yapılan lisans düzenlemeleri de dahil olmak üzere hala Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı’na bağlı SHGM tarafından yetkilendirilen kurum veya kuruluşlar tarafından yapılmaktadır. Bu sınavların diğer lisans alan havacılık personeline uygulandığı gibi (pilot, hava trafik kontrolör, tarayıcı personel ve uçuş harekat uzmanı) SHGM çatısı altında yapılmasının standartların doğru uygulanması açısından daha uygun olacağı ve değerlendirilmektedir. JAA tarafından 3 Nisan 1998 tarihinde yapılan iki düzenleme JAR-66 ve JAR-147 ile hava aracı bakım personelinin lisanslandırılması ve eğitimi JAA üyesi ülkelerde belli standartlara bağlamıştır. JAA’nın işlevini tamamlayarak sorumluluğunu EASA’ya devretmesi ile bu kurallar AB üyesi ülkelerin uyması gereken standartlar (Part-66 ve Part-147) olarak 2003 yılında tekrar düzenlenmiştir. Türkiye bu kapsamda olan düzenlemelerini (SHY-66 ve SHY-147) 2005 ve 2006 yılında Resmi Gazete’de yayımlayarak hava aracı bakım personelinin lisanslandırılmasına yönelik standartlarını SHD-T. 35’ten daha kapsamlı ve ayrıntılı bir boyuta taşımıştır. O dönemde çeşitli eksiklikleri ve uygulama güçlükleri olan bu düzenlemeler, EASA düzenlemelerini kapsayacak şekilde ve ilgili yönetmelikleri açıklayan talimatlarıyla birlikte 2012 ve 2014 yılları arasında (SHY147, SHT-147; SHY-66, SHT-66) tekrar oluşturulmuştur. Son dönemde oluşturulan bu düzenlemeler EASA düzenlemeleri ile karşılaştırıldığında kuralların hemen hemen tümüyle kapsandığı görülmektedir. Ancak uygulama düzeyinde gerek kurum ve kuruluşların yetkilendirilmesinde ve gerekse hava aracı bakım personelinin lisanslandırılmasında bazı problemlerin devam ettiği sektör çalışma gruplarının raporlarından ve genelgelerden takip edilebilmektedir. Hava aracı bakım personelinin lisanslandırılmasında Milletlerarası Sivil Havacılık Anlaşması ve ICAO standartlarının milli yönerge olarak düzenlenmesinde görülen zaman aralığına benzer durum, JAA ve EASA kurallarının milli yönergelere dönüştürülmesinde de görülmektedir. Yani Avrupa’da, JAA kapsamında 1998 yılında ve EASA kapsamında 2003 yılında oluşturulan kurallar; Türkiye’de, 2005-2006 ve 2012-2014 yıllarında gerçekleştirilebilmiştir. Bu bağlamda ortaya çıkan durum Türkiye’nin Avrupa’da ki birçok ülkeden daha hızlı büyüyen havacılık yapısı ile birlikte değerlendirildiğinde, ilgili kural ve standartların daha yakın takibinin ve zamanında güncellenmesinin gerekliliği önem arz etmektedir. 6. SONUÇ AB’nin Topluluk Ajanslarından biri ve havacılık emniyeti konusundaki faaliyetlerini yürüten EASA, AB içinde, strateji ve emniyet yönetimi dahil havacılık ürünlerinin sertifikasyonu ve onaylı kuruluşların gözetimini sağlamakta ve bu kapsamda çeşitli standart ve düzenlemeler oluşturmaktadır. Oluşturmuş olduğu bu düzenlemeler AB’ye aday üye statüsünde ve uyum süreci içerisinde bulunan Türkiye tarafından AB müktesebatına uyum ve havacılık emniyeti çerçevesinde takip edilmektedir. Bu araştırma kapsamında, EASA’nın hava aracı bakım personelinin lisanslandırılmasına yönelik standart ve düzenlemelerinin detaylı ve kapsamlı olduğu görülmüştür. Türkiye’de bu konuda yapılan çalışmaların ve yürütülen uygulamaların Avrupa Havacılık Otoriteleri Birliği (Joint Aviation Authorities-JAA) üyeliğinden ve EASA’nın oluşturulduğu süreçten itibaren yakın bir şekilde izlendiği, yasal mevzuatların geniş bir zaman aralığında bazı eksiklik ve farklılıklara rağmen oluşturulduğu, son dönemde yapılan düzenlemelerle bu farklılıkların büyük oranda kapatıldığı fakat uygulamada bazı sorunların devam ettiği söylenebilir. Türkiye Cumhuriyeti Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı SHGM, bu standartların Türkiye’de oluşturulmasında ve uygulanmasında en önemli otorite konumundadır. Bu standartlara yönelik düzenlemelerin zamanında oluşturulması ve başarılı bir şekilde uygulanmasının hızlı büyüyen Türk sivil 101 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR havacılığına, havacılık emniyetine ve Türkiye’nin AB uyum sürecine büyük katkı sağlayacağı düşünülmektedir. KAYNAKÇA Commission Of The European Communities (2001), White Paper European Transport Policy For 2010: Time To Decide, http://ec.europa.eu/transport/themes/strategies/doc/2001_white_paper/lb_com_ 2001_0370_en.pdf, [Accessed 22.07.2015] DPT (2012), 9. Kalkınma Planı Havayolu Ulaşımı Özel İhtisas Komisyonu http://plan9.dpt.gov.tr/oik32_havayolu/havayol.pdf, [20.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] Raporu, ICAO (2011), Annex 1, Personnel Licensing, Montréal: International Civil Aviation Organization ICAO (2015), Annexes 1 to 18, http://www.icao.int/ documents/annexes_booklet.pdf, [Accessed 24.07.2015] JAA (2006), Training Course Part-66/147 Implementing Rule Acceptable Means Of Compliance Guidance Material, Nieuw Vennep: GDS Europe BV. JAA (2009a), JAR-66 Certifying Staff, http://www.jaa.nl/publications/ jars/JAR%2066.pdf, [Accessed 01.03.2014] JAA (2009b), JAR-147 Maintenance JAR%20147.pdf, [Accessed 01.03.2014] Training Organisations, http://www.jaa.nl/publications/jars/ JAA Training Organisation (2014a), The European Joint Aviation Authorities, Introduction to JAA, https://jaato.com/page/78/, [Accessed 22.07.2015] JAA Training Organisation (2014b), The European Joint Aviation Authorities, JAA's functions were:, https://jaato.com/page/78/, [Accessed 22.07.2015] Nedir.com (2011), Lisans, http://lisans.nedir.com/, [22.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] Official Journal of the European Union (2015a), Commission Regulation (EC) No 1592/2002, 15 July 2002, http://eur-lex.europa.eu/homepage.html?locale=en, [Accessed 20.07.2015] Official Journal of the European Union (2015b), Commission Regulation (EC) No 2042/2003, 20 November 2003, http://eur-lex.europa.eu/homepage.html?locale=en, [Accessed 25.07.2015] Resmi Gazete (2006a), Münakalât Vekâleti Sivil Havacılık Dairesi Uçak Bakım Teknisyeni Lisans Talimatı SHDT. 35, 2 Eylül 1959, Sayı: 10295, http://www.resmigazete.gov.tr/default.aspx, [25.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] Resmi Gazete (2006b), Ulaştırma bakanlığı Sivil Havacılık Dairesi Uçak Bakım Teknisyeni Lisans Talimatı SHDT. 35, 9 Haziran 1962, Sayı: 11124, http://www.resmigazete.gov.tr/default.aspx, [25.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] Resmi Gazete (2006c), Hava Aracı Onaylayıcı Personel Yönetmeliği (SHY-66), 16 Haziran 2005, Sayı: 25847, http://www.resmigazete.gov.tr/default.aspx, [25.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] Resmi Gazete (2006d), Hava Aracı Bakım Personeli Lisans Yönetmeliği (SHY 66-01), 16 Mayıs 2007, Sayı: 26524, http://www.resmigazete.gov.tr/default.aspx, [25.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] Resmi Gazete (2006e), Hava Aracı Bakım Personeli Lisans Yönetmeliği (SHY-66), 30 Ekim 2013, Sayı: 28806, http://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2013/10/20131030-8.htm, [25.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] 102 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Resmi Gazete (2006f), Şikago'da 7 Aralık 1944 Tarihinde Akit ve İmza Edilmiş Olan Milletlerarası Sivil Havacılık Anlaşması ile Sivil Havacılık Geçici Sözleşmesi ve Bunların Eklerinin Onanması Hakkında Kanun, 12 Haziran 1945, Sayı: 6029, http://www.resmigazete.gov.tr/default.aspx, [03.10.2015 tarihinde erişilmiştir.] SHGM (2015a), Ülkemizin Üyesi ve İlişkide Olduğu Uluslararası Kuruluşlar, http://web.shgm.gov.tr/ tr/uluslararasi-iliskiler/2188-uluslararasi-iliskiler, [15.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] SHGM (2015b), Ülkemizin JAA Yönetimini Üstlenmesi, http://web.shgm.gov.tr/tr/genel-duyurular/985ulkemizin-jaa-yonetimini-ustlenmesi, [22.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] SHGM (2015c),Hava Aracı Bakım Personeli Lisans Talimatı (SHT-66), 13 Mayıs 2014, http://web.shgm.gov.tr/documents/sivilhavacilik/files/mevzuat/sektorel/talimatlar/SHT-66veEkleri.pdf, [25.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] Usanmaz, Öznur (2011), “Training of the maintenance personnel to prevent failures in aircraft systems”, Engineering Failure Analysis, 18 (2011), pp.1683–1688. Wikipedi (2011), Lisans, Yetkinlik, https://tr.wikipedia.org/wiki/Yetkinlik, [22.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] Yadav, Devinder Kumar (2010), “Licensing and recognition of the aircraft maintenance engineers – A comparative study”, Journal of Air Transport Management, 16 (2010), pp.272–278. 103 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Havacılıkta Risk Yönetimi: Türk Sivil Havacılık Sistemi Açısından Bir Değerlendirme Risk Management in Aviation: An Evaluation for Turkish Civil Aviation Salim Kurnaz1, Osman Nuri Sunar2 ABSTRACT Rapid changing environment brings many problems to the institutions and cause them to confront many risks which traditional management approaches became insufficient and leads new management approaches to emerge. Risk Management emerges as a management technique to be applied by organizations, which operate in changing environmental and technological conditions, and the importance of risk management is increasing with each passing day. Unmanaged risks could cause severe events and losses, which could affect people, costumers or employees, aviation companies and institutions or even adversely affect all the segments of the society. Risk management, offers a systematic approach to take the necessary preventive measures to avoid aviation incidents and accidents before they occur. In this study, previous researches on risk and risk management in aviation are examined in terms of national and international aviation standards and assessment is made on Turkish Civil Aviation System. Key Words: Risk, Risk Management, Safety, Civil Aviation. ÖZET Hızlı değişim ortamının yarattığı karmaşa kurum ve kuruluşlar açısından pek çok sorunu beraberinde getirmektedir. Bu durum kurum ve kuruluşları, birçok riskle karşı karşıya bırakmakta, önceden beri var olan yönetim yaklaşımlarının yetersiz kalmasına ve yeni yönetim yaklaşımlarının ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Risk yönetimi, sürekli değişen çevresel ve teknolojik şartlarda faaliyet gösteren kurum ve kuruluşlarca uygulanması gereken bir yönetim tekniği olarak karşımıza çıkmakta ve risk yönetiminin önemi her geçen gün artmaktadır. Riskler yönetilemediğinde meydana gelecek olay ve kazalar sonucunda oluşan kayıplar, kazaya uğrayan kişi ve kişilerden, havacılık kurum ve kuruluşlarına, oradan toplumun tüm kesimlerine kadar çok büyük olumsuz etkiler yapabilmektedir. Risk yönetimi, havacılık olay ve kazalarının önlenebilmesi için tehlikelerin daha oluşmadan belirlenerek gerekli önleyici tedbirlerin alınması için sistematik bir yaklaşım sunmaktadır. Bu çalışmada ulusal ve uluslararası literatür; risk ve risk yönetimine ilişkin kavramlar ile havacılıkta risk yönetimi açısından incelenmiş ve Türk Sivil Havacılık Sistemi üzerine değerlendirmelerde bulunulmuştur. Anahtar Kelime:Risk,Risk Yönetimi, Emniyet, Sivil Havacılık. İnönü Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Siyaset Bilimi ve Kamu Yönetimi Anabilim Dalı Yönetim Bilimleri Bilim Dalı doktora öğrencisi, salimkurnaz@hotmail.com 2 İnönü Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Siyaset Bilimi ve Kamu Yönetimi Anabilim Dalı Yönetim Bilimleri Bilim Dalı doktora öğrencisi, osmansunar@yahoo.com 1 104 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 1. GİRİŞ Ulaşım sektörünün önemli bir alt sektörü olan havayolu taşımacılığı, yolcu ve kargo taşımaya yönelik faaliyetlerin ve birimlerin oluşturduğu, ekonomik büyümeye duyarlı, sermaye yoğun faaliyet gösteren, geniş kapsamlı düzenlemelerin geçerli olduğu, yüksek teknolojiye sahip araç ve donanım ile nitelikli insan gücünün kullanıldığı büyük bir hizmet alanıdır (Kara, 2013: 1). Bu hizmet alanında yaşanan hızlı değişim süreci sektörün geleceğine ilişkin alınacak kararlarda belirsizliklerin artmasına sebep olmaktadır. Bu hızlı değişim ortamının sebep olduğu belirsizlikler karar mekanizmalarının karşısına çıkan risklerin asıl kaynağını oluşturmaktadır. Bu noktadan sonra kuruluşların başarı oranlarını artırabilmek için karşılaşabilecekleri risklerin yönetilmesi gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Risk yönetimi ise belirsizliklerin yönetimi şeklinde ortaya çıkmaktadır. Risk yönetimi son yıllarda çok telaffuz edilmesine rağmen insanoğlu çok eskiden beri kendisine zarar veren, ailesine ve mal varlığına tehdit oluşturan tehlikeleri değerlendirmek ve tanımlamak için çabalamıştır. Günümüze kadar var olmuş her kültür, risk yönetiminin elemanlarını pratikte uygulamış ve uygulamaktadır. Modern risk yönetimi ise, eskiden beri süregelen bu uygulamalara yeni bir yapı ve bakış getirmektedir (Harwell, 2003: 14). 2. RİSK VE RİSK YÖNETİMİ Risk sözcüğü 17. yüzyılın sonlarından itibaren Fransızca “risque” ile İtalyanca “risco” sözcüklerinden türeyerek kullanılmaya başlamıştır. Sözlük anlamı “bir zarara, bir kayba, bir tehlikeye yol açabilecek bir olayın ortaya çıkma olasılığı” (Loan, 2012: 9) olarak tanımlanmaktadır. Risk ve tehlike birbirine bağlı iki kavramdır. Tehlikelerin var oluşu riski yaratır (Küçük Yılmaz, 2007: 41). Gelecekte ortaya çıkma ve fırsat/tehdit gibi unsurları içinde barındıran risk kavramı genel olarak “gelecekte karşılaşabilecek olan ve amaçların gerçekleştirmesini engelleyebilecek tehditler/olumsuzluklar veya amaçlara ulaşmayı kolaylaştırabilecek fırsatlar” (Derici vd., 2007: 152) olarak da tanımlanabilir. Gelecekte karşılaşılacak olgular kurumların zararına olabilecek tehditler veya faydasına yönelik fırsatlar ortaya çıkarabilmektedir. Bu durumda kurum ve kuruluşların gelecekte karşılaşabilecekleri tehdit ve fırsatlara karşı hazır bulunuş düzeyleri önem kazanmaktadır. Çünkü kurum ve kuruluşların önceden hazırlıklı olma düzeyleri, karşılaşılabilecek olumsuzluklar karşısında çaresizliğe düşme veya fırsatlardan azami ölçüde istifade edebilme düzeyini belirler. Risk denilince genel olarak olumsuz durumlar akla gelse de risk içerisinde fırsatları da içerir. Risk yönetimi kavramı ise ilk olarak 1950’lerin başlarında kullanılmaya başlanmıştır. İlk başlarda sigortacılık kavramı içerisinde değerlendirilen risk yönetimi kavramı, risk yönetiminin akademik bir disiplin olma sürecine paralel olarak değişmiş̧ ve günümüzde kullanılan anlamını almıştır. Zaman içerisinde akademik anlamda da gelişen bu kavram şu anda mühendislik uygulamaları, askeri ve havacılık programları, finans teorisi ve sigortacılık alanlarında sıklıkla kullanılmakta ve uygulama alanı bulmaktadır. Risk yönetimi, belirsiz olayların etkilerini en aza indirme çabasıdır (Güneş, 2009: 5). Belirsizlikle mücadele edebilmek için, riski önceden bilmek, tanımlamak ve derecelendirebilmek gerekmektedir (Üzümcü, 2007: 44). Riskleri iyi alan ve yöneten örgütlerin amaçlarını başarmaları ya da onları aşmaları daha olasıdır. Zira bu örgütler şu hususları gerçekleştirecek kapasite ve yeteneğe sahip olurlar (Şahin, 2005: 8): Amaçlarını başarmalarını etkileyebilecek riskleri tanımlamak ve yönetmek, Beklenmedik gelişmelere karşılık vermek ve uyum sağlamak, Hızlı bir şekilde doğru kararlar vermek, Fırsatları belirlemek ve faydalanmak, 105 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 3. RİSK YÖNETİMİNİN ÖNEMİ VE AMACI Kuruluşların başarıları, sorunları oluşmadan önleyebilmeleri ile doğrudan ilişkilidir. Problemlerin, oluşmadan önce çok daha erken aşamalarda, öngörülerek ortadan kaldırılması gerekir (Uğur, 2007: 8). Risk yönetimi, örgütlerin başarı olasılıklarını arttırmak ve başarısızlık olasılıklarını azaltmak üzere tüm risklerini almalarına, değerlendirmelerine ve eyleme geçmelerine yardımcı olmayı amaçlayan bir süreçtir (Şahin, 2005: 4). Risk yönetiminin amacı, riskleri belirlemek ve onları ortadan kaldırmak ya da etkilerini azaltmak üzere gerekli stratejileri geliştirmek, aynı zamanda fırsatları arttıracak adımları atmaktır. Yanlış giden işlerin olumsuz sonuçlarını ve olasılıklarını azaltıcı planlamayı yapmak ve giderilemeyen risklerle ilgili sorumlulukların belirlenmesini sağlamak suretiyle; işlerin zamanında, istenen kalite ve öngörülen bütçe sınırları içinde gerçekleştirilme olasılığını arttırmaktır. (Üzümcü, 2007: 45). Birey hayatında olduğu gibi kurumlar için de gelecekte karşılaşılabilecek olaylardan en az zarar ve en fazla fayda elde edebilmek, onları önceden fark edebilmeye ve onlar için en uygun eylemlerde bulunmaya bağlıdır (Derici vd., 2007: 153). Yeni yönetim anlayışında, “bir işi ilk seferinde doğru yapmak” ve “hata ortaya çıkmadan önlem almak” şeklindeki iki önemli ilkeden ilkinin gerçekleşebilmesi, ikincisinin yerine getirilmesi ile çok ilgilidir. Bu nedenle, bir olay gerçekleşmeden önce onu tahmin etmek ve ona karşı yapılacakları önceden belirlemek, bu olaydan doğabilecek olumsuzlukları en aza indirmek, fırsatları ise azamileştirmek için en iyi yoldur. Kurumun başarısıyla doğrudan ilişkili olan bu durum, risk yönetiminin konusunu teşkil eder (Derici vd., 2007: 153). Kısaca risk yönetimi, riskleri örgütsel yönetim sürecinin bir parçası haline getirerek, hem risklerin ortaya çıkmasına karşı yönetimi duyarlı hale getirmekte, hem de risk kavramının alanını genişletmektedir (Yalçın vd., 2013: 400). 4. HAVACILIKTA EMNİYET VE KAZA Emniyet; ölüm, yaralanma, meslek hastalığı, teçhizatı zarara uğratan veya kaybına neden olan, çevreye zarar veren her türlü tehlikenin olmadığı durumdur. Bir diğer tanıma göre ise, riski kabullenme kararları olarak ifade edilmektedir (Yılmaz, 2005: 9). Havacılık faaliyetleri ve bu faaliyetlerin yürütüldüğü ortamlar ise doğası gereği yüksek yoğunlukta risk taşıyan ve bu risklerin tamamen ortadan kaldırılmasının imkansız olduğu ortamlardır. Özellikle son dönemde hızla gelişen havacılık teknolojileri ve yoğun teknoloji kullanılan hava araçlarının kullanımı havacılık faaliyetlerinde karşılaşılan riskleri karmaşık hale getirirken bu risklerin tamamen ortadan kaldırılmasını da imkansız hale getirmektedir. Bu sebeplerle havacılık emniyeti; havacılık faaliyetlerinde algılanan ve kabul edilen risk seviyesini ifade eden birbiri ile iç içe geçmiş bir terimdir. ICAO’nun uluslararası tanımına göre; bir hava aracının çalıştırma, ısıtma, taksi yapma (uçağın yerde yol alması) ve uçuş̧ esnasında kazaya uğramasına, kırılmasına, şahısların yaralanmasına, ölümüne veya diğer hava aracı, kamu ya da özel mal ve mülkün hasarına sebep olması olayına hava aracı kaza kırımı denir (Gülen, 2006: 47). Hava aracı kazaları meydana gelen hasar durumuna göre “büyük hasar”, “kısmî hasar”, “küçük hasar” ve “sınıfsız hasar” olmak üzere dört hasar derecesinde sınıflandırılır (Yılmaz, 2005; 10). Uçuş operasyonlarının güvenliğini etkileyebilen, uçuş̧ faaliyetiyle ilgili kaza dışındaki oluşumlar ise hava aracı olayı olarak ifade edilir. FAA’nın uçuş̧ güvenliği kurallarına göre kaza kırımın oluşmasını etkileyen faktörler Şekil-1’de gösterilen; insan, makine, yönetim, görev ve çevre olarak 5M modeli ile temsil edilmektedir. Bu unsurların inceleme ve değerlendirmeleri, kazaya sebebiyet veren insan, makine ve/veya çevresel şartların etkilerini ortaya koyar. 106 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 1. Kaza oluşturan faktörlerin etkileşimleri (Gülen, 2006: 49). “İnsan hatası”, havacılık kazalarının en önemli nedenidir (Netjasov ve Janic, 2008: 217). Yıllardır süren teknolojik gelişmelerin sonucu olarak, günümüzde hava araçlarından kaynaklanan kazalarda azalma görülmüştür. Ancak aynı dönemde insanların neden olduğu kazalar nispeten artmıştır. İnsan ve makine faktörleri arasındaki bu belirgin farktan dolayı, kaza önleme faaliyetlerinin doğrudan insana yönlendirilmesi gerektiğini ortaya koyan bir fikir ileri sürülmüştür (Karakuş̧, 2006: 4). Makine faktörü ele alındığında; teknolojik gelişmelere rağmen tamamen kaza riskinden arındırılmış hava aracı tasarımı, üretimi, bakımı ve kullanımı elde edilememektedir. Özellikle bir hava aracının uçuş̧ saati arttıkça, kaza ve risklere daha açık hale gelmektedir. Bir parçanın ömrü boyunca, arızalar normal olarak üç belirli safhada ortaya çıkar. Yetersiz tasarım ve üretimden kaynaklanan başlangıç arızaları, genellikle ömrünün ilk günlerinde ortaya çıkar. İkinci olarak, parçanın kullanımı esnasında beklenmedik arızalar ortaya çıkabilir. Son olarak da parçanın yıpranması ve yorulması sonucu arızalar ortaya çıkabilir (Karakuş̧, 2006: 5). Görev; sistemin amacı veya merkezi fonksiyonudur. Diğer faktörlerin bir araya getirilmesindeki amaç budur. Havacılık kazalarında görev faktörü uçuşun safhalarına ilişkin olarak; yerde çekme, taksi, kalkış̧, tırmanış̧, yol, yaklaşma ve iniş̧ şeklinde tanımlanmaktadır (Gülen, 2006: 51). Uçuş̧ görevlerinin her safhasında kabul edilmesi gereken farklı tehlikeler ve riskler vardır. Çevre, iç, dış̧ ve çalışma ortamları olarak iki aşamada incelenmektedir. Personelin çalışma ortamını oluşturan iç çevre incelendiğinde çalışma ortamının (örneğin; yükselmiş̧ kokpit sıcaklığı ve gürültü seviyesi) özelliklerinin insan performansı ile bağlantılı olduğunu göstermektedir. Dış̧ çevre üzerine yapılan araştırmalar hava şartları, uçuş̧ zamanı (günün hangi saatinde uçulduğu) ve kazanın oluş̧ yeri üzerine odaklanmıştır. Bu yaklaşımda iş yükünün pilot ve hava trafik kontrolörleri üzerinde yoğunlaştığı kalkış̧ ve iniş̧ uçuş̧ aşamaları da faaliyet çevresi olarak ele alınmıştır (Küçük Yılmaz, 2003: 39). Yönetim faktörü; mevcut durum ve şartlar ile görevin özelliklerine uygun olarak personel ve malzemenin kullanılması, gerekli önlemlerin alınması, yerde ve uçuşta kontrol görevinin tam olarak yapılması ile sevk ve idare kademesinde mevcut esasların uygulanmasıdır (Yılmaz, 2005: 20). Emniyetli bir uçuşun yapılabilmesi için kimin, neyi, ne zaman ve nasıl yapacağını bilmesidir (Gülen, 2006: 52). Kaza nedeni; kaza veya olaya yol açan aksaklık, eksiklik, eylem, hadise, şartlar veya kazaların birleşimidir. Birçok havacılık kazası, Şekil 1’de görülen faktörlerin etkileşimi sonucu oluşmaktadır. Havacılıkta emniyetin sağlanması için, tüm faaliyetlerin büyük bir titizlik ve dikkatle planlanarak yürütülmesi gerektirmektedir. Havacılık emniyetinin odak noktaları (Küçük Yılmaz, 2003: 16-24): 107 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Kazaları önlemek için önleyici tedbirler, Kaza sırasında hasarı azaltacak araçlar, Gelecekte benzer kazaları önlemek için olayların ve kazaların incelenmesi, analizi ve değerlendirilmesidir. 5.HAVACILIKTA RİSK VE RİSK YÖNETİMİ Ulaştırma sistemlerinde en başta gelen kural şüphesiz ki emniyettir. Havacılıkta emniyet, havacılık faaliyetlerine ilişkin kaza, kırım ve bunlar sonucu kayıp ve hasarların olmayışı şeklinde tanımlanabilir. Emniyet ve risk birbiriyle ilişkili kavramlardır. Emniyeti artırmak veya riski azaltmak için bu ilişkinin tam olarak algılanması önem taşımaktadır. Emniyet riskin olmaması anlamını taşımamaktadır. Emniyet riskli durumların ve kaynakların belirlenerek bunların sonuçlarından hiç etkilenmeme veya en az etkilenme durumudur. Havacılıkta risk ve riskler daima var olan bir unsurdur. Risklerin hepsi tamamen ortadan kaldırılamaz. Şimdi mevcut olmayan bir risk gelecekte var olabilir (Küçük Yılmaz, 2003: 16-24). Havacılıkta emniyetin arttırılması için ihtiyaç duyulan teknoloji ve olanaklar he geçen gün gelişmektedir. Buradaki temel problem bu olanakların nasıl kullanılacağının belirlenmesidir. Bu aşamada risk yönetimi bu olanakları kullanmak için etkili bir yöntem olabilir. Sivil havacılıkta risk yönetimi terimi; havacılık emniyetine etki eden durumun nasıl idare edileceği, nasıl ele alınacağı hakkında karar vermeyi çevreleyen koşullar içerisinde sıkça kullanılmaktadır. Etkili risk yönetimi, riskten en fazla yararı elde etmeye çalışır ki bunlar genellikle zaman veya maliyette azaltmadır. Risk yönetimi riskin kendisini azaltırken yararlarını arttırmaya çalışır. Risk yönetimi; risklerin tanımlanması, belirlenmesi süreci, onların içeriklerinin ve anlamlarının değerlendirilmesi, faaliyetler boyunca belirlemeler, karar vermeler ve sonuçların değerlendirilmesidir. Ayrıca risk yönetiminde etkili iletişim sürecin başarılı olması için anahtar bir kavramdır (Küçük Yılmaz,2003: 77). Risk yönetiminin önemi ve gereği Amerika Ulusal Havacılık Otoritesi tarafından aşağıdaki cümlelerle ifade edilmektedir (Küçük Yılmaz,2003: 76); Risk yönetimi politika olarak gereklidir, Risk yönetimi bilimsel ve sistematik olmalıdır, Risk yönetimi, karar verme ve uygulamanın tamamlayıcı parçasıdır, Havacılık otorite ve organizasyonlarının gereklilikleri etkin ve verimli risk yönetimi üzerinde oldukça etkilidir, Hemen hemen tüm işletmeler dokümante edilmiş̧ risk yönetim faaliyetlerine sahip olmalıdır. 6. TÜRK SİVİL HAVACILIK SİSTEMİ AÇISINDAN RİSK YÖNETİMİ Risk yönetimi günümüzde bütün kuruluşlar için kaçınılmaz bir gereklilik haline gelmiştir. Havacılık kurum ve kuruluşları da devamlı ve hızlı bir gelişme gösteren, ileri teknolojinin uygulandığı, sürat ve emniyet faktörlerinin büyük önem taşıdığı sivil havacılık alanındaki her türlü faaliyetinde risk yönetimini etkin bir şekilde uygulamak zorundadırlar. Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü (SHGM), Türkiye’de sivil havacılık alanındaki en sorumlu ve yetkili kurumdur. Sivil havacılık faaliyetlerinin planlanmasından, koordinasyonundan ve kontrolünden sorumludur. SHGM, Türkiye’deki havacılık faaliyetlerini, 2920 Sayılı Türk Sivil Havacılık Kanunu ve bu kapsamda yayımlanmış̧ olan idari ve teknik yönetmelikler ve havacılık talimatları çerçevesinde yürütürken havacılık alanındaki uluslararası gelişmeleri yakından takip etmek ve uluslararası havacılık düzenlemelerine yönelik çalışmalar kapsamında ICAO, ECAC, EUROCONTROL gibi çeşitli uluslararası teşkilatlara üyedir. Bu üyeliklere yönelik uluslararası düzenlemelere de ulusal düzenlemeler gibi uyum zorunluluğu vardır. 108 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Başta Uluslararası Sivil Havacılık Teşkilatı olmak üzere risk yönetimi uygulamalarını standartlaştırmak amacıyla yönetmelik veya dokümanlar yayınlanmakta, bu dokümanları esas alan diğer havacılık otoriteleri de (Avrupa Havacılık Otoriteleri Birliği, Amerika Ulusal Havacılık Otoritesi vb.) kendi uygulama dokümanlarını hazırlamaktadırlar. Bu kapsamda ve çağdaş̧ kamu yönetimi anlayışının hesap verme sorumluluğunun uygulamaya koyduğu risk yönetimi bağlamında Sivil Havacılıkta Emniyet Yönetim Sistemi Yönetmeliği (SHY-SMS1), 13 Ocak 2012 tarihinde Resmi Gazete ‘de yayımlanarak yürürlüğe girmiştir. SHY-SMS hükümlerine göre havacılık alnında faaliyet gösteren ve yönetmelikte sayılan kurum ve kuruluşlar tarafından yönetmelik hükümlerine göre kabul edilebilir operasyonel emniyet seviyesinde Emniyet Yönetim Sistemi (EYS) kurulma zorunluluğu bulunmaktadır. EYS doğmuş̧ veya doğabilecek tehlikeleri ve risk unsurlarını belirleyerek, söz konusu tehlikeleri ve riskleri ortadan kaldıran veya asgari düzeye indirgeyen operasyonel risk yönetim sistemidir. SHY-SMS hükümlerine göre Türkiye sınırları içerisinde faaliyet gösteren bütün havacılık kuruluşlarının kabul edilebilir operasyonel emniyet seviyesinde faaliyet gösterilmesi ve buna uygun emniyet kültürü ile adil kültürün oluşturulması sağlanır. Bu kapsamda havacılık kuruluşlarının gerekli organizasyonel yapıları, sorumlulukları, emniyet politikaları ve prosedürlerini de kapsayacak biçimde, emniyetin koordineli ve sağlıklı bir şekilde yürütülmesini temin etmek için tüm unsurları ile uyumlu ve organize bir şekilde yürütülebilmesi için işletmeler tarafından etkin bir emniyet ve risk yönetimi teşkilatı kurmak ve idame etmek zorunludur. Oluşturulacak emniyet yönetim sisteminin kurum yapısıyla uyumlu ve organizasyon gerekliliklerini karşılayabilecek büyüklükte olması beklenir. Oluşturulacak birim doğmuş ve doğabilecek tehlikeleri ve risk unsurlarını belirleyerek, söz konusu tehlikeleri ve riskleri bertaraf eden veya asgari düzeye indirgeyen operasyonel risk yönetimi sistemi olarak kullanılır. Emniyet Yönetim Sistemi (EYS), en basit şekliyle, havacılık kuruluşlarının faaliyet çevrelerinde bulunan tehlikelerin sonuçlarının getirdiği emniyet risklerini kontrol edebilmek için kullandığı bir alet çantasına benzetilebilir. Bu anlamda EYS, faaliyet çevresindeki tehlikelerin tanımlanmasında ve emniyet riski yönetiminde kullanılmaktadır. Her bir havacılık kuruluşunun, bir alet çantasına benzetilen EYS’yi, örgüt yapısına bağlı olarak şekillendirmesi gerekmektedir (SHGM, 2012: 16). EYS, reaktif bir yaklaşım ile kazaların gerçekleşmesini bekleyen, kaza sonrası kazanın inceleme ve soruşturmasını yaparak benzer kazaların önlenebilmesi için dersler çıkaran klasik kaza incelemesinden tamamen farklı bir şekilde, proaktif ve tahmine dayalı bir yaklaşımla, tehlikelerin sonuçlarının emniyet riski oluşturarak kazaya neden olmalarından önce emniyet risklerini tanımlamanın, analiz etmenin, azaltmanın ve kontrol altına almanın yollarını sürekli olarak değerlendiren bir faaliyettir (SHGM, 2012: 17). EYS’nin amacı; havacılık emniyetini etkileyebilecek tüm faaliyet alanlarında ve tüm süreçlerde oluşabilecek emniyet risklerinin kabul edilebilir seviyelere indirilebilmesini sağlamaktır. EYS çıktılardan çok süreçlere odaklanır, reaktif bir yaklaşım yerine daha çok proaktif bir yaklaşımla emniyet daha tehlikeye girmeden sorunları anlayıp çözüm bulunmasını sağlamaya çalışır. Bunu elde edebilmek için tehlike analizi ve risk yönetimi kullanır. EYS, emniyetin artırılmasında mevzuata uyumun kontrol edilmesini yeterli görmez. EYS, emniyet performansını sürekli ölçerek düşeceğini öngörüp kaza olmadan engellemeyi mümkün kılar. Riskleri yönetmek için risklerden doğan krizleri de yönetmeye çalışır (Anadolu Üniversitesi, 2014). EYS; emniyet politikası ve hedefleri, emniyet riski yönetimi, emniyetin güvence altına alınması ve emniyetin teşvik edilmesi bileşenlerinden oluşmaktadır. Bu bileşenler emniyet yönetim sürecini temsil etmeleri bakımından alt süreç ve araçları kapsayan unsurlara ayrılmıştır. Dört bileşenden oluşan emniyet yönetim sisteminin iki temel fonksiyonu bulunmaktadır. Bunlar, emniyet riski yönetimi ve emniyetin güvence altına 1 SHY-SMS: Sivil Havacılık Yönerge-Safety Management System. 109 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR alınmasıdır. Söz konusu temel fonksiyonlar havacılık kuruluşlarının emniyet politikaları ve hedefleri kapsamında gerçekleşmekte ve teşvik edilmektedir. Yukarıda açıklananlar doğrultusunda SHGM, Emniyet Yönetim Sistemi Temel Esaslar yayınında havacılık kuruluşlarına EYS uygulamalarının gerçekleştirilebilmesi için 2012 yılından itibaren aşamalı bir yaklaşım önermiştir. Aşamalı geçişin sebebi havacılık kuruluşlarının EYS tek seferde hazır olmalarının zorluğudur. Bu bağlamda bir çok kuruluş tarafından yürütülen EYS’ye yönelik uygulamalar incelendiğinde yürütülen çalışmaların gelişim aşamasında olduğu, kurum ve kuruluşların eğitimli risk yöneticilerinin yardımına ihtiyacı olduğu gözlemlenmiştir. Bu sebeple kurum içi emniyet iletişiminin yeterli derecede sağlanmasında aksaklıklar yaşandığı tespit edilmiştir. Kriz yönetimine yönelik acil müdahale planları ve uygulamalarının net bir şekilde oluşturulmasında aksaklıklar yaşandığı değerlendirilmektedir. Personele verilen EYS sorumluluklarının kurum içinde net şekilde belirlenemediği ve emniyet yönetimi kapsamında ulusal ve uluslararası kuruluşlar tarafından yürütülen çalışmaların takibinde aksaklıklar yaşandığı gözlemlenmiştir. Kurum içinde yetersiz kalan risk yönetimi personelinin kurum içi ve dışı eğitim olanaklarını yeteri kadar etkin kullanmadığı ve çalışan personelin emniyet yönetim kültürünü oluşturmakta yetersiz kaldığı değerlendirilmektedir. Kurum çalışanlarının emniyetle ilgili etkin raporlama ve iletişiminin cesaretlendirilememesi sebebiyle emniyetin teşvik edilemediği ve kurum içinde yürütülen emniyet performans gösterge ve ölçütlerinin gerçekçi bir yapıda yürütülemediği görülmüştür. Kurum içindeki emniyet sorumluluklarının ve taahhütlerinin yönetici personel tarafından açık olarak belirlenemediği ve emniyetin tüm yönetici ve çalışanların temel sorumluluğu haline getirilemediği gözlemlenmiştir. 7. SONUÇ Günümüzün hızlı değişim ortamının yarattığı karmaşa kurum ve kuruluşlar açısından pek çok sorunu beraberinde getirmektedir. Bu durum kurum ve kuruluşları, birçok riskle karşı karşıya bırakmakta, önceden beri var olan yönetim yaklaşımlarının yetersiz kalmasına ve yeni yönetim yaklaşımlarının ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Risk yönetimi, sürekli değişen çevresel ve teknolojik şartlarda faaliyet gösteren kurum ve kuruluşlarca uygulanması gereken bir yönetim tekniği olarak karsımıza çıkmakta ve risk yönetiminin önemi her geçen gün artmaktadır. Günümüz havacılık sistemleri gün geçtikçe daha karmaşık ve detaylı hale gelmektedir. Yeni sistemlerin tasarımında yer alan yüksek seviyeli teknolojiler hata çeşitlerini ve olasılıklarını arttırabilmektedir. Bu nedenle havacılık alanında olumsuz sonuçlarla karşılaşılması ihtimali risk kapsamında değerlendirilmelidir. Havacılık alanında faaliyet gösteren kurum ve kuruluşlar, hem operasyonel seviyede hem de yönetim seviyesinde risk yönetimine hazır olmalı ve risk yönetimi bilincini taşımalıdır. Havacılık doğal yapısı itibariyle uluslararası bir faaliyet alanıdır. Uluslararası düzeyde ele alınıp karşılaştırıldığında Türkiye’de sivil havacılık alanında son dönemde çok hızlı bir büyüme gerçekleşmiştir. Bu hızlı büyümenin 2020’li yıllara kadar artarak devam edeceği değerlendirilmektedir. Fakat bu hızlı büyüme kontrol edilemediği takdirde büyük riskleri de beraberinde getirebilecektir. Bu bağlamda SHGM tarafından yapılan havacılık düzenlemeleri ve özellikle risk yönetimini içeren EYS konusundaki düzenlemeler ve uygulamalar son derece önemlidir. Havacılık kuruluşları tarafından yürütülen Emniyet yönetim sistemi uygulamaları incelendiğinde, havacılık kurum ve kuruluşlar tarafından eğitimli risk yöneticilerinin görevlendirilerek, Kriz yönetimine yönelik acil müdahale planları ve uygulamalarının net bir şekilde oluşturulması;emniyet yönetimi kapsamında ulusal ve uluslararası kuruluşlar tarafından yürütülen çalışmaların yakından takip edilmesi;kurum içi ve dışı eğitim olanaklarının etkin bir şekilde kullanılarak çalışanlarda emniyet yönetim kültürünün oluşturulması;emniyetle ilgili etkin raporlama ve iletişim sisteminin oluşturularak emniyetin teşvik edilmesi;kurum içindeki emniyet 110 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR sorumluluklarının ve taahhütlerinin yönetici personel tarafından açık olarak belirlenmesi ve emniyetin tüm yönetici ve çalışanların temel sorumluluğu haline getirilmesi başarılı bir EYS uygulaması için son derece hayati öneme sahiptir. KAYNAKÇA ANADOLU ÜNİVERSİTESİ (2014), Anadolu Üniversitesi Havaalanı Emniyet Yönetim Sistemi, Emniyet Yönetim Sistemi Nedir?, http://eys.anadolu.edu.tr/node/84, Erişim Tarihi: 10 Temmuz 2015. DERİCİ, Onur; TÜYSÜZ, Zekeriya; SARI, Aydın, (2007) “Kurumsal Risk Yönetimi ve Sayıştay Uygulaması” Sayıştay Dergisi, Sayı: 65 (Özel), s: 151-172. GÜLEN, Murat (2006), “İnsansız Hava Aracı Kazalarının Önlenmesinde Örnek Bir Risk Yönetimi Uygulaması”, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Anabilim Dalı, Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi. GÜNEŞ, Şule (2009), Kurumsal Risk Yönetimi ve Türkiye’de Farkındalığına İlişkin Bir Uygulama, İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İşletme Mühendisliği Anabilim Dalı Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi. HARWELL, Rick (2003), “A Study of Effective Risk Management Practices in Higher Education” Baylor Üniversitesi, Eğitim Bilimler Anabilim Dalı, Doktora Tezi, Teksas, ABD. KARA, Abdurrahman (2013), “Arama Kurtarma Operasyonlarında Risk Analizi ve Türkiye İçin Arama Kurtarma Model Araştırması” Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı, Denizcilik Uzmanlık Tezi. KARAKUŞ, Ömer (2006), “Hava Aracı Kaza ve Kırımlarında İnsan Faktörünün Araştırılması”, Ankara Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Disiplinlerarası Adli Tıp Anabilim Dalı, Fizik İncelemeler ve Kriminalistik Programı Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi. KÜÇÜK YILMAZ, Ayşe (2003), “Havacılıkta Emniyet Açısından Risk Yönetimi ve Havacılık Örgütlerinden Uygulama Örnekleri”, Anadolu Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Sivil Havacılık Yönetimi Anabilim Dalı, Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi. KÜÇÜK YILMAZ, Ayşe (2007), “Havaalanlarında Kurumsal Risk Yönetimi: Atatürk Havalimanı Terminalleri İşletmesi İçin Kurumsal Risk Yönetimi Model Önerisi”, Anadolu Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Sivil Havacılık Yönetimi Anabilim Dalı, Yayımlanmamış Doktora Tezi. LOAN, Christopher (2012), “Risk Management Practices in Six Organizations in the Goverment of Canada”, Ottowa Üniversitesi, Yönetim Bilimleri Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, Ottowa, Kanada. NETJASOV, Fedja; JANIC, Milan (2008), “A Review of Research on Risk and Safety Modelling in Civil Aviation”, ELSEVIER Journal of Air Transport Management, 14 (2008), s. 213-220. Resmi Gazete, (2012), Sivil Havacılıkta Emniyet Yönetim Sistemi Yönetmeliği (SHY-SMS), Yayım Tarihi: 13 Ocak 2012, Sayı: 28172, http://web.shgm.gov.tr/doc4/SHY-SMS.pdf, Erişim Tarihi: 10 Temmuz 2015. SHGM (2012), Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü, Emniyet Yönetim Sistemi Temel Esaslar, 1. Basım, Ankara: Pegem Akademi Yayıncılık. ŞAHİN, Selçuk (2005), “Risk Yönetiminde İç Denetimin Rolü”, Marmara Üniversitesi Bankacılık ve Sigortacılık Enstitüsü, Sermaye Piyasası ve Borsa Anabilim Dalı Yayımlanmamış̧ Yüksek Lisans Tezi. UĞUR, Ayhan (2007), Askeri Kurumlarda Risk Yönetimi, İstanbul Ticaret Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Endüstri Mühendisliği Anabilim Dalı Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi. 111 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR ÜZÜMCÜ, Ziya (2007), “Risk Yönetiminin Kurumsal Yönetimdeki Rolü ve Bankacılık Sektöründe Bir Araştırma”, İstanbul Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, İşletme Anabilim Dalı, İşletme Yönetimi ve Organizasyon Bilim Dalı Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi. YALÇIN, Lütfi (2013), “Risk Yönetimi” Elif YÜCETÜRK ve H. Serdar ÖGE (Ed.); Yönetim Bilimi, 1. Basım, İstanbul: Lisans Yayıncılık. s: 400-408. YILMAZ, Uğur (2005), “Havacılıkta Risk Yönetimi ve Sivil Hava Taşımacılığında Risk Sahalarının İncelenmesi”, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Anabilim Dalı, Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi. 112 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Sivil Havacılığı Tehdit Eden Olaylar Bağlamında Havacılık Güvenliği Uygulamalarının Evrimi The Evolution Of Aviation Security Practices In The Context Of Incidents That Threaten Civil Aviation Ferit Demirbay 1 ABSTRACT: In this research, unlawful acts that threaten civil aviation and aviation security practices that implemented in response to these incidents have been studied. According to analysis, an evaluation is made on the future of aviation security. Unlawful threats against civil aviation traces itself back to almost to the origins of commercial aviation but it has been found that the recent changes in aviation security practices occurs after terrorist incidents such as September 11. In this context, the field of aviation security presents a reactive structure. Aviation security practices generated after unlawful incidents, can only preserve their proactive structure until a new attack. By submitting a framework on the evolution of aviation security since 30's up to today; the study might give an idea for proactive practices in the future. Key Words: Aviation security, aviation security practices, terrorism ÖZET: Bu araştırmada, sivil havacılığı tehdit eden yasadışı olaylar ve bu olaylara karşılık olarak ortaya çıkan havacılık güvenliği uygulamalarınınevrimi incelenmiştir. Bu inceleme doğrultusunda, havacılık güvenliğinin geleceğine yönelik bir değerlendirme yapılmıştır. Sivil havacılığa yönelik yasadışı tehditler, neredeyse ticari havacılığın başlangıcı kadar eskidir; ancak havacılık güvenliğinde yaşanan önemli değişikliklerin, büyük oranda 11 Eylül gibi terör olaylarından sonra gerçekleştiği görülmüştür. Bu bağlamda, havacılık güvenliğinin, tepkisel (reactive) olarak hareket eden bir yapıya sahip olduğu söylenebilir. Yasadışı olaylar gerçekleştikten sonra ortaya çıkan uygulamalar, ancak yeni bir saldırıya kadar önlemsel (proactive) yapısını koruyabilmektedir. Çalışmanın, 1930’lardan günümüze kadar havacılık güvenliği uygulamalarının evrimiyle ilgili bir çerçeve sunarak gelecekteki muhtemel önlemsel uygulamalara ilişkin fikir vereceği düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Havacılık güvenliği, havacılık güvenliği uygulamaları, terörizm 1. GİRİŞ: Bu betimsel araştırmada, modern havacılığın başlangıcından günümüze, havacılık güvenliği uygulamalarının evrimine yol açmış belli başlı olaylar incelenmiştir. Havacılık güvenliğinin temel prensiplerinin güçlenmesine ya da havacılık güvenliği alanında yeni ilkeler ve uygulamalar ortaya çıkmasına neden olan bu olaylar, hava araçlarına ve/veya havalimanlarına gerçekleştirilen saldırılar, uçak kaçırma ve bombalama gibi, havacılık güvenliğini tehdit eden yasadışı olaylardır (Price ve Forrest, 2013). Söz konusu olayları önlemek ve sivil havacılığı yasadışı müdahalelerden korumak, ICAO Annex 17’de belirtildiği gibi, havacılık güvenliğinin temel 1 Öğretim Görevlisi, Kırklareli Üniversitesi, ferit.demirbay@klu.edu.tr 113 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR amacıdır (ICAO, 2011). Bu amacıngerçekleşmesine engel oluşturan eylemler, alınan önlemlere rağmen güncelliğini korumakta ve havacılık, suçluların önemli bir hedefi olma sıfatını devam ettirmektedir. Bununla birlikte, havacılık güvenliğini tehdit eden durumların önlenmesi çabaları, suçluların yeni teknolojiler ve stratejiler kullanarak, daha yaratıcı, daha cüretkâr ve daha ölümcül hareket etmesiyle sonuçlanmaktadır. Bu bağlamda, havacılık güvenliği sistemindeki zayıflıkların azaltılması, suç ve terör olaylarının sayısında bir azalma yaratsa da, gelecekteki saldırıların şiddetini artırma potansiyeline sahiptir (Price ve Forrest, 2013). Tarihte havacılık güvenliği, sektörün yönlendirdiği ve tepkisel olarak hareket eden bir yapıdan, devletin yönlendirdiği önlemsel hareket eden bir yapıya doğru evrilmiştir (Bragdon, 2008). Bu çerçevede, yasadışı olaylara tepki (reaction) olarak hayata geçen uygulamalar kadar, olayların önlenmesini sağlayacak önlemsel çalışmalar da önemlidir. 1930’lardan günümüze, yeni kurallar getirilmesine, kural değiştirilmesine ya da var olan kuralların güçlendirilmesine yol açmış suç ve terör olaylarının, havacılık güvenliği uygulamalarına etkisini dönemsel olarak sunan bu çalışma, elde edilen tecrübelerin altını çizerek, gelecekteki güvenlik uygulamalarına ışık tutmayı amaçlamaktadır. 2. HAVACILIK GÜVENLİĞİ KAVRAMI: Modern havacılık tarihi güvenlik kavramı üzerinden okunduğunda, havacılık güvenliği ile ilgili en büyük dönüşümlerin, yüksek sayıda can kaybına yol açan terörist saldırılardan sonra olduğu söylenebilir. Bu bağlamda, genellikle havacılık emniyeti için kullanılan “Havacılıkta kurallar kanla yazılmıştır.” ifadesinin havacılık güvenliğindeki kurallar için de geçerli olduğu görülmektedir. Dünyanın en önemli uçak üreticilerinden biri olan Boeing, havacılık emniyeti ve havacılık güvenliği kavramlarını şöyle tanımlamıştır (Boeing, 2002): Havacılık emniyeti, uçakların yaralanmaya ya da ölüme yol açabilecek faktörlerden arındırılmış olmasını sağlayacak çabalardır. Havacılık güvenliği, yolcu emniyetini etkileyebilecek tek bileşendir. Uçağın kendisinden ziyade istihbarat toplama, uçağa biniş öncesi prosedürler ve havalimanı güvenlik personeli ile ilgilidir. Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü (International Civil Aviation Organization - ICAO), güvenlik kavramını, sivil havacılığın yasadışı müdahale eylemlerine karşı korunması olarak tanımlamıştır. ICAO’ya göre bu amaç, alınan önlemler, insan ve malzeme kaynaklarının birleşimi ile başarılacaktır (ICAO, 2011). ICAO’ya göre yasadışı müdahale eylemleri: Hava aracının yasadışı ele geçirilmesi, Hizmetteki bir hava aracının tahrip edilmesi, Hava aracında veya havalimanında rehin alınması, Hava aracına, havalimanına veya havacılık tesislerine güç kullanarak zorla girilmesi, Bir hava aracının içine veya havalimanına suç işlemek amacıyla, silahla veya tehlikeli bir alet veya madde ile girilmesi, Hizmetteki bir hava aracının ölüme, ciddi fiziksel yaralanmaya neden olmak veya mala ya da çevreye ciddi zarar vermek amacıyla kullanılmasını ve 114 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Uçuştaki veya yerdeki bir hava aracının, yolcuların, ekibin, yer personelinin veya halkın, havalimanının veya sivil havacılık tesislerinin emniyetini tehlikeye atacak şekilde yanlış bilgi verilmesini içermektedir (ICAO, 2011). Yine Avrupa Parlamentosu da havacılık güvenliğini, “sivil havacılığın güvenliğini tehlikeye atacak yasadışı müdahale eylemlerine karşı sivil havacılığı korumak amacıyla alınan önlemler ve insan ve malzeme kaynaklarının birleşimi” olarak tanımlamıştır (EU, 2008). Sonuç olarak havacılık güvenliği kavramı, bir yasadışı müdahale ve buna karşı alınan önlemler, bu önlemleri alınmasını sağlayan yasal düzenlemeler ile bu düzenlemeleri uygulayan insanlar ve insanlara yardımcı olan araçlar-gereçler-malzemeler olarak açıklanabilir. İkinci bölümde sivil havacılığa karşı en büyük tehdit olan terörizme, hedef olarak sivil havacılığın seçilmesinin arkasında yatan motivasyonlara kısaca değinilecektir. 3. SİVİL HAVACILIĞI TEHDİT EDEN OLAYLAR: Modern havacılık başlangıcından bugüne, hem uçak kaçırma, bombalama, silahlı saldırı, karadan havaya füze saldırısı, kaçakçılık, hırsızlık vb. birçok tehdidin hedefi olmuş, hem de hava araçlarının kendileri kötüye kullanılmıştır. Bütün bunlar içerisinde havacılık güvenliğinin dönüşümüne neden olmuş olaylara bakıldığında, ağırlığın terörist saldırılarda olduğu görülmektedir. Bu nedenle bu bölümde, sivil havacılığı tehdit eden en önemli unsurlardan olan terörizm kavramı üzerinde durulacaktır. Siyasi amaçları desteklemek, korku ve endişe iklimi yaratılmasını sağlamak amacıyla terör kullanımı (Heywood, 2011: 305) olarak tanımlanan terörizm, Latince “titremeye/ürkmeye sebep olan, korkudan titreten” anlamlarına gelen terrere kelimesinden türemiştir. Terörizmin şiddet kullanması, hedef olarak masum insanları seçmesi ve kendi davalarına dikkat çekmek istemesi gibi özellikleri, farklı tanımlarda öne çıkan ortak noktalardır (Robertson,2007). Önceleri, terörist gruplar şiddetlerini ve aşırı ideolojik görüşlerini bir noktadan başka bir noktaya taşırken önemli zorluklarla karşılaşırlarken (Forest, 2008), günümüz terörist grupları küresel şehirlerde sembolik özellikler taşıyan hedeflere saldırı düzenleme konusunda eskiye göre daha çok olanağa sahiptirler (Ritzer, 2011). Geçtiğimiz yüzyıl boyunca terörizm, ticari havacılığın gelişimine paralel olarak kendisini yerel bir tehditten, küresel bir korkuya dönüştürmüştür (Forest, 2008). Belirli bir devletin ya da çok uluslu şirketin hedef alınmasındaki, kapitalizm karşıtlığı ya da Amerikan düşmanlığı gibi belirli motivasyonlar dışında, terörizmin sivil havacılığı hedef almasının nedenleri, Forest ve Schober vd.’den yola çıkılarak: Yoğun medya ilgisi, Ekonomik etki, Potansiyel kurbanların sayısı, Toplum üzerindeki psikolojik etki ve Zayıf ve elverişli hedeflerin varlığı olarak sıralanabilir (Forest, 2008; Schober vd., 2012). Buna göre teröristler, sivil havacılığı hedef olarak seçmenin, toplumun dikkatini çekmenin etkili ve düşük maliyetli bir yolu olduğunu keşfetmişlerdir (Forest, 2008). Böylece, politik mesajları medyada büyük bir yer kaplayabilmektedir (Hoffman, 2006). Teröristlerin davalarına dikkat çekebilmek için “Reklamın iyisi kötüsü olmaz.” diyen eski bir Hollywood deyişini benimsedikleri söylenebilir (Robertson, 2007). Zira uçak kazalarında olduğu gibi, sivil havacılığa karşı gerçekleştirilen terörist saldırılar da, insanların psikolojisini derinden etkilemekte ve büyük bir korku yaratmaktadır. 115 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Hava taşımacılığı, küresel ticaret ve ekonomik büyümeyle yakından ilgilidir (Forest, 2008). Bu bağlamda sivil havacılık tesislerinin sadece sembolik değil, yerel ve ulusal ekonomilerde oynadıkları rol nedeniyle küresel düzeyde geniş bir ekonomik etkileri bulunmaktadır (Szyliowicz, 2004). 11 Eylül olaylarından sonra görüldüğü gibi, sivil havacılık endüstrisi ekonomik olarak büyük zarar almış ve toparlanabilmesi için birkaç yıl geçmesi gerekmiştir. Yolcu uçakları, ticaretin ve nüfusun yoğun olarak bulunduğu noktaları, tahmin edilebilir pistlerden geçerek, tahmin edilebilir rotaları izleyerek, basınçlandırılmış bir kabinle ve tonlarca yakıtla, her gün, her saat birbirine bağlamaktadır (Forest, 2008). Eğer büyük can kayıpları hedefleniyorsa, binlerce metre yüksekteki yolcu uçakları, kurtulma şansı olmayan yüzlerce masum insan sunmaktadır (Hougham, 2009). Bu bağlamda, geniş araziler üzerine kurulu ve milyonlarca insanın gelip geçtiği büyük havalimanlarının, kalkış ve inişlerde alçaktan uçan hava araçlarının, yolcuların, havacılık sektörü çalışanlarının, teröristler için zayıf ve elverişli hedefler oldukları aşikardır. Sivil havacılığı tehdit eden kaynaklar, kullanılan taktikler ve sivil havacılıkta hedef olarak nelerin seçildiği aşağıdaki şekilde görülmektedir: Tehditler Taktikler Hedefler Uçak Büyük yolcu uçağı Düşman Ulus Devletler Uçak kaçırma Bombalama Büyük kargo uçağı Küçük uçak Geleneksel olmayan uçak Teröristler Silahlı saldırı Hava taşımacılığı sistemi altyapısı Suç Öğeleri Kaçakçılık/Sevk Kargo suçları (kaçak mal, hırsızlık, vb.) Hava kargo taşımacılığının kötüye kullanımı Şekil-1: Havacılık güvenliği tehdit kaynakları, taktikler ve hedefler Kaynak: Elias: 2010: 105. Buraya kadar havacılık güvenliği ve sivil havacılığı tehdit eden unsurlardan olan terörizm kavramı kısaca tanımlandı. Bundan sonraki bölümde, havacılık güvenliği uygulamalarının dönüşümüne neden olan olaylar ve uygulamalar birlikte gösterilmeye çalışılacaktır. 4. HAVACILIK GÜVENLİĞİ UYGULAMALARI: Bu bölümde, 1930’lardan günümüze sivil havacılığı tehdit eden olaylar ve bunların akabinde hayata geçirilen uygulamalar, üç dönem halinde sunulacaktır. 116 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Bu olay ve uygulamalar, Price ve Forest (2013), Elphinstone (2009), Schiavo (2009), www.iata.org ve www.flightglobal.com’dan derlenerek hazırlanmıştır. Olaylar, Şekil 2, 3 ve 4’te zaman çizgisinin üst kısmında, uygulamalar ise alt kısmında gösterilmiştir. İkinci Dünya Savaşı’nın sonlarına gelindiğinde, sivil havacılığın çok taraflı gelişiminin sağlanmasıyla, teknik, ekonomik ve siyasi problemlerin üstesinden gelinebileceği konusunda bir fikir birliği oluşmuş ve bu düşünce, ABD’nin öncülüğünde Chicago Sözleşmesinin imzalanmasıyla hayata geçmiştir (Günel, 2010). Hemen arkasından ICAO ve IATA kurulmuş, hem devletler hem de havayolu şirketleri, sivil havacılığın gelişmesi için birlikte çalışmaya başlamışlardır. 1945-1961 arası, özellikle Küba ve doğu bloğu çıkışlı çok sayıda uçak kaçırma olayı yaşanmıştır (Günel, 2010). Tüm bu uçak kaçırmalar, havacılık güvenliğinin doğuşu denilebilecek Tokyo Konferansı’nın toplanmasına yol açmıştır (Elphinstone, 2009). Bunun yanında, 1961 yılında Amerikalı ilk hava korsanının Küba’ya uçak kaçırmasından sonra, ilk Air Marshal programı oluşturulmuştur (Price ve Forrest, 2013). 1968 yılında, bir uçağın ilk kez teröristlerce kaçırılması, modern terörizmi başlatan olay olmuştur (Hoffman, 2006). ABD’de devam eden uçak kaçırma olayları üzerine, 1969 yılında, uçakların kaçırıldığı havalimanlarından bazılarına, el bagajları için kapı tipi metal detektörleri ve X-ray makineleri yerleştirilmiştir (Poole, 2009). 1970’lerden 1985’e kadar havacılık güvenliği uygulamalarına bakıldığında, Lahey ve Montreal sözleşmeleri, Annex 17’nin yayınlanması ve Bonn Bildirisi görülmektedir. İlk uçak kaçırma İlk uçak bombalama İlk ölümlü uçak kaçırma Teröristlerce ilk uçak kaçırma TWA, Swissair, Pan Am, BOAC Lod Havalimanı, Cathay Pacific Havayolu ofisleri, TWA Lufthansa Air India, TWA, Havalimanı saldırıları 1980’lerin ortalarında bir dizi havalimanı saldırısı gerçekleştirilmiştir. 1985’te Air India’nın 182 sefer sayılı uçuşuna, sahipsiz bir bagaj içerisine gizlenmiş bir bomba yerleştirilmiş, 60’ı çocuk 329 kişi ölmüş; bu olay 11 Eylül’e kadar teröristlerce gerçekleştirilen en kanlı saldırı olarak tarihe geçmiştir (Price ve Forrest, 2013). Bu olay üzerine Kanada’da havacılık güvenliği konusunda önemli gelişmeler yaşanmış; Kanada, ICAO’ya yolcubagaj eşleştirmesi başta olmak üzere, çeşitli önerilerde bulunmuştur (Public Safety Canada, 2005). 1931 1933 1947 1968 1970 1972 1974 1977 1985 Şekil-2: Sivil havacılığı tehdit eden olaylar ve havacılık güvenliği uygulamaları (1931-1985) 117 1985 Kanada’nın ICAO’ya önerisi Bonn Bildirisi 1975 1978 Annex 17 Montreal Söz. 1970 1971 Lahey Söz. 1963 Tokyo Söz. ICAO IATA Chicago Söz. 1944 1945 1947 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 1988 yılında İskoçya’nın Lockerbie kasabası ve sivil havacılık dünyası, bir felaketle daha karşı karşıya kalmıştır. Pan Am 103 sefer sayılı uçuşuna, Air India 182 olayında olduğu gibi, sahibi uçakta olmayan bomba gizlenmiş bir bagaj yüklenmiş, uçaktaki 259 kişi, Lockerbie kasabasında ise 11 kişi hayatını kaybetmiştir (Price ve Forrest, 2013). Bu olayı araştırması için ABD’de kurulan komisyon, Amerikan sivil havacılık sisteminin sorunlu olduğuna, FAA’nın (Federal Aviation Administration – Federal Havacılık İdaresi) tepkisel hareket eden bir yapıya sahip olduğuna ve daha katı uygulanabilecek bir yolcu-bagaj eşleştirme sisteminin bu olayı önleyebileceği sonuçlarına ulaşmıştır (Hainmüller ve Lemnitzer, 2003). 1960’larda ve 1970’lerdeki bombalı saldırılarda, patlayıcı madde olarak genellikle X-Ray cihazlarında tespit edilebilen dinamit kullanıldığından, kural koyucular plastik patlayıcılara odaklanmamıştır (Price ve Forrest, 2013). Ancak 1980’lerdeki bir dizi olay, plastik patlayıcıların teşhis amacıyla işaretlemesini sağlayan Montreal Sözleşmesi’nin yolunu açmıştır. Etiyopya 961, TWA 800 Mısır 990, Air Bostvana 11 EYLÜL 1996 1999 2001 1996 2001 Havacılık güvenliğinin yeniden doğuşu 1991 1995 Gore Komisyonu 1990 Bojinka Heathrow, Air France 8969 1994 Montreal Söz. Montreal Protokolü İlk AVSEC paneli 1987 1988 1991 Havacılık güvenliği ve terörizm komisyonu (ABD) 1987 1988 1989 Singapur 737 UTA 772 Pan Am 103 Kore 858 Aşağıda, bu dönemin 11 Eylül 2001 ile sonlanan diğer önemli olayları sıralanmıştır. Şekil-3: Sivil havacılığı tehdit eden olaylar ve havacılık güvenliği uygulamaları (1987-2001) 11 Eylül saldırıları, sivil havacılıkta güvenlik anlamında önemli dönüşümlerin başladığı tarih olarak görülmektedir. 11 Eylül’den sonra hayata geçen uygulamaları, kokpit kapılarının güçlendirilmesi ve uçuş boyunca kilitli tutulması, TSA’nın (Transportation Security Administration – Ulaştırma Güvenlik İdaresi) kurulması, Air Marshal programının genişletilmesi, ABD’de gönüllü olan pilotların silah taşımasına olanak tanıyan yeni bir program başlatılması, EDS’nin (Explosive Detection Systems – Patlayıcı Tespit Sistemleri) tüm uçak altı bagajlar için zorunlu hale getirilmesi olarak sıralayabiliriz (Flight Global, 2015; IATA, 2015). Bu döneme damga vuran diğer önemli olaylar ve uygulamalar ise, ayakkabı bombacısı ve yeni kontroller - sıvı patlayıcı girişimi ve el bagajlarında sıvı yasakları - iç çamaşırı bombacısı ve tüm vücut tarama sistemleri, Germanwings olayı ve kokpitte en az iki kişi bulundurulması çalışmaları olarak sıralanabilir. 118 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Ayakkabıya gizlenen bomba, uçak yolcularını ayakkabı tarayıcılarıyla tanıştırmıştır. Sıvı patlayıcı kullanma girişimlerinden sonra, yolcuların el bagajlarında kabine sokabileceği sıvılara ve jellere kısıtlamalar getirilmiştir (IATA, 2015). Tüm vücut tarama sistemleri havalimanlarında 2007’den beri kullanılırken, 2009 yılında yaşanan iç çamaşırı bombacısı olayı, ABD’nin bu tarayıcıların 2010 yılından itibaren kullanımını zorunlu hale getirmesiyle sonuçlanmıştır (dailymail.co.uk, 2015). İç çamaşırı bombacısı Hava kargo sabotaj girişimi Domodedova Havalimanı Germanwings 2011 2015 2001 2002 2004 2006 2007 2009 2010 2014 2015 Tüm vücut tarama sistemleri Yemen –Somali, Pekin Sözleşmesi Tokyo Sözleşmesinde değişiklik Ayakkabı tarama Kokpitte en az iki kişi Glasgow Havalimanı 2010 Sıvı patlayıcı 2009 El bagajlarında sıvı kısıtlaması İngiltere havalimanlarında değişiklik Rusya’da uçak bombalamaları 2006 2007 Uçaklara füzesavar, ICAO ASAP-USAP 2004 Ayakkabı bombacısı 2001 2002 Rusya’da X-Ray taramalarında değişiklik Karadan havaya füze 2015 yılında gerçekleşen Germanwings olayında, 11 Eylül olaylarından sonra sivil havacılığın karşılaştığı kilitli kokpit kapısı uygulaması, bu kez pilotlardan birini dışarıda bırakmak için kullanılmış ve uçuş ekibinin uçağı kasti olarak düşürdüğü olaylara bir yenisi eklenmiştir. Bu gibi havacılık tehditlerinin, daha etkili geçmiş kontrolleri, işyerinde personel ve yöneticiler için uygulanabilecek çeşitli eğitim programları ile üstesinden gelinebilineceği düşünülmektedir (Price ve Forrest, 2013). Şekil-4: Sivil havacılığı tehdit eden olaylar ve havacılık güvenliği uygulamaları (2001-2015) 5. DEĞERLENDİRME VE SONUÇ Sivil havacılık güvenliğinin, ortaya çıkışından bugüne, inişli çıkışlı bir grafik izlediği ve çoğu zaman tepkisel hareket ettiği görülmektedir (Raffel ve Ramsay, 2011). Güvenlik ile ilgili problemler, genellikle bir felaket meydana geldiğinde tespit edilebilmekte ve bu büyük olaylar, bir reform ihtiyacını beraberinde getirmektedir (Hougham, 2009). Bu düzenlemelerin ise, yeni bir yöntem geliştirilene, tarayıcıları atlatacak yeni bir malzeme bulunana, yani saldırganların yeni bir zayıflık bulmasına kadar önlemsel olduğu düşünülmektedir. Yasal düzenleme, alınacak önlemler ve araç-gereç-malzeme dışında, havacılık güvenliğinin sağlanmasında diğer önemli unsur ise, insandır. Özellikle havalimanlarında çalışan güvenlik personelinden iyi sonuçlar alınması isteniyorsa, kritik noktalarda çalışanların iyi ücret alması, uygun bir eğitim alması, personel devir hızının düşük olması, dikkat edilmesi gereken noktalar arasındadır (Hainmüller ve Lemnitzer, 2003). Bu araştırmada, sivil havacılığı tehdit eden yasadışı olaylardan, havacılık güvenliği uygulamalarının değişmesine, yeni bir uygulama ortaya çıkmasına ya da var olan uygulamaların güçlenmesine yol açanlar seçilerek, genel bir çerçeve çizilmeye çalışılmıştır. Ortaya çıkan çözümlerin, genel olarak tepkisel bir yapıya sahip olduğu vesaldırganlar yeni bir yöntem, başka bir teknoloji ya da güvenlik sisteminde bir zayıflık bulana 119 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR kadar işe yaradığı görülmüştür. Yine de havacılık güvenliği, önlemsel olabilmek için yoğun çaba harcamaktadır. Özellikle 11 Eylül olaylarından sonra ICAO, oluşturduğu Evrensel Güvenlik Denetleme Programıyla, üye devletlerde havacılık güvenliği ile ilgili denetimler gerçekleştirmeye başlamıştır. Bu denetimler, hem üye devletlere hedef koyması hem de güvenlik anlamında uluslararası standartlara yaklaşılması anlamında önemli görülmektedir. 1944 yılında imzalanan Chicago Sözleşmesi ile kurulması kararlaştırılan ICAO, Birleşmiş Milletler’in uzmanlaşmış bir kuruluşudur. (ICAO, 2015). Havacılık güvenliği ile ilgili olarak tüm dünyada alınan önlemler, ICAO’nun yayınladığı Annex 17 – Güvenlik doğrultusunda gerçekleştirilmektedir ancak tarihsel olarak bakıldığında, havacılık güvenliği ile ilgili kuralların, kanunların ve bunlara bağlı olarak geliştirilen uygulamaların büyük oranda saldırılardan sonra ortaya çıktığı görülmüştür (Price ve Forrest, 2013). Annex 17 – Güvenlik’in yayınlandığı 1970’lerden 11 Eylül 2001’e kadar, devletlerin havacılık güvenliği ilgili aldığı yeni önlemler gerçekleşen bir terörist saldırıdan sonra ortaya çıkmıştır. Ancak 11 Eylül olaylarından sonra tüm dünyada ve ABD’de önlemsel politika geliştirilmesi konusunda bir eğilim olduğu görülmektedir (Price ve Forrest, 2013). Uluslararası sivil hava taşımacılığının yasadışı eylemlerden tamamen arındırılması, korunması gereken fiziksel alanların genişliği ve çokluğu ile çalışanların ve yolcuların sayısal büyüklüğü nedeniyle imkansız görülmektedir. Ancak geçmişte yaşanan olaylarda, nerelerde hata yapıldığının tespit edilmesi ve bunlardan dersler çıkarılması, gelecekteki muhtemel hataların ve dolayısıyla saldırıların önlenmesi noktasında önemli kazanımlar sağlayacaktır. Havacılık güvenliğinin temel amacına ancak önlemsel olabilecek uygulamaların artması ile yaklaşılacaktır. KAYNAKÇA: Bragdon, Clifford R. (2008), Transportation Security, UK: Elsevier. Boeing http://boeing.mediaroom.com/2002-07-19-Aviation-Safety-and-Aviation-Security[Accessed 17.08.2015] Dailymail.co.uk http://www.dailymail.co.uk/news/article-2204707/X-ray-technology-Full-body-scanners-banned-Europeallowed-United-States.html[Accessed 29.08.2015] Elias, Bartholomew (2010),Airport and Aviation Security: U.S. Policy and Strategy in The Age of Global Terrorism, USA:Taylor & Francis Group. Elphinstone, Gary (2009), “The Early History of Aviation Security Practice”, (in: Andrew R. Thomas-Ed., Aviation Security Management), USA: Praeger Security International, pp.1-8. EU - Regulation (EC) No 300/2008 of The European Parliament and of The Council of 11 March 2008 on Common Rules in The Field of Civil Aviation Security and Repealing Regulation (EC) No 2320/2002, Official Journal of the European Union, L 97, 09 April 2008. Flight Global http://www.flightglobal.com/features/9-11/Terrorism/[Accessed 25.05.2015] Forest, James J. F. (2008), “Modern Terrorist Threats to Aviation Security”, (in: Andrew R. Thomas-Ed., Aviation Security Management), USA: Praeger Security International, pp.98-121. Günel, Reşat Volkan (2010), Uluslararası Sivil Havacılık Hukuku, İstanbul: Beta. 120 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Hainmüller, Jens, Jan Martin Lemnitzer (2003), “Why Do Europeans Fly Safer? The Politics Of Airport Security In Europe and The US”, Terrorism and Political Violence, Vol. 15, No.4, Winter 2003, pp.1-36. Heywood, Andrew (2011), “Siyasi İdeolojiler”, Çevirenler: Ahmet Kemal Bayram, Özgür Tüfekçi, Hüsamettin İnaç, Şeyma Akın, Buğra Kalkan, Ankara: Adres Yayınları. Hoffman, Bruce (2006), Inside Terrorism, USA:Columbia University Press. Hougham, Courtney (2009), “Aviation Security in the Face of Tragedy”, (in:M.R. Haberfeld, Agostino von Hassell-Ed., A New Understanding of Terrorism), New York NY: Springer, pp.143-158. IATA http://www.iata.org/pressroom/documents/impact-9-11-aviation.pdf[Accessed 10.06.2015] ICAO, Annex 17, Security–Safeguarding International Civil Aviation Against Acts of Unlawful Interference, Ninth Edition, ICAO March 2011. ICAO http://www.icao.int/about-icao/Pages/default.aspx[Accessed 06.10.2015] Poole, Robert W. (2009), “The Case For Risk-Based Aviation Security Policy”, World Customs Journal, Vol. 3, No. 2, September 2009, pp.3-16. Price, Jeffrey C. ve Forrest, Jeffrey S. (2013), Practical Aviation Security: Predicting and Preventing Future Threats, UK: Elsevier. Public Safety Canada http://www.publicsafety.gc.ca/cnt/rsrcs/pblctns/lssns-lrnd/lssns-lrnd-eng.pdf[Accessed 17.07.2015] Raffel, Robert, Jim Ramsay (2009), “Aviation Security in The United States”, (in: John F. O’Connell, George Williams-Ed., Air Transport in the 21st Century: Key Strategic Developments), Ashgate, pp.375-399. Ritzer, George (2011), Küresel Dünya, Çev: Melih Pekdemir, İstanbul: Ayrıntı. Robertson, Ann E. (2007), Terrorism and Global Security, New York NY: Infobase Publishing. Schiavo, Mary F. (2009), “A Chronology of Attacks Against Civil Aviation”, (in: Andrew R. Thomas-Ed., Aviation Security Management), USA: Praeger Security International, pp.142-260. Schóber, Tomáš, Ivan Koblen and Stanislav Szabo (2012), “Present and Potential Security Threats Posed to Civil Aviation”, Incas Bulletin, Vol. 4, Issue 2/2012, pp.169-175. Szyliowicz, Joseph S. (2004), “Aviation Security: Promise or Reality?”, Studies in Conflict & Terrorism, 27, pp.47-63. 121 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Hfacs (Human Factors Analysis And Classification System) Kaza Sonu İnceleme Modelinin Uçuş Emniyetine Katkısının Değerlendirilmesi Evaluating the Contribution of HFACS(HUMAN FACTORS ANALYSIS AND CLASSIFICATION SYSTEM) The Accident İnvestigation Model to Flight Safety Yusuf BAKAR1 ABSTRACT: In the literature, a large proportion of aviation accidents as 70-80% (Wiegmann & Shappell, 2001) has been found to occur due to human-induced errors. The human factor analysis and classification system is a model designed to find the main causes of human-induced errors. In this study, HFACS has been examined and its contributions to flight safety has been assessed. In addition, with the help of HFACS, it has been tried to explain the continuity of flight safety, to reveal the human factor which is one of the key factors in aircraft accidents and Crimea and what are the underlying causes of this factor. Thus, it is aimed to contribute to flight safety by preventing the human induced-accidents that may occur. The main subject headings are Reason’s Human Error "Swiss Cheese" Model and HFACS. The studies on human error has become widespread since 1950. Reason’s Human Error “Swiss Cheese” model is a source of human factor analysis studies in accidents. Based on the way here, psychologists, Wiegmann and Shappell constituted the general framework of human error approach in accidents by developing "Human Factors Analysis and Classification System, HFACS". This study examines the effects of human to accidents and the HFACS system (Human Factors Analysis and Classification System) in the light of terms imparted to the literature after the investigation of human factors in the past to the present accident. Keywords: Human Error, Aviation Accidents, HFACS (Human Factor Analysis and Classification System) ÖZET: Literatür incelendiğinde, havacılık kazalarının %70-80 (Wiegmann & Shappell, 2001) gibi büyük bir oranda insan kaynaklı hatalar nedeniyle meydana geldiği tespit edilmiştir. İnsan faktörü analizi ve sınıflandırma sistemi ise insan kaynaklı hataların temel nedenlerini bulmak için tasarlanmış bir modeldir. Bu çalışma ile HFACS incelenmiş ve uçuş emniyetine sağlayacağı katkılar değerlendirilmiştir. Ayrıca uçuş emniyetinin sürekliliği ve meydana gelen hava aracı kaza ve kırımlarında önemli faktörlerden biri olan insan faktörünü ortaya koymak ve bu faktörün altında yatan nedenlerin neler olduğu HFACS yardımıyla izah edilmeye çalışılmıştır. Böylece meydana gelebilecek insan kaynaklı kazaların önüne geçerek uçuş emniyetine katkı sağlamak amaçlanmıştır. Konunun temel başlıklarını Reason’ın İnsan Hatası “İsviçre Peyniri” (Swıss Cheese) Modeli ve HFACS oluşturmaktadır. İnsan hatası kapsamında yapılan çalışmalar 1950’den itibaren yaygınlaşmaya başlamıştır. Reason’ın İnsan Hatası “İsviçre Peyniri” (Swıss Cheese) Modeli kazalarda insan faktörü analizi çalışmalarına 1 Hava Harp Akademisi, yusufbakar14@gmail.com 122 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR kaynak oluşturmaktadır. Buradan yola çıkan psikologlar Wiegmann ve Shappell “Human Factors Analysis and Classification System, HFACS” geliştirerek kazalarda insan hatası yaklaşımının genel çerçevesini oluşturmuşlardır. Bu çalışma, insanın kazalara olan etkisini ve geçmişten günümüze kazalarda insan faktörünün incelenmesi sonucu literatüre kazandırılan terimler ışığında (Human Factors Analysis and Classification System) HFACS sistemini incelemektedir. Anahtar Kelime:İnsan Hatası 1, Havacılık Kazaları 2, HFACS (Human Factor Analaysis and Classification System) 3. 1. GİRİŞ: İnsanın uçuş tutkusu ve beraberinde gelen kazalar havacılığı derinden etkilemiştir. Ancak kazaları azaltma çalışmaları sürekli olarak devam eden bir süreçtir ve bununla ilgili birçok çalışma yapılmıştır. Özellikle uçak teknolojisinin gelişerek 1950’den sonra jet motorlarının yaygın olarak kullanılmaya başlanması ile beraber kazalarda ciddi oranda azalmalar meydana gelmiştir (Aktaş & Tekarslan, 2013). Dünya üzerindeki en son teknolojinin uygulama alanı havacılık sektörü olmuştur. Uçaklar çarpışma ikaz sistemleri, çeşitli radarlar, otomatik uçuş sistemleri vb. sistemler ile donatılarak güvenli uçuşun önü açılmıştır. Kazanılan bu yetenekler sayesinde uçuş emniyeti artırılmış ve kazalarda bir azalma yaşanmıştır. Alınan bütün önlemlere rağmen kazalar olmaya devam etmiş fakat bu durum havacılığa olan güveni azaltmamıştır. Amerika da 1995–2004 tarihleri arasında yaşanan ölümlü kazalar incelendiğinde hava yolu taşımacılığının karayolu taşımacılığından çok daha güvenli olduğu ortaya çıkmıştır (Türkiye Makina Mühendisleri Odası, 2007). Havacılık alanında meydana gelen kazaların nedenleri incelendiğinde meydana gelen kazaların % 2’si önlenemeyen, % 98’i ise önlenebilen kazalar olduğu görülmüştür (İvecan, 2004). Kazaları önleyebilmek mümkün olduğuna göre bunun altında yatan nedenlerin doğru değerlendirilmesi gerekmektedir. Boeing firmasının 2003 yılında yayınladığı kaza istatistiklerinde, toplam 186 hava aracı kazasının meydana geldiği, bunlardan 50’sinin sebebinin bilinmediği, sebebi bilinen 136 kazanın ise 84’nün mürettebat hatası sonucu meydana geldiği görülmektedir. Buna bakım ve yer personelinin hataları da eklendiğinde, kazaların en az %70’nin insan hatası nedeniyle meydana geldiği anlaşılmaktadır (Karakuş, 2006). Kazalarda insan faktörü %70–80 seviyesindedir. Bunun nedeni ise kazalarda İnsan hatasını tespit etmede karşılaşılan zorluktur (Wiegmann & Shappell, 2001). Havacılığın ilk yıllarında insan hatası denilince akla sadece pilotlar gelmekteydi. Hâlbuki burada kastedilen uçuşla alakalı her türlü faaliyette (bakım, yer hizmetleri, trafik kontrol vb.) görev alan personeldir (Lewis, 2004). Kazalarda insan faktörü tespiti için yapılan çalışmalara temel olacak ortak bir yapı oluşturulamamıştır. 90’lı yılların başında Reason insan hatası ile ilgili faaliyetlere temel teşkil edecek çalışmalar yapmıştır. Ancak insan faktörü ile ilgili konuların çok çeşitli olması ve kişiden kişiye değişkenlik göstermesi bu konuda yapılan çalışmaları güçleştirmiş ve ortak bir veri tabanı oluşturulamaması kazanılan tecrübelerin daha sonra yapılan çalışmalara aktarılamamasına neden olmuştur. Bu çalışmanın amacı, Uçuş emniyetinin sürekliliği ve meydana gelen hava aracı kaza ve kırımlarında önemli faktörlerden biri olan insan faktörünü ortaya koymak ve bu faktörün altında yatan nedenlerin neler olduğunu izah etmek ve böylece meydana gelebilecek insan kaynaklı kazaların önüne geçerek uçuş emniyetine katkı sağlamaktır. Bu çalışma, insanın kazalara olan etkisini ve geçmişten günümüze kazalarda insan faktörünün incelenmesi sonucu literatüre kazandırılan terimler ışığında (Human Factors Analysis and Classification System) HFACS sistemini incelemektedir. Faydalanılan temel kaynaklar, bu konuya “Human Eror” adlı kitabı ile öncü olan James Reason ve yayınlanmış makalelerin sentezi ile literatür incelenerek oluşturulan gözlemlerdir. İlgili çalışmalar birçok veri tabanının taranması sonucu incelenmiştir. Veri toplamak için anahtar kelimeler kullanarak ProQuest, EBSCOhost, YÖK Ulusal Tez Merkezi, Ulakbim Ulusal Veri Tabanı, Hiperkitap ve Google 123 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Akademik kaynaklarından faydalanmıştır. Bu taramalar sonucu öncelikle makale özetleri incelenmiş takiben bu makaleler ayrıntılı olarak değerlendirilmiştir. 2. LİTERATÜR TARAMASI: 2.1. Reason’ın İnsan Hatası “İsviçre Peyniri” (Swıss Cheese) Modeli İnsan hatası ile ilgili en bilinen yaklaşımlardan birisi Reason’ın yaklaşımıdır. Reason bu yaklaşımı ilk olarak nükleer santraller için ortaya atılmıştır (Reason, 1990). Bu yaklaşımın İsviçre Peynirine benzetilmesinin en önemli nedeni Reason’ın insan hatasını dört seviyede incelemesi ve bu seviyelerde meydana gelen gizli hataların bir sonucu olduğuna yer vermesidir. Bu her seviyedeki hatalar deliklerle ifade edilmekte ve bu ifade İsviçre peynirine benzetilmektedir. Reason’ın bahsettiği dört seviyeden birincisi uçuş ekibinin yapmış olduğu hatalardır. Bu hatalar sonucunda emniyetsiz davranışlar görülmektedir. Bu seviyede uçuş ekibi arasındaki uyumsuzluk, iletişim sorunları gibi faktörler etkili olmaktadır. (Reason, 1990) Birçok araştırmacı bu gizli kalmış hataları gözden kaçırabilmektedir. Bu yaklaşım diğer yöntemlerin aksine gizli hataları incelemektedir. Başka bir seviye ise Ekip kaynak yönetimi dâhilinde olan iletişim sorunları, zihinsel yorgunluk gibi şartları içermektedir (Reason, 1990). Üçüncü seviye olarak adlandırılan Emniyetsiz denetim ve yönetim ekip kaynak yönetimindeki uyumsuzluğun izlerini takip edebilmektedir. Kategorisi ve tecrübesi yetersiz pilotlar birbiri ile eşleştirerek kötü şartlarda uçmalarına izin verilmesiyle performanslarının düşeceğini ve bu nedenle de hata yapmalarının kaçınılmaz olduğunu söyleyebiliriz. En tepede tüm seviyeleri de etkileyen organizasyon etkileri gelmektedir (Reason, 1990). Örnek verecek olursak ihtiyaçlardan dolayı personele verilen eğitimin süresi ve içeriğinin kısaltılması sonucunda, ilerleyen dönemde yöneticilerin karmaşık görevleri verebileceği yeterlilikte personel bulamaması gibi sıkıntılarla karşılamaları kaçınılmaz olur. Reason’ın modelini kullanılabilir hale getirmek için 1997 yılında Shappell ve Wiegmann ABD Deniz Kuvvetlerinde meydana gelen kazaları inceleyerek İnsan Faktörü Analiz ve Sınıflandırma sistemini (Human Factors Analysis and Classification System, HFACS) geliştirdiler. (Shappell & Wiegmann, 2000) 2.2. HFACS: HFACS insan faktörünü operatörlerin emniyetsiz davranışı (pilot, bakım ekibi, Radar operatörü gibi), emniyetsiz davranışları oluşturan durumlar, emniyetsiz denetim ve örgütsel etkiler olmak üzere dört seviyede tanımlamıştır (Shappell & Wiegmann, 2000). Operatörün (pilot, bakım ekibi, Radar operatörü gibi) hata ya da kasıtlı ihlali sonucu meydana gelmiş kaza ve olaylardır. Emniyetsiz davranışlar, hatalar ve ihlaller adı altında iki alt bölümde incelenir. Organizasyon içinde kullanılan yönergeler ve kurallar ile hatalar ve ihlaller birbirinden ayrılır. Hata, operatörün çeşitli sebeplerden dolayı hedeflenen sonuca ulaşmasını engelleyen ve kasti olmayan bilişsel ve fiziksel kaza ya da olaya yol açan faaliyetleridir. İhlal ise bir operatörün, bilerek kanun, kural ve yönergelerin dışında hareket etmesi sonucu emniyetsiz davranışlar sergilemesidir. Hatadan en önemli farkı, bilerek ve kasıtlı yapılmasıdır. Bu iki kategori içinde HFACS üç tip hatadan (karar, yetenek ve algılama ) ve iki tip ihlalden (rutin ve istisnai) bahseder.(Shappell & Wiegmann, 2000) 124 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şema-1: Emniyetsiz Davranışlar Kaynak: Shappell & Wiegmann, 2000 2.2.1.1. Hatalar: Karar hataları, bir operatörün amaçlanan hedefe varmak için iyi niyetle seçtiği yanlış planlama ve uygulamalar sonucu emniyetsiz durumlar yaratmasıdır (Shappell & Wiegmann, 2000). Hata çeşitleri içerisinde belki de en detaylı olarak incelenen karar hataları; yanlış risk değerlendirmesi, öncelik vermede hatalar, aceleci ya da geç davranma, görsel ve sesli ikazları fark edememe ya da önemsememe ve yanlış hareket tarzının seçilmesi başlıklarını içerir (Shappell & Wiegmann, 2000). 2001 yılında yapılan bir çalışmada 1987–2000 yılları arasındaki uçuşlar incelenmiş ve kazaların %76’ sının insan hatası yüzünden meydana geldiği ve bunlarında %17 ile en çok karar hatalarından oluştuğu tespit edilmiştir (Veillette, 2001). Karar hatalarına en çok karmaşık ve koordine gerektiren görevlerde karşılaşılır. Bunun en önemli sebebi ise kuralların tam olarak uygulanmaması veya hatalı uygulanmasıdır. Bu durumda kazalar kaçınılmazdır. Bazen sadece kurallar tek başına yeterli olmayabilir ve pilotun karşısına seçmesi gereken durumlar gelebilir. Uzun bir görevden sonra evine dönmekte olan bir pilot dönüş rotası üzerinde bir oraj ile karşılaşırsa önünde iki seçenek vardır: rotasını değiştirmek (eve dönüşü gecikecektir) veya evine biran önce ulaşmak için aynı rotada devam ederek kötü havanın içerisine girmek (kaza yapma riski artacaktır) Bazı durumlarda karar vermek için yeterli zaman olmadığından problem tam olarak anlaşılamaz ve bunun sonucunda yanlış karar verilebilir (Shappell & Wiegmann, 2011). Beceri eksikliği, operatörün rutin, üzerinde yeterince eğitim aldığı bir görevi yerine getirme esnasında yaptığı istem dışı emniyetsiz durum yaratan, çapraz kontrol yetersizliği, checklist hataları, usul hataları, aşırı ya da yetersiz kumanda, etraf kontrolünün zayıflaması, uygun olmayan "G" manevrası gibi hatalarıdır. (Shappell & Wiegmann, 2000) Gerçekte dikkatin uygun olarak taksim edilememesi pek çok beceri kaynaklı hatanın temelini teşkil eder. Kokpit içerisinde yanan bir ikaz ışığına fiks olan pilotun alçalışını fark etmeyerek araziye çarpması bu tip hataya iyi bir örnektir. Amerika da yapılan bir araştırmanın sonuçlarına göre 1999 ile 2002 yılları arasında gerçekleşen 181 kazanın 77’sinde yani %42,5 gibi yüksek bir oranda kazanın temel nedeninde beceri eksikliği yatmaktadır (Wiegmann & Shappell, 2006). 125 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Algılama hatası, dışarıdan gelen etkilerde azalma veya değişme olduğunda (gece uçuşu, kötü havada uçuş gibi) meydana gelir. Kusurlu veya eksik bilgiyle karşılaşıldığında mürettebat görsel/algısal yanılsamalarla mesafeyi, irtifayı, süzülüş oranını yanlış değerlendirir. Kazalara sebep olan görsel algıda azalma veya uzaysal konumlamadaki hatalar değil, pilotların bu yanlış algılamalar karşısında verdiği tepkilerdir. Kötü hava şartlarında pilotlar uçuş aletlerine güvenmeyip algılarına göre kumanda verirler ise kaza kaçınılmaz olacaktır. (Shappell & Wiegmann, 2000) 2.2.1.2. İhlaller: İhlaller sebepleri incelendiğinde iki temel biçime ayrılır. Birincisi, rutin ihlaller, yöneticilerin bu olaylara göz yumması nedeniyle alışkanlık haline gelir (Wiegmann & Shappell, 2011). “Kuralların delinmesi” diye de adlandırılan bu kural ihlali, bir kişinin arabasını yasaların müsaade ettiğinden 5–10 km. hız fazlasıyla kullanmasına ve bunu alışkanlık haline getirmesine benzer. Diğer yandan istisnai ihlaller ise yöneticiler tarafından affedilmez. Örneğin 55 mil hız sınırı olan bir yolda 105 mil süratle gitmek yetkililer tarafından affedilmez (Shappell & Wiegmann, 2000). Görev dışı alçak irtifa uçuşu ya da müsaade edilmemiş bir manevrayı yapmak bu tip ihlale bir örnektir. Önceden tahmin edilememeleri organizasyonlar tarafından istisnai ihlaller için önlem alınmasını güçleştirir. Ayrıca bu hatayı işleyenlere sorulduğunda yanıt olarak net bir sebep tespit edilemediği görülür. 2.2.2. Emniyetsiz Davranışları Hazırlayan Faktörler: Genelde yapılan hataların başında emniyetsiz davranışlara neden olan faktörler incelenmeden emniyetsiz davranışlara odaklanmak gelir. Araştırmacıların inceleme yaparken emniyetsiz davranışları derinlemesine incelemelidir. Bunun için ise operatörlerin durumunu, çevre ve personel etkilerini değerlendirmelidir.(Shappell & Wiegmann, 2011) Şema-2: Emniyetsiz Davranışları Hazırlayan Ön Şartlar Kaynak: Shappell & Wiegmann, 2011 126 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 2.2.2.1. Operatörlerin durumu: Operatörlerin fiziksel ve ruhsal durumu, emniyetsiz ön koşulları oluşturan diğer bir konudur. Tanımı; bir kaza ya da olaya yol açabilecek olumsuz, yanlış ya da eksik zihinsel, kavramsal, psikolojik ya da fizyolojik durumlardır. (Shappell & Wiegmann, 2000) Operatörlerin fiziksel ve ruhsal durumu; olumsuz bilişsel durumlar, olumsuz fizyolojik durumlar ile fiziksel ve zihinsel limitler adı altında üç alt başlıkta incelenmektedir. Olumsuz bilişsel durumlar; dikkatsizlik, fix olma, görevin karışıklığı/ zorluğu, eksik/ yanlış geri besleme, zihin karışıklığı, kaybolma, çeklist karmaşası gibi durumları içermektedir (Shappell & Wiegmann, 2000). Örneğin; operatör, kokpitin içinde ya da dışında gelişen çeşitli olumsuz durumları tehdit olarak algılar. Böylesi bir durumda (iniş takımları lambasının yanmaması gibi) sınırlı ipuçlarının olduğu bu ortamı daha iyi algılamaya çalışırken, belirli bir yere tüm dikkatini verirse; kendisinde, fix olma durumu oluşturabilir. Bu durum operatörde, durum muhakemesi kaybına yol açabilir. Olumsuz fizyolojik durumlar; operatörün içinde bulunduğu fiziksel ve tıbbi durumu belirtir (Shappell & Wiegmann, 2000). Operatörlerin, olumsuz fizyolojik durumları; kronik yorgunluk, biyoritm, sıvı kaybı, motivasyon seviyesi, psikolojik bozukluk, aşırı özgüven, "g" kuvveti, eve dönüş sendromu, kullanılan ilaçların yan etkileri ve görev esnasında yaralanma konularını içerir. Operatörlerin hata yapmasına yol açan birçok olumsuz fizyolojik durumlar olmasına karşın, bunların arasında kazalardaki oranının büyüklüğü nedeniyle kronik yorgunluk üzerinde özellikle durulmalıdır. Fiziksel ve zihinsel limitler ise, operatörün doğuştan gelen veya eğitim sürecinde edindiği, o günkü göreve özel olmayan genel durumunu, kabiliyet ve fiziksel sınırlamalarını ortaya koyar (Shappell & Wiegmann, 2000). Emniyetsiz eylemler için ön koşul yaratan fiziksel ve zihinsel limitler; öğrenme kabiliyeti, hafıza kapasitesi, biyomekanik limitler, motor becerileri, zamanlama becerileri, bilgi eksikliği, beklentiler, vertigo olmaya yatkınlık ve görevin koşullarını içerir. Bunlar arasında eğitim yoluyla düzeltilebilecek ya da geliştirilebilecek çok az özellik bulunur. Bu nedenle insan kaynakları yönetiminin, daha işe alım esnasında doğru personeli seçmesi kaza riskini azaltan bir faktördür. 2.2.2.2. Personel faktörleri: Personel faktörünü iki temel alt başlıkta inceleyebiliriz; ekip kaynak yönetimi ve personel hazırlık durumu. Ekip kaynak yönetimi (CRM); uçuş görevinin emniyetle ve etkin olarak yerine getirilmesi için; iyi eğitimli pilot veya pilotlara ek olarak, uçuşu gerçekleştiren, destekleyen kokpitin içinde ve dışındaki tüm ekibin mevcut teçhizat, prosedür ve diğer tüm kaynakları en etkin biçimde kullanılmasını ifade eder (Shappell & Wiegmann, 2000). 1979 yılında NASA tarafından yürütülen CRM çalışmaları ilk olarak Cockpit Resource Management adıyla kokpitteki iş gücü yönetimini düzenlemek yoluyla kazaların önlenmesi amaçlanmış; 1980 yılında United Airlines’ın sivil uçuşlarda sistemi kullanması ile beraber sonraki dönemlerde kabin görevlileri, mühendisler, teknisyenler ve uçuş güvenliğiyle ilgili olabilecek diğer herkesi kapsayacak şekilde” Crew Resource Management” adına dönüşerek günümüze kadar gelmiştir (Köksal, 2014). Personelin hazırlık durumu başlığı altında, görev öncesi istirahat süresindeki uygulamalar incelenmektedir. Alkol, uyuşturucular, kendi kendine ilaç kullanma, yetersiz beslenme, yetersiz dinlenme ve bildirilmeyen olumsuz tıbbi durum personelde geçici veya kalıcı performans düşüklüğüne neden olarak emniyetsiz eylemler için ön koşul yaratırlar. (Shappell & Wiegmann, 2000) 127 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 2.2.2.3. Çevre faktörleri: Personel faktörlerine ilave olarak çevresel faktörlerde operatörlerin standartlarına etki eder. Çevresel faktörler genel olarak fiziksel ve teknolojik olarak iki başlık altında incelenebilir. (Shappell & Wiegmann, 2011) Fiziksel çevre; içinde bulunulan coğrafik ve meteorolojik koşullar ile (buzlanma, dağlık arazi gibi), çalışma ortamındaki koşulları (toksik gazlar, toz, duman, aydınlatma, gürültü, titreşim gibi) ihtiva ettiği görülmektedir (Shappell & Wiegmann, 2011). Fiziksel çevrenin olumsuzluğu, uçan personelde, görsel ipuçlarını azaltıp algısal hatalara ve mekânsal uyum bozukluğuna, uyanıklık seviyesinin azalmasına, aşırı sıvı kaybına ve karar alma süreçlerinde yavaşlamaya neden olabilir, hatta uçağı kontrol etme yetersizliğine dahi yol açabilmektedir. Örneğin yüksek bir irtifada seyreden hava aracında kabin basıncı azalırsa bir süre sonra mürettebatta hipoksiya baş gösterecektir ve emniyetsiz davranışlara sebep olacaktır. Teknolojik çevrenin; kumanda tasarımı, kontrol anahtarları, sandalye ve bağları, gösterge dizaynları, iletişim ekipmanları, otopilot gibi otomasyon ekipmanları, çeklist tasarımı ve kişisel ekipmanları gibi çok büyük bir yelpazeyi içermektedir. (Shappell & Wiegmann, 2011) Teknolojinin uçan personel üzerindeki etkisi çok büyüktür. Bazen yeni teknolojilere adapte olmak, uçucularda zihin karışıklığına neden olabilir. Havacılığın ilk gelişim yıllarında uçak tasarım hatalarından kaynaklanan emniyetsiz eylemler meydana gelmiştir. Örneğin, iniş takımı yedek çıkarma kolu ile kuyruk fren paraşütü kolunun konumlarının yakınlığı ve benzerliklerinden dolayı uçuş esnasında yanlış kolun çekilmesi nedeniyle paraşütün uçaktan ayrılmasına neden olan durumlar yaşanmıştır. 2.2.3. Emniyetsiz Denetim Yönetim: Şema-3: Emniyetsiz Denetim Yönetim Kaynak: Shappell & Wiegmann, 2000 Denetim olgusu, denetimi yapan komuta zincirinin metotları, kararları ya da uyguladığı politikalar alt birimlerin uygulamalarını, görev şartlarını ya da kişinin hareketlerini etkilemesi sonucu bir kaza, insan hatası veya emniyetsiz bir duruma neden oldu ise kaza incelemesinde bir faktör haline gelir. (Shappell & Wiegmann, 2000) Emniyetsiz denetim yetersiz ve/ veya doğru yapılmayan denetim sonucu; tehlikelerin tam olarak tanımlanamadığı, risk yönetiminin yapılamadığı dolayısıyla rehberlik, eğitim ve doğru yönlendirmenin sağlanamadığı ve sonuç olarak bir kaza, insan hatası ya da emniyetsiz durumun oluşmasıdır. (Shappell & Wiegmann, 2000) Emniyetsiz denetim; Yetersiz Denetim, Uygun Planlanmamış Görevler, Bilinen Problemleri Düzeltmede Başarısızlık, Denetim İhlalleri adı altında dört alt bölümde incelenmektedir. 128 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Yetersiz denetimin liderlik, idare, denetim, nezaret etme ve yönlendirme faaliyetlerinin mevcudiyeti, içeriği, kalitesi ve zamanlamasının personelin, görevin veya birliğin ihtiyaçlarını karşılayamaması ve dolayısıyla emniyetsiz bir durum oluşturmasıdır (Shappell & Wiegmann, 2000). Uygun planlanmamış görevler, denetim ve yönetim organlarının belli bir görevle ilgili tehlikeleri tam ve doğru olarak belirleyememesi sonucu risk yönetimini yanlış ya da eksik yapması ve sonuç olarak gereksiz risk alarak görevin emniyetini tehlikeye sokmasıdır (Shappell & Wiegmann, 2000). Aynı zamanda doğru göreve doğru personel ilkesini uygulamayarak, psikolojik, fiziksel, kalifiye ve/ veya tecrübe düzeyi o görev için yetersiz personeli planlamak da uygun planlanmamış görevler tanımı içinde yer almaktadır. Bilinen problemleri düzeltmede başarısızlık yönetimin yönerge, doküman, işlem ve usullerdeki bilinen eksik ve yanlışları düzeltmemesi ve böylece emniyetsiz bir durum oluşmasını sağlamasıdır (Shappell & Wiegmann, 2000). Aynı zamanda yönetimin kişisel bazda tespit edilmiş olmasına rağmen personelin uygun olmayan veya emniyetsiz hareketlerini düzeltme yoluna gitmemesi de bu başlık altında incelenir. Denetim ihlalleri denetim yapan yönetim kademesinin kasıtlı bir şekilde, kuralları, talimatları, checklist maddelerini atlaması, yok sayması, görmemezlikten gelmesi durumunun incelenmesidir (Shappell & Wiegmann, 2000). 2.2.4. Örgütsel Etkiler: Şema-4: Örgütsel Etkiler Kaynak: Shappell & Wiegmann, 2000 Üst seviye yönetimin aldığı kararların direk ya da dolaylı olarak denetim seviyesini, görev şartlarını ya da operatörlerin hareketlerini etkilemesi ve sistem arızalanmasına, insan hatasına ya da emniyetsiz durumlara yol açması durumudur (Shappell & Wiegmann, 2000). Kaynak yönetimi organizasyonun kaynaklarının idaresi, dağıtımı ve bakımı gibi konuları içerir (Shappell & Wiegmann, 2000). İnsan kaynağı; operatörlerin, destek, bakım ve idari personelin yönetimini içerir. İnsan kaynağının emniyeti direk olarak etkileyen konuları; personel seçimi, eğitimi ve atamasıdır. Organizasyon ortamı, görevlerin icra edildiği genel atmosferi belirlediğinden emniyetsiz koşulları oluşturabilecek diğer bir konudur (Shappell & Wiegmann, 2000). Organizasyon süreci bir kurumun resmi işleyiş tarzıdır. Organizasyon süreci başlığı altında; görevler, prosedürler ve kontrol konuları incelenmektedir (Shappell & Wiegmann, 2000). Görevler yönetim tarafından belirlenen görev ortamının incelenmesidir. Örnek olarak; çalışma temposu, zaman/takvim baskısı, üretim hedefleri ve vardiya programları verilebilir. Prosedürler görevin, işin nasıl yapılacağını belirleyen resmi usullerdir. Örnek olarak; performans standartları, görev hedefleri, yönergeler verilebilir. 129 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Kontrol konusu ise yönetimin, kaynak dağılımını ve kullanımını, çalışma şartlarını ve prosedürleri emniyetli ve verimli bir çalışma ortamı sağlama amacıyla kontrol edip, denetlemesidir. Risk yönetimi gibi emniyet programlarının mevcudiyeti ve nasıl kullanıldığı incelenmelidir. 3. DEĞERLENDİRME VE SONUÇ: Reason’ın ”Swıss Cheese” modeli birçok yönden çığır açarak İnsan Faktörü Analiz ve Sınıflandırma sisteminin geliştirilmesinde temel teşkil etmiştir. HFACS ABD’nin askeri kazalarının analizinde kullanılmış ve güvenilirliği teyit edilmiştir. Bu sistem kazalarda insan faktörünün analizinde kullanılmasıyla elde edilen veriler ışığında müdahale stratejileri geliştirmek mümkün olmuştur. Böylelikle HFACS kullanılarak kazalar da ki sorumlu alanlar tespit edilebilmektedir. Birçok ülke ve organizasyon kaza incelemelerinde insan faktörü için bu çerçeveden faydalanmaktadır. Uçuş emniyeti için yapılacak yatırımlar ile ihtiyaçlar belirlenerek yeniden düzenlemeye gidilebilir. Havacılık alanında bu sistem üzerine yoğunlaşarak kazalarda insan faktörünün bulunması adına çalışmalar yapılabileceği değerlendirilmektedir. Havacılık alanında meydana gelen kazaları araştırma yöntemimiz mekanik veya pilot eksenli devam ettiği için bundan sonra yaşanacak kazaların da birbirini tekrar eden kazalar olması kaçınılmaz bir gerçektir. Nitekim ”Havacılıkta yeni kaza yoktur eski kazayı yapan yeni insanlar vardır” deyimini de doğrulamaya devam etmekteyiz. Yapılan hataları tekrarlamamak ve dünya genelinde kazaların asıl nedenlerini araştırmak için oldukça fazla çaba sarf edilmektedir. HFACS tam da bu ihtiyaçlara cevap olabilecek bir modeldir. Havacılık kazalarında insan faktörünün rolü oldukça önemlidir. Bu çalışma ile insanı hataya sürükleyen birçok neden olduğu rahatlıkla söylenebilir. HFACS incelendiğinde insan hatasına neden olan etmenlerin oldukça fazla olduğu görülmektedir. Örneğin bir pilotun iniş esnasında iniş takımlarını açmaması emniyetsiz bir durumdur. Burada görünürde yapılan hata, pilotun iniş takımlarını açmamasıdır. Yapılan bu hatayı sadece insan hatası olarak tanımlarsak yanılmış oluruz. HFACS ile incelendiğinde ise birçok hata tanımlaması yapılabilmektedir. İnsan hatasını, kazaların nedenlerine ya da oluş şekillerine göre ayıramayız. Bir kazada hangi hata ya da hataların meydana geldiğini bilmemiz mümkün değildir. Bu nedenle HFACS’in insan hatası için önerdiği dört temel başlığı birbirlerinin eksiklerini tamamlayacak şekilde bir bütün içinde kullanmamız gerekmektedir. Eğer ayrı ayrı ele alarak incelemelerde bulunursak insan hatasının hangi sebep ya da sebeplerden meydana geldiğini anlamamız mümkün olmayacaktır. HFACS yardımıyla insan hatasının değişik açılardan incelenmesi mümkün olacak ve elde edilecek veriler doğruya daha yakın olacaktır. Elde edilen bilgilerin ise bir veri havuzunda sistematik bir şekilde toplanması ile gelecekte yaşanması muhtemel (öngörülebilen) hataları önleyerek kazalardaki insan hatası faktörünün minimize edilmesi mümkün olacaktır. İnsan Faktörleri Analiz ve Sınıflandırma Sistemi Douglas A. Wiegmann & Scott A. Shappell isimli psikologlar tarafından bilim dünyasına kazandırılmıştır. Türk psikologların da havacılık konularındaki bilgi ve tecrübelerinin artırılmasıyla bu gibi konuların kendi kültürümüzü ve özelliklerimizi göz önüne alarak bize kazandırılmasında ve kaza önleme kültürünün yayılmasında daha aktif rol alabilecekleri değerlendirilmektedir. İnsanın olduğu tüm faaliyetlerde hatanın olma ihtimali çok yüksektir. Uçuş emniyeti açısından amacın sıfır kaza kırım olduğu düşünüldüğünde bunun gerçekte pek mümkün olamayacağı kesindir. Ancak insan kaynaklı bu hataların temeline inilerek hataların kök nedenleri bulunmalı ve hatalar en düşük seviyeye çekilmelidir. Bunları yaparken olumlu ve adil bir yaklaşımla hata ve ihlalin birbirinden kesin bir şekilde ayrılması gerekmektedir. İnsan kaynaklı hataları en düşük seviyede tutabilmek için bu konuda personeli bilinçlendirici eğitimler verilmeli ve tüm organizasyona yayılmış kaza önleme kültürünün oluşturulması olmazsa olmaz bir şarttır. Bu 130 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR kaza önleme kültüründe ihlallerin önüne geçebilmek için adaletli bir cezalandırma sisteminin geliştirilmesi ve bu konudaki eğitimlerin tekrarlanması önemlidir. Ekip Kaynak Yönetiminde yaşanan eksiklikler insan kaynaklı hataların artmasına neden olmaktadır. Ancak Ekip Kaynak Yönetimi’nin sadece uçuş ekipleri ile sınırlı kalmaması ve aynı zamanda uçuş görevini destekleyen tüm birimleri beraber kapsaması gerekmektedir. Bu kapsamda uçuş ile ilgili tüm sınıflara Ekip Kaynak Yönetimi ve takım çalışma usulleri ile ilgili eğitimler geliştirilmelidir. Tüm kademeleri içine alan kaza kırım önleme kültürü risk yönetimini temel alarak oluşturulmalıdır. Oluşturulan bu kültür sayesinde kabiliyetler korunur ve tüm seviyelerde görevlerin başarı ile tamamlanması mümkün olur. KAYNAKÇA: Aktaş, H., & Tekarslan, E. (2013). Uçuş ekibi kaynak yönetimi: Pilotların uçuş ekibi kaynak yönetimi tutumları ile kişilik yapıları arasındaki ilişki. İstanbul Üniversitesi İşletme Fakültesi Dergisi, pp. 276-301. İvecan, S. (2004). Hava aracı kazalarına neden olan faktörlerin incelenmesi ve alınacak tedbirler. Ankara: Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitiüsü. Karakuş, Ö. (2006). Hava Aracı Kaza Ve Kırımlarında İnsan Faktörünün Arastırılması. Ankara: T.C. Ankara Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü. Koral, S. (2006). Hava aracı bakımında insan faktörü. Ankara: Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Köksal, S. S. (2014, Aralık 15). CRM aşağı, CRM yukarı... Nedir bu CRM? kokpit.aero: http://www.kokpit.aero/crm-asagi-crm-yukari adresinden alındı Lewis, C. (2004). The Human Factor of Aviation Maintenance. Flight Safety Information, pp. 12-15. Reason, J. (1990). Human Error. United States of America: Cambridge University. Shappell, S., & Wiegmann, D. (2000). The Human Factors Analysis and Classification System–HFACS. Washington: U.S. Department of Transportation Federal Aviation Administration. Türkiye Makina Mühendisleri Odası. (2007). İstatistiklerle Hava Taşımacılığı Kazaları. Mühendis ve Makina, 48, pp. 13-19. Veillette, P. (2001). May. Flight Safety Digest, pp. 1-38. Wiegmann, D. A., & Shappell, S. A. (2011). A Human Error Approach to Aviation Accident Analysis. Ashgate Publishing Company, pp. 45-71. Wiegmann, D., & Shappell, S. (2001). Applying the Human Factors Analysis and Classification System (HFACS) to the Analysis of Commercial Aviation Accident Data. 11th International Symposium on Aviation Psychology.Columbus (pp. 1-17). Ohio: The Ohio State University. Wiegmann, D., & Shappell, S. (2006). Human Error and Commercial Aviation Accidents: A Comprehensive, Fine-Grained Analysis Using HFACS. DOT/FAA/AM-06/18, 7. 131 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR İnsansız Hava Araçları (İha) Ve Deniz Harekât Ortamında İha Kullanımı Unmanned Air Vehicles (Uav) And Use Of Uav In Maritime Operation Area Şenol KURT1 ABSTRACT: Due to technological innovation in the field of informatics, artificial intelligence and rapid developments occuring in recent years in mechatronics, unmanned systems have ceased to be a subject of science fiction and are placed into the battlefield of this century. Those that stand out in these systems are Unmanned Aerial Vehicles (UAV). Parallel to the developments in the field of democracy, increased sensitivity to the importance of human life and the reduction of casualties in the battle are among the priority issues in public. Proportionally, studies for unmanned systems has continued gaining momentum. Although there are some problems in the context of human rights and armed conflict, expanding the use of UAVs in line with technological development has now become vital position in terms of the Navy. In the development process, the present day concept of UAV use and purpose is quite altered, initially it was used for guided missiles for the most effective way to increase the range, reconnaissance and surveillance ability of the enemy without warning and is used for its ability to provide real-time video intelligence but today, UAVs that is loaded with weapons to attack the targets entered the theater. In our century, future UAVs will have an indispensable importance for the Navies. Key Words: Unmanned Air Vehicle, Nawal Warfare, Law, Reconnaissance and Survelliance. ÖZET: Bilişim alanındaki teknolojik yenilikler, yapay zekâ ve mekatronik konusunda son yıllarda meydana gelen hızlı gelişmeler, insansız sistemleri bir bilim kurgu konusu olmaktan çıkarmış ve 21’inci yüzyılın muharebe alanına sokmuştur. Bu sistemler içinde öne çıkanlar ise İnsansız Hava Araçları (İHA)’dır. Demokrasi alanındaki gelişmelere paralel olarak, insan hayatının önemi konusundaki hassasiyet artmış ve muharebelerde zayiatın azaltılması, kamuoyu önünde öncelikli konular arasında yer almıştır. Bununla doğru orantılı olarak insansız sistemlere yönelik çalışmalar ivme kazanarak devam etmiştir. İnsan hakları ve silahlı çatışma hukuku bağlamında bazı sorunların bulunmasına rağmen teknolojik gelişmeler ile orantılı olarak kullanım alanı genişleyen ve yaygınlaşan İHA kullanımı günümüzde Deniz Kuvvetleri açısından da son derece hayati bir konuma gelmiştir. Günümüze kadarki gelişim süreci içerisinde İHA kullanım konsepti ve amaçları oldukça değişikliğe uğramış, başlangıçta; güdümlü mermileri en etkin şekilde kullanabilme, muharebe menzilini artırma, keşif ve gözetlemeyi düşmana ikaz vermeden yapabilme ve gerçek zamanlı görüntü istihbaratını sağlayabilme amaçlı kullanılırken; günümüzde, tespit edilen hedeflere taarruz edebilecek şekilde silah yüklü İHA’lar harekât alanına girmiştir. İHA’ların yaşadığımız yüzyılda ve gelecekte ülkelerin Deniz Kuvvetleri için vazgeçilmez bir öneme sahip olacağı değerlendirilmektedir. Anahtar Kelimeler: İnsansız Hava Aracı, Deniz Harbi, Hukuk, Keşif ve Gözetleme 1 Deniz Yüzbaşı, Deniz Harp Akademisi Komutanlığı, kurtsenol@gmail.com. 132 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 1. GİRİŞ: Deniz Kuvvetleri için İHA kullanımının başta Tanımlanmış Deniz Resmi (TDR)’nin tesisi olmak üzere birçok alanda hayati öneme haiz olduğu ve değişen güvenlik ortamında İHA’ların görev spekturmunun her geçen gün daha da artacağı son derece açık bir gerçektir. Bu gerçekten hareketle yapılan çalışmada coğrafya, atmosferik/meteorolojik şartlar ve unsurlarımız dikkate alınarak deniz harekât ortamında İHA’ların nasıl kullanılabileceği ve farklı deniz harekât ortamlarının İHA kullanımına ne gibi etkilerinin olabileceği ortaya konmaya çalışılmıştır. Bu kapsamda; bildiride öncelikle İHA sınıflandırmasından başlayarak, İHA’ların avantajları ve dezavantajarı ortaya konmuş, müteakiben BM ve NATO başta olmak üzere uluslararası örgütler tarafından icra edilen İHA harekâtı çerçevesinde İHA’ların kullanım amaçları belirtilmiş, yaygın İHA kullanım esasları incelenerek, bu kadar avantaj ve öneme sahip İHA kullanımı kapsamında ortaya çıkacak en büyük problemlerden biri olan konunun hukuki boyutu ele alınmış, edinilen bilgiler çerçevesinde farklı özelliklere sahip deniz harekât ortamlarında İHA kullanımına değinilerek bildiri sonuç bölümü ile tamamlanmıştır. 2.İHA SINIFLANDIRILMASI: Uluslararası literatürde genel kabul görmüş bir sınıflandırma şekli olmamakla birlikte, özellikle NATO’da kullanımda olan İHA kategorilerini benimsemek ortak bir İHA terminolojisinin oluşturulması açısından önem arz etmektedir. Söz konusu kategoriler, farklı görüş açıları ve kullanım alanlarına sahip birimlerin müşterek bir çatıda birleşmesini ve ortak bir dil kullanılmasını sağlamakta, bilgi paylaşımı sürecini kolaylaştırmaktadır. İHA’ların sınıflandırılması, sertifikasyon hususlarında, görev standartlarının oluşturulmasında, kullanıcı personel seçiminde, operatör yeterlilik özelliklerinin belirlenmesine önemli bir faktör olarak karşımıza çıkmaktadır(Dalamagkidis,2014:83-91). Kullanım amacından teknik imkân kabiliyetlerine kadar çok farklı özelliklere göre İHA sınıflandırmaları yapılmasına rağmen genel kabul görmüş sınıflandırma, İHA’nın azami kalkış ağırlığı ve görev yaptığı azami irtifaya bağlı olarak oluşturulmaktadır. Yapılan sınıflandırmada öncelikli olarak ağırlık esas alınmakta ve ayrıca ağırlık kriteri İHA’nın azami irtifasına göre tekrar sınıflandırmaya tabi tutulmaktadır(Ehredt, 2010:61). Tablo-1: İHA Sınıflandırması Seviyesi Birinci Seviye (150 kg’dan az) İkinci Seviye (150 - 600 kg) Üçüncü Seviye (600 kg’dan fazla) Kategori Azami İrtifa Menzil Mikro <2 kg 200 feet AGL 5 km Mini (2-20 kg) 3.000 feet AGL 25 km Küçük >20 kg 5.000 feet AGL 80 km Taktik 22.000 feet MSL 200 km Operatif Stratejik 45.000 feet MSL 65.000 feet MSL Limitsiz Limitsiz Muharip 65.000 feet MSL Limitsiz Kaynak: İngiltere Savunma Bakanlığı Joint Doctrine Note 2/11, 2011:18 133 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 3. İHA’LARIN ÜSTÜNLÜKLERİ VE KISITLARI: İHA faaliyetleri, temel havacılık mantığı çerçevesinde insanlı hava araçları ile birçok yönden benzerlik göstermektedir. Bu benzerlikler yetişmiş ve eğitimli personel ihtiyacını, hava sahası entegrasyonu, bakım/idame, muhabere, lojistik destek ihtiyacını ve eğitim konularını kapsamaktadır. Bunun yanında, irtifa ve hızdan kaynaklı basınç, ısı ve “g kuvveti” gibi olumsuz faktörlerden etkilenmemesi, üstün bir manevra yeteneği, pilotların yorgunluğu sebebiyle ortaya çıkan sınırlı uçuş süresi probleminin İHA’lar için söz konusu olmaması daha doğru bir ifade ile sınırlı olarak bu hususun ortaya çıkması da önemli bir üstünlük olarak karşımıza çıkmaktadır. İHA’larda iletişimin ve veri akışının elektro manyetik spektrum kullanımı açısından dış müdahalelere açık olması sistemin temel zafiyet noktalarından birisidir. Diğer yandan, İHA’ların kontrolu kapsamında hava sahası entegrasyonu, insanlı sistemlere göre hislerin ikinci planda kalması ve hukuki problemler temel kısıtlar arasında yer almaktadır. 3.1.İHA’ların Üstünlükleri:(Altınok,2010:35) (Hazelton, 2013:30-32) (Dikmen, 2015:150) 3.1.1.Ekonomiklik: Aynı görevi üstlenen uçaklarla karşılaştırıldığında İHA’ların üretim, kullanım, bakım, eğitim ve yakıt masrafları daha düşüktür. İHA’ların ömür devri maliyetleri insanlı uçaklara göre daha azdır. 3.1.2.Anlık Veri İletimi: İHA’lar; sahip oldukları sensörler vasıtasıyla gerçek zamanlı veri/görüntü aktarır, TDR’nin tesisine katkı sağlayarak deniz kontrolünün sağlanmasında etkin rol oynarlar. 3.1.3.Riskin Az Olması: İnsan için risk teşkil eden nükleer, kimyasal, biyolojik ve radyolojik maddelerle kirletilmiş ve bu tehdide açık bölgelerde harekât icra edilmesi gereken durumlarda İHA’lar düşük risk seviyesinde kolaylıkla görev yapabilir. Ayrıca, insan hayatını riske atmaması açısından önemli bir platform görevi görürler. 3.1.4.Tasarım: Pilotun bulunmaması ve ekipman tasarrufu İHA’larda tasarım esnekliği sağlamakta, bu sayede düşük radar kesit alanlı İHA’ların tespit, teşhis ve lmha edilme olasılığı düşük olmaktadır. Ayrıca İHA’lar daha az enerji harcarlar, düşük emisyon ve gürültü seviyeleriyle çevre dostudurlar. 3.1.5.Personel Tasarrufu: İHA’lar pilotun yanında; bakım, idame ile görevli teknik personel sayısında da tasarruf sağlamaktadır. Bakımları daha kolay olduğu için daha az teknik personele ihtiyaç gösterirler. Ayrıca bir İHA pilotu insanlı sistemlerle kıyaslandığında daha uzun süre İHA’yı kullanabilmektedir. 3.1.6.Dizayn Esnekliği: İHA’lar, taşıdıkları faydalı yüklerin değiştirilebilmesi suretiyle geniş spektrumda görev icra edilmesini sağlarlar. Yüklenecek farklı faydalı yükler sayesinde aynı anda farklı görevleri icra edebilirler ve verilecek vazife çerçevesinde faydalı yüklerde kolayca değişiklikler yapılabilmektedir. 134 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 3.1.7.Dayanıklılık: İHA’lar fiziksel zorluklar olmadan insanlı sistemlere oranla çok daha uzun süre görev yaparak hedefin kesintisiz ve sürekli olarak etki altına alınmasını sağlamaktadır. Özellikle bir boru hattı üzerinde sürekli keşif gözetleme yapılması gibi uzun süre aynı işin yapılması gibi sıkıcı ve insan psikolojisini yoran görevlerde daha etkin ve dayanıklı görev icra edilebilmektedir. 3.2.İHA’ların Sınırlılıkları:(Nolin, 2012:8-9) (Akyürek, Yılmaz, Taşkıran, 2012:36) 3.2.1Hukuksal Problemler: İHA’ların statüsü, uluslararası sözleşmelerdeki tanımı ve özellikle silahlı İHA’ların kullanımı konusundaki belirsizlikler, hesap verilebilirliğin olmaması ve yaşama hakkı gibi sayılabilecek birçok temel hukuksal mevzuatın uygulanmasında ciddi sorunlar bulunmaktadır.Her geçen gün kullanım alanı yaygınlaşan İHA’lara yönelik detaylı düzenlemelerin yapılması hem insan hakları açısından hem hava hukuku açısından hem de seyrü sefer emniyeti açısından büyük önem arz etmektedir. 3.2.2.Veri İletimi ve Kontrol: İHA’ların kontrolü görüş hattı içinde ve görüş hattı dışında olacak şekilde iki şekilde yapılmaktadır. Veri aktarım band genişliği, propagasyon şartları gibi hususlardan kaynaklanacak zafiyetler görevin icra edilememesine ve/veya İHA’nın kontrolünün kaybına yol açabilmektedir. Ayrıca veri aktarım esnasında elektronik harbe olan hassasiyet siber güvenlik ve milli kripto konusunu ön plana çıkarmaktadır. 3.2.3.Meteorolojik Şartlar: Dizaynı ve aerodinamik yapısı İHA’ların meteorolojik şartlardan olumsuz etkilemesine, görev kifayetinin düşmesine, kaza kırım yaşanma ihtimalinin artmasına neden olmaktadır. 3.2.4.Hava Sahası Yönetimi: Her geçen gün hayatın her alanında daha da yoğun olarak kullanılmaya başlanan İHA’lar hava sahası entegrasyonunun ve uçuş güvenliğinin sağlanması açısından risk taşımaktadır. 3.2.5.Sınırlı “Hisset ve Kaçın” İmkanı (Hislerin Körelmesi): Pilotun İHA ile aynı harekât ortamında bulunmaması hislerin körelmesine, harekât ortamının tam olarak anlaşılamamasına ve ortam duyarlılığının azalmasına neden olmaktadır.Ayrıca seyrü sefer emniyeti açısından hisset ve kaçın prensibinin sınırlı olması nedeniyle problemler yaşanabilmektedir. 3.2.6.Bekâ: Faydalı yük kapasitesi de dikkate alındığında İHA’ların görev odaklı olduğu, hava savunma sistemlerine karşı etkisiz olduğu ve kendini savunma silahlarına sahip olmadığı görülmektedir. Bu durum İHA’ları tehdide açık bir konuma getirmekte ve bekâ konusunda zorluklar yaşanmasına sebep olmaktadır. 4.İHA KULLANIM MAKSATLARI: Dünya bahriyeleri ve başta BM ve NATO olmak üzere uluslararası organizasyonlar tarafından da çeşitli görevlerde İHA’lar yoğun olarak kullanılmaktadır. İHA’lar özellikle barışı destekleme harekâtlarında BM unsurlarının vazgeçilmez parçası olarak faaliyet göstermektedir(Beker, 2014:11). Tarihsel süreç içerisinde de yoğun olarak kullanılan İHA’lar, her geçen gün daha da yaygınlaşmış ve değişen güvenlik anlayışı içerisinde deniz harekât ortamında kullanılmaya başlamıştır. Örneğin ABD, Vietnam Savaşı’nda toplam yüzde 4’lük bir kayıp ile başta keşif gözetleme amaçlı olmak üzere 2,435 sorti İHA uçuşu icra etmiştir. 1990’larda NATO 135 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR tarafından Balkanlarda ve Kosova çatışmasında 6 adet İHA ile 545 sortide 1698 saat uçuş icra edilmiştir. BM tarafından Lübnan’da UNIFIL görevinde keşif gözetleme ve kontrol maksadıyla İHA ‘lar kullanılmıştır. Diğer yandan, İngiltere tarafından Kasım 2014- Mart 2015 tarihleri arasında Irak’ta 87 silahlı Reaper harekâtı, Ocak-Mart 2015 tarihleri arasında Irak’ta 184 Süriye’de 30 adet Reaper sortisi, ve Irak’ta 64 Hellfire güdümlü mermisi ile hedeflere taaruzlar icra edilmiştir(Brooke, 2015:23). Diğer yandan, deniz haydutluğu ile mücadele kapsamında Somali açıklarında ve Aden Denizi’nde 2013 yılında çoğunluğu Türkiye’nin halihazırda komutasını deruhte ettiği Birleşik Görev Kuvveti (Combined Task Force-CTF 151) kapsamında olmak üzere 3 adet İHA görev icra etmiş ve toplamda günde 28 saat uçuş ile keşif/gözetleme ve denizde denetim harekâtına destek sağlanmıştır (Bellish, 2013;16). NATO tarafından icra edilen Etkin Çaba Harekâtı (Active Endavour) kapsamında görevlendirilen gemilerde konuşlu İHA’lar TDR’nin sağlanması maksadıyla yoğun olarak kullanılmaktadır (Kanada Deniz Kuvvetleri, 2012:6). Yakın zamanda NATO tarafından icra edilen Libya Harekâtında (Operations Unified Protector) ABD’ye ait 1 adet Global Hawk ve harekât kapsamında görevlendirilen 2 adet gemide konuşlu İHA’lar denizde denetim harekâtı, hasar kıymetlendirmesi, kıyı gözetlemesi ve liman önü karakolu maksadıyla harekâta destek sağlamış, yedi aylık bir süre içerisinde 146 sorti SİHA uçuşu icra edilmiştir (Taylor, Smith, 2011:10). 4.1.Gemiye Konuşlu İHA (GİHA) Kullanımı: Deniz Kuvvetlerinin icra ettikleri harekât süresince, deniz hava unsurlarının gemilere keşif ve karakol faaliyetlerinde ve verilen farklı görevlerin icrasında büyük kolaylık sağladığı açıktır. Bu kapsamda, gemilerin görev icra ettiği bölgede sürekli ve kesintisiz Tanımlanmış Deniz Resmi(TDR) tesis ve idamesi maksadıyla deniz hava unsurlarının kullanılması hayati öneme haizdir. Bu bağlamda Deniz Kuvvetleri tarafından kullanılan deniz hava vasıtalarının yanında ve bunların ötesinde son zamanlarda deniz harekât ortamında İHA’ların kullanılması ön plana çıkmaktadır. Gelişen teknoloji ile birlikte kullanım alanı ve görev spektrumu her geçen gün daha da genişleyen İHA’lar susüstü platformları tarafından da etkin olarak kullanılabilmektedir. Bu çerçevede, deniz harekâtında GİHA’ların aşağıda belirtilen temel görevlere katkı sağlayabileceği değerlendirilmektedir: Tanımlanmış Deniz Resminin tesis edilmesi ve idamesi (Velagapudi, Owens, Scerri, Sycara, 2009:1), liman önü karakolu, kıyı gözetlemesi (Haser, 2010:37), sabit ve hareketli hedeflere hassas taarruz (Nolin, 2012:3-4), KBRN kontrolü (Zaim, 1998:3), muhabere role istasyonu(US Congressional Budget Office, 2011), elektronik harp desteği (Zaim, 1998:3), aldatma maksadıyla sahte hedef oluşturma (Haser, 2010:37), denizaltı araması, atışlarda hedef izleme platformu (Ehredt, 2010:61), hasar kıymetlendirme desteği (Blyenburgh, 1999:3), amfibi harekâtta plaj keşfi, karasuyu ihlallerinin kontrolü (MAHADEVAN, 2011:1), havadan mayın tespiti (Blyenburgh, 1999:3), arama kurtarma faaliyetlerine destek (Goodrich, Cooper, Adams, Humphrey, Zeeman, Buss, 2007:6), güdümlü mermi ile taarruz (Gabriella, Philip, 2010:150-158), denizde denetim harekâtı (İlhan, 2011:), psikolojik harp (Zaim, 1998:3), özel kuvvet harekâtı. Arz edilen imkân ve kabiliyetler ile sağlayacağı üstünlükler ve yakın zaman da dahil olmak üzere icra edilen harekâtlar dikkate alındığında Deniz Kuvvetlerinin gemilerden ve hatta karadan İHA kullanım yeteneğini kazanması önem arz etmektedir. İlk aşamada harekât yarıçapı nispeten küçük, keşif gözetleme maksatlı faydalı yük olarak EO/IR/LRF (Lazer Range Finder)/LD (Lazer Designator) ve Otomatik Tanımlama Sistemine (OTS) sahip GİHA’lar ile ilk yeteneklerin kazanılmasını müteakip; faydalı yük kombinasyonları ve imkân/kabiliyetlerin geliştirilmesi yerinde olacaktır. GİHA’ların yanında; hafif suüstü unsurları ile denizaltılar, sualtı taarruz/sualtı savunma (SAT/SAS) ve amfibi kuvvetler içinde mini/mikro İHA kullanılması Deniz Kuvvetlerine ciddi avantaj ve etkinlik sağlayacaktır. 4.2.Karaya İstinaden İHA Kullanımı: Deniz harekâtı için en önemli faaliyetlerden biri olan TDR’nin tesisi ve idamesi kapsamında halihazırda ana unsurlar; sahil gözetleme radarları, OTS istasyonları ve bölgede görev icra eden askerî unsurlardır. OTS 136 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR istasyonlarının kapsama alanları propagasyon şartlarına bağlı olarak değişiklikler göstermekte ve OTS istasyonlarının tespit etmiş oldukları temasların TDR kapsamında teşhis edilmesi suüstü ve hava unsurlarımızın çok büyük gayretler sarf etmesine neden olmaktadır. Karaya konuşlu keşif ve gözetleme sensörlerinde yaşanan sorun sahaları, tespit edilen hedeflerin teşhisinde yaşanan sıkıntılar, kör sektörler ve bu alanlarda gemilerin 24 saat kesintisiz görevlendirme zorluğu dikkate alındığında; karaya konuşlu İHA’lar ile bu sorunların giderilebileceği değerlendirilmektedir 5.HÂLİHAZIRDA YAYGIN İHA KULLANIM ESASLARI 5.1.Keşif ve Gözetme Maksatlı Kullanımı: İHA’ların silahlı modelleri bulunmakla birlikte çoğu ülke tarafından yoğun olarak keşif/gözetleme ve hedef tespiti gibi istihbari amaçlarla kullanılmaktadır (Kristen Boon, Douglas C. Lovelace,2014:82). İHA’larda hâlen mevcut olan veya yakın zamanda kazandırılması öngörülen keşif ve gözetlemeye ilişkin yetenekler ve bu kapsamda verilecek görevler şu şekilde sıralanabilmektedir; düşmanın faaliyetleri, konuş, kuruluş, teçhizat, tesisleri, tertiplenmesi, temasın sağlanması ve sürdürülmesi, keşif/gözetleme desteği sağlanması ve istihbaratın teyidi maksadıyla mevcut keşif/gözetleme vasıtalarıyla gözetlenemeyen alanların gece ve gündüz gözetlenmesi, kuvvet koruma planları çerçevesinde; üs bölgeleri, kritik bölgeler ve bu bölgelere yaklaşma istikametleri ile yüksek değerlikli birliklerin intikal güzergâhlarının havadan gözetlenmesi ile emniyetle intikaline destek sağlanması. Deniz Kuvvetleri için keşif ve gözetleme faaliyetlerinin yegâne ürünü barış döneminden itibaren tesis ve idame edilmeye çalışılan TDR’dir. TDR’nin tesis ve idamesi kapsamında, özellikle çevre denizlerimizde, sahil gözetleme radarlarına (SGR) dayalı projeler geliştirilmekte, bu kapsamda SGR’lerin imkan/kabiliyetlerinin ve sayılarının artırılması yoluna başvurulmaktadır. Ancak, radar kaplama alanlarında tespiti yapılan sabit/hareketli unsurların teşhisi için yoğunlukla hava vasıtalarına ihtiyaç duyulmaktadır. İHA’lar ise muhtelif sebeplerden dolayı bu alanda kullanımı artan bir sistem olarak karşımıza çıkmaktadır. 5.2.Silahlı İHA Kullanımı: Uydu üzerinden ve yer terminal istasyonları vasıtasıyla kontrol edilen orta/uzun mesafeli İHA’lar ile birlikte harekât alanı daha da genişlemiş ve özellikle son dönemlerde anlık reaksiyon gösterilmesi maksadıyla silahlı İHA (SİHA) kullanımı yaygınlaşmıştır. SİHA harekâtının yaygınlaşmasının en büyük örneğini Obama hükümeti zamanında icra edilen harekât sayısındaki artış göstermektedir. Yeni Amerika Kuruluşu tarafından hazırlanan rapora göre Obama, Bush’un 8 yılda izin verdiği harekât sayısının 4 katını sadece Başkanlığının ilk iki yılında vermiştir. Rapora göre 2009 yılından itibaren Ocak 2013’e kadar 291 harekâtın icra edildiği, 1299 ila 2264 arasında bir sayıda ölüm olduğu belirtilmiştir. 6.HUKUKİ MEVZUAT: 6.1.Hava Hukuku Açısından İHA: İHA’ların her geçen gün kullanımının artmasına rağmen uluslararası hukukta hâlihazırda İHA’lara yönelik özel bir düzenleme mevcut değildir. İHA’lar, devlet uygulamaları açısından bakıldığında genel olarak uçak gibi işlem görmektedir. Konuya ilişkin olarak İHA’ları en etkin kullanan ülkelerden biri olan ABD tarafından yayımlanan genelge (ABD Savunma Bakanlığı Direktif Numarası 4540.1, 2007) ile İHA’nın uçak olarak kabul edilmesine yönelik bir düzenleme yapılmıştır. Dolayısıyla, silahlı/silahsız İHA’nın başka bir ülkenin hava sahasını kullanma durumu genel itibari askeri uçağın kullanımından farksız görünmekte, her iki durumda da egemenlik haklarının ve hava sahasının ihlali 137 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR söz konusu olmaktadır. İHA’ların sıklıkla gündemde yer almasının esas sebebi ise terörizm kapsamında icra edilen harekât ve bu durum karşısında ortaya çıkan insan hakları çerçeveli tepkileri karşılayacak bir mekanizmanın bulunmamasıdır. Diğer yandan, özellikle askeri İHA’lara yönelik imzalanmış herhangi bir anlaşma, sözleşme ya da bir çalışma söz konusu değildir. Bu konuda hâlihazırda yürürlükte olan düzenlemelerin tamamı esas itibari ile sivil hava araçlarına ve sivil uygulamalara yöneliktir. Önemli bir husus olarak ele alınması gereken bir konu olarak hava araçları, devletin sürekli yetkisi altında bulunmak zorunda olup, bir uyrukluğa sahiptir. Türk Sivil Havacılık Kanunu’nun 3’üncü madde d fıkrası “mülkiyeti Türk Devletine veya kamu tüzel kişilerine veya Türk vatandaşlarına ait araçları” Türk hava aracı olarak kabul etmektedir. Bir hava aracının kayıtlı olduğu devlet tescil devleti olarak anılmaktadır. Tescil devleti hava aracının uyrukluğunu bir tescil belgesi ve hava aracının üzerinde yer alan ve Türkçe marka denilen bir uyrukluk işareti ile kanıtlamak zorundadır. Buradaki önem arz eden husus ise uçak olarak değerlendirilen İHA’ların marka taşıyıp taşımaması hususudur. 6.2.İnsan Hakları Açısından İHA: Silahlı İHA’ların kullanımına yönelik en önemli hususlardan birisi insan hakları konusudur. Birleşmiş Milletler tarafından üç özel raportöre hazırlatılan çalışmalarda yapılan analizler ile konunun insan hakları boyutu detaylı bir şekilde ele alınmıştır. Hazırlanan raporlar çerçevesinde konunun esasen, temel insan haklarından bağımsız değerlendirilemeyeceği görüşü hâkim olmuştur (Alston, 2010). Herhangi bir harekâtın saikinin, öldürme olmaması gerekmektedir. Yani temel insan hakları; keyfi silahlı kuvvet kullanımını yasaklamakta ve “son çare” kriterini ön plana çıkarmaktadır. (Ceran, 2014: 83) Öte yandan İHA harekâtının silahlı çatışma esnasında icra edilmesi durumunda insan haklarından ziyade uluslararası insancıl hukuk kuralları öne çıkmaktadır. Ancak, devlet dışı unsurlara karşı gerçekleştirilen silahlı çatışmalardaki İHA harekâtının yorumu tartışmalı konular ihtiva etmektedir. İHA harekâtı ile insan hakları ilişkisi açısından değerlendirmesi gereken temel konulardan biri; insan hakları hukuku tarafından korunan, emredici ilkelerden olan “yaşama hakkı” bağlamındaki durumdur. 6.3. Hedefleyerek Öldürme ve İHA’lar: Silahlı İHA teknolojisinde meydana gelen gelişmelere paralel olarak kendini gösteren hedefleyerek öldürme (targeted killing); “Hukuka uygun hareket eden devlet veya devlet unsurları ile organize silahlı grupların silahlı çatışmada fail olarak fiziksel gözaltında tutulamayan belirli bir kişiye karşı kasıtlı, önceden planlanmış ölümcül güç kullanımıdır” şeklinde tanımlanmıştır (Alston, 2010:1). Bu yöntemde hedefler, genel olarak lider kadrolara yönelik olarak bireysel bazda, yasadışı terörist grupların liderlerinden ve yöneticilerinden seçilmektedir. Bu tarz bir harekâtın, güç kullanılmasının ve hedefin kaçmasının önlenmesinde daha insancıl bir yöntemin kalmadığı durumlarda kullanılmasının hukuki açıdan sorun oluşturmayacağı yönünde yaklaşımlar olsa da, çoğu hedefleyerek öldürme harekâtında aslında önemli hukuki problemler yaşanabilmektedir (Dershowitz, 2014: 4). Resmi olarak açıklanan ilk hedefleyerek öldürme harekâtının 2002 yılında Yemen’de USS Cole’a gerçekleştirilen saldırının şüphelisi olan Al Harethi’yi taşıyan aracın ABD hükümeti tarafından bir silahlı İHA tarafından bombalanması ile gerçekleştirildiği belirtilmektedir. Yemen hükümetinin onayı ile icra edilen harekât kapsamında, arabada Al Harethi dışında biri ABD vatandaşı olmak üzere toplam 4 kişi daha etkilenmiştir (Gabriella, 2010:150-158). ABD, harekâtın uluslararası hukuk bağlamındaki mesnedini BM Anlaşması’nın 51’inci maddesi çerçevesinde ele alınan meşru müdafaa hakkına dayandırmaktadır (Fisher, 2014:2) (Luft, 2003:5-7)(Walzer, 2013:2). 138 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 7.FARKLI ÖZELLİKLERE SAHİP DENİZ HAREKÂT ORTAMLARINDA İHA KULLANIMI: 7.1.Coğrafi Formasyonların İHA Seçimine Etkileri: Coğrafi formasyonların yoğun olarak bulunduğu bir coğrafya özellikle hafif su üstü unsurlarına bekleme gizlenme mevki imkânı sağlamakta ve tespit/teşhis edilmelerini güçleştirmektedir.Coğrafi formasyonların yoğun olarak yer aldığı denizlere yönelik olarak hedef ve görüntü istihbaratında verimi artıracak şekilde hedef üzerinde daha uzun süre sabit kalabilen döner kanatlı İHA kullanımının uygun olduğu değerlendirilmektedir. Diğer yandan, özellikle bekleme gizlenme mevkilerinde bulunan hafif suüstü unsurlarının teşhisi kapsamında İHA’ların adalar çevresinde yoğun olarak kullanılması durumu söz konusu olabilecektir. Coğrafi formasyonların az olduğu/olmadığı denizlere yönelik olarak hedef üzerinde kısa sürede bulunabilecek şekilde hızlıca intikal edebilen, gürültü seviyesi ve tespit edilebilirliği düşük Sabit Kanat Taktik/Operatif/Stratejik İHA kullanımının uygun olduğu değerlendirilmektedir. 7.2.Coğrafi Formasyonların İleri Üs Olarak Kullanımı: İkinci ve üçüncü seviyedeki İHA’larda görev menzilini artırmak maksadıyla ileri üsler tesis edilebilmektedir. İleri üsler; İHA’nın ana üs kapsama alanı dışında kalan bölgelerde kontrolünü sağlamakta, gerekli altyapı ile veri aktarım imkanı sağlamakta ve pist ile iniş elemanları sayesinde acil iniş yeri olarak kullanılabilmektedir. Harekât alanının genişletilmesi maksadıyla yer veri terminali görüş hattı menzilindeki uygun bölgede/bölgelerde konuşlandırılabilmektedir. Bu bölge/bölgelerin seçiminde, İHA’nın menzili de dikkate alınarak, kontrolünün emniyetli olarak ileri üsse devredilmesi esas alınmaktadır. Bu kapsamda denizde bulunan adalarda oluşturulabilecek ileri üsler vasıtasıyla İHA’ların çok daha uzun mesafelerden kontrol edilmesi, veri aktarımın sağlanması ve acil durumlarda kullanılması sağlanabilecektir. Ayrıca teşkil edilecek istasyonların uçuş ekibinin kontrolünde insanlı olarak çalıştırılabileceği gibi, fiber optik (F/O) iletişim hatları ile sadece yer veri terminali konuşlandırılarak ana üsten insansız olarak kontrol edilebilecektir. 7.3.Ana Karaya Yakın Kullanım: Ana karaya yakın kullanım İHA’nın kontrolü açısından kolaylık sağlamaktadır. Diğer yandan, ana karaya yakın olması nedeniyle özellikle kriz dönemlerinde İHA’lar sınır güvenliğinin sağlanması, yasa dışı göç, kaçakçılık gibi faaliyetlerin önlenerek denizde denetim harekâtı faaliyetlerine destek olunması gibi görevlerde de kullanılma ihtimali söz konusudur. Ayrıca İHA’ların ana karaya yakın olarak kullanılması hava radarları kaplama sahasında bulunması ve savunma açısından daha avantajlı bir durum teşkil etmektedir. 7.4.Meteorolojik ve Atmosferik Etkiler: İnsanlı sistemlerde olduğu gibi İHA kullanımında da meteorolojik ve atmosferik olayların etkisi büyük önem arz etmektedir. Bu kapsamda özellikle; rüzgar, türbülans, bulut durumu, buzlanma, sis, deniz ve dalga durumu faktörler İHA kullanımını büyük ölçüde etkilemektedir. İHA kullanılacak denizlerdeki bu özellikler: harekâtın icra edilip edilmemesi, yakıt hesabı, görev süresi, görev paterninin belirlenmesi, İHA üssü seçimi, görev etkinliği gibi birçok hususu etkilemektedir. İHA kullanılacak denizlerdeki bu parametrelerin iyi analiz edilmesi ve değerlendirilmesi İHA seçiminden göreve yönelik karara kadar çok farklı hususları etkileyen bir durum olarak karşımıza çıkmaktadır. 139 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 7.5.Gemilerin Kısmi İleri Üs Olarak Kullanımı: Coğrafi formasyonların bulunmadığı denizlerde ikinci ve üçüncü seviyedeki İHA’larda görev menzilinin artırılması konusunda uydu iletişim imkânı olmadığı durumlarda zafiyet yaşanması söz konusu olabilmektedir. Operatif/stratejik İHA’ların ana üs kapsama alanı dışında kalan bölgelerde sevk ve idare edilmesini sağlamak maksadıyla denizde tertiplenmiş İHA, yer veri terminaline sahip suüstü unsurlarından istifade edilebilecektir. Suüstü unsurlarında bulunan yer veri terminali sayesinde role istasyonu görevi icra ederek İHA’nın kontrolünün çok daha uzak mesafelerden sağlanması gerçekleştirilebilecektir. 7.6.Uçak Gemisi ve Akaryakıt Gemisi gibi Yüksek Değerlikli Birliğe Koruma Sağlaması: Güç aktarım unsuru olarak kullanılan ve lojistik hususlar açısından büyük önem arz eden uçak gemisi ve akaryakıt gemisi gibi yüksek değerlikli birliklerin özellikle açık deniz alanlarında savunmasının sağlanması büyük önem arz etmekte ve bazı zorlukları da beraberinde getirmektedir. Bu unsurlar düşman tarafından öncelikli hedef konumunda bulunduğundan dolayı ciddi tehdide maruz kalmakta ve düşmanın etki altına almak için gayret gösterdiği hedefler arasında yer almaktadır. Bu kapsamda İHA’ların yüksek değerlikli birliklerin korunmasına destek sağlamak maksadıyla konvoy ilerleme istikametinde keşif/ gözetleme ve karakol faaliyetleri kapsamında kullanılabileceği değerlendirilmektedir. 8.SONUÇ: İHA’lar personelin tehdide maruz kalmasını engellemekte ve benzer alanlarda kullanılabilmesine karşın uçak/helikopterlere göre daha az maliyetle faaliyet göstermektedir. İnsanlı hava araçlarının yerine/yanında GİHA’ların keşif ve gözetleme maksatlı kullanılması halinde ömür devri maliyeti açısından büyük kazanç sağlayacaktır. Ayrıca, gemilerde konuşlandırılacak İHA’ların genel kabul gören kullanım konsepti dikkate alındığında; keşif ve karakol maksatlı kullanımının mevcut sensörlerden kaynaklanan zafiyet alanlarını en aza indirgeyecek, insanlı hava araçlarının kullanılamayacağı bölgelerde rahatlıkla kullanılacaktır.GİHA helikopterlere kıyasla daha yavaş olmalarına karşın, harekât sürelerinin çok daha uzun olması yönüyle keşif ve gözetleme faaliyetlerinde daha yüksek verim sağlayacaktır. İHA’ların gelişen teknoloji ile birlikte TDR’nin tesisinden MKT harekâtından, KBRN’den hasar tespitine varana kadar çok geniş bir görev yelpazesi olacaktır Muhtelif faydalı yüklerin monte edilmesi halinde, GİHA’ların temel harp nevilerinin tamamında helikopterler ile veya helikopter yerine kullanılabilecektir. Karaya konuşlu İHA’ların, kullanılacağı denizlerdeki coğrafi formasyonlar ve çevre şartlarının öncelikle dikkate alınmasıyla, İHA’nın sabit veya döner kanat formunda farklılık gösterebilecektir. Harekât ortamında İHA vasıtasıyla elde edilen görüntülerin gerçek zamanlı ve emniyetli bir şekilde aktarımı ve araçların emniyetli kullanımında; karıştırmaya ve aldatmaya karşı dayanıklı, kriptolu veri iletimi sağlayan sistemlerin tasarım gereksinimlerinin göz önünde bulundurulması gerekmektedir. Başta silahlı İHA’lar olmak üzere İHA’ların kullanımında hesap verilebilirlik, yaşam hakkı, meşru müdafaa, yargılanma hakkı, şeffaflık gibi hukuki birçok sorun bulunmaktadır. İHA’ların kullanımını uluslararası insan hakları ve insancıl hukuka uygun olarak düzenleyecek “uluslararası standartlar”ın yakından takip edilerek ulusal mevzuatımızda gerekli düzenlemelerin yapılması önem arz etmektedir. Coğrafi formasyonlardan yoksun harekât alanlarında veri aktarım terminali imkanına sahip fırkateyn/ korvetlerin kısmi ileri üs olarak kullanılabileceği ve bu kapsamda özellikle kriz ve harp durumunda tertiplenme İHA’ların uzak mesafelerden kullanılabilmesi maksadıyla hayati öneme haiz olacaktır. 140 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Açık denizlerde İHA’lar yüksek değerlikli birliklerin korunmasına destek sağlamak maksadıyla keşif/ gözetleme ve karakol faaliyetleri kapsamında kullanılabilecektir. İHA harekâtını etkileyen meteorolojik ve atmosferik olayların deniz harekât ortamında çok iyi analiz edilmesi gerekmektedir. KAYNAKÇA: ABD Savunma Bakanlığı Direktif Nu. 4540.1 “Uluslararası Hava Sahasının ABD Askeri Uçakları ve Füzeleri Tarafından Kullanılması-Use of Intenational Airspace by U.S. Military Aircraft and for Missiles 2007. ALSTON Philip, “Report of the Special Rapporteur on extrajudicial, summary or arbitrary execution (Study on targeted killings)”, Birleşmiş Milletler İnsan Hakları Komisyonu 14. Oturum, 28 Mayıs 2010. AKYÜREK S., YILMAZ M.A. ve M.TAŞKIRAN, “ İnsansız Hava Araçları: Muharebe Alanına ve Terörle Mücadelede Devrimsel Dönüşüm”, BİLGESAM Rapor Nu.:53, Ankara, 2012. ALTINOK Taner, “Türkiye’nin İHA Serüveni”, Bilim Teknik Dergisi, Aralık 2010.BEKER Avni, “UN Peacekeeping Forces: Preventive Diplomacy and Its Limitations”, Military and Strategic Affairs Vol 6 , Agustos 2014. BELLISH Johathan,”The Economic Cost of Somalia Piracy 2012”, Baltic and International Maritime Council, Working Paper, 2013. BLYENBURGH Van Peter, “UAVs - Current Situation and Considerations for The Way Forward”, EURO UVS European Unmanned Vehicle Systems Association, 1999. BÖRTEÇİN Ege , “Nano ve Mikro İnsansız Hava Araçları”, Bilim ve Teknik Dergisi, Temmuz 2013. BROOKE Lousia,”Overview of military drones used by the UK armed forces”, House of Commons Library, Briefing Paper Nu. 06493, 2015. CERAN Ahmet, “Silahlı Çatışmalar Kapsamında İHA Kullanımının Uluslararası Hukuktaki Yeri Tezi”, 2014. Kanada Deniz Kuvvetleri, “HMCS Vancouver returns from successful deployment”, Crowsnest, Vol 6, 2012. DALAMAGKIDIS Konstantinos, “Handbook of Unmanned Aerial Vehicles”, Springer Reference, 2014. DERSHOWITZ Alan M., “Targeted killings and the rule of law”, The Boston Globe, 2014. DİKMEN Mustafa, “İnsansız Hava Aracı (İHA) Sistemlerinin Hava Hukuku Bakımından İncelenmesi”, Savunma Bilimleri Dergisi Cilt 14, Mayıs 2015. EHREDT Dave, “NATO - Joint Air Power Competence Centre”, 2010-2011 UAS Yearbook - UAS: The Global Perspective, 8. Baskı, 2010. FISHER Jacob , “The President and Targeted Killing”, The Univercity of Utah, 4 December 4, 2014. FRANCIS Rebecca, “International Law and the Practice of Targeted Killing with Drones”, British Institute of International and Comparative Law, 2012. GABRIELLA Blum, PHILIP Heymann, “Law and Policy of Targeted Killing”, V.1, Haziran 27, 2010. GOODRICH, M., COOPER, L., ADAMS, J., HUMPHREY, C., ZEEMAN, R., and BUSS, B.,”Using a mini-uav to support wilderness search and rescue: Practices for human-robot teaming," Proceedings of the IEEE International Workshop on Safety, Security, and Rescue Robotics, 2007. HASER A. Bahar, “Bu İnsansız Hava Aracı’ndan Daha Önce Yapmamış mıydık?”, Bilim ve Teknik Dergisi, Aralık 2010. 141 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR HAZELTO Jacqueline L., “Drones: What Are They Good For?”, Parameters 42(4)/43(1) Winter-Spring 2013. İLHAN Nail, Dz.Yzb., “İnsansız Hava, Suüstü ve Sualtı Araçlarının Türk Deniz Kuvvetlerinde Kullanım Alanları Neler Olabilir? Bu Vasıtalar Tanımlanmış Deniz Resminin Oluşturulması Faaliyetlerine Nasıl Katkı Sağlayabilir?”, Deniz Harp Akademisi,2011. İngiltere Savunma Bakanlığı, “The UK Approach to Unmanned Aircraft Systems”, Joint Doctrine 2/11, 2011. Kristen Boon, Douglas C. Lovelace, “The Drone Wars of the 21st Century: Costs and Benefits”, Oxford Univercity Press, 2014. LUFT Gal, “The Logic of Israel's Targeted Killing”, The Middle East Quarterly, 2003. MAHADEVAN Prem,”The Military Utility Of Drones”, Center for Security Studies (CSS), ETH Zurich, Nu. 78, Haziran 2011. NOLIN Pierre Claude, “Unmanned Aerial Vehicles: Opportunities and Challenges for The Alliance”, NATO Özel Raporu, 157 STC 12 E rev. 1, 2012. TAYLOR C., SMITH B.,”Military Operation in Libya”, House of Commons, 2011. WALZER Michael , “Targeted Killing and Drone Warfare”, January 11, 2013. US Congressional Budget Office, “Policy Options for Unmanned Aircraft Systems”, Washington DC, 2011.VELAGAPUDI P., OWENS Sean, SCERRI Paul and SYCARA Katia, “Environmental Factors A_ecting Situation Awareness in Unmanned Aerial Vehicles”, American Institute of Aeronautics and Astronautics,2009.ZAİM Mehmet, “İnsansız Sistemler Uygulamalar-Teknolojiler-Gelişmeler”, AFCEA, Nisan 1998 142 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Uçaklarda Fiber Optik Teknolojileri Uygulamalarının İncelenmesi1 Survey of Applications of Fiber Optic Technologies in Aircrafts Seyhan Coşkun1 Gökalp Kahraman2Yavuz Öztürk3 ABSTRACT Because of need of high speed data and message transmission, cupper wires have been replaced with fiber optics in aircrafts as well as have been in every field. In aircrafts, studies have been keeped on using multi mode optical fibers for sensors, sensor networks, communication networks and to transmit control signals to actuators. Optically realization of local area networks for personel communication will be provide important cost advantages in aircrafts. Some fiber optic sensor systems have been used since a time in airplanes. Fiber optic links have been installed to transmit signals from sensors to center processor and to transmit data from center processor to cockpit in F-35 combat aircrafts. Studies have been keeped on using fiber optics in civil aircrafts for indoor illumination due to especially light weightness beside other advantages. Key words: fiber optic, photonic crystal fiber, fiber optic sensor, fiber Bragg grating, gyroscope ÖZET Yüksek hızda bilgi ve haber iletimi gereksinimi yüzünden her alanda olduğu gibi uçaklarda da bakır kablolar yerini optik fiberlere bırakmaktadır. Uçaklarda sensörler, sensör ağları, haberleşme ağları ve eyleyicilere kontrol sinyallerinin iletimi için çok modlu optik fiberlerin kullanımı çalışmaları devam etmektedir. Uçaklarda kişisel haberleşme amaçlı yerel alan ağ sistemlerinin optik olarak gerçekleştirilmesi ağırlık ve hacim olarak önemli ekonomik kazanımlar sağlayacaktır. Bazı fiber optik sensör sistemleri bir süredir uçaklarda kullanılmaktadır. Fiber optik linkler, sensörlerden işlemcilere sinyal iletimi ve işlemcilerden işlenen bilgiyi kokpite taşımak için F-35 savaş uçaklarında kullanılmaktadır. Optik fiberlerin diğer avantajları yanında özellikle hafif olması dolayısıyla uçakların iç aydınlatma sistemlerinde de kullanımı çalışmaları devam etmektedir. Anahtar kelimeler:fiber optik, fotonik kristal fiber, fiber optik sensör, fiber Bragg ızgara, jiroskop Giriş Fiber optik iletim hatlarının bakır kablo iletim hatlarına göre birçok üstünlükleri olduğu bilinmektedir[1- 4]. Bant genişliklerinin çok büyük olmasına bağlı olarak bilgi iletim çok yüksektir. Bakır kablolara göre çok daha hafif ve az yer kaplarlar. Bilgi ışık enerjisi ile taşındığı için fiber optik kablolarda elektromanyetik etki ile gürültü karışması sorunu yoktur. Fiber optik hatlarda, elektrik akımı yüzünden ısınma ve elektrik arkı oluşması sorunu yoktur. Bunlara bağlı olarak yangın tehlikesi sorunu da yoktur. Fiber optik hatların kayıpları çok azdır. Hat kesilmeden bilginin çalınması hemen hemen imkânsızdır. Optik fiberler daha az yer kaplarlar. Öğr.Gör., Ege Üniversitesi, seyhan.coskun@.ege.edu.tr Prof. Dr., Ege Üniversitesi, alpkahraman@ieee.org 3 Yrd. Doç. Dr. , Ege Üniversitesi, yavuz.oztürk@ege.edu.tr 1 2 143 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Bakır kablolara göre çok daha hafiftirler. Elektrik kabloları yerine optik fiberler kullanımı uçaklarda yaklaşık olarak 10 misli hafifleme sağlayabilmektedir[14]. Avantajları nedeniyle fiber optik hatların çeşitli amaçlarla kullanımı, hava ve uzay araçlarında giderek artmaktadır. Teori Optik fiberler haberleşme alanında yaklaşık olarak 40 yıldır kullanılmaktadır. Lazerlerin bulunmasından sonra geliştirilip haberleşmede kullanılmaya başlanmıştır. Yapı olarak 2 kısımdan oluşmaktadır(şekil-1). Öz ve kılıf kısımları aynı veya farklı malzemelerden olmak üzere cam veya plastikten yapılabilirler. Her iki kısım cam ya da plastik olabilir. Bazı optik fiberlerde ise öz kısmı cam kılıf kısmı ise plastik olabilir. Cam yapıdaki fiberlerde % 100 e yakın derecede saflaştırılmış silika cam kullanılır. Optik fiberler yapı olarak aslında bir dalga kılavuzudur. Optik fiberlerde çok sayıda veya tek bir mod kılavuzlanabilir. Uzun mesafe haberleşmede tek modlu fiberler kullanılır. Kısa mesafede ise daha ucuz ama kayıpları daha fazla olan çok modlu fiberler kullanılır. n1 ve n2 sırasıyla öz ve kılıf kısımlarının kırılma indisleri olmak üzere n2< n1 olmak zorundadır. Bu şart sağlanıyor ise toplam iç yansıma gerçekleşir. Aksi halde fiberde öz içerisinde ilerleyen ışık tam yansımayı gerçekleştiremez. Yani öz ve kılıf ara yüzeyindeki her yansımada ışığın enerjisinin bir kısmı kılıf ortamına geçeceği için kayba uğrar. Söz konusu ara yüzeyde ışığın geliş açısı kritik açıdan (θkr) büyük olmalıdır. Kritik açıya bağlı olarak, ışık kaynağından (genellikle lazer veya LED kullanılır) ışığın fibere aktırılmasında bir kabul açısı ve kabul konisi tanımlanabilir. Optik fibere gelen ışınların kabul konisi içinde kalanları fiberde ilerleyebilir. Şekil-1: Fiber optik yapısı[4] sin θkr = n2 / n1 sin kabul (n12 n22 ) = N.A. : Nümerik açıklık Şekil-2: Optik fiberin kabul açısı ve kabul konisi[22]. Üretim teknolojilerinin yıllar içinde gelişmesi ile optik fiberlerde kayıplar çok düşük seviyelere indirilebilmiştir. Günümüzde tek modlu cam optik fiberlerde 1550 nm dalga boyu için hemen hemen 0,15 dB/km zayıflama değeri elde edilebilmektedir[4]. Optik fiberlerdeki kayıpların 2 önemli sebebi soğurulma ve saçılmadır. Yapısındaki yabancı maddeler ve moleküler titreşimler optik fiberde ilerleyen ışığın bir kısmını 144 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR soğururlar. Optik fiberdeki kayıpların yaklaşık % 96 sı Rayleigh saçılma kayıplarıdır. Optik fiberlerin silika cam yapısındaki üretim sırasında oluşan yoğunluk farklılıkları yüzünden ışık saçılmalara uğrar. Uzun mesafe fiber optik hatların önemli bir sorunu daha vardır. Yayılma (dispersion) denilen transmisyon bozulması. Kırılma indisinin dalga boyuna bağlı değişimi yüzünden ortaya çıkar. Yayılma giderici düzeneklerle bu bozulma giderilir. Bilgi ve haber iletiminde kullanımının giderek yaygınlaşması yanında, optik fiberlerin önemli bir kullanım alanı da optik sensör ağlarıdır. Fiber optik sensörlerin en önemlerinden birisi Bragg ızgara sensörleridir. Fiber Bragg ızgara (FBG: fiber Bragg grating), optik fiberin öz kısmının normalde sabit olan kırılma indisinin değerinin kalıcı olarak değiştirilmesiyle yapılır. Bu değişiklik periyodik olarak belli bir uzunlukta (2 - 20 mm) devam edecek şekilde gerçekleştirilir (Şekil- 3). Bunun için fiber eksenine dik olarak yüksek şiddette özel bir hüzme yapısında mor ötesi lazer ışığı gönderilir. Kalıcı olarak fiberde oluşan kırılma indisine ilişkin bu ızgara yapının çok önemli özellikleri vardır. Optik fiberde ilerleyen ışığın spektrumunun bir kısmı bu ızgara yapıdan geriye doğru yansır. Spektrumun kalan kısmı fiberde ilerlemeye devam eder[5]. Geriye yansıyan spektrumun merkez dalga boyu şu eşitlik ile belirlidir: λB = 2 neff Λ Λ : Izgara periyodu. neff : Etkin kırılma indisi. λB : Bragg dalga boyu. Şekil-3: Fiber Bragg ızgara yapısı ve spektruma etkisi[6]. FBG sensörler ile sıcaklık, gerilme, basınç, titreşim, ivmelenme ve daha başka dış etkiler hassas olarak algılanıp bir noktada değerlendirilebilir. Fotonik kristal fiberler (PCF: photonic crystal fiber) yaklaşık 20 yıldır üzerinde çalışılan özel yapıda fiberlerdir. 2 boyutta periyodik olarak (fiber kesit yüzeyi) fiber eksenine paralel konumda oluşturulmuş içi boş kanallar içerir. Bu boş kanalların olduğu kısım fiber kılıfını oluşturur. Bu şekilde fiber kılıfı kristal yapı gibi davranmaktadır. Kesit yüzeyine bakıldığında, fiber merkezindeki hava kanalının yok edilmesi ile fiberin öz kısmı oluşturulmuştur (şekil-4). Bu tip fiberler tek malzemeden (silika cam) yapılırlar. Işığın kılavuzlanması klasik fiberlerden farklıdır. Değişmiş indis kılavuzlaması denilen bir yaklaşıma göre ışık fiberde kılavuzlanıp ilerler. Bu tip fiberlerin geometrik yapının değişimine göre farklı özellikleri vardır. Çok geniş bir spektrumda tek modlu iletim özelliği, çok güçlü lineer olmama özelliği, güçlü çift kırılma özelliği gösterebilmeleri, bükülme kayıplarının düşük olması ve çok düşük kayıplarla çalışabilmeleri gibi üstün özellikleri vardır. Hava kanalları çeşitli (katı, sıvı ve gaz) maddelerle doldurularak yüksek duyarlılıklı sensör olarak kullanılabilirler. Öz kısmı hava kanalı olan PCFler de vardır[18]. Bu içi boş 145 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR fiberlerde ışığın kılavuzlanması farklı bir prensibe göre gerçekleşir. Fiberin öz kısmı hava olduğu için tam yansımanın gerçekleşmesi mümkün değildir. Fiber özüne kaynaktan verilen ışık sözde kristal yapıda saçılmalar ve girişim olaylarına maruz kalır. Bazı dalga boylarında kılavuzlanma sağlanır bazılarında sağlanamaz. Bu yüzden bu tip fotonik kristal fiberlere fotonik bant aralıklı fiberler denilir. Şekil-4: Fotonik kristal fiber[19] Uygulamalar F-35 savaş uçağının görev işlemcisinin ( Integrated Core Processor System: ICP) sensörler ile olan veri bağlantıları ve işlemcilerde işlenen bilginin pilot kabinindeki göstergelere iletimi, 2 Gbps hızında bit iletimi sağlayan standart 50/125 μm çok modlu optik fiberler ile yapılmaktadır[9]. Bu şekilde veriler çok hızlı olarak aktarılabilmektedir. Görev sistemleri ağında, aralarında 24 Gbps hızında linkler olan 2 tane 32 portlu anahtarlar kullanılmaktadır. Bazı modül bağlantılarında 64 tane optik fiber bağlantısı olabilecektir. Söz konusu bu fiber optik ağlarda yüksek performans yanında hata tespiti ve hatalı birimin sistemden izole edilebilmesi hedefleri de vardır. Uçakların kanat ve gövdelerine yerleştirilen sensörlerle çeşitli mekanik zorlanmalar sürekli izlenebilmektedir. En önemli fiber optik sensörlerden birisi olan FBG (fiber Bragg grating) sensörlerle gerilme ve basınç çok hassas olarak algılanabilmektedir. Oluşabilecekhasarların tespit edilmesi, yerinin belirlenmesi vetanımlanması için yapısal durum izleme (structural health monitoring: SHM) uygulamaları için kompozit yapılarda gömülü biçimde tesis edilebilen FBG fiber optik sensör ağları uçaklarda özellikle kanatlarda dinamik gerilmeyi gözlemek için oldukça uygundur[10]. Ayrıca gövdeye yerleştirilmiş olan optik fiberler üzerindeki sensörler ile uçağın kalkış ve iniş anındaki yüklenmeler izlenebilmektedir[11]. Bazı uçaklarda tesis edilmiş olan fiber optik sensör ağlarında uçuş süresince ölçümler alınmaktadır. Airbus’ın yeni uçakları, uzun dönemli vizyonu kapsamında ağ yapısında FBG optik sensörlerle uçacaktır[28]. Uçakların motorlarının rotor bıçaklarında, kanatlarda ve gövdesinde tesis edilebilecek sıcaklık değişimlerinden etkilenmeyen fotonik kristal fiber (PCF) sensörağları ile yapısal hasarlar oluşturabilecek titreşimler hassas olarak genlik ve frekans olarak tespit edilebilmektedir[12]. PCF interferometrik sensör sistemi ile ∼2.8 pm/με değerinde yüksek duyarlık elde edilmiştir[12,23].Uçaklarda kullanılan komposit yapılar içerisine bu sensör sistemleri gömülü biçimde yerleştirilebilir. Fiber glass ile güçlendirilmiş polimer yapılar içine gömülmüş yüksek çift kırılma indisli PCF ler ile 50 Hz e kadar titreşimler yüksek duyarlık ile alınmıştır[12,24]. Yine başka bir komposit malzeme içine gömülmüş polarizasyon korumalı PCF sensör ile ∼ 0.253 dB/mm titreşim duyarlığı elde edilmiştir[12,25]. İnsansız hava araçlarında fiber optik sensör kullanılması ile ilgili NASA nın çalışmaları vardır[26]. Fiber optik sensörlerin yüksek duyarlılıkları ve hafif olmaları dolayısıyle yakıt sarfiyatının az olacağı düşüncesi ile bu çalışma önemsenmektedir. Fiber optik sensörlerin yüksek duyarlılıkları sayesinde 146 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR aktif kanat kontrolü sağlanabilecektir. Fiber optik SHM sistemleri ani küçük hasarların oluşumu, büyüklüğü, yeri ve büyümesinin gerçek zamanlı olarak ve uçuş sırasında izlenmesine olanak sağlarlar[28]. Uçaklardaki diğer birçok algılama düzeneklerinde de fiber optik sensörler kullanılmaktadır. Fiber optik jiroskoplar 20 yıldan fazla zamandır çeşitli hava araçlarında kullanılmaktadır[15-17]. Boyutları, ağırlığı ve gücünün düşük olması; kararlı çalışması ve fiber optik ağa direk entegre olabilmesi özelliği ile diğer tür jiroskop teknolojilerine üstünlüğü vardır(şekil-5). Klasik fiber yerine PCF kullanılırsa bükülme kayıpları az olduğu için fiber bobinleri daha küçük yapılabilecektir ve spektral bozulma daha az olacaktır[16]. Federal Aviation Administration raporuna göre 1983 ten beri havacılıktaki en az 26 ciddi kazanın sebebi elektriki kablolamadan kaynaklanan arıza ve yangınlardır. Lockheed Martin firması tarafından desteklenen bir projede,daha güvenli eleman olacağı için daha önce kullanılan elektriki anahtarlar yerine optik anahtarlar geliştirilmiştir. Böylece optik fiber üzerinden flap, dümen ve uçuş için kritik diğer elemanların kontrolü optik anahtarlar ile yapılacaktır[27]. Uçaklarda uçuş kontrol sistemleri, pilot lövyesi, eyleyici (actuator) kontrol elemanları, uçuş bilgisayarları ve sensörler gibi temel elemanların bilgi akışının sağlanarak pilot kabinine bağlanması sistemlerinde ışık kontrollu uçuş (Fly-by-Light) sistemi kullanılması çalışmaları devam etmektedir[7,8]. Işık kontrollu uçuş sistemlerinin kullanıldığı uçaklarda fiber optik kullanımı uçuş kontrol sistemlerinin performanslarında önemli artışlar getirmiştir. Ayrıca fiber optiklerin kullanıldığı bu tip sistemlerde bakım ve arıza giderme masraflarında önemli düşüşler sağlanmaktadır[8]. Şekil-5: Tipik fiber optik jiroskop[29]. Hava araçları için fiber optik linklerle oluşturulacak haberleşme ağları için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Avrupa Birliği 7. Çerçeve Programı tarafından desteklenen DAPHNE (Developing Aircraft PHotonic NEtworks ) projesi içinde yer alan çalışmada halka yapısında bir optik ağ (şekil-6) teklif edilmiştir[20]. Hizmet verici (Head-end Server), hizmet düğümlerini merkezi bilgisayara bağlar. Hizmet düğümlerine ise yapısal durum izleme sensörleri ve uçak içi eğlence sistemleri bağlıdır. Bu ağ yapısında şerit fiber optik bağlantılar kullanılır. Hizmet sağlayan haberleşme linkleri saat yönünde iletim sağlarlar. Saat yönünün tersi yönde iletim sağlayan şerit optik fiberler de vardır. Bunlar ağın güvenli çalışması için yedek linklerdir. Ağın anahtarlaması, fiber anahtarlama katmanı, dalga boyu anahtarlama katmanı ve paket anahtarlama katmanı olmak üzere 3 seviyeli hiyerarşik yapıdadır. Bir çalışma grubu tarafından dalga boyu çoğullamalı bir optik yerel alan ağ sistemi teklif edilmiştir. Bu ağda haberleşmenin sağlanması, optik taşıma ve optik çoğullama sistemlerinden meydana gelen optik omurga ağı ile olmaktadır[21]. Optik fiberlerin uçaklardaki aydınlatma sistemlerinde de kullanılması alanında önemli çalışmalar yapılmaktadır. İç aydınlatmada ve dış aydınlatmada, merkezi ışık kaynaklarından alınan ışık optik fiberler ile dağıtılıp gerek duyulan yerlerde aydınlatma sağlayabilir[13]. Özellikle lazer ışığı kullanılırsa parlaklık ve optik fibere kolay aktarılabildiği için avantajlar sağlanacaktır. 147 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil-6: Halka topolojili optik yerel alan ağ sistemi[20]. Sonuç Optik fiberlerin bakır iletim hatlarına göre bariz üstünlüklerine bağlı olarak, uçaklarda ve diğer hava araçlarında kullanılması ile ilgili çalışmalar ve hazırlıklar artarak devam etmektedir. Bilgilerin yüksek hızda iletimi özellikle askeri uçaklarda kritik derecede önemlidir. Bilgi toplama amaçlı kullanılan algılayıcılar, bilgilerin çekirdek işlemciye iletilmesi, işlemciden verilen komutların bilgi olarak eyleyicilere iletilmesi için bugün önemli ölçüde optik fiberler kullanılmaktadır veya bu konuda standartlaşma çalışmaları devam etmektedir. Mesafe büyük olmadığı için daha ucuz ve bağlantılarının kolay olması dolayısıyla çok modlu optik fiberler kullanılır. Uçak personeli veya yolcuların haberleşme ve eğlence ihtiyaçları için kullanılacak optik fiberler ile bağlı ağlar ile ilgili çalışmalar devam etmektedir. Uçakların iç aydınlatması için merkezi ışık kaynaklarından sağlanan ışıkların dağıtımı için optik fiber hatlar kullanılması çalışmaları devam etmektedir. Kaynaklar 1) Senior, J. M., (2009), “Optical Fiber Communications, Principles and Practice”, Third edition, Prentice Hall 2) Keiser, G., (2000)“ Optical Communication Essentials”, Mc Graw Hill 3) Özsoy, S., (2001), ” Fiber Optik ”, Birsen Yayınevi 4) Saleh, B. E. A., Teich, M.C.,(2007), “Fundamentals of Photonics”, 2. Ed, Wiley&Sons, New York 5) Coşkun, S.,(2009), “ Sıcaklık ve EKG Takibi için Fiber Optik Izgara Sensör Ağı Tasarımı”, (YüksekLisansTezi), Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir. 6) Coşkun, S., Kahraman, G., (2013), “ FBG Sensör Ağları ile Uçaklarda Yapısal Durumun Dinamik Olarak İzlenmesi”, 2. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi, İzmir 7) Garg, A., Linda, R. I., Chowdhury, T., (2014), “Application of Fiber Optics in Aircraft Control System & Its Development”, 2014 International Conference on Computer Communication and Informatics (ICCCI -2014), Coimbatore, INDIA 8) Işık, Y., Kahvecioğlu, A., (2003), “Veri İletim Yöntemleri Ve Optik Veri İletiminin Aviyonik Sistemlerdeki Kullanımı”, Havacılık Ve Uzay Teknolojileri Dergisi, Temmuz, Cilt 1, Sayı 2 (91-97) 9) Levis, J., Sutterfield, B., Stevens, R., (2006), “Fiber Optic Communication Within The F-35 Mission System”, Lockheed Martin, ieee 10) López-Higuera, J. M., Cobo, L. R., Incera, A. Q., Cobo, A., (2011), "Fiber Optic Sensors in Structural Health Monitoring", Journal of Technology, Vol. 29, No. 4 11) Coşkun, S., Kahraman, G., (2012), " Uçaklarda Kanat ve Gövde Yapılarının FBG Sensör Ağları İle İzlenmesi ", 1. Ulusal Fotonik Bilimi ve Sensör Teknolojileri Konferansı, TÜBİTAK UME 12) Pinto, A. M. R., Lopez-Amo, M., (2012)“Photonic Crystal Fibers for Sensing Applications”, Journal of Sensors, Hindawi Publishing Corporation, Article ID 598178 148 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 13) Tomasi, G., (2012), “Fiber Optic Based Lighting for Aircraft”, www.rslfibersystems.com 14) Zhang, J., An, Y., Berger, M. S., Peucheret, C., Clausen, A. T., (2011), “Developing A Generic Optical Avionic Network”, 18. International Conference on Telecommunications 15) Pavlath, G. A., (1994), “Fiber-optic Gyroscopes”, Lasers and Electro-Optics Society Annual Meeting,. LEOS '94 Conference Proceedings. IEEE 16) Edu, I. R., Obreja, R., Grigorie, T. L., (2011 ), “Current technologies and trends in the development of gyros used in navigation applications – a review”, http://www.wseas.us/e-library/conferences/2011/Corfu/CITCOM/CITCOM-09.pdf 17) Armenise, M. N., Ciminelli, C., Leonardis, F. D., Diana, R., Passaro, V., Peluso, F., “Gyroscope technologies for space applications”, https://escies.org/download 18) Russell, P., (2003), “Photonic Crystal Fibers”, Science 299, 358. 19) Russel, P. “Photonic Crystal Fibres”, Max-Planck Institute fort he Science of Light, Erlangen, Germany, www.pcfiber.com 20) Zhang, J., An, Y., Ber, M. S., (2011), “Developing A Generic Optical Avionic Network”, 18th International Conference on Telecommunications, 21) Mazurowski, J., Habiby, S., Stark, J., Drury, D., (2010), “Interoperability Within Optical Networks In Aerospace Platforms”, Digital Avionics Systems Conference (DASC), 2010 IEEE/AIAA 29th 22) http://www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=170740&seqNum=3 23) Villatoro, J., Finazzi, V., Minkovich, V. P., Pruneri, V., Badenes, G., (2007), “Temperature-insensitive photonic crystal fiber interferometer for absolute strain sensing,” Applied Physics Letters, vol. 91, no. 9, Article ID 091109 24) Thakur, H. V., Nalawade, S.M., Saxena, Y., Grattan, K. T. V., (2011), “All-fiber embedded pm-pcf vibration sensor for structural health monitoring of composite,” Sensors and Actuators A, vol. 167, no. 2, pp. 204–212 25) Rajan, G., Ramakrishnan, M., Semenova, Y. et al., (2011), “Analysis of Vibration Measurements in a Composite Material Using an Embedded PM-PCF Polarimetric Sensor and an FBG Sensor”, IEEE Sensors Journal, vol. 99 26) ttps://www.nasa.gov/centers/dryden/news/NewsReleases/2008/08-31. html#.Vhj_Rvntmkp 27) http://www.sciencedaily.com/releases/2006/09/060918164717.htm 28) Sante, R. D., “Review: Fibre Optic Sensors for Structural Health Monitoring of Aircraft Composite Structures: Recent Advances and Applications”, Sensors 2015, 15, 18666-18713 29)http://www.aerodefensetech.com/component/content/article/939-adt/features/feature-articles/963434453-520 149 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Yolcu Uçaklarında Sağlık Destek Sistemleri Ve Teletıp Uygulamaları Üzerine Bir İnceleme Investigation Of Health Support Systems And Telemedicine Applications In Passenger Aircrafts Engin Tekin1, Coşkun Harmanşah2, Güngör Polat3, Volkan Sözeri4, Nurcan Seylan5 ABSTRACT: Today, air transport is the most popular travel preferences. Eachyear, more than 2.8 billion people are traveling by airlines. Health problems during flying occur at a rate of between 10 and 50 permillion passengers. This ratio is predicted that will increaseespecially on long-haul flights depending on travel frequency and number of passengers in coming years. Altitude is one of the mostimportant factor isthat leading to increasing of health risks during travelling by air. Altitude causes decrease in blood oxygen partial pressure, increase in pulmonary pressure, extra heartbeats and increase in blood clotting tendency. Depending on increasing number of passengers, travelling greater number of people with chronic diseases means the increase of health problems such as hypoxia, hyperventilation, pulmonary embolism, clotting problems, deep vein thrombosis, tachycardia and heart attack. However, there can be also healthy passengers may have risks of health problems caused by high altitude. Using of telemedicine for first aid of certain chronic or acute illness and standardization of in-flight medical support system will become mandatory in the future generation aircrafts. In this study, physiological sensors analyzed in detail for wireless telemedicine module that can be integrated in cabin. So, possible telemedicine modules were evaluated for new generation aircraft. Keywords:Telemedicine, physiological signal detection, inflight medical support system, wireless sensor networks ÖZET: Günümüzde, insanların seyahat tercihleri arasında en önemli payı havayolu taşımacılığı almaktadır. Dünyada her yıl 2,8milyardan daha fazla insan hava yolları ile seyahat etmektedir. Uçuş sırasında, sağlık problemlerinin meydana gelme oranı milyonda 10 ile 50 arasındadır. Bu oranın önümüzdeki yıllarda seyahat sıklığı ve yolcu sayısına bağlı olarak özellikle uzun mesafeli uçuşlarında artacağı öngörülmektedir. Havayolu ile seyahat sırasında yaşanabilecek sağlık risklerinin artmasına neden olan önemli faktörlerden birisi uçuş yüksekliğidir. Uçuş yüksekliği;kanın oksijeninin kısmi basıncının azalmasına, akciğer basıncının artmasına, oluşan ekstra kalp atımlarına ve kanın pıhtılaşma eğiliminin artmasına neden olmaktadır.Artan yolcu sayısına bağlı olarak daha fazla sayıda kronik rahatsızlığı olan insanların seyahat etmesi, uçuş sırasında yaşanabilecek hipoksi, hiperventilasyon, akciğer embolisi, pıhtılaşma problemi, derin ventrombozu, güçlü taşikardi ve kalp krizi gibi sağlık problemlerinin artması anlamına gelmektedir. Bununla birlikte, sağlıklı yolcularında yüksek Öğr. Gör., Ege Üniversitesi, Ege MYO, Biyomedikal Cihaz Teknolojisi, engin.tekin@ege.edu.tr Yrd. Doç. Dr., Ege Üniversitesi, Ege MYO, Bilgisayar Programcılığı, coskun.harmansah@gmail.com 3 Öğr. Gör., Ege Üniversitesi, Ege MYO, Biyomedikal Cihaz Teknolojisi, gungor.polat@ege.edu.tr 4 Öğr. Gör., Ege Üniversitesi, Ege MYO, Bilgisayar Programcılığı,vsozeri@gmail.com 5 Öğr. Gör., Ege Üniversitesi, Ege MYO, Bilgisayar Programcılığı,nurcan.seylan@ege.edu.tr 1 2 150 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR irtifadan kaynaklanabilecek akut olaylar sonucu sağlık sorunları ile karşılaşma riskleri de bulunmaktadır.Gelecek nesil uçaklarda yolcuların kronik veya akut rahatsızlıklarına ilk müdahale için teletıp uygulamalarının kullanılması ve uçakiçi sağlık destek sistemlerinin ve fizyolojik sensörlerin standartlaştırılması zorunlu hale gelecektir. Bu çalışmada, uçak içi sistemlere entegre edilebilecek kablosuz bir teletıp modülü için fizyolojik sensörler detaylı olarak analiz edilmiştir. Böylece, yeni nesil uçaklar için olası teletıp modülleri değerlendirilmiştir. AnahtarKelimeler: Teletıp,fizyolojiksinyalalgılama, kabiniçisağlıkdesteksistemi, kablosuz sensor ağları 1. GİRİŞ: Dünya da her yıl 2,8 milyardan daha fazla insan hava yolları ile seyahat etmekte ve günümüzde seyahat tercihleri arasında en önemli payı havayolu taşımacılığı almaktadır (www.iata.org). Yolcu sayısının ve seyahat sıklığının artması özellikle uzun mesafeli uçuşlarda yolcuların çeşitli sağlık problemleri yaşama risklerini beraberinde getirmektedir. Yapılan bir çalışmada, uçuş sırasında sağlık problemlerinin meydana gelme oranının milyonda 10 ile 50 arasında olduğu belirtilmiştir (Ferrer-Roca ve ark. 2002). Bu oranın önümüzdeki yıllarda seyahat sıklığı ve yolcu sayısına bağlı olarak özellikle uzun mesafeli uçuşlarında artacağı öngörülmektedir. Havayolu ile seyahat sırasında yaşanabilecek sağlık risklerinin artmasına neden olan önemli faktörlerden birisi uçuş yüksekliğidir.Ticari uçuşlar 22.000 – 44.000 feet arasında gerçekleştirilmektedir (Şekil 1). Bu yükseklikte hava basıncı 200 ile 300 hPa arasında değişmektedir. Uçuş yüksekliği uçuş mesafesi, hava trafiği ve meteorolojik durumlar dikkate alarak belirlenen sınırlar arasında değişmektedir (Mortazavi ve ark. 2003). Ticari havayolları için uçuş yükseklik aralığı; hava direnci, sürtünme, bulut ve kuşlar gibi önemli faktörler dikkate alınarak belirlenmiştir. Ticari uçuşlarda 8000 feet yükseklikte kabin basıncının 753 hPa daha düşük olmasına izin verilmez. Burada deniz seviyesindeki standart atmosferik basınç olan 1013 hPa değeri referans alınmaktadır(Muhm ve ark. 2007). Uçuş yüksekliği; oksijeninin kısmi basıncının azalması(atmosferik-kabin içi), akciğer basıncının artması, kanın pıhtılaşma eğiliminin yükselmesi, kandaki oksijen miktarının düşmesi ve taşıkardi gibi etkilere neden olmaktadır (Muhm ve ark. 2007, Wirth ve ark. 2009).Artan yolcu sayısına bağlı olarak daha fazla sayıda kronik rahatsızlığı olan insanların seyahat etmesi, uçuş sırasında yaşanabilecek Hipoksi, Hiperventilasyon, Akciğer Embolisi, Pıhtılaşma problemi, Derin VenTrombozu (VTE), güçlü Taşikardi ve Kalp krizi gibi sağlık sorunlarının sayısının artması anlamına gelmektedir. Diğer taraftan, sadece kronik hasta yolcular değil aynı zamanda sağlıklı yolcularında yüksek irtifadan kaynaklanabilecek sağlık sorunları ile karşılaşabilecekleri unutulmamalıdır. Seyahat sıklığı ve artan yolcu sayısı ile birlikte sağlık sorunları ile karşılaşabilecek yolcu sayısıda artacaktır. Ferrer-Roca ve ark.(2001) yaptıkları bir çalışmada 1996-1997 yılları arasında Amerika da havayollarında karşılaşılan 1132 tıbbi sorunun %22 vasovagal, %20 kardiyolojik, %12 nörolojik, %6 solunum ve %8 sindirim sisteminden kaynaklandığını belirtmişlerdir. Bu tıbbi problemlerin %13’ üne acil müdahale yapıldığını ve bunlardan %13’ ünün ölümle sonuçlandığını rapor etmişlerdir. Graff ve arkdaşlarıLuftansa Havayollarına ait 2000 ile 2011 yılları arasındaki uçuşlardaki tıbbi olayları semptom ve teşhiş olmak üzere kategorik olarak incelediler. Bu araştırmada meydana gelen tıbbi sorunların; %40 kardiyovasküler ve nörolojik, %34 sindirim sistemi, %12 kazalar ve %11’ nin diğer nedenlerden kaynaklandığını tespit ettiler (Graff ve ark. 2012). Bu çalışmada tıbbi sorunların 55 yaş ve üzerinde daha fazla olduğu görülmüştür. Elde edilen diğer önemli bir sonuç ise VenözTromboembolizm (VTE) riskinin 4 saatten daha fazla uçuşlar için 4656 yolcu da 1 olduğunu ve 8 saatten daha fazla olan uçuşlarda ise görülme olasılığının arttığını bildirmektedirler.Bu amaçla yapılan diğer önemli çalışmada, 12 saatten daha uzun süreli uçuşlarda riskin yolcunun geçmişinden kaynaklanan faktörlerle birlikte değerlendirildiğinde VTE olasılığının önemli ölçüde artırdığını göstermektedir (Watson ve ark. 2011). Benzer şekilde, Lehman ve ark. (2009) uçuş süresinin artması ile akciğer embolisi görülme riskinin 151 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR arttığı da bildirilmiştir.Seyahat mesafesi, uçuş süresi ve rota gibi faktörlerin çok değişken olmasıoluşabilecek sağlık risklerinin değerlendirilmesini zorlaştırmaktadır. 2. Uçuş Sırasında Karşılaşılabilecek Sağlık Sorunları Hipoksi; Oksijenin solunum havasında yetersizliği, akciğerlere veya dokulara ulaşamaması ya da dokularda kullanılamaması sonucu oluşan fonksiyon bozukluğu olarak ifade edilmektedir. Yüksekllik nedeniyle ortaya çıkan hipoksi çeşidine hipobarikhipoksi denilmektedir. Özellikle 15.000 feet üzeri ticari uçuşlarda hipoksiye maruz kalma riski artmaktadır. Hipoksi direk olarak akciğer ve damarların sistemik direncini etkiler ve solunumu ve sempatik aktiviteyi arttırır(Peter ve ark. 2007). Hiperventilasyon; Solunum sayı ve derinliğinin artması olarak tanımlanır. Dokularda üretilen ve vücudun asit-baz tampon sisteminin önemli bir parçası olan karbondioksit (CO2) gazı, artmış akciğer solunum nedeniyle daha fazla kaybedilir (hipokapni). Bu sebeple hiperventilasyon sonucu asit-baz tampon sistemi bozulur ve istemsiz kasılmalar ile birlikte beyin hipoksisi de derinleşebilir. Akciğer hipertansiyonu (Akciğer ödemi); Hipoksiye bağlı olarak akciğer atardamar basıncı artışı sonucu ortaya çıkmaktadır. Temel nedeni akciğer damar direncinin irtifa ile birlikte artmasıdır (Peter ve ark. 2007). 12.000 feet üzerinde %1-2 oranla rastlanabilen bir durumdur. Akciğer hipertansiyonu geçmişi olan yolcuların, 3000 metre yükseklikteki uçuşlarda kan oksijen seviyeleri kontrol edilmelidir. Pıhtılaşma problemi-Derin VenTrombozu (VTE);dünya toplumunun yaklaşık %20’sinin kanında pıhtılaşma eğilimi olduğu bilinmektedir. Bazı durumlarda, yolcularda uçuş esnasında ya da yolculuktan hemen sonra derin toplardamar trombozu gelişebilmektedir. Yüksek irtifanın kanın pıhtılaştırma eğilimini arttırmasıyla birlikte, ortalama 8 saatlik uçak yolculuğunda, özellikle 50 yaş üstü yolcularda, baldır toplardamarlarında sessiz seyreden pıhtı oluşabilmektedir. Ekonomik sınıfta yolculuk yapanlarda, hareket alanının daha dar olması nedeniyle derin toplardamar trombozuna daha sık rastlandığından ekonomi sınıfı sendromu olarak da adlandırılır (Alexandria. 2003). Akciğer embolisi; Derin toplardamar trombozunda oluşan kan pıhtısının bir kısmı, büyük toplardamarlara doğru büyüme gösterebilmektedir. Büyüyen bu pıhtının bir bölümünün yerinden kopup akciğer damarlarını tıkamasıyla ölümcül olabilen Akciğer Embolisi oluşur. Uçak yolculuğu sırasındaki ani ölümlerin %18’inin akciğer embolisi nedeniyle olduğu bildirilmiştir. Uçakla 5000 kilometrenin üzerindeki yolculukların akciğer embolisi ve derin toplardamar trombozu riskini arttırdığı saptanmıştır (Ahmet ve ark. 2004). Yeni nesil yüksek kapasiteli yolcu sayısı, yüksek uçuş irtifaları ve uzun mesafeli uçuşlar için tıbbi problemlerin tespitinin ve ilk müdahalenin önemi bir kat daha artmıştır. Uçuş esnasında ortaya çıkabilecek sorunların akıllı sensör-teletıp sistemlerle teşhisi ve buna bağlı olarak yapılacak ilk müdahaleler yolcular açısından hayati önem taşımaktadır. 3. Sağlık DestekSistemlerinde Kullanılan TELETIP Uygulamaları Son yıllarda, tıbbi gözlemlerin bir hastane veya sağlık merkezlerinde yapılmasının yanı sıra uzaktan erişim yöntemleri kullanılarak yapılması yaygınlaşmaya başlamıştır. Böylece kişilerin tıbbi teşhis ve tedavi süreçlerinde devrim sayılabilecek birçok yenilik sağlık alanında uygulanmaya başlamıştır. Bu değişim sağlık sektöründe teletıp olarak adlandırılan yeni bir alanın doğmasına yol açmıştır. Teletıp fizyolojik sinyallerin kablolu ve/veya kablosuz sistemler aracılığı izlenmesi, elde edilen bilgilerin sağlık yönetim sistemlerine entegrasyonu ve takip edilen kişi ile iletişim kurulmasını sağlayan bir platformdur. Böylece tanı ve tedavi sürecinde mekân bağımlılığı azaltılmaktadır.Mobil teknolojinin yaygınlaşması, mevcut teletıp uygulamalarının mobil teknolojilere aktarılmasını hızlandırmıştır. Bu kapsamda, Navarro ve ark. (2005) tarafından yapılan bir çalışmada 3Gmobil sağlık sistemi ile 157 KOAH hastası web tabanlı bir yönetim modülü üzerinden izlenmiştir. Hastalarıntansiyon ölçümleri, solunum fonksiyon testleri, oksijen konsantrasyonu ve kalp atışları mobil bir sistem üzerinden ana sisteme aktarılmıştır [Şekil 2]. Bu çalışma hastaların yaşam 152 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR kalitesinin arttığını ve hastaların yeniden hastaneye kabulünde %51 oranında azalma olduğunu göstermektedir. Şekil 2 Teletıp hasta bakım sistemi (Kaynak: Navarro ve ark., 2005) Groning ve arkadaşları SMS ile kontrol edilebilen bir insülin pompası tasarladılar. Hastanın insüline ihtiyacı olduğu zaman sistem bir mesaj oluşturmakta ve gönderilen mesaj ile istenilen miktarda insülin hastaya verilebilmektedir(Groning ve ark. 2007). Diğer önemli bir araştırmada ise ulaşım zorluğu olan veya kronik rahatsızlıkları bulunan hastalar için hasta izleme mobil teletıp sisteminin geliştirilmiştir (Şekil 3).Burada hastalardan EKG, kalp atışı, kan basıncı, SpO2, vücut sıcaklığı gibi çeşitli fizyolojik sinyaller mobil telefon üzerinden sunucu sisteme aktarılmaktadır(Figueredo ve ark. 2004). Şekil 3 Mobil Teletıp Sistemi ile evde hasta bakım ve izleme (Kaynak: Navarro ve ark., 2005) 4.Teletıp Uygulamalarında Kullanılan Fizyolojik Sinyal Sensörleri ve İletişim Teknolojileri Günümüzde yaygın olarak kalp atışı, kan basıncı, oksijen saturasyonu, ECG, Kapnograf, Koagulametre ve Kardiak analizörü gibi fizyolojik sinyal sensörleri kullanılmaktadır. 4.1 Fizyolojik Sinyal Sensörleri Kan Basıncı Kan basıncının ölçülmesiyle, kalbin fonksiyonel durumu ve dolaşım sistemihakkında önemli bilgiler elde edilir. Kan basıncı ölçümlerinde; sistolik (kalbin kasılması) basınç ve diyastolik (kalbin gevşemesi) basıncın değersel olarak belirlenmektedir. Kan basıncının yaşa, cinsiyete ve diğer bazı faktörlere bağlı olarak değişimler göstermesine rağmen normal yetişkin insanlar için,Sistolik basınç: 95–130 mm Hg (ortalama 120 mm Hg) ve Diyastolik basınç: 60–90 mm Hg (ortalama 75 mm Hg) değerleri arasında kabul edilmektedir. 153 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 4’ de otomatik kan basıncı ölçüm sisteminin blok diyagramıverilmiştir.Mikroişlemci kontrollü veri kayıt birimi, kompresör aracılığı ile kafı şişirmektedir. Kafın şişirilmesi ve sonrasında içindeki havanın boşaltılması ile birlikte otomatik olarak basınç değerleri sayısal veriye dönüştürülerek veri kayıt birimine iletilir.Günümüzde yeni tip kan basıncı ölçüm cihazları kablosuz bağlantı özellikleri dolayısıyla basit bir arabirim üzerinden Uçak Domain yapısına kolayca adapte edilebilecek yapıdadırlar. Şekil 4.Kan Basıncı Ölçüm Sistemi Pals Oksimetre (SpO2) Oksijen saturasyonu kandaki oksijene bağlanmış hemoglobinin toplam hemoglobineoranı olarak tanımlanmaktadır. Bu ölçüm, hemoglobinin oksijene olan doygunluğunu (saturasyon) yüzde olarak gösteren bir tekniktir. PalsOksimetri ölçümü yapan cihazlar, bir ışık kaynağıve fotodedektörden oluşmaktadır.Şekil 5’ de palsoksimetre ölçüm sistemin blok diyagramı görülmektedir. Burada iki tür hemoglobin arasındaki ayrımı yapabilmek ve toplam hemoglobin değeri için biri kırmızı (yaklaşık 660 nm) diğeri infrared (yaklaşık 940 nm) olmak üzere farklıdalga boyunda ışık yayan diod (led) ışık kaynaklar kullanılır. Sinyal işleme ve kontrol devresi iki dalga boyunun soğrulma hesaplamasını yaparak hemoglobinin oksijene doygunluğu bulmaktadır. Ölçüm değeri her kalp atımında yenilenmektedir (Moron ve ark. 2005). Şekil 5. PalsOksimetreölçüm sistemi Uçuş yüksekliğinin 15.000 feet üzeri çıktığı seyahatlerde kronik hastalar kadar sağlıklı yolcuların da hipoksiye maruz kalma riski artmaktadır. Özellikle uzun mesafe uçuşları sırasında PalsOksimetre ile kronik hastaların 154 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR izlenmesi seyahat sırasında yaşanabilecek olası tıbbi problemlerin teşhisi ve tedavinin yönetimi açısından önemli yarar sağlayacaktır. Günümüzde farklı firmalar tarafından üretilen cihazlar kablolu/kablosuz ağlara bağlanabilecek yapıdadır (Şekil 6). Şekil6. a)PalsOksimetre cihazı ve parmak probu b) Kablosuz PalsOksimetre cihazı ECG-Nabız Elektrokardiyogram (EKG) cihazı, kalp çalışması sırasında oluşan 1 mVseviyesinde elektriksel aktiviteyi algılayıp monitörizeetmektedir (Şekil 7). Sinyallerin genlikleri, süreleri ve tekrarlama sıklıkları kalbin fizyolojik durumu hakkındabilgi vermektedir. Kalpte oluşan elektriksel sinyal, EKG hasta kablosu ve elektrotlar yardımıylaalgılanır ve sinyal işleme devreleri tarafından yükseltilerek ekrana ve kağıt üzerine aktarılmaktadır. Şekil 7. Elektrokardiyogram (EKG) Ölçüm Sistemi Kapnograf Karbondioksit (CO2) kısmi basıncının, solunum sırasında havayolundan ölçülmesine kapnografi denir. İnvaziv olmayan bu yöntem ve cihaz ile hastanın solunumu hakkında anlık bilgi elde edilebilir. Verilen solunum havasının sonunda elde edilen maksimum değer End-Tidal CO2 (ETCO2) olarak isimlendirilir. 155 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 8Kapnografi Ölçüm Sistemi (Kaynak: Çınar, 2011) Ölçümler kızılötesi (infrared-IR) spektrometre tekniği kullanılarak yapılmaktadır. Bu teknikte, kızılötesi ışık solunum gaz örneğinin içinden geçirilir ve fotodedektörle kaydedilir (Şekil 8). CO2μm dalga boyundaki ışığı absorbe ettiği için bu dalga boyunda fotodedektör tarafından kaydedilen miktar, gaz örneğindeki CO2 yoğunluğu ile ters orantılı olur. Böylece CO2 ölçüm işlemi gerçekleştirilmektedir (Çınar. 2011).Bu cihaz ile yapılacak ölçümlerle uçuş esnasında hiperventilasyon, akciğer hipertansiyonu ve akciğer ödemi gibi rahatsızlıklara hızlı ve doğru müdaheleiçin önemli bilgiler elde edilebilecektir. Koagulametre Koagulometre kanın pıhtılaşma süresini ölçmek için kullanılan cihazdır (Şekil 9). Yüksek irtifada kanın pıhtılaşma eğilimi arttığı için koagulometre ile kanın pıhtılaşma süresinin ölçülmesi Hemofili gibi pıhtılaşma hastalıkları olan yolcuların durumu ve akut gelişen pıhtılaşma problemleri hakkında bilgi verecektir.Bu tür cihazlar pıhtılaşma zamanını çok kısa sürede ölçmektedir. Son yıllarda yeni mikrosensör teknolojisinin tıbbi cihazlarda kullanımı ile birlikte koagulametre cihazları ile yapılan pıhtılaşma testleri basit ve hızlı şekilde ölçülebilmektedir. Bu tip sensörlerin kullanıldığı taşınabilir koagulameter cihazlarda hastadan alınan kan örneğine tromboplastin adı verilen reaktif ile reaksiyona girmesinin ardından pıhtılaşmanın tamamlanmasına kadar geçen süre hesaplanmaktadır. Yeni nesil taşınabilir koagulametreler kablosuz ağ bağlantısına sahiptirler. Şekil 9.TaşınabilirKoagulometre Cihazları Kardiak Analizörü Kalp krizinin veya koroner sorunların tanısı elektrokardiyogram (EKG) analizi veya kandaki kardiyak değişkenlerin değerlendirilmesi ile yapılabilmektedir. Kandaki kardiyak değişkenlerinin düzeyleri kalp kas demetlerindeki hasar ile ilgiyi bilgi içermektedir.Ölçülen kardiyak değişkenlerden Miyoglobin ve Troponin düzeyleri kalp krizi risklerini ve kalp kas dokularındaki hasarlar için önemli göstergedir. Miyoglobin, oksijenin 156 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR kaslarda kalmasını ve işlevlerini yapmasını sağlar. Kalp krizi gibi kas hasarlarında büyük miktarda miyoglobin kana karıştığı için bu değer hızla yükselmektedir. Tıbbi cihaz üretici firmaları tarafındapoint of carecihaz grubunda üretilen kardiyak analizörleri 8-12 dakika aralığında sonuç vermektedir(Şekil 10). Şekil 10. Kardiyak analizörleri. Yapılan bir araştırmada uçuşta AED (AutomaticExternalDefibrillator) kullanım oranının %1.3 olarak bildirilmiştir (Peterson ve ark. 2013). Bu kapsamda uçuş esnasında kalp krizi geçirmiş ve AED kullanılan yolcuların kalp kaslarındaki hasar kardiyak analizörü ile kısa sürede belirlenip teletıp sistemi ile kuleye bilgi verilmesi,uçak acil iniş (diversion) durumunda havaalanı ve sonrasında yapılacak tedavinin doğru ve hızlı olması açısından oldukça önemlidir. 4.2 İletişim Teknolojileri Wi-Fi, Bluetooth, Kızılötesi (infra-red) ve USB gibi farklı özelliklere sahip teknolojiler hemen her alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Gömülü sistemlerin kablosuz ağlarla birlikte kullanımına yönelik yeni teknolojilerin geliştirilmesi teletıp alanında uygulamaların hızla yaygınlaşmasını sağlamıştır. Bu gelişmelerin diğer önemli bir sonucu ise uzaktan sağlık izleme sistemlerinin geliştirilmesidir (Binkley. 2003). Bluetooth ve Wi-Fi teknolojileri uçak navigasyon sistemlerinde kullanılmaya başlamıştır. Kablosuz Ağlar (Wi-Fi, Wireless - Fidelity) Kablosuz ağ standartları uluslararası bir kuruluş olan IEEE tarafından 802.X adlı standartlar serisi altında yer almakta ve 1997 yılında 802.11 başlığında yayınlanmıştır (Geier. 2001). Bu standart seti kablosuz yerel ağların (WLAN – Wireless LocalAreaNetwork) bina içi (indoor) veya bina dışı (outdoor) kullanıcı ve cihazlarla birlikte kullanımı için geliştirilmiştir. IEEE 802.11 standardı lisans gerektirmeyen frekans aralığında (2.4 – 5 GHz) çalışmaktadırlar. 2002 yılında, 802.11b uyumlu cihaz üreticileri tarafından oluşturulan çalışma grubu tarafından bu standart Wi-Fi (Wireless Fidelity) olarak adlandırılmıştır. Wi-Fi teknolojisi 2,4 GHz’ lik spektrumda 11 -54 Mbpshızında yaklaşık30 (bina içi) - 100 m (bina dışı) çapında bir menzildeki uyumlu cihazlar için geliştirilmiştir. Tablo -1’ de IEEE 802.11 standart seti altında geliştirilen farklı alt standart setleri verilmiştir. Tablo-1: IEEE 802.11x standartları Standart 802.11a (2000) 802.11b 802.11g 802.11n Frekans (GHz) 5 2.4 2.4 2.4 ve 5 Maksimum Veri İletim Hızı (Mbps) 54 11 54 600 (Kaynak: Strom D. 2015) 157 Kanal Genişliği (MHz) 20 20 20 20 ve 40 Kanal Sayısı 1 1 1 4 Mesafe (Feet) 75 100 150 150 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Bluetooth Mobil ve/veya sabit cihazları birbirlerine bağlamak için kullanılan kısa mesafeli kablosuz iletişim standardıdır. Bu teknoloji; özellikle ses ve veri iletimindeki hız ve kolaylığı, Ad Hoc (Yapısız) kablosuz ağlarla kolay bağlantı yapabilmesi, düşük güç tüketimi ve farklı uygulamalara açık arabirim standardı gibi önemli avantajlara sahiptir (Özcan. 2010). Bluetooth teknoloji 2.4 GHz’ lik lisans gerektirmeyen ISM (Industrial, Scientific, Medical – Endüstriyel, Bilimsel, Tıbbi) frekans bandında çalışmakta, güvenilir ve daha etkili bir iletişim için frekans atlama tekniği (FrequencyHopping Spread Spectrum, FHSS, Frekans Atlamalı Geniş Spektrum) kullanılmaktadır. Tablo-2’ de Bluetooth teknolojisinin özellikleri verilmiştir. Tablo-2: Bluetooth iletişim standartları Özellikler Frekans Güç Tüketimi İletim Mesafesi Veri İletim Hızı Desteklenen Cihaz Sayısı Bluetooth 2.4 GHz 10 – 100 mW 10 – 100 m 3 Mbps 8 Aktif – 255 Pasif (Kaynak: Strom D. 2015) Uçak Domain Yapısı ve Fonksiyonları Domain, bir grup içindeki benzer özelliklere sahip cihazların ve fonksiyonların soyutlanması olarak İfade edilmektedir. Kablosuz ağ cihazlarının uçak ağ yapısına entegrasyonu uçak ağ güvenlik politikaları açısından kritik derecede önemlidir. Uçak Domain modeli: Uçak Kontrol Domain, Havayolu Bilgi Hizmet Domain, Yolcu Bilgi - Eğlence HizmetDomain ve Yolcu Cihaz Domain olmak üzere dört alt domain yapısından oluşmaktadır (Şekil 11). Uçak kontrol domain, Uçuş ve Gömülü Kontrol Sistemleri ve Kabin Merkez olmak üzere en yüksek kritik düzeyli iki alt domaine ayrılmıştır. Havayolu Bilgi Hizmet Domain ise Uçuş Yönetim, Kabin ve Yolcu Destek olmak üzere iki alt domainden oluşmaktadır (Hintze. 2011). Uçak Kontrol domain yapısı uçağın güvenli bir uçuş gerçekleştirmesi için ihtiyaç duyulan önemli fonksiyonları sağlayan sistemler ve ağ yapısından oluşmaktadır. Şekil 11. Uçak domain referans modeli 158 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Günümüzde uçak elektronik sistemlerin çoğu domain içindeki IPağlarla etkileşebilmektedir. Uçak Kontrol Sistem Domain içinde Kokpit ekranı, Uçuşkontrolü, Elektrik sistemi ve Kabin Yönetim sistemleri yer almaktadır (ARINC. 2004). 5. Uçak İçi Sistemlere Entegre edilebilecek TELETIP Uygulamaları Lufthansa uçaklarında kıtalararası uçuşlar için uydu telefonu ile Frankfurt’taki alarma merkezi ile telefon bağlantısı kullanılmaktadır. Böylece alarm merkezindeki doktor, kabin görevlileri yardımıyla yolcuya yapılacak ilk yardımı yönlendirebilmektedir(Weinlich ve ark. 2009).Urwin ve arkadaşları (2008), uçuş sırasında meydana gelen tıbbi sorunların analizine yönelik yaptıkları çalışmada havayolları arasında ortak bir veritabanının kurulmasını ve standart bir medikal kit oluşturulmasını önermişlerdir. Uçak içi teletıp uygulamalarının kullanımına ise Etihad, Emirates, Virgin Atlantic gibihavayolu şirketlerinde rastlanılmaktadır. Bu şirketler, uzun mesafe uçuşlarında, Tempus IC (Remote Diagnostic Technologies) adı verilen uçak içi sağlık destek sisteminikullanmaya başlamışlardır. Bu teletıp teknolojisi ile,çıkabilecek acil durumlara müdahele etmek amacıyla yolcuların şeker, tansiyon ve nabız gibi ölçümü yapılarak elde edilen verilerin sağlık merkezine iletilmesi sağlanmaktadır. Yerdeki sağlık merkezindeki doktor ile görsel haberleşmeyi ve yolcunun sağlık durumu ile ilgili olarak ölçülen değerlerin iletilmesiamacıyla tasarlanan uçuş telemetri konsepti Şekil 12’ de görülmektedir. Uçuş esnasında yolcuda bir hastalık şüphesi olduğunda, kronik hastalık nüksettiğinde ya da acil tedavi gerektiğinde hasta bilgileri medikal bilgi sistemi üzerinden alınabilmektedir. Bu çalışmada, uçak ile yerdeki doktor arasında ölçülen fizyolojik sinyalleri paylaşılabilmekte ve kontrol kulesi ölçüm değerlerini iletişim sistemi üzerinden uçuş rotasına uygun olarak yerdeki sağlık merkezine ulaştırmaktadır. Hastanın durumuna göre doktor gerek gördüğünde kabin görevlileri ile video konferans görüşmesi yapabilmekte ve hastaya (yolcuya) nasıl bir tedavi yolu izleneceğini söyleyebilmektedir (Ijioui ve ark. 2003). Şekil 12. Kabiniçi sistemler için telemetri konsepti(Kaynak: Ijioui ve ark. 2003) 6. Öneriler ve Değerlendirmeler Uçak içi sistemlere entegre edilebilecek fizyolojik sensörleri incelediğimiz çalışmamızın sonucunda, kısa mesafeli uçuşlar için kan basıncı, SpO2, EKG-Nabız sensörlerinin, uzun mesafeli uçuşlar için ise bu sensörlere ek olarak Kapnograf, Kardiyak Analizörü ve Koagulametre gibi fizyolojik sensörlerinstandart medikal bir kit olarak uçak içi sisteme dahil edilmesi gerekliliğini saptadık. Etihad gibi bazı havayolu firmalarının Tempus IC sistemi ile EKG, SpO2 gibi sensörleri uzun mesafe uçuşlarında kullanmaları önemli bir gelişmedir. Ancak bizim 159 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR tespitimize göre, uzun mesafe uçuşları için koagulometre cihazı ile kan pıhtılaşma süresinin ölçülmesi ve uçuşta yaşanacak kalp krizi öncesi ve sonrasında kardiyak analizörü ile kalp hasarının belirlenmesi yolcu sağlığı açısından hayati önem taşımaktadır ve TempusIC ve benzeri sistemlerde kardiyak analizörü ve koagulometre ölçümleri bir standart olarak dahil edilmelidir. Ülkemizde ulusal havayolu şirketlerimizde uçakiçiteletıp destek sistemleri uygulamalarına rastlanılmamıştır. Ancak ülkemizde son yıllarda havacılık sektörüne yönelik özellikle yerli bölgesel yolcu uçağı tasarımı ve üretimine yönelik AR-GE ve ÜR-GE faaliyetlerinin hız kazanması uçak içi kontrol sistemlerinin tasarımı ve geliştirilmesine katkı sağlayacak ileri düzey gömülü elektronik sistem altyapısının önemini bir kat daha artırmıştır. TÜBİTAK tarafından “Öncelikli Alanlar Araştırma Teknoloji Geliştirme ve Yenilik Projeleri Destekleme Programı” altında Sağlık başlığında Elektronik Sağlık Teknolojilere yönelik çalışmalar kapsamında fizyolojik sensör geliştirme ve bunların farklı alanlara yönelik uygulamaları için önemli destekler sağlamaktadır. Bu kapsamda uçak içi Teletıp uygulamalarına yönelik AR-GE ve ÜR-GE çalışmaları ülkemizin havacılık sektörü ile ilgili bilimsel ve endüstriyel altyapısının gelişmesini destekleyecektir. Bu bağlamda, çalışmada bahsedilen sensör teknolojileri ile elde edilen fizyolojik sinyallerin ilgili sağlık birimlerine iletilmesi ve tekrar uçak içi kabin sistemine gönderilmesi ve kabin görevlilerinin yolcuya ilk müdahalesi için bir arayüz geliştirilmesi (teletıp) üreteceğimiz bölgesel uçağımızda bir standart olarak yer almalıdır. KAYNAKÇA: Ahmet U., Nihat Ö., (2004), ‘’Yolculuk ve PulmonerTromboemboli’’, Tüberkülöz ve Toraks, 52(1), 98-102. Alexandria VA., (2003), ‘’MedicalGuidelinesforAirline Travel’’, Aviation, Space, andEnvironmentalMedicine, 74: Number 5. AerospaceMedicalAssociation ASCCAS (2008), “Cabin cruising altitudes for regular transport aircraft”, Aviation Space and Environmental Medicine, 79(4), pp 433-9. ARINC Specification 664 P5, 2004, “Aircraft Data Network – Network Domain Characteristics and Interconnection”, Network Infrastructure and Security Workgroup. Binkley P.F., “ PredictingThePotential of WearableTechnology “, Engineering in MedicineandBiology, IEEE Sayı: 22 No: 3, 2003. Çınar O., (2011), ‘’Acil Serviste Kapnografi Kullanımı’’, Türkiye Acil Tıp Dergisi, 11(2): 80-89. Ferrer-Roca, R Diaz de Leon, F J de Latorre, M Sua´rez-Delgado, L DiPersiaand M Cordo (2002), “Aviationmedicine: challengesfortelemedicine”, Journal of TelemedicineandTelecare, Vol. 8, pp1–4. Figueredo MVM.,Dias JS., (2004), ‘’Mobile Telemedicine Systemfor Home Care and Patient Monitoring’’, 26th Annual International Conference of the IEEE EMBS, 3387-3390. Graf, J.,Stüben U., Pump, S. (2012), “In-flight medical emergencies”, DtschArzteblInt, 109 (37), pp 591-602. Groning R.,Remmerbach S., Jansen A., (2007), ‘’Telemedicine: Insulin Pump controlled via the Global Systemfor Mobile communications (GSM)’’, International Journal of Pharmaceutics, 339: 61-65. Hintze, H.,Tolksdorf, A., God R., (2011), CabinCoreSystem – A NextGeneration Platform ForCombinedElectricalPowerand Data Servıces, Workshop on Aircraft systemTechnology. Ijioui, R.,Book, M., Gruhn, V., (2003), “Concept of a SystemProvidingGround-BasedMedicalSupportforInFlight Emergencies”, 7th ATRS World Conference, Toulouse, France. Lehmann R, Suess C, Leus M (2009), “Incidence, clinicalcharacteristics, andlong-termprognosis of travelassociatedpulmonaryembolism”, EurHeart J, 30, pp 233–41. 160 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Moghaddmjoo S., (2010), ‘’Prevention of Myocardial Infarctıons, using Non-ınvasive Biophotonics Measurement of Biomarker Cardiac Troponin I’’ Master of Applied Sciences. Moron M.,Casilari E., Luque R., Gazquez JA., (2005), ‘’A Wireless Monitoring System for Pulse-oksimetry Sensors’’, Proceedings of the 2005 Systems Communications, 0-7695-2422-2/05$20 00. Mortazavi A, Eisenberg MJ, Langleben D, Ernst P, Schiff RL., (2003) “Altitude-related hypoxia: risk assessment and management for passengers on commerical aircraft.” Aviat Space EnvironMed, 74(9), pp 922-7. Muhm JM, Rock PB, McMullin D. L.,Jones, S. P., Lu, I.L., Eilers, K. D., Space, D. R. andMcMullen, A., (2007), “Effect of aircraft-cabinaltitude on passengerdiscomfort ”, N Engl J Med, 357, pp 18–27. Navarro E. A. V., Mas JR., Navajas JF., Alcega CP., (2005), ‘’Enhanced 3G-Based n-HealthSystem’’IEEE EUROCON, 1332-1335. Özcan S., “ Bluetooth ile EKG Verilerinin İletimi ”, Başkent Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 2010. Peter B.,Simon J. (2007), ‘’Effect of Altitude on theHeart and the Lungs’’, ContemporaryReviews in CardiovascularMedicine, 116: 2191-2202. Peterson D., Martin C., Guyette F., (2013), ‘’Outcomes of Medical Emergencies on Commercial AirlineFlights’’, The New England Journal of Medicine, 368: 2075-83. Strom D., http://www.eetkorea.com/ART_8800440735_839577_NT_56c2a73c.HTM (Erişim Tarihi: Eylül 2015) TheInternational Air Transport Association (IATA), PressRelease No.: 50, http://www.iata.org/pressroom/pr/pages/2012-12-06-01.aspx [Erişim Tarihi: 16.06.2015]. Urwin A.,Ferguson J., McDonald R. (2008), ’’A five-year review of ground-to-air emergency medical advice’’, Journal of Telemedicine andTelecare, 14: pp 157-159 Watson HG, Baglin TP, (2011), “Guidelines on travel-relatedvenousthrombosis”, Br J Haematol, 152, pp 31– 4. Weinlich M.,Nieuwkamp N., Stueben U., (2009), ’’ Telemedica lassistance for in-flight emergencies on intercontinental commercial aircraft’’, Journal of TelemedicineandTelecare, 15:pp 409-413. Wirth, D.,Rumberger,E., (2009), ”Fundamentals of aviationphysiology.” In: Curdt-Christiansen C, Draeger J, Kriebel J: “Principles and practice of aviation medicine”, World Scientific Publishing, pp 71–149. 161 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Hava Platformu Kızılötesi İmzasını Azaltma Maksatlı Nanofotonik Yapı Tasarımı Nanophotonic Structure Design To Reduce Infrared Signature Of Airborne Platform Abdurrahman Özdemir1, Ahmet Özer2, Şafak Saraydemir3, Hasan Koçer4 ÖZET: Elektromanyetik spektrumu kontrol edebilmek, günümüz savaşlarında kritik avantajlar sağladığı için bu konuda çalışan bilim insanlarının öncelikli çalışmaları arasında yer almaktadır. Bu çalışmanın amacı; EM spektrumun kızılötesi bandında, hava araçlarının kızılötesi imzasının kontrol edilebilmesi için nanofotonik yapı tasarlanmasıdır. Tasarladığımız nanofotonik yapı 200 nm kalınlığında Altın (Au) içerisine 100 nm kalınlığında ve 500 nm genişliğinde Ge2Sb1Te4 (GST) malzemesi gömülerek oluşturulmuş ve 2 µm periyodundadır. Nanofotonik yapıyı tasarlamak için kullandığımız GST malzemesi akıllı malzeme olarak sınıflandırılan faz değişimli malzemedir. Nanofotonik yapının simülasyonunu FDTD yöntemini temel alan ticari ‘Lumerical FDTD Solutions’ programı ile gerçekleştirdik. Simülasyon sonucunda elektrik alan polarizasyonuna bağlı olarak iki farklı rezonans dalga boyu (λ01=2443 nm ve λ02=2414 nm) elde ettik. Bu kapsamda nanofotonik yapının paralel polarizasyondaki rezonans dalga boyu olan λ02’deki emicilik değeri hesaba katarak Planck ışımasını hesapladık ve kara cisim (blackbody) ışıması ile karşılaştırarak örnek bir hava platformu modelledik. Bu modele göre GST kristal fazda iken nanofotonik yapının ortama yaydığı ışıma, kara cisim ışımasının % 95’ine tekabül etmektedir. Kızılötesi görüntüleme yapıldığında çok iyi görünürlük anlamına gelmektedir. Ancak GST kristal faza geçirilirse ortama yayılan ışıma, kara cisim ışımasının % 0,5’ine düşecektir. İlgili dalga boyundaki görünürlük neredeyse sıfır olmaktadır. Kızılötesi algılayıcılarda çok iyi görünen platform faz değişimi ile görünmez olacaktır. Anahtar Kelime:Kızılötesi İmza Azaltma, Kızılötesi Kamuflaj, Nanofotonik Yapı, Emicilik, Yayıcılık, Faz Değiştiren Malzeme, Ge2Sb1Te4. ABSTRACT: As the electromagnetic spectrum provides critical advantages for modern-day wars, it has become a priority work among the scientific studies. The purpose of this study is to design nanophotonic structures to control the infrared signature of the airborne vehicles. Our designed nanophotonic structure is 200 nm-thick gold, composed by the layering of a 100 nm-thick and 500 nm-wide GST layer which has a 2 µm period. The GST material that we used to design this nanophotonic structure is a phase-changed material, which is classified as a smart material. We performed simulations of nanophotonic structures with commercial software called Yük.Müh., Kara Harp Okulu, abdurrahmanozdemir@kho.edu.tr Yük.Müh., Kara Harp Okulu, aozer@kho.edu.tr 3 Dr., Kara Harp Okulu, ssaraydemir@kho.edu.tr 4 Dr., Kara Harp Okulu, hkocer@kho.edu.tr 5 MSc.Eng., Turkish Military Academy abdurrahmanozdemir@kho.edu.tr 6 MSc.Eng., Turkish Military Academy, aozer@kho.edu.tr 7 Ph.D., Turkish Military Academy, ssaraydemir@kho.edu.tr 8 Ph.D., Turkish Military Academy, hkocer@kho.edu.tr 1 2 162 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 'Lumerical FDTD Solutions', which were based on the FDTD method. At the end of the simulations, we obtained two different resonance wavelengths (λ01=2443 nm and λ02=2414 nm) depending on the electric field polarization. In this context, we calculated Planck radiation using the absorption value at λ02 and compared it with blackbody radiation in order to model an airborne platform. According to this model, radiation emitted by nanophotonic structures corresponds to 95% of the black body radiation while GST is in a crystalline phase. It means that visibility is very good for infrared imaging. However, if GST is changed to a crystal phase, radiation emitted to the environment will diminish to a level of 0.5% of the blackbody radiation. At the corresponding wavelength, visibility has become almost zero. A phase change will result in an inability of the infrared sensors to detect the platform’s structure. Key Words: Infrared Signature Reduction, Infrared Camouflage, Nanophotonic Structure, Absorption, Emissivity, Phase Change Material, Ge2Sb1Te4. 1. GİRİŞ: Metamalzeme, doğada bulunan malzemelerin elektriksel olarak çok küçük ve farklı geometrilerde bir araya getirilmesiyle elde edilen malzemelerdir. Metamalzemelerin optik özellikleri (kırılma indisi ve bağıl dielektrik sabiti) doğadaki malzemelerden farklı olmaktadır. Bu malzemeler elektromanyetik (EM) ışıma açısından; emici, yansıtıcı ve geçirgen olarak tasarlanabilmektedir. Altın (Au), bakır (Cu) ve gümüş (Ag) kızılötesi banttaki EM ışımayı çok iyi yansıtan asal metallerdir. Bu tür metallerin farklı geometrilerde birleştirilmesiyle rezonans durumlar oluşabilmektedir ve rezonans durumlarda mükemmel emici yapılar tasarlanabilmektedir(Landy, 2008:100; Liu, 2010:10; Zhou, 2011:119; Zhang, 2011:19; Aydın, 2011:2). Terahertz rejimde de çalışmalar mevcuttur(Tao, 2008:16; Chen, 2006:444; Chen, 2008:2). Faz değiştiren malzemeler (GeSbTe-GST ve VO2) kullanılarak plazmonik olmayan emici nanofotonik yapılar tasarlanmıştır (Kats, 2012:101; Hosseini, 2014:511). Faz değiştiren malzemeler kullanılarak plazmonik yapılar da tasarlanmıştır (Cao, 2013:3; Cao, 2014:4; Driscoll, 2008:93; Voti, 2012:112). Faz değiştiren malzemeler, atomik yapılarının düzenlerini ışık veya sıcaklıkla değiştirebilen ve sonrasında kararlı durumlarını koruyabilen malzemelerdir. Faz değiştiren malzemelere örnek olarak VO2 (Vanadyum Dioksit), InSb (Indiyum Antimon) ve GST (GeSbTe: Germanyum Antimon Tellürüt) malzemeleri verilebilir. VO2 malzemesini kullanarak ışımaemici yapılar tasarlanmıştır (Kocer, 2015:9; Dicken, 2009:20). InSb ve GST malzemelerinin başarımını karşılaştıran çalışmalar da mevcuttur (Michel, 2013:8). GST malzemesinin birçok alaşımı mevcuttur(Palik, 1998). Bu çalışmada GST’nin Ge2Sb1Te4 alaşımı kullanılmıştır. Malzemeler bir dış etki ile faz değiştirdiklerinde EM ışıma ile etkileşimlerinde ışımaya karşı reaksiyonları farklılaşmaktadır. Çünkü optik parametreleri (kırılma indisi, bağıl dielektrik sabiti) malzeme fazı değişimiyle birlikte spektral olarak farklılaşmaktadır. Bu çalışmada kullanılan Ge2Sb1Te4 akıllı faz değişimli malzemenin farklı malzeme fazlarında atomlarının model dizilişindeki ve malzemenin kırılma indisindeki değişimler’deki gibidir. 163 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil-1: Ge2Sb1Te4 malzemesinin atomlarının dizilim modellemesi ve farklı malzeme fazlarındaki kırılma indisinin reel (n) ve sanal (K) kısımlarının spektral değişimlerin’e bakıldığında GST amorf fazda iken atomların dizilimi dağınıktır. GST faz değiştirdiğinde, yani kristal faza geçtiğinde atomların dizilimi daha düzenli hale gelmektedir. Bu durum GST gibi akıllı malzemelerin faz değişimlerinde optik özelliklerinin de değiştiğini göstermektedir. 2-3 µm dalga boyu aralığında; GST-amorf durumunda kırılma indisinin reel bileşeni sabit ve 4 iken, sanal bileşeni sıfırdır. Ancak GST faz değiştirdiğinde aynı dalga boyları arasında; kırılma indisinin reel bileşeninin 5 ile 6.5 arasında değişim gösterdiği, sanal bileşenin ise 0 ile 0.18 arasında bir değişim gösterdiği grafiklerden anlaşılmaktadır. 2. NANOFOTONİK YAPI GEOMETRİSİ: Tasarlanan nanofotonik yapı (Şekil-2) altın ve GST malzemelerinden oluşmaktadır. Şekil-2: İnce film tabanlı kızılötesi ışıma emici nanofotonik yapı Şekil-2’de tasarlanmış olan yapıda 200 nm kalınlığında ve x-ekseni boyunca 2 µm periyoduna sahip olan altın malzemesi içerisine 100 nm kalınlığında ve 500 nm genişliğinde GST malzemesi gömülmüştür. Bu tasarım xekseni doğrultusunda periyodik bir yapıya sahiptir. Bu tasarımda GST’nin alt bölgesinde bulunan altın malzemesi elektromanyetik ışımanın geçişine izin vermeyecek kalınlıktadır. Elektromanyetik yakın kızılötesi düzlem dalga malzemenin GST gömülü üzerine gönderilmektedir. Nanofotonik yapının çözümü için tasarımda kullanılan malzemelerin (Au ve GST) simülasyonun yapılacağı dalga boyu aralığındaki optik özelliklerinin bilinmesi gerekmektedir. Optik özellik olarak kırılma indisi veya bağıl dielektrik sabitlerinin spektral davranışlarının bilinmesi yeterli olmaktadır. Optik özellikler bilindiği 164 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR takdirde simülasyon gerçekleştirilebilmektedir. Şekil-’te, tasarlanmış olan nanofotonik yapı için kullanılan altın ve GST malzemelerinin; 2-3 µm dalga boyları arasındaki bağıl dielektrik sabitlerinin, reel (ε1) ve sanal (ε2) bileşenlerinin dalga boyuna göre grafikleri görülmektedir. Şekil-3: Bağıl dielektrik sabitlerinin reel (ε1, düz çizgi) ve sanal bileşenlerinin (ε2, kesikli çizgi) dalga boyuna göre değişimi (a) Au ve (b) GST malzemesinin amorf (siyah renkli çizgi) ve kristal (kırmızı renkli çizgi) fazı. Au verisi (Palik, E.D., 1998)’denve GST verisi (Shportko, K., 2008:7)’den alınmıştır Kırılma indisi, bağıl dielektrik sabiti ile ilgilidir. formülü bağıl dielektrik sabiti ( ) ile kırılma indisinin ( ) doğru orantılı olduğunu göstermektedir. Şekil-(a)’da altın malzemesinin dielektrik sabiti verilmiştir (Palik, E.D., 1998). Altın malzemesinin dielektrik sabitinin sanal bileşeni sıfırdan farklı olduğu için altın kayıplı malzemedir. Malzemenin kayıplı olması emiciliğinin sıfırdan farklı olmaya meyilli olduğu anlamına gelmektedir. Şekil-(b)’de GST malzemesinin amorf ve kristal fazının bağıl dielektrik sabiti dalga boyuna göre verilmiştir (Shportko, K., 2008:7). 3. SİMÜLASYON SONUÇLARI 3.1. Emicilik ve Yansıtıcılık Tasarlanmış olan nanofotonik yapı ticari ‘Lumerical FDTD Solutions’ (Lumerical Solutions) programı ile simüle edilmiş, elde edilen yansıtıcılık ve emicilik sonuçları Şekil-’te gösterilmiştir. Şekil-4: Elektrik alan vektörü nanofotonik yapı ızgarasına dik olduğunda (a) yansıtıcılık ve (b) emicilik. Elektrik alan vektörü nanofotonik yapı ızgarasına paralel olduğunda (c) yansıtıcılık ve (d) emicilik Grafiklerin tamamına bakıldığında kırmızı renk GST malzemesinin kristal fazını, siyah renk ise GST’nin amorf fazını temsil etmektedir. Elektrik alan vektörü Şekil-(a)’daki gibi nanofotonik yapı ızgarasına dikey polarizede geldiği durumda yansıtıcılığın sıfıra en yakın olduğu dalga boyu 2443 nm’dir. Yansıtıcılığın (R, Reflectivity) çok 165 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR düşük olduğu bu dalga boyu GST’nin amorf fazı için geçerli olmaktadır. GST kristal faza geçtiğinde ise yansıtıcılık daha fazla olmaktadır ve rezonans bir davranış göstermemektedir. Çalışma dalga boylarında deri kalınlığı az olan ve bu sebeple optik olarak kalın olan nanofotonik yapının alt bölgesindeki 100 nm kalınlığındaki altın, yakın kızılötesi ışımanın geçişine izin vermemektedir. Bu yüzden geçirgenlik (T, Transmission) değeri sıfır olmaktadır. A+R+T=1’dir. Bu eşitlikte T = 0 alındığında A=1-R olacaktır. Bu sebeple yansıtıcılık grafiği hakkındakine benzer yorumlar emicilik (A, Absorption) için de bu formüle ve Şekil-(b)’ye göre yapılabilir. Elektrik alan polarizasyonu değişmeden emicilik grafiğine bakıldığında, rezonans dalga boyu olan 2443 nm’de maksimum emicilik gözlenmektedir. Bu mükemmel emicilik, GST malzemesinin amorf fazında gerçekleşmektedir. GST faz değiştirdiğinde yani kristal faza geçtiğinde aynı dalga boyunda maksimum emicilik davranışı görülmemektedir. Faz değişimiyle emicilik, yaklaşık olarak 0.95’ten 0.3’e düşmüştür (Şekil-(b)). Elektrik alan polarizasyon vektörü nanofotonik yapı ızgarasına paralel olarak geldiğinde ise GST malzemesi kristal fazda iken 2414 nm dalga boyunda çok düşük yansıtıcılıklı olarak davranmaktadır. Ancak GST faz değiştirdiğinde yani amorf faza geçtiğinde aynı dalga boyunda mükemmel bir yansıtıcı gibi davranmaktadır. Amorf fazdayken, sadece rezonans dalga boyunda değil 2-3 µm dalga boyları arasında mükemmel bir yansıtıcı özellik göstermektedir (Şekil-(c)). Elektrik alan polarizasyonu değişmeksizin aynı dalga boyunda, GST’nin kristal fazında mükemmel bir emicilik davranışı gözlenmektedir. GST amorf faza geçtiğinde ise emicilik çok düşük ve yaklaşık sıfır olmaktadır. Amorf fazda emiciliğin sıfıra yakın olduğu dalga boyu rezonans dalga boyuyla sınırlı değildir. 2-3 µm dalga boyu aralığının tamamında emicilik sıfıra yakındır (Şekil-(d)). Kirchoff yasasına göre emicilik (A) değerleri, aynı malzeme için ısıl denge durumunda yayıcılık (emissivity, ε) değerlerine eşit olmaktadır. Planck kanunundan spektral olarak birim alandan birim dalga boyunda yayılan ışıma gücü (Kocer, 2015:5); (1) şeklindedir. Burada; M(λ,T) birim alandan birim dalga boyunda yayılan güç (W.m-2.μm), T mutlak sıcaklık (Kelvin), λ dalga boyu (μm), c1birinci ışıma sabiti (3.7418x108 W.m-2.μm4), c2ikinci ışıma sabitidir (1.4388x104.μm.K). Yayıcılık değeri (ε), dalga boyunun ve sıcaklığın bir fonksiyonu olan Planck ışıma kanununda kara cisim (blackbody) için 1 (bir) olarak alınmaktadır. Ancak gerçek cisimlerde yayıcılık değeri 1 değildir ve her malzeme için ve her dalga boyu için 0 ile 1 arasında değişerek farklı olabilmektedir. Şekil(d)’deki grafikteki spektral emicilik değerleri kullanılarak hesaplanan Planck ışımasının GST’nin faz değiştirdiğindeki ışıma farklılığı ile kara cisim ışımasının karşılaştırılarak görülmesi beklenmektedir. Bunu gözlemleyebilmek için Planck kanununa göre kara cismin spektral ışıması ile rezonans dalga boyundaki emiciliğin hesaba katıldığı ışıma grafikleri aynı grafikte gösterilebilir. Elektrik alan polarizasyon vektörü nanofotonik yapı ızgarasına paralel olduğu durumda rezonans davranış GST’nin kristal fazında gerçekleşmiştir. Bu rezonansın gerçekleştiği yani emiciliğin maksimum olduğu dalga boyu yaklaşık 2.4 µm’dir. Bu dalga boyunda maksimum ışıma gerçekleşmiştir. Maksimum ışımanın gerçekleştiği dalga boyu biliniyorsa sıcaklık da Wien yer değiştirme yasasına göre hesaplanabilmektedir. Wien yer değiştirme yasası (Kocer, 2015:5). (2) max şeklindenir. Burada λmax mikrometre olarak maksimum ışmanın görüldüğü dalga boyu (rezonans dalga boyuna eşit olacaktır), T Kelvin cinsinden sıcaklıktır. Rezonans dalga boyundaki sıcaklık değeri Wien kanununa göre hesaplanırsa 1207 Kelvin olmaktadır. 1207 Kelvin’de kara cisim ışıması ile polarizasyon vektörünün ızgaraya paralel olarak geldiği durumdaki ışımanın maksimum ışıma değeri ile normalize edilmiş hali aynı grafik içinde Şekil-13’te gösterilmiştir. 166 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil-13. 1207 Kelvin’de nanofotonik yapı (amorf/kristal-GST) ile kara cismin normalize edilmiş Planck ışıması Şekil-13’te siyah renk ile kara cisim ışıması, mavi renk ile GST amorf durumdayken nanofotonik yapının ışıması ve kırmızı renk ile de GST kristal fazındaki ışıma gösterilmiştir. Grafikte hesaplanan ışıma değerleri 1’e normalize edilmiştir. Nanofotonik yapımızın 1207 Kelvin sıcaklığında yaydığı ışıma GST malzemesinin iki farklı fazında değişkenlik göstermektedir. Çünkü yayıcılık değeri değişmektedir. 2.4 µm dalga boyundaki kristalGST’nin kızılötesi ışıma değeri kara cisim ışımasına çok yakınken GST amorf faza geçtiğinde ışıma sıfıra yaklaşmaktadır. Yani malzemenin kristal fazında kızılötesi görünürlüğü mükemmele yakın iken GST’nin faz değişimiyle kızılötesi olarak neredeyse görünmez olacaktır. Bu yapıda kızılötesi görünürlük şiddeti yaklaşık olarak % 80 değiştirilebilmektedir. Tasarlanan yapının kızılötesi görünmezlik, kızılötesi iz veya imza azaltma ve termal kamuflaj maksatlı kullanılabileceği sonucu çıkartılabilir. Tasarlanan bu yapı bir hava aracının sıcak bölgelerine kaplanırsa aracın termal kameralarda görünürlüğü duruma göre azaltılabilir veya artırılabilir. ’da tasarlanan yapının kullanılabileceği örnek bir hava platformu gösterilmiştir. Şekil-6. Nanofotonik yapının kullanılabileceği örnek bir hava aracı 167 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR ’daki aracın en sıcak bölgelerinin tasarlanan nanomalzeme ile kaplanması gösterilmiştir. Helikopterin en sıcak yeri olan egzoz çıkış kısmı nanomalzeme ile kaplanarak kızılötesi algılama yapan bir termal kamera (FLIR) ile izlendiği varsayılmıştır. Şekil-13 ve birlikte düşünüldüğünde Şekil-13’teki ışıma grafiğine bakılarak, GST-kristal fazda iken helikopterin sıcak bölgelerinin ışıması termal kamerada çok iyi görünebileceği, GST-amorf durumunda ise aracın termal kamerada iyi görünmeyeceği söylenebilir. Çünkü malzeme ile kaplanan aracın yayacağı ışıma amorf durumundaki nanomalzeme tarafından engellenmektedir. Işımanın yayılması engellendiğinden kameraya kızılötesi ışıma ulaşamayacak ve aracın görünürlüğü minimize edilmiş olacaktır. 3. SONUÇ: Faz değiştiren malzeme kullanılarak tasarlanan ince film nanofotonik yapının kızılötesi ışıma emilimi nümerik olarak incelenmiştir. Farklı elektrik alan polarizasyonları için farklı spektral emilim karakteristikleri elde edilmiştir. Spektral emilim ve buna bağlı olarak spektral kızılötesi ışımanın tasarımda kullanılan aktif malzemenin (Germanyum Antimon Tellürüt-GST) malzeme fazı değişimine bağlı olarak değişkenlik gösterdiği gözlenmiştir. Planck ışıması hesaplanmış ve kara cisim ışıması ile aynı grafikte gösterilerek farklılıkları izah edilmiş ve kızılötesi bölgede görünürlüğün GST’nin faz değişimiyle % 80 oranında değiştirilebildiği gösterilmiştir. Söz konusu nanofotonik yapı ile termal emisyon şiddeti malzeme geometrisini değiştirmeksizin ayarlanabilir (tunable) ve açık-kapalı (ON-OFF) hale getirilebilmektedir. Bahse konu tasarım sıcak platformların üzerine kaplandığında platformun termal görüş sistemlerine karşı çok iyi görünür veya çok iyi kamufle olur özellik sağlayabileceği örnek platform üzerinde gösterilmiştir. Sonuç olarak tasarladığımız nanofotonik yapı çok ince bir yapı olduğundan hava platformlarında kaplama malzemesi olarak kullanılması mümkündür. GST malzemesinin en önemli faydası ise kaplama değiştirilmeden faz değişikliği ile görünürlüğün kontrol edilebilmesi yeteneği kazandırmasıdır. KAYNAKÇA: Aydin, K., Ferry, V.E., Briggs, R.M., ve Atwater, H.A. (2011), “Broadband polarization-independent resonant light absorption using ultrathin plasmonic super absorbers”, Nature Communications, Vol. 2, pp.517. Cao, T., Wei, C., Simpson, R.E., Zhang, L., and Cryan, M.J. (2013), “Rapid phase transition of a phase-change metamaterial perfect absorber”, Optical Material Express, Vol. 3, No. 8, pp.1101–1110. Cao, T., Wei, C., Simpson,R.E., Zhang,L., ve Cryan, M.J. (2014), “Broadband polarization-independent perfect absorber using a phase-change metamaterial at visible frequencies”, Scientific Reports, Vol. 4, pp.3955. Chen, H.-T., Padilla, W.J., Zide, J.M.O., Gossard, A.C., Taylor, A.J., ve Averitt, R.D. (2006), “Active terahertz metamaterial devices”, Nature, Vol. 444, pp.597-600. Chen, H.-T., O'Hara, J.F., Azad, A.K., Taylor, A.J., Averitt, R.D., Shrekenhamer, D.B., ve Padilla, W.J. (2008), “Experimental demonstration of frequency-agile terahertz metamaterials”, Nature Photonics, Vol. 2, No. 5, pp.295-298. Dicken, M.J. Aydin, K., Pryce, I.M., Sweatlock, L.A., Boyd, E.M., Walavalkar, S., Ma, J., ve Atwater, H.A. (2009), “Frequency tunable near-infrared metamaterials based on VO2 phase transition”, Optics Express, Vol. 17, No. 20, pp.18330-18339. Driscoll, T., Palit, S., Qazilbash, M.M., Brehm, M., Keilmann, F., Chae, B-G., Yun, S-J., Kim, H-T., Cho, S.Y., Jokerst, N.M., Smith, D.R., ve Basov, D.N. (2008), “Dynamic tuning of an infrared hybrid-metamaterial resonance using vanadium dioxide”, Applied Physics Letters, Vol. 93, No. 2, pp.024101. Hosseini, P., WrightC.D., ve Bhaskaran, H. (2014), “An optoelectronic framework enabled by lowdimensional phase-change films”, Nature, Vol. 511, pp.206–211. 168 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Kats, M.A., Sharma,D., Lin,J., Genevet, P., Blanchard, R., Yang, Z., Qazilbash, M.M., Basov,D.N., Ramanathan, S., ve Capasso, F. (2012), “Ultra-thin perfect absorber employing a tunable phase change material,” Applied Physics Letters, Vol. 101, pp.221101. Kocer, H. (2015), “Nanostructured thin film–based near-infrared tunable perfect absorber using phasechange material”, Journal of Nanophotonics, Vol. 9, No. 1, pp.093597. Kocer, H., Butun, S., Li, Z., Aydin, K. (2015), “Reduced near-infrared absorption using ultra-thin lossy metals in Fabry-Perot cavities”, Scientific Reports, Vol. 5, pp.8157. Landy, N., Sajuyigbe, S., Mock, J.J., Smith, D.R., ve Padilla, W.J. (2008), “Perfect metamaterial absorber”, Physical Review Letters, Vol. 100, No. 20, pp.207402. Liu, N., Mesch, M., Weiss, T.,Hentschel, M., ve Giessen, H. (2010), “Infrared perfect absorber and its application as plasmonic sensor”, Nano Letters, Vol. 10, No. 7, pp.2342-2348. Lumerical Solutions, Lumerical Solutions, Inc. <http://www.lumerical.com/tcad-products/fdtd/>[19.05.2015 tarihinde erişilmiştir.] Michel, A-K.U., Chigrin, D.N., Maß,T.W.W., Schönauer, K., Salinga, M., Wuttig,M., ve Taubner, T. (2013), “Using low-loss phase-change materials for mid-infrared antenna resonance tuning”. Nano Letters, Vol. 13, No. 8, pp.3470-3475. Palik, E.D.(1998), Handbook of Optical Constants of Solids, New York Academic Press, A.B.D.. Shportko, K., Kremers, S., Woda, M., Lencer, D., Robertson,J., ve Wuttig, M. (2008), “Resonant bonding in crystalline phase-change materials”. Nature Materials, Vol. 7, No. 8, pp.653-658. Tao, H., Landy, N.I., Bingham, C.M., Zhang, X., Averitt, R.D., ve Padilla, W.J. (2008), “A metamaterial absorber for the terahertz regime: Design, fabrication and characterization”, Optics Express, Vol. 16, No. 10, pp.71817188. Voti, R.L., Larciprete,M.C., Leahu,G., Sibilia, C., ve Bertolotti, M. (2012), “Optimization of thermochromic VO2 based structures with tunable thermal emissivity”, Journal of Applied Physics, Vol. 112, No. 3, pp.034305. Zhang, B., Zhao, Y., Hao, Q., Kiraly, B., Khoo, I-C., Chen, S., ve Huang, T.J. (2011), “Polarization-independent dual-band infrared perfect absorber based on a metal-dielectric-metal elliptical nanodisk array,” Optics Express, Vol. 19, pp.15221–15228. Zhou, H., Ding, F., Jin, Y. ve He, S.L. (2011), “Terahertz metamaterial modulators based on absorption”, Progress in Electromagnetic Research, Vol. 119, pp.449–460. 169 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Havacılıktaki Çevrimiçi (Online) Öğrenme Süreçlerine İlişkin Bilimsel Açıklama Düzenleri Scientific Explanation Formations About Online Learning Processes In Aviation Kadir Bora1 ABSTRACT: There is cycle understanding in many order from working princible of aircraft engines to aviation employees' shift order. In technical and social context, being scientific in cycle understanding have to continue in educational online process, too. In aviation industry, putting the tested explanation formations about approach, theory and model into online learning processes service in civil aviation by being changed into guidance formation is aimed in this research for sustainability of being scientific in technical - social processes and educational process. Researcher's experiences about e-education platform implementation, online material development, online exam preparation, online education programme development, online support service, production, planning, control (PPC) and aircraft maintenance are reflected into the study to achieve the research aim qualitatively. With regard titulary experience, Aircraft Technician experience and experiences about System Administration, Education Administration, Expertise in Education, Expertise in Engineering & PPC illumunate construction process of the study. In the context of experiences about material production; Electro Static Discharge, Human Factors and Low Visibility Operations e-materials are among the materials which provide concrete basis for the research process. It is possible to state that transferring aforementioned real life experiences which are in civil aviation in different context into the study can increase the significance of the research from the viewpoint of education institutions, managers, instructors and students which are associated with aviation. This situation can be accepted as a negligible limitation from the viewpoint of components which are out of aviation field. With regard to the research construction, the research construction is shaped by integrating alphabetically the tested explanation formations about approach, theory and model in online learning process which is in the civil aviation sector. In this research inductive method is used in the integration process. In the evaluation process which is in the civil aviation sector, ASSURE (Analyze – State – Select – Utilize – Require - Evaluate and revise) Model was used as reference to choose the scientific explanation formations. In addition to paradigmatic viewpoint, aforementioned scientific explanation formations are evaluated from the viewpoint of departments such as education department, aircraft maintenance department, engineering and ppc department. After approaches, theories and models in education, communication and especially distance education were evaluated, Theory of Interaction and Communication is accepted as a theoretical base when they are integrated. Research field where the aforementioned explanations about approach, theory and model were integrated with administrative, educational and technical experiences is İstanbul Atatürk Airport. When the scientific explanation formations are tested in the consideration of the experiences about mission and title, participant mass consists of over 5000 users from 6 different 1 Uzaktan Eğitim Anabilim Dalı Doktora Öğrencisi ve Uçak Teknisyeni, Türk Hava Yolları Teknik A.Ş., KBORA@THY.COM 170 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR companies. As a result of interaction and communication with over 5000 users from 6 different companies in the process which is followed at İstanbul Atatürk Airport, it is found that different and compatible explanation formations about approach, theory and model can be used together. Corresponding with the aforementioned finding, it is found that in the convenient context, system viewpoint have to be used when the explanation formations about approaches, theories and models are integrated. Consequently, the tested explanation formations about approaches, theories and models in online learning processes which are in civil aviation sector are presented in guide and integrated format by being eliminated in real experience filter which is in civil aviation sector. Key Words: Online Learning in Aviation, Online Learning Processes, Scientific Explanation Formations ÖZET: Uçak motorlarının çalışma prensibinden havacılık personelinin vardiya düzenine kadar birçok düzen içersinde çevrim anlayışı bulunmaktadır. Teknik ve sosyal bağlamda çevrim anlayışındaki bilimselliğin, eğitsel çevrim sürecinde de devam etmesi gerekmektedir. Teknik - sosyal süreç ile eğitsel süreç arasındaki bilimselliğin sürdürülebilirliği için de bu araştırmada sivil havacılık sektöründe test sürecinden geçirilen yaklaşımsal, kuramsal ve modelsel açıklama düzenlerinin; klavuz formatına getirilmek suretiyle sivil havacılık alanındaki çevrimiçi öğrenme süreçlerinin hizmetine sunulması amaçlanmıştır. Araştırma amacına nitelikli bir şekilde ulaşabilmek için de araştırmacının e-eğitim platformu devreye alma, çevrimiçi materyal geliştirme, çevrimiçi (online) sınav hazırlama, çevrimiçi eğitim programı geliştirme, çevrimiçi destek hizmeti verme, üretim, planlama, kontrol (ÜPK) ve uçak bakım deneyimleri çalışmaya yansıtılmaktadır. Unvansal deneyimlere ilişkin olarak da Uçak Teknisyenliği, Sistem Yöneticiliği, Eğitim Yöneticiliği, Eğitim Uzmanlığı, Mühendislik ve ÜPK Uzmanlığı deneyimleri de çalışmanın yapılandırılma sürecine ışık tutmaktadır. Materyal üretimine ilişkin deneyimler bağlamında da Elektro Statik Deşarj (Electro Static Discharge), İnsan Faktörleri (Human Factors) ve Düşük Görüş Operasyonları (Low Visibility Operations) e-eğitim materyalleri, araştırma sürecine somut dayanak sağlayan materyaller arasındadır. Farklı bağlamlarda söz konusu olan, sivil havacılık alanındaki gerçek yaşam deneyimlerini, çalışmaya yansıtmanın da havacılıkla ilişkili eğitim kurumları, yöneticiler, eğitmenler ve öğrenciler açısından araştırmanın önemini arttırabileceğini ifade etmek olanaklıdır. Havacılık alanı dışındaki bileşenler açısından ise bu durum göz ardı edilebilir bir sınırlılık olarak kabul edilebilir. Araştırma yapısına ilişkin olarak da sivil havacılık sektöründeki çevrimiçi öğrenme süreçleri içersinde test edilen yaklaşımsal, kuramsal ve modelsel açıklama düzenlerinin alfabetik sıraya göre bütünleştirilmesi suretiyle çalışmanın yapısına şekil verilmektedir. Bütünleştirme sürecinde araştırmada yöntem olarak tümevarım yöntemi kullanılmaktadır. Sivil havacılık sektöründeki değerlendirme sürecinde ise ASSURE (Analyze: Çözümle – State: Belirle – Select: Seç – Utilize: Kullan – Require: Gerektir - Evaluate and revise: Değerlendir ve düzelt) Modeli bilimsel açıklama düzenlerini seçmek için referans olarak kullanılmıştır. Modelsel bakış açısına ek olarak; eğitim departmanı, uçak bakım departmanı, mühendislik ve ÜPK departmanları olmak üzre departmanlar açısından da sözü edilen bilimsel açıklama düzenleri değerlendirilmektedir.. Etkileşim ve İletişim Kuramı (Theory of Interaction and Communication) ise; eğitim, iletişim ve özellikle uzaktan eğitim alanındaki yaklaşım, kuram ve modellerin değerlendirildikten sonra tümleşik hale getirilmesi sürecinde kuramsal temel olarak kabul edilmektedir. Belirtilen yaklaşımsal, kuramsal ve modelsel açıklamaların; yönetsel, eğitsel ve teknik deneyimler ile bütünleştirildiği araştırma alanı da İstanbul Atatürk Havalimanı'dır. Bilimsel açıklama düzenlerinin görevsel ve unvansal deneyimler ışığında testten geçirilmesi sürecindeki katılımcı kitlesini ise 6 ayrı şirketten 5000'i aşkın kullanıcı oluşturmaktadır. İstanbul Atatürk Havalimanı'ndan takip edilen süreçteki 6 ayrı şirketten 5000'i aşkın kullanıcı ile gerçekleştirilen iletişim ve etkileşim sonucunda farklı ve uyumlu yaklaşımsal, kuramsal ve modelsel açıklama düzenlerinin birlikte kullanılabileceği bulgusu elde edilmiştir. Belirtilen bulguyla ilgili olarak da yaklaşımsal, kuramsal ve modelsel açıklama düzenlerinin tümleşik hale getirilmesi sürecinde uygun bağlamda sistem bakış açısının kullanılması gerektiği bulgusuna varılmıştır. Sonuç olarak, sivil havacılık sektöründeki çevrimiçi öğrenme süreçlerinde test 171 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR edilen yaklaşımsal, kuramsal ve modelsel açıklama düzenleri, sivil havacılık sektöründeki gerçek deneyimlerin filtresinde elenmek suretiyle klavuz formatında ve tümleşik formatta sunulmaktadır. Anahtar Kelimeler: Havacılıkta Çevrimiçi Öğrenme, Çevrimiçi Öğrenme Süreçleri, Bilimsel Açıklama Düzenleri. 1. GİRİŞ Çevrim anlayışı, uçak motorlarının çalışma prensibinden havacılık personelinin vardiya düzenine kadar birçok düzen içersinde bulunmaktadır. Belirtilen havacılık düzenlerine hitap eden eğitsel çevrim sürecinde de teknik ve sosyal bağlamdaki çevrim anlayışı bilimselliği devam etmelidir. Ortaya çıkan gerekliliğin karşılanması için, sivil havacılık sektöründe test sürecinden geçirilen yaklaşımsal, kuramsal ve modelsel açıklama düzenleri; bu araştırmada klavuz formatına getirilmek suretiyle sivil havacılık alanındaki çevrimiçi öğrenme süreçlerinin hizmetine sunulmaktadır. 2. ARAŞTIRMANIN BİLEŞENLERİ Araştırmanın bileşenleri; araştırmanın amacı, araştırmanın önemi, sınırlılık, araştırma yöntemi, araştırmanın kuramsal temeli, araştırma alanı ve araştırmanın katılımcıları; bileşenlerinden oluşmaktadır. Araştırmanın amaç bileşeni, teknik ve sosyal bağlamdaki neden-sonuç ilişkisi bağlamında belirtilmiştir. Bu duruma ek olarak, araştırmanın önemi havacılık alanındaki çevrimiçi öğrenme bileşenlerinin açısından ortaya konmaktadır. Ayrıca, araştırma sınırlılığı kapsamında sınırlılığın göz ardı edilebilirlik boyutu da açıklanmaktadır. Araştırma yöntemi de diğer bileşenlerden daha geniş bir hacimde ve araştırma sürecindeki yöntemin uygulanma aşamalarını içerecek şekilde sunulmaktadır. Kuramsal temel ise neden-sonuç ilişkisi içinde belirtilmektedir. Araştırmanın alanı, deneyimsel süreçlerle ilişkilendirilerek ortaya konmaktadır. Katılımcıların araştırma sürecine dahil oluş bağlamları da kuramsal temele dayandırılmaktadır. 2.1. Araştırmanın Amacı Teknik ve sosyal süreç ile eğitsel süreç arasındaki bilimselliğin sürdürülebilirliği gereklidir. Gerekli olan sürdürülebilirlik için, bilimsel açıklama düzenleri; araştırmada sivil havacılık sektöründe test sürecinden geçirilmiştir. Araştırma sürecinde test edilen yaklaşımsal, kuramsal ve modelsel açıklama düzenlerinin de ortaya çıkan bilimsel sürdürülebilirlik gereksinimi için klavuz formatına getirilmek suretiyle sivil havacılık alanındaki çevrimiçi öğrenme süreçlerinin hizmetine sunulması amaçlanmıştır. 2.2. Araştırmanın Önemi Görevsel, unvansal ve departmansal bağlamlarda söz konusu olan, sivil havacılık alanındaki gerçek yaşam deneyimleri, çalışmaya yansıtılmaktadır. Araştırmada gerçek havacılık deneyimlerinin kullanılmasının da havacılıkla ilişkili eğitim kurumları, yöneticiler, eğitmenler ve öğrenciler açısından araştırmanın önemini artırabileceğini ifade etmek olanaklıdır. Ayrıca, havacılıkla ilişkili eğitim kurumları, yöneticiler, eğitmenler ve öğrencilerin de havacılık endüstrisine etkisi dolayısıyla havacılık endüstrisi açısından araştırma önem taşımaktadır. 2.3. Sınırlılık Araştırmada özellikle sivil havacılık alanındaki gerçek yaşam deneyimleri kullanılmaktadır. Deneyimsel açıdan sadece sivil havacılık sektörüne yoğunlaşılması, havacılık alanı dışındaki bileşenler açısından bir sınırlılık olarak kabul edilebilir. Diğer taraftan, söz konusu olan sınırlılık; havacılık sektöründe elde edilen çıktılardaki yüksek kalite anlayışı nedeniyle benzer alanlar açısından göz ardı edilebilir. 2.4. Araştırma Yöntemi Gestalt psikologlara göre, bütün ve parçaları arasındaki ilişkilerin; algılanması çok önemlidir (Senemoğlu, 2012). Gestalt Kuramı'nda beliren önem dolayısıyla araştırmanın amacına uygun olarak, test edilen bilimsel açıklama düzenlerinin çevrimiçi öğrenme bileşenleri açısından incelenerek, bütün halinde klavuz formatına getirilmek suretiyle sivil havacılık alanındaki çevrimiçi öğrenme süreçlerinin hizmetine sunulabilmesi için 172 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR tümevarım yöntemi kullanılmaktadır. Çünkü, tümevarım yöntemi tümdengelimin tersine, parçaların incelenmesini ve bu incelemelere dayanarak bütünün tanımlanmasını amaçlayan bir yaklaşımdır (İslamoğlu, 2003). Tümevarım sürecinde araştırmacı, ayrı ayrı gözlemler değerlendirerek bulgulara, temel önermelere varır (Yazıcıoğlu ve Erdoğan, 2011). Tümevarım yöntemindeki gözlem sürecinde sivil havacılık alanındaki çevrimiçi öğrenme bileşenleri ve ilişkileri gözlenmiştir. Tümevarımsal değerlendirme sürecinde ise değerlendirme modeli olarak, araştırmacı ASSURE (Analyze: Çözümle – State: Belirle – Select: Seç – Utilize: Kullan – Require: Gerektir - Evaluate and revise: Değerlendir ve düzelt) Modeli'ni kullanılarak değerlendirme yapmıştır. Bütünleştirme aşamasında ise tümevarım yöntemine uygun olarak, araştırmada sivil havacılık alanındaki çevrimiçi öğrenme süreçlerinin gözlemleri ile sistem yöneticiliği ve eğitim yöneticiliği deneyimleri sistem yaklaşımı (system approach) çerçevesinde bütünleştirilmektedir. Zira tümevarım; insan bilgisinin, tek tek yapılan gözlem ve bireysel deneyimlerinin sistemli bir birikimi ile oluşabileceğini savunur (Karasar, 2008). 2.5. Araştırmanın Kuramsal Temeli Etkileşim ve İletişim Kuramı (Theory of Interaction and Communication), uzaktan eğitim kuramıdır (Schlosser ve Simonson, 2006). Havacılıktaki çevrimiçi öğrenme süreçleri de uzaktan eğitim alanı içinde yer aldığı için, Etkileşim ve İletişim Kuramı; havacılığa yönelik çevrimiçi öğrenme araştırmasında kuramsal temel olarak kullanılabilir niteliktedir. Bu nedenle, araştırmada Etkileşim ve İletişim Kuramı; eğitim, iletişim ve özellikle uzaktan eğitim alanındaki yaklaşım, kuram ve modellerinin; tümleşik klavuz haline getirilmesi suretiyle sivil havacılık alanındaki çevrimiçi öğrenme süreçlerinin hizmetine sunulması amaç edinildiği için kuramsal temel olarak kabul edilmektedir. 2.6. Araştırma Alanı Araştırma alanı, İstanbul Atatürk Havalimanı'dır. Sınırları çizilen araştırma alanında e-eğitim platformu devreye alma, çevrimiçi materyal geliştirme, çevrimiçi (online) sınav hazırlama, çevrimiçi eğitim programı geliştirme, çevrimiçi destek hizmeti verme, üretim, planlama, kontrol (ÜPK) ve uçak bakım işlemleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca; araştırma alanında yaklaşımsal, kuramsal ve modelsel açıklamalar; belirtilen yönetsel, eğitsel ve teknik deneyimler ile bütünleştirilmiştir. 2.7. Araştırmanın Katılımcıları Bilimsel açıklama düzenlerinin görevsel ve unvansal deneyimler ışığında testten geçirilmesi sürecindeki katılımcı kitlesini ise 6 ayrı şirketten 5000'i aşkın kullanıcı oluşturmaktadır. Araştıma sürecindeki katılımcıların görevleri, deneyim süreleri, departmanları ve unvanları farklılık gösterebilmektedir. Tümevarımsal gözlem sürecinde de söz konusu olan katılımcıların etkileşim ve iletişim süreçleri, Etkileşim ve İletişim Kuramı (Theory of Interaction and Communication) bağlamında çalışmaya katkı sağlamaktadır. 3. HAVACILIKTA ÇEVRİMİÇİ ÖĞRENMEYE İLİŞKİN BİLİMSEL AÇIKLAMA DÜZENLERİ Tasarım, "ğ" harfi dışında, Türkçe ABC'nin harfleriyle başlayan 28 (alt) bölümlük kısa bir özet (Güvenç, 2007) şeklinde yapılandırılabilir. Ortaya çıkan tasarım anlayışı araştırma sürecinde şablon olarak kullanılmaktadır. Belirtilen bağlamda, bilimsel açıklama düzenleri; "ğ" harfi dışında, Türkçe'nin harfleriyle başlayan 28 (alt) bölümlük formatta aşağıdaki gibi bütünleştirilebilmektedir. 3.1. Açık Öğrenme Modeli: Kember Modeli, bir uzaktan eğitim kursunda öğrencilerin giriş özelliklerinin onları yönlendirdiğini belirtmektedir(Moore ve Kearsley, 2005). Etkileşim ve İletişim Kuramı'na göre de söz konusu olan öğrenenler, çok heterojendirler (Simonson, Smaldino, Albright ve Zvacek, 2009). Öğrenenlerin heterojenliğine rağmen, hiçbir öğrenen gözardı edilmemelidir. 173 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 3.2. Bilişsel Bilgi İşlem Teorisi: Öğrenciler bilginin etkin arayıcıları ve işleyicileridir (Schunk, 2011). Yapıcı Kuram anlayışında da bilginin yapılandırılması etkinlikten meydana gelmektedir (Jonassen, Peck ve Wilson, 1999). Ortaya çıkan etkinlik gereksinimi açısından, ‘Öğrencilere Teknolojik Destek Sağlama', öğrencilerin çevrimiçi ortama katılım sağlayabilme katsayısını artırabilir (Bora, 2010). 3.3. Clark Leonard Hull'ın Kuramı: Öğretme-öğrenme ortamında verilecek uyarıcı sayısı ve çeşidi öğrenciyi harekete geçirecek ve yorgunluğa neden olmadan beklenen davranışın kazanılmasını sağlayacak nitelikte olmalıdır (Senemoğlu, 2012). Bu nedenle, sistem; bir dersteki her bir konu veya ünitenin bilinen en iyi yol ile öğretilmesi için, ortamları ve yöntemleri bağdaştırmalıdır (Schlosser ve Simonson, 2006). 3.4. Çift (İkili) Bellek Modeli: Çift Bellek Modeli, konular ne kadar çok tekrar edilirse, (konuların) o kadar iyi hatırlanacağını öngörür (Schunk, 2011). İletişimsel açıdan da tekrarı artırmak, belirsizlik taşıyan bir iletiyi aktarmada ortaya çıkan sorunları ortadan kaldırabilir (Fiske, 2003). Tekrarın önemi dolayısıyla, havacılığa yönelik çevrimiçi materyallerde tekrar kabiliyeti bulunmalıdır. 3.5. Denklik Kuramı: Farklı öğrenciler, farklı mekanlarda, farklı zamanlarda ve farklı öğrenme geçmişleri ile farklı öğrenme bağlamı isteyebilirler (Karataş, Karataş ve Kaya, 2012). Farklılıklar nedeniyle, sistem aynı mekan, aynı zaman ve öğretmene ihtiyaç duyulmadan öğrencilerin istedikleri yerde çalışabilmelerini sağlamalıdır (bto305.hacettepe.edu.tr). 3.6. Eğitmen Merkezli Model: Fakülte ve öğrenciler bağımsız hareket ederler (Simonson, Smaldino, Albright ve Zvacek, 2009). Bağımsızlık bağlamında Moore'a göre; bağımsız çalışma, öğrenme programının öğretme programından zaman ve mekan olarak ayrı olduğu bir eğitim programıdır (Karataş, Karataş ve Kaya, 2012). 3.7. Festinger'in Bilişsel Tutarlılık ve Çelişki Kuramı: İnsanlar bilişsel tutarlılık ararlar; dolayısıyla, psikolojik çelişkiye düştüklerinde tutarlılık sağlamak için harekete geçerler (Erdoğan ve Alemdar, 2005). Bilişsel açıdan da gelişim ancak bir dengesizlik veya bilişsel çatışma durumlarında ortaya çıkar (Schunk, 2011). Belirtilen çelişki bağlamında da havacılıktaki çevrimiçi öğrenmede dengesizlik ortamı oluşturulduktan sonra dengeye ulaşmayı kolaylaştırma şeklinde bir öğrenme süreci yapılandırmasına gidilebilir. 3.8. Gerbner Modeli: Anlam, dışsal uyaranlarla içsel kavramların eşleştirilmesinden türetilmektedir (Fiske, 2003). Bu nedenle, öğrenme, öğrencinin kendi ortamı için uygunlaştırılmaktadır (Schlosser ve Simonson, 2006). 3.9. Hebb'in Teorisi: Öğrenme açısından, çevreden (örneğin; görsel ve işitsel uyaranlar) ve kişinin kendi zihinsel etkinliklerinden (örneğin; düşünceler) elde edilen deneyimler büyük önem taşır (Schunk, 2011). Çevresel etki açısından da Riley'lere göre, gönderici iletisini aynı sistem içindeki öteki kişilerin ve grupların etkinliklerine ve umduklarına uygun bir şekilde gönderir (Erdoğan ve Alemdar, 2005). Ortaya çıkan süreç nedeniyle, havacılıktaki çevrimiçi öğrenenlere gönderilecek iletilerde çevresel faktörler göz önünde bulundurulmalıdır. 3.10. Interaction and Communication Theory (Etkileşim ve İletişim Kuramı): Öğretimin çekirdeği, öğreten ve öğrenen taraflar arasındaki etkileşimdir (Schlosser ve Simonson, 2006). Etkileşim öğrencilerin farklı görüşler, yaklaşımlar ve çözümlerle kursa katılımına olanak verir (bto305.hacettepe.edu.tr). Öğrenenlerin havacılığa yönelik çevrimiçi öğrenme süreçlerine katılımının sağlanması için de öğrencilerin karşılıklı etkiler bütünlüğü içinde bulunması sağlanmalıdır. 3.11. İletişimsel Etkinlik Yaklaşımı: Her başarılı iletişim etkinliği için dış dünya, sosyal dünyamız ve iç dünya arasında üç katlı bir ilişki vardır (Erdoğan ve Alemdar, 2005). Eğitsel etkinlik açısından da çalışma gruplarının veya öğrenme takımlarının kullanımı ile etkin katılım teşvik edilmelidir (Schlosser ve Simonson, 2006). 174 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 3.12. Jakobson Modeli: Duygulandırıcı işlev, iletinin gönderenle ilişkisini betimler: biz bu ilişkiyi nitelemek için sık sık "dokunaklı" sözcüğünü kullanırız (Fiske, 2003). Kaza-kırım vb. bağlamdaki konuların ele alınmasında da duygulandırıcı işlev bulunmalıdır. Çünkü öğrenimdeki duygusal ilişki ve öğreten ile öğrenen taraflar arasındaki kişisel duygular, öğrenme zevkine katkıda bulunabilir (Schlosser ve Simonson, 2006). 3.13. Kültürel Gecikme Kuramı: Kültürel gecikme eski ve yeni durum arasında kötü ayarlama yüzünden olur (Erdoğan ve Alemdar, 2005). Kültürel geçikmenin olmaması için, öğrencilerin eski bilgilerini kullanarak, yeni bilgileri daha doğru bir şekilde yapılandırabilmeleri için, çevrimiçi dersler de ön şartlılık kuralına uyulması gerektiği ileri sürülebilir (Bora, 2010). 3.14. Lasswell Modeli: Öğelerin birinin değişmesi etkiyi değiştirecektir (Fiske, 2003). Rol değişimi açısından, okutmanın asıl rolü, danışman rolüne çevrilmektedir (Simonson, Smaldino, Albright ve Zvacek, 2009). Havacılık sektörüne yönelik çevrimiçi öğrenme süreçlerinde de öğrenenlerin ortaya çıkan rol değişimine uygun hareket etmeleri gerekmektedir. 3.15. Maclean ve Westley Modeli: Kişi kitle iletişim araçlarına tümüyle bağımlı hale gelmiştir (Fiske, 2003). Havacılık sektöründe çevrimiçi öğrenenler de çevrimiçi öğrenme teknolojilerine bağımlı hale gelebilirler. Çünkü, öğretim ve öğrenmenin normal süreçleri, yazılı olarak veya diğer araçlar ile gerçekleştirilir (Schlosser ve Simonson, 2006). 3.16. Newcomb Modeli: ABX bir sistemdir yani içsel ilişkiler karşılıklı bağımlılık biçiminde yürümektedir (Fiske, 2003). Sistemsel açıdan, bütünleştirme sürecinde, organ nakillerindeki doku uyumu gibi anahtar-kilit ilişkisinden daha nitelikli bir uyumun elde edilmesi rekabet yönetimini olanaklı ve devamlı kılabilir (Bora, 2012). 3.17. Okulda Öğrenme Modeli: Öğretimin kalitesi, öğrenilecek konunun düzenlenmesi ve içeriğinin açıklanmasının, öğretimin verildiği öğrenci grubu için en uygun duruma getirilmesini gerektirmektedir (Gökalp, 2012). Uygunluk bağlamında da sistem, uygun olan ve etkililiği kanıtlanan, bütün öğretim ortamlarını ve yöntemlerini kullanmalıdır (Schlosser ve Simonson, 2006). 3.18. Öğretim Tasarımı Üreteç Modeli: Öğretim Tasarımı Üreteç Modeli'nin gerçekteki başarısı bağlam ve kişiliklere bağlıdır (Reiser ve Dempsey, 2007). Freud ve Erikson'ın Kişilik Kuram'larının eğitim açısından bir doğurgusu olarak, her dönemde kritik olan ihtiyaçların doyurulması, çatışmaların çözümlenmesi gerekmektedir (Senemoğlu, 2012). Çözümleme işleminde sadece öğrenme boyutunun değil öğretim boyutunun da dikkate alınması gerekir. 3.19. Proje Yönlü Öğrenme Modeli: Küçük araştırma projeleri ile bir başlangıç yapılabilmektedir (Peters, 2001). Araştırmacılar ise araştırmada, problemlerin çözümünde yanıt bulmada ve bunların doğruluğunu sorgulamada engellerle karşılaşırlar (Çetin, 2011). Havacılık sektörüne yönelik çevrimiçi öğrenme süreçlerindeki projelerde karşılaşılan engeller konusunda da ders yöneticilerinin kolaylaştırıcılık göstermesi gerekebilir. 3.20. Radikal Yapılandırmacılık: Etkileşim ve İletişim Kuramı'na göre, uzaktan eğitim, yapı(landırma)cı öğrenme moduna açıktır(Simonson, Smaldino, Albright ve Zvacek, 2009). Etkileşim ve İletişim Kuramı ile uyumlu yanları olan Radikal Yapılandırmacılık moduna göre de her tür yaşantı esas olarak özneldir ve bir kişinin yaşantısının başkasının yaşantısına benzemeyeceği, bu nedenle bir kişinin bilme yolunun bir başkasının bilme yoluyla aynı olamayacağına ilişkin birçok kanıt gösterilebilir (Senemoğlu, 2012). Ortaya çıkan durum bağlamında da uzaktan eğitimde öğrenme yolları farklılığı nedeniyle, öğretim bireyselleştirilmektedir (Schlosser ve Simonson, 2006). 175 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 3.21. Sosyal Bilişsel Kuram: Motivasyon gözlemle öğrenmenin, öğretmenin farklı yollarla geliştirilebileceği önemli bir aşamasıdır (Schunk, 2011). Belirtilen önem dolayısıyla havacılık sektöründeki çevrimiçi öğrenen ve öğreten taraflar arasında gönüldeşlik olmalıdır. Çünkü, gönüldeşlik ve ait olma duyguları, öğrencinin güdülenmesini sağlamaktadır (Schlosser ve Simonson, 2006). 3.22. Shannon ve Weaver Modeli: Etkililik bağlamında alınan anlamlar, davranışı arzu edilen yönde ne ölçüde etkileyebilmektedir? (Fiske, 2003) sorusu üzerinde durulmaktadır. Etkileşim ve İletişim Kuramı'ndaki etkililik açısından ise öğretimin etkililiği öğrencinin ne öğrendiği ile gösterilir (bto305.hacettepe.edu.tr). İletişimsel etkililiğin eğitsel etkililikteki sürdürülebilirliğinden söz edebilmek için de transfer edilen bilgilerin olumlu çıktılarının havacılık sektöründe gözlenmesi gereklidir. 3.23. Tolman'ın Kuramı: Organizma, araştırma yoluyla bir olayın başka bir olaya yol açtığını; bir işaretin diğer bir işarete götürdüğünü keşfeder ve bu işaretleri kullanarak amacına ulaşır (Senemoğlu, 2012). Olaylar ve işaretler arasındaki eğitsel süreçlerin yapılandırılmasında Araştırma ile Öğrenme Modeli'nde belirtilen, bireysel ve işbirlikli küçük araştırma projelerini gerçekleştirme (Peters, 2001) gibi çalışmalara yer verilebilir. 3.24. Uyaran-Tepki Kuramı: Uyaran tepki sisteminin çalışmasının mutlaka o anda olması gerekmez(Erdoğan ve Alemdar, 2005). Tepki sisteminin çevrimiçi öğrenme sürecinden sonra çalışması durumunda ise sorunlarla karşılaşılabilir. Etkileşim ve İletişim Kuramı açısından, ortaya çıkan zaman farklılığı nedeniyle, çevrimiçi öğrenme sürecinden sonra da uzaktan eğitim yaşam boyu öğrenme için, öğrenme olanaklarına erişim için bir araç (Simonson, Smaldino, Albright ve Zvacek, 2009) olarak kullanılmalıdır. 3.25. Üç Karşılıklı Nedensellik Modeli: Öğrenci davranışları ve sınıf ortamı birbirini birçok yolla etkiler (Schunk, 2011). Çevrimiçi etkileşim sürecinin de saygı çerçevesinde olması için gerekli tedbirlerin alınması gerekmektedir. Çünkü Yetişkin Eğitimi Kuramı'na göre, ortam saygı ve saygınlığın artırıldığı ortam olmalıdır (Schlosser ve Simonson, 2006). 3.26. Vygotsky'nin Bilişsel Gelişim Görüşü:Vygotsky'nin görüşü kapsamında bilişsel gelişimin kaynağı, kişisel psikolojik süreçlerden önce, insanlar ve kültür arasındaki etkileşimdir (Senemoğlu, 2012). Bilişsel gelişim açısından da doku uyumunun bozulmaması için uzaktan eğitim kurumunun bileşenlerine ilişkin ifadeleri, kurum kültürü potasında eriterek kullanmak daha akıllıca olacaktır (Bora, 2012). 3.27. Yüksek Okul Modeli: Yüksek Okul Modeli bağlamında söz konusu olan yüksek okul kültürü, bireysel özerkliğe, otoritenin yetkilendirmesine, akademik komitelerin üstünlüğüne, prosedürlere ilişkin serbestlik eğilimine saygının olduğu kültürdür (Powar, 2003). Belirtilen yüksek okul kültürü bağlamında kullanılabilecek sistem, Moore'ın belirttiği öğrencinin özerk ve öğretim elemanından mesafe ve zaman olarak uzak olduğu bir sistemdir (Karataş, Karataş ve Kaya, 2012). 3.28. Zaharias Modeli: "Uzaktan Eğitim Değerlendirme Modelleri"nde (Ruhe ve Zumbo, 2009) sonuç ölçütü dikkate alınmaktadır. Uzaktan Eğitim Değerlendirme Modelleri arasında yer alan Zaharias Modeli'nde de tek sonuç üzerine yoğunlaşılmaktadır. Havacılık sektöründe bir – sıfır mantığındaki çıktıları etkileyecek çevrimiçi öğrenme süreçlerinde de Zaharias Modeli'nde olduğu gibi tek sonuç üzerine yoğunlaşılmalıdır. 4. BULGULAR 6 ayrı şirketten 5000'i aşkın kullanıcılık kitle ile gerçekleştirilen iletişim ve etkileşim sonucunda farklı fakat uyumlu yaklaşımsal, kuramsal ve modelsel açıklama düzenlerinin; kurum kültürüne uygun yapıda birlikte kullanılabileceği saptanmıştır. Dolayısıyla; yaklaşımsal, kuramsal ve modelsel açıklama düzenleri gibi bilimsel açıklama düzenleri, kültür filtresinden geçirilerek kullanılmalıdır. Ayrıca, havacılığa yönelik çevrimiçi 176 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR öğrenme için model oluşturma sürecinde bilimsel açıklama düzenlerinin ve kültürün etkisi göz önünde bulundurulmalıdır. Sistemsel bağlamda elde edilen bulguya ilişkin olarak, bilimsel açıklama düzenlerinin tümleşik hale getirilmesi sürecinde uygun bağlamda sistem bakış açısının kullanılması gerektiği tespit edilmiştir. Tespit edilen bulguya paralel olarak, sistemsel bakış açısı için uzaktan eğitimdeki sistem anlayışının yanısıra farklı alanlardaki sistem anlayışından da yararlanılabilir. Havacılıktaki çevrimçi öğrenmeye yönelik model oluşturma bağlamında da sistematik bakış açısının göz ardı edilmemesi gerekmektedir. Elde edilen bir diğer bulgu, otoritelerin belirlediği sınırlar çerçevesinde yapılandırmaya gidilmesi gerekliliğidir. Ortaya çıkan gereklilik nedeniyle havacılığa yönelik çevrimiçi öğrenme programlarının yapılandırılma süreçlerinde otorite istekleri açısından gereken özen gösterilmelidir. Havacılıktaki çevrimiçi öğrenme için model yapılandırma süreçlerinde de otoritelerin beklentilerinin karşılanması gereklidir. 5. SONUÇ Araştırmada farklı bilimsel açıklama düzenlerinin birlikte kullanılabileceği, otoritelerin taleplerinin yerine getirilmesi ve sistem bakış açısının kullanılması gereklilikleri tespit edilmiştir. Bireysel farklılıklar açısından, ortaya çıkan gerekliliklerin olanaklar dahilinde karşılanması sürecinde de birey ve grup talepleri doğrultusunda sürekli iyileştirme yapılmalıdır. Belirtilen gereksinim nedeniyle, makro boyuttaki iyileşme için tüm mikro boyutlarda revizyon gerekmektedir. Sonuç olarak, havacılık alanındaki çevrimiçi öğrenme süreçlerinin ve modellerinin; kültürel, bireysel, sistemsel ve otoriteye özgü etkilerin dikkate alınması suretiyle yapılandırılması elzemdir. KAYNAKÇA: Bora Kadir (2010), "Mesleki Açık Öğretim Lisesi'nde Çevrimiçi Öğrenme Olanaklarının Kullanımı" 10. International Educational Technology Conference. İstanbul: Boğaziçi Üniversitesi. Bora Kadir (2012), "Uygulamadaki Yaklaşım, Kuram ve Modeller Işığında Türkiye'deki E-öğrenmeye İlişkin Doğurgular", (in: Eby Gülsün, Yamamoto Telli Gonca ve Demiray Uğur-Ed., Türkiye'de E-Öğrenme: Gelişmeler ve Uygulamalar – III), İstanbul: Kriter Yayınevi. pp. 155-169. Çetin Filiz (2011), "Proje Temelli Öğrenme", (in: Filiz Büyükalan Sevil Ed. Öğrenme Öğretme Kuram ve Yaklaşımları), Ankara: Pegem Akademi, pp. 355-371. Erdoğan İrfan ve Alemdar Korkmaz (2005), Öteki Kuram, Ankara: Erk. Fiske John (2003), İletişim Çalışmalarına Giriş, Ankara: Bilim ve Sanat Yayınları. Güvenç Bozkurt (2007), Kültürün ABC'si, İstanbul: Yapı Kredi Yayınları. Hacettepe Üniversitesi (2015), Bağımsızlık Kuramı Charles Wedemeyer http://www.bto305.hacettepe.edu.tr/2003guz/ue_kuramlar/bagimsizlik_charles.htm [30.08.2015 tarihinde erişilmiştir.] Hacettepe Üniversitesi (2015), Etkileşim ve İletişim Kuramı Borje Holmberg http://www.bto305.hacettepe.edu.tr/2003guz/ue_kuramlar/etkilesim_ve_iletisim_kurami.htm[30.08.2015 tarihinde erişilmiştir.] İslamoğlu H. Ahmet (2003), Bilimsel Araştırma Yöntemleri, İstanbul: Beta Basım Yayım Dağıtım. Jonassen H. David, Peck L. Kyle and Wilson G. Brent (1999), Learning With Technology A Constructivist Perspective, New Jersey: Merrill. Karasar Niyazi (2008), Bilimsel Araştırma Yöntemi, Ankara: Nobel Yayın Dağıtım. Karataş Erinç, Karataş Serçin ve Kaya Zeki (2012), “Uzaktan Eğitim”, (in: Kaya Zeki‐Ed., Öğrenme ve Öğretme Kuramlar, Yaklaşımlar, Modeller), Ankara: Pegem Akademi, pp.351‐385. Moore Micheal and Kearsley Greg (2005), Distance Education A Systems View, Canada: Wadsworth. Powar, B. K. (2003), "Management of Institutions", (in: Panda Santosh-Ed., Planning & Management in Distance Education), London: Kogan Page, pp.65-75. 177 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Peters Otto (2001), Learning and Teaching in Distance Education, Great Britain: Kogan Page. Reiser A. Robert and Dempsey V. John (2007), Trends and Issues in Instructional Desing and Technology, New Jersey: Pearson. Ruhe Valerie and Zumbo D. Bruno (2009), Evaluation in Distance Education and E-Learning, New York: The Guilford Press. Schlosser Ayers Lee and Simonson Michael (2006), Distance Education Definitions and Glossary of Terms, Greenwich: Information Age Publishing. Schunk H. Dale (2011), Learning Theories An Educational Perspective, Ankara: Nobel Akademik Yayıncılık. Senemoğlu Nuray (2012), Gelişim Öğrenme ve Öğretim Kuramdan Uygulamaya, Ankara: Pegem Akademi. Simonson Michael, Smaldino Sharon, Albright Michael and Zvacek Susan (2009), Teaching and Learning at a Distance Foundations of Distance Education, USA: Pearson Allyn and Bacon. Yazıcıoğlu Yahşi ve Erdoğan Samiye (2011), SPSS Uygulamalı Bilimsel Araştırma Yöntemleri, Ankara: Detay Yayıncılık. 178 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Askeri Havacilik Eğitiminde Uluslararasi Sertifikasyon Gerekliliğinin İncelenmesi The Analyse To What Extend Turkish Airforce Is Going To Need Its Training System To Be Certified at an International Level İlhan ATİK1 ABSTRACT: Aviation Industry has a dynamic and innovative presence thanks to the rapid technological changes. Aviation industry has its own peculiar rules which are regulated by World Aviation Authorities. In our country, if a staff intends to work on this industry, he is required to have necessary training that is licenced and widely accepted by these authorities. Recently, demand for the qualified staff has emerged due to the fast changes in technology in our country and it is stated that this demand is going to go up in the long run. In the next period, reconstruction is aimed in such programs that are required to have the qualifications of national and international authorities(the General Directorate of State Airports Authority of Turkey -SHGM,ICAO,EASA etc.) while quota is provided to Universities and Vocational Higher Schools. It is also aimed not to provide quota and allow those schools to establish department and program without having reconstruction. Turkish Airforce Command has reached the ability to perform numerous duties on national and international platforms within the scope of conducted works and has added various aeronautical systems to its inventory. In this regard, the document,“Vision 2035” presented to the public opinion, demonstrates the Power of Turkish Airforce and its corporate culture with its qualified staffs and training system. In this study, it is aimed to analyse to what extend Turkish Airforce is going to need its training system to be certified at an international level to reach its goals while training its staff within the scope of its “Vision 2035.” Key Words: Aeronautical training, certification, accreditation. ÖZET: Havacılık sektörü; yaşanan hızlı teknolojik gelişmelere paralel olarak devamlı kendini yenileyen ve bununla bağlantılı olarak yeni iş kollarının oluşmasına ortam sağlayan dinamik bir yapıdadır. Sektörün kendine ilişkin dünya ve Avrupa havacılık otoritelerinin belirlediği kuralları bulunmakta, ülkemizde yetişen personelin sektörde çalışabilmesi bu otoritelerce kabul gören içerikte ve lisanslandırılmış eğitim programlarından yetişmesine bağlı olmaktadır. 1 Yrd.Doç.Dr. Hv.Astsb.MYO K.lığı , iatik@tekok.edu.tr. 179 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Ülkemizde son dönemde havacılık sektöründe yaşanan hızlı gelişim karşısında nitelikli personel ihtiyacı ortaya çıkmış, uzun dönemli planlamalarda da bu ihtiyacın artarak süreceği ortaya konulmuştur. Gelecek dönemde YÖK tarafından bu programlara kontenjan verilirken öğretim programlarının, ulusal ve uluslararası otoritelerin (SHGM, ICAO, EASA vb.) ilgili talimatlarına uygun biçimde, ülkemizin ve bölgemizin ihtiyaç duyduğu nitelikli ve mesleki yeterlilik lisansına sahip işgücünü yetiştirme amacıyla yeniden yapılandırılması, bu çalışmayı tamamlamayan Üniversite ve MYO’lara kontenjan verilmemesi, bu çalışmayı tamamlamadan bölüm ve program açmak isteyenlerin taleplerinin de değerlendirmeye alınmaması hedeflenmektedir. Hava Kuvvetleri Komutanlığı da havacılık alanında yürüttüğü çalışmalar kapsamında hem ulusal hem de uluslar arası düzeyde birçok farklı havacılık görevini yerine getirebilecek kabiliyete ulaşmış, farklı amaçlara hizmet edebilen önemli hava platformlarını envanterine dahil etmiştir. Bu kapsamda, Vizyon 2035 olarak kamuoyuna duyurulan belgede yürütülen çalışmalarla “Güçlü bir kurum kültürü ve nitelikli insan gücüne sahip olmak” ve “eğitim sistemimiz ile Türk askeri Havacılık ekolünü oluşturmak” hedeflerine ulaşılmak istendiği paylaşılmıştır. Bu çalışmada; Hava Kuvvetleri Komutanlığı’nın Vizyon 2035 ile ortaya koyduğu hedeflere ulaşmada ihtiyaç duyduğu personeli yetiştirirken eğitim sisteminin uluslararası düzeyde sertifikalandırılmasına ne derecede ihtiyaç duyulacağı konusu incelenerek çözüm önerileri geliştirilmesi hedeflenmiştir. Anahtar Kelime:Havacılık eğitimi, sertifikasyon, denklik. 1. GİRİŞ: Havacılık sektörü yaşanan hızlı teknolojik gelişmelere paralel olarak sürekli kendini yenileyen ve bununla bağlantılı olarak yeni iş kollarının oluşmasına ortam sağlayan dinamik bir yapıdadır. Sektörün kendine ilişkin dünya ve Avrupa havacılık otoritelerinin belirlediği kuralları bulunmakta, ülkemizde yetişen personelin sektörde çalışabilmesi bu otoritelerce kabul gören içerikte ve lisanslandırılmış eğitim programlarından yetişmesine bağlı olmaktadır (Atik ve diğerleri, 2015). Günümüzde, Türkiye’de hava taşımacılığı sektöründe yaşanan hızlı gelişmeler bu alanda nitelikli işgücü kaynağına olan talebi de etkilemiştir. Ülkemizin üye olduğu Avrupa Havacılık Otoriteleri Birliği ( Joint Aviation Authority- JAA)’nin ortaya koyduğu standartlar üye ülkelerin bu alanda yürüttüğü eğitim faaliyetlerinin temel çerçevesini de oluşturmaktadır (İşler ve diğerleri, 2013). Geçmişten bugüne sivil havacılık sektörünün ihtiyaç duyduğu yetişmiş pilot, hava trafik kontrolör ve teknisyenleri Türk Silahlı Kuvvetleri’nden emekli olan ya da zorunlu hizmet süresini tamamlayarak ayrılan personelden sağlanmış, sivil eğitim kurumlarında bu ihtiyaca cevap verebilecek bir yapılanmaya gidilememiştir. Son dönemde yaşanan hızlı gelişim karşısında nitelikli personel ihtiyacı ortaya çıkmış, uzun dönemli planlamalarda da bu ihtiyacın artarak süreceği ortaya konulmuştur. Türkiye’de Havacılık Endüstrisi 2023 Vizyonu başlıklı bir çalışmada, 2023 yılına kadar ihtiyaç duyulacak personel sayısı; 4.000 pilot, 10.000 hava aracı bakım teknisyeni, 1.100 hava trafik kontrolörü, 5.210 yer hizmetleri personeli ve 10.000 kabin memuru olabileceği öngörülmüştür (Karasar, 2012). Havacılık sektörünün yüksek kalite standartlarına sahip olması, prosedürlerin, yönetmelik ve dokümanların sektörün vazgeçilmezleri olması ve yapılan her işlemin kayıt altına alınması nedeniyle Uluslararası Sivil Havacılık Anlaşmasının “Personel Lisansları” konulu bölümünde pilotlar, seyrüseferciler, uçuş mühendisleri ve radyo operatörleri, uçak bakım personeli, hava trafik kontrolörleri, dispeçerler, istasyon operatörleri ve meteoroloji personelinin sektörde çalışmasının ancak sahip oldukları lisanslarla mümkün olabileceği ifade edilmiştir. Bu hususa ilave olarak, ülkelerin taraf olduğu uluslararası havacılık kuruluşları bu anlaşmada yer almayan havacılığa ilişkin diğer çalışanların da lisanslandırılmasına yönelik çalışmalar başlatmıştır. Ülkemizde Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü (SHGM) bu lisanslandırma ile ilgili sorumlu kurumdur. Hava Kuvvetleri Komutanlığı da havacılık alanında yürüttüğü çalışmalar kapsamında hem ulusal hem de uluslar arası düzeyde birçok farklı havacılık görevini yerine getirebilecek kabiliyete ulaşmış, farklı amaçlara 180 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR hizmet edebilen önemli hava platformlarını envanterine dahil etmiştir. Bu kapsamda, Vizyon 2035 olarak kamuoyuna duyurulan belgede yürütülen çalışmalarla “Güçlü bir kurum kültürü ve nitelikli insan gücüne sahip olmak” ve “eğitim sistemimiz ile Türk askeri Havacılık ekolünü oluşturmak” hedeflerine ulaşılmak istendiği paylaşılmıştır (Vizyon 2035, 2015). Bu çalışmada; Hava Kuvvetleri Komutanlığı’nın Vizyon 2035 ile ortaya koyduğu hedeflere ulaşmada ihtiyaç duyduğu personeli yetiştirirken eğitim sisteminin uluslararası düzeyde sertifikalandırılmasına ne derecede ihtiyaç duyulacağı konusu incelenerek çözüm önerileri geliştirilmesi hedeflenmiştir. 2. HAVACILIK ALANINDA EĞİTİMLERİN SERTİFİKALANDIRILMASINA İLİŞKİN ÇALIŞMALAR: 2.1. Yabancı Ülke Silahlı Kuvvetlerinin Havacılık Alanında Eğitimlerin Sertifikalandırılmasına İlişkin Çalışmaları Askeri havacılık alanında dünyada ICAO benzeri merkezi bir örgüt bulunmamakta, ülkeler kendi askeri sertifikasyon otoriteleri eliyle ulusal standart ve düzenlemelerini hem oluşturmakta hem de uygulamaktadır.Askeri sertifikasyon görevi ABD’de Aeronautical Systems Center, İngiltere’de MAA (Military Aviation Authority) tarafından yürütülmektedir. Bu kapsamda askeri sertifikasyon otoriteleri genel olarak sivil otoritelerin uyduğu standart ve düzenlemeleri kabul etmektedir. Bunun temel sebebi de sivil standartların daha düzenli ve bütünleşik yapıda olması ile sivil standartlara göre geliştirilmiş cihazların askeri uçaklardaki kullanım oranının artmasıdır. Dolayısıyla sivil standarttaki gereksinimler ilgili askeri standarttaki gereksinimlere eşdeğer olduğu sürece sivil standartların kullanımı tercih edilmektedir (Yıldırım ve Nacaklı, 2014). Aşağıda bu kapsamda yürütülen çalışmalar genel hatlarıyla ifade edilmeye çalışılmıştır. 2.1.1. Avrupa Savunma Ajansı (European Defense Agency-EDA)Askeri Uçuşa Elverişlilik Forumu (Military Airworthiness Authorities-MAWA Forum) Çalışmaları Avrupa Savunma Ajansı (European Defense Agency-EDA)birliğe üye ülkeler arasında savunma gerekliliğine ilişkin güçlü birliktelik oluşturmak ana amacıyla 2004 yılında kurulmuştur. Avrupa Birliğine üye 26 ülke savunma bakanlıkları EDA’ya birlik sınırları içerisinde Askeri Uçuşa Elverişlilik Otoriteleri Birliğini resmi olarak hayata geçirme görevini vererek ortak bir anlayışın gelişmesine ilişkin ilk somut adımları atmıştır (Purton and Kourousis, 2014). EDA’nın faaliyet alanında rekabetçi savunma sanayi oluşturmak, sanayi ve teknoloji alanlarında var olan imkanları güçlendirmek yer almaktadır (MAWA, 2015). Bu kapsamda farklı hava platformlarının geliştirilmesi ve üretiminin yapılarak pazarlanabilmesi için özellikle ihtiyaç duyulacak uçuşa elverişlilik sertifikalarının alınması konusunda çalışmalar yürütülmüştür (EASA, 2015). EDA tarafından yürütülen bu çalışmalar kapsamında Avrupa Uçuş Emniyeti Ajansı (European Aviation Safety Agency –EASA)’nın faaliyet alanında yer alan uçuş emniyeti konularının askeri uçuşa elverişlilik konularına adapte edilebileceği değerlendirilerek Avrupa Askeri Uçuşa Elverişlilik Düzenlemeleri (The European Military Airworthiness Requirements-EMARs) EASA düzenleme yapısını yansıtacak şekilde oluşturulmuştur. EDA adına bu çalışmaları yürütmek üzere Askeri Uçuşa Elverişlilik Otoriteleri Forumu (The Military Airworthiness Authorities-MAWA Forum) 2008 yılında kurularak askeri uçuşa elverişlilik düzenlemelerinin üye ülkeler arasında müşterek geliştirilmesi çalışmalarını yürütmektedirler (Purton and Kourousis, 2014). MAWA forumunun çalışma alanı; Müşterek düzenlemelerin çerçevesini oluşturmak ( Common regulatory framework), Müşterek lisanslandırma aşamalarını belirlemek (Common certification processes), 181 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Hiyerarşik yapılanmada ortak yaklaşım oluşturmak (Common approach to organizational approvals, Lisanslandırma ve derecelendirmede müştereklik sağlama (Common certification/design codes), Uçuşa elverişlilik konusunda ortak yaklaşımı tesis etme ve koruma (Common approach to preservation of airworthiness), Ülkelerin havacılık sahasında yürüttüğü çalışmaları tanımaya ilişkin düzenlemeler yapma (Arrangements for recognition), Avrupa Müşterek Askeri Uçuşa Elverişlilik Otoriteleri Organizasyonunu oluşturmadır ( Formation of a European Military Joint Airworthiness Authorities Organization) (EDA, 2013). Yukarıda sıralanan çalışma alanlarının tamamının ortak hedefi üye ülkeler arasında askeri uçuşa elverişlilik düzenlemeleri noktasında uyum sağlanması ve EASA tarafından yapılan düzenlemelerin askeri alanda da işlerliğe kavuşturulabilmesidir. Ancak, tüm bu gayretlerin altında yatan temel motivasyon rekabetçi bir hava savunma sanayinin gelişiminin sağlanması ve havacılık sahasında yapılan üretimin tüm Avrupa bölgesinde geçerli bir sertifikasyona sahip olmasının başarılmasıdır (Purton and Kourousis, 2014). MAWA tarafından özellikle teknik konularda ortak uçuşa elverişlilik düzenlemeleri üzerinde çalışmalar yoğunlaştırılmış ve uçak bakım ile uçak bakım eğitimleri alanında müşterek düzenlemeler yapılmıştır. Bunun devamında da hava trafik, harekat, istihbarat bilgilerinin işlenmesi ve genel uçuş emniyeti alanlarında da çalışmalara başlanması hedeflenmiştir. Bu konularda hayata geçirilen ilk uygulamalar A 400 M stratejik hava nakliye uçağı ile ilgilidir. Çünkü 2020 yılına kadar İngiltere, İspanya, Almanya, Fransa, Belçika ve Lüksemburg bu uçağı kullanmaya başlaması planlanmıştır (Purton, 2014). Burada elde edilecek başarı diğer hava platformlarının kullanımında da ortak düzenlemelerin üye ülkeler tarafından kabul edilmesi ve kullanılmasının yolunu açacaktır. 2.1.2. NATO Üyesi Ülkelerin Yürüttüğü Çalışmalar NATO; üstlendiği tüm askeri harekatlarını üye ülke silahlı kuvvetlerinin müşterek çalışmasıyla yerine getirmektedir. Bu harekatlarda üye ülke hava kuvvetlerine bağlı uçak ve diğer hava platformları kullanılmaktadır. Genel olarak NATO üyesi ülkelerin silahlı kuvvetlerinde görev yapan personelin havacılık alanında sahip olduğu eğitim düzeyi Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü (ICAO) tarafından ortaya konan minimum gereksinimleri karşılayacak düzeydedir. Ancak, bazı durumlarda üye olmayan ülkelerden de hava araçları kiralanmak zorunda kalınmaktadır (Purton, 2014). Organizasyonun herhangi bir uçuşa elverişlilik yönetim sistemi olmaması nedeniyle bu türlü durumlarda da kiralanan uçaklara ilişkin sorumluluğu üstlenmek zorunda kalınmaktadır. NATO hâlihazırda uçuşa elverişlilik konusunda bir otoriteye bağlı bulunmamakta, uçak kaybı ya da personel yaralanması ve ölümü konusunda uçuşa elverişlilik standart uygulamalarından yoksun bulunmaktadır. 10 yıllık süreçte kiralanan uçakların yaptığı kazalarda toplam 104 personel hayatını kaybetmesi NATO’nun uçuşa elverişlilik çalışma grubunun bu konuda sorun sahalarını tespit ederek harekete geçmesine neden olmuştur (Purton and Kourousis, 2014). Söz konusu çalışma grubu 2006 yılında kurularak organizasyona üye ülkelerin müşterek uçuşa elverişlilik değerlendirmelerine yönelik usulleri geliştirmeye başlamıştır. Uçuşa elverişlilik konusunda yürütülen bu müşterek çalışmalar hiçbir zaman üye ülkelerin havacılık konusunda geliştirdiği kendi öz çalışma ve uygulamalarının önüne geçmemekte, ülkeler bu konuda serbest hareket edebilmektedir. Ayrıca; NATO, farklı coğrafyalarda ve farklı askeri gereksinimlere göre çok uluslu operasyonlar düzenlemek ve benzer hava platformlarını kullanan farklı ülke personelini bir arada çalıştırmak zorunda olduğu için operasyon mükemmeliyeti konusunda arayış içine girmiştir. Bu amaçla “Hareket Ettirilebilir Kuvvet” konsepti 182 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR kapsamında, farklı ülke personeline standart eğitimler verdirerek eğitime ilişkin sorun sahalarının çözümlenmesini hedeflemiştir. Bu kapsamda üye ülke ihtiyaçları da dikkate alınarak yapılandırılacak ve uluslararası düzeyde akredite olacak eğitim kurumlarının gelişmesini hedeflemektedir. 2.2. Ülkemizde Mesleki ve Teknik Eğitim ile Havacılık Alanında Verilen Eğitimlerin Sertifikalandırılma Çalışmaları Ülkemizde 2015-2016 eğitim ve öğretim yılında havacılık alanında 37 meslek yüksek okulunda 6 farklı önlisans programında toplam 4592’si yüzyüze, 3520’si uzaktan olmak üzere 8112 kontenjana ulaşılmıştır. (ÖSYS Yükseköğretim Programları ve Kontenjanları Kılavuzu, 2015) . Özellikle BOY (Bakım, Onarım, Yenileme) alanı ile ilişkili olan Yükseköğretim Kurulu (YÖK) tarafından onaylanmış Uçak Teknolojisi önlisans programı 15 meslek yüksek okulunda toplam 1252 öğrenci kontenjanıyla faaliyet göstermektedir. Söz konusu 15 meslek yüksek okulunun Uçak Teknolojisi önlisans programları incelendiğinde tamamında dört yarıyılda verilen eğitimlerin içeriğinde yer alan derslerin büyük bölümünün genel olarak SHGM tarafından lisanslandırılan A kategorisi içerisinde yer alan “Matematik, Fizik, Temel Elektrik, Elektronik Devreler, Dijital Teknikleri, Malzeme ve Donanım, Bakım Uygulamaları, Temel Aerodinamik, İnsan Faktörleri, Havacılık Kanunları, Uçak Aerodinamiği, Helikopter Aerodinamiği, Hava Aracı Aerodinamiği, İtme, Gaz Türbinli Motor, Pistonlu Motor ve Pervane” konularındaki eğitim modüllerinin içeriğine paralellik gösterdiği görülmüştür. BOY faaliyetlerinin havacılık sektöründe yaşanan hızlı gelişime uygun olarak artması, iş hacminin 2011 yılında küresel pazarda 50 Milyar $ yakınken gelecek on yılda 70 Milyar $ ulaşacağı beklentisi ve sektörde çalışacak teknisyenlere olan ihtiyacın da hızla artacak olması sektöre ilişkin raporlarda yer almaktadır. Ticari değeri olan bu konuda ayrıca küresel havacılık sektöründe söz sahibi olan Amerika Birleşik Devletleri’nde FAA (Federal Aviation Administration) ve Avrupa Birliği’nde EASA (European Aviation Safety Agency) kendi kontrol sahalarının dışında kalan ülkelerde yürütülmek istenen BOY faaliyetlerine ilişkin yetkilendirmede önemli sınırlamalar getirerek, kendi kontrolleri dışında sektörde söz sahibi olunmasını engellemektedirler (Erel, 2012). Özellikle hava araçlarına uygulanan hangar bakım maliyetinin % 80’i, motor bakım maliyetinin % 25’i ve komponent bakım maliyetinin % 50’si işgücüne ödenen maliyetlerdir. Ülkemiz açısından hem istihdam artırıcı, hem de cari açığı düşürücü niteliğe sahip BOY faaliyetlerine ilişkin örgün eğitim programlarının genel olarak içerik, uygulama ve öğrenci kapasitelerinin havacılık alanındaki uluslararası geçerliliği olan kurallara uygun olarak belirlenmesi beklenmektedir. BOY faaliyetlerinde görev alan uçak bakım teknisyenlerinin kariyer süreçleri farklı seviyede bilgi, beceri ve yetkinlik gerektiren iş ve iş grupları ile yetkili otoriteler tarafından belirlenen eğitim seviyesi, çalışma süresi ve yaş dikkate alınarak oluşturulmaktadır. Tüm bu aşamalar ICAO Annex-1 Personel Lisanslandırma usulleri ile belirlenmiştir ( ICAO Annex-1, 2013). Ülkemizde SHGM bu alanda yetkilendirmeden sorumlu tek kuruluş olup Annex-1’e göre yayınladığı SHY-66 (Hava Aracı Bakım Personeli Lisans Yönetmeliği)’nde bu personelde bulunması gereken bilgi, beceri ve yetkinliğe ilişkin tüm gereklilikler ve düzenlemeler yer almaktadır. Yukarıda ifade edilen sorun sahasına kalıcı çözümler üretebilmek ve havacılık alanında yürütülen mesleki ve teknik eğitime uluslar arası derece kazandırabilmek amacıyla konuya taraf kurumlar arasında ortak çalışma zemini aranmış, Yükseköğretim kurumları tarafından verilen eğitim içeriklerinde standartlaşma sağlanması ve bu kapsamda; öğretim elemanı, ders dokümanı, öğrencilerin staj yapabilmesi gibi hem sektörün hem de eğitim kurumlarının ortak sorun sahalarına yönelik etkili çözümlerin bulunması amacıyla 07 Kasım 2012 tarihinde SHGM ve YÖK arasında imzalanan protokol çerçevesinde YÖK tarafından 24.12.2012 tarih ve 2012/47 sayılı başkanlık kararı ile Sivil Havacılık Komisyonu kurulmuştur. 183 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR İlki 08 Ocak 2013 tarihinde toplanan komisyon yılda iki kez toplanarak sorun sahalarına ilişkin yürütülen çalışmaları paylaşmaya başlamıştır (Sivil Havacılık Komisyonu Birinci Toplantısı, 2013). Düzenlenen komisyon toplantıları kapsamında Sektör İşgücü Analizi’ne yönelik kapsamlı bir anket ülkemizde havacılık sektöründe faaliyet gösteren kuruluşlara uygulanarak sonuçları 04 Mart 2014 tarihinde yapılan Dördüncü Toplantıda paylaşılmıştır. Sektöre yönelik önemli sorun sahalarını ortaya çıkarmayı amaçlayan bu ankette geleceğe yönelik hedefler ve büyüme potansiyeli değerlendirilerek program kontenjanları üzerine çalışma yapılmıştır. Anket sonuçları sektöre ilişkin önemli bir gerçeği de ortaya çıkarmıştır. Ülkemizde havacılık alanında eğitim veren yükseköğretim kurumlarının önemli bir bölümü mezunlarına çalışma lisansı veremediği için programlarının öğrenci kontenjanının fazla olduğu, diğer taraftan da işletmelerin aradıkları lisanslı personel konusunda her geçen yıl ihtiyacın arttığı görülmüştür (Sivil Havacılık Komisyonu Dördüncü Toplantısı, 2014). Aşağıda Tablo 1’de ifade edildiği üzere uçak bakım alanından mezun olanların havacılık sektöründe istihdamının önünü açmak için önlisans veya lisans düzeyinde eğitim veren Sivil Havacılık Yüksek Okullarının öncelikle SHY-147 Yönetmeliği kapsamında yetkilendirilmeleri gerektiği belirtilmiştir. Aksi takdirde her ne kadar iki yıllık veya dört yıllık eğitim tamamlamış olsalar dahi, mesleki yeterlilik lisansına sahip olmadıkları için herhangi bir teknik liseden mezun olan ile aralarında bir fark olmadığı ifade edilmiştir. Bu durumda mezun olanlara sektör temsilcileri tarafından ilave bir kaynak harcanarak sertifika eğitimleri verilmekte, kaynak israfı yaşanmaktadır (Akkaya, 2014). Tablo 1: Türkiye Geneli BOY Kapsamında Yükseköğretim Kontenjanları ile Sektör İhtiyaçlarının Karşılaştırılması 2018 2023 Sektörde Çalışacak BOY Personeli 8100 9289 İşe Alınacak İlave Personel 4401 6031 Yetkili Olma Durumu Dikkate Alınmadan Tüm Yükseköğretim 6520 13040 -2119 -7009 Yetki Sahibi Yükseköğretim Kurumlarından Mezun Olacak Bakım Personeli 2105 4210 Sektörün İhtiyaç Duyduğu İlave Yetkilendirilmiş Personel Sayısı -2296 -1821 Kurumlarından Mezun Olacak Bakım Personeli Yetkili Olma Durumu Dikkate Alınmadan Tüm Yükseköğretim Kurumlarından Mezun Olacak Bakım Personelinden İş Bulamayacak Sayısı Kaynak: Sivil Havacılık Komisyonu Dördüncü Toplantısı, 2014. Mesleki ve teknik eğitime yönelik diğer alanlarda da ülkemizde faaliyet gösteren yükseköğretim kurumları Bologna Süreci’ne dahil olarak, eğitimde derecelendirme ve uluslararası denklik kazanma çalışmalarına dahil olmuş, çalışmalar Türkiye Yükseköğretim Yeterlilik Çerçevesi ile somut bir hal kazanmış, eğitim içerikleri, yardımcıları ve öğretim elemanlarının hazırlıkları bu kapsama uygun hale getirilmeye başlanmıştır. Ayrıca 21 Eylül 2006 tarihinde kabul edilen 5544 sayılı Mesleki Yeterlilik Kurumu (MYK) kanunu ile çalışmalarına başlayan Mesleki Yeterlilik Kurumu ülkemizde nitelikli işgücünün oluşması yönünde meslek 184 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR standartlarının belirlenmesi, mesleki teknik eğitim programlarının içeriklerinin oluşturulması, yaşam boyu eğitim anlayışının bu eğitimlere kazandırılması konularına öncülük etmeye başlamıştır. Milli Eğitim Bakanlığı tarafından mesleki ve teknik eğitimlerin yerel, ulusal ve uluslararası iş piyasalarının beklentilerine uygun yapılandırılarak kaliteli işgücünün oluşturulmasına yönelik “ Mesleki ve Teknik Eğitim Strateji Belgesi ve Eylem Planı ” hazırlanmış, bu alanda yürütülen çalışmalara hız verilmiştir. 3. DEĞERLENDİRME VE SONUÇ Çalışanların sahip olduğu bilgi, beceri ve yetkinliğin lisanslı hale getirilmesi ve bu lisansların da uluslararası geçerliliğe sahip olması başta ülkelerin rekabetçi yönünü güçlü kılarken, diğer taraftan çok uluslu oluşumlara taraf olabilme, diğer ülkelere eğitim alanında liderlik yapabilme ve eğitimde söz sahibi olma gibi birçok alanda stratejik üstünlükler kazandırmaktadır. Başta havacılık olmak üzere birçok alanda çağa uygun şekilde ülkemizde eğitim kurumlarının kurulması ve faaliyetlerini bu çerçevede sürdürebilmesi amacıyla çalışmalar son dönemde ivme kazanarak sürdürülmektedir. Gerek mesleki, gerekse akademik eğitim alanında uluslararası çalışmalar özellikle UNESCO tarafından eğitimlerin standart sınıflandırılması çalışmaları (ISCED) ile 40 yıl önce gündeme gelmiştir. Daha sonra Bologna Süreci ile de ülkelerin yasal mevzuatı kapsamında eğitimlerin kademelendirilmesi, her bir kademeye ilişkin bilgi, beceri ve yetkinlik hedeflerinin üye ülkelerin ortak ve kendi yeterlilikler çerçevelerinde belirlenmesi, eğitim süreçlerinin bu hedeflere uyumluluğunun sağlanması konularında uluslararası ortak anlayışın geliştiği görülmektedir. Yapılan incelemeler ve uluslar arası düzeyde Avrupa Birliği, NATO ve benzer organizasyonlar tarafından askeri havacılık alanında yürütülen ortak çalışmalar kapsamında; Dünyada sivil havacılık otoritesinin ortaya koyduğu uçuşa elverişlilik kriterlerinin askeri havacılık alanında da kullanılması ve uygulanmasına yönelik önemli çalışmalara son on yıl içinde Avrupa Birliği, Hava ve Uzay Alanında Ortak Çalışma Konseyi (The Air and Space Interoperability Council- ASIC: ABD, İngiltere, Kanada, Avusturalya, Yeni Zelanda) ve NATO Karargahı düzeyinde ivme kazandırıldığı, Uluslararası sertifikalandırılmış eğitimlerin çok uluslu harekatlarda Hv.K.K.lığı personelinin ilave eğitim ihtiyacı olmaksızın görevini etkin ifa etmesine zemin hazırlayacağı, Hv.K.K.lığı eğitim kurumlarının eğitim dokümanları, eğitim yardımcıları, atölye ve laboratuar ile eğitici personel yönüyle hem etkinlik hem de sürekli gelişim konusunda dünyadaki benzer kurumlarla kendilerini daha kolay kıyaslayabilme ve geliştirebilme imkanına kavuşabileceği, Özellikle akreditasyon konusunda ilave maliyetlerin olabileceği, ancak elde edilen kabiliyetin çok uluslu eğitim kurumlarına dönüşerek dost ve müttefik ülke personelinin eğitimlerinin üstlenilmesi yoluyla elde edilecek gelir kapsamında dengelenebileceği, Yeni hava platformlarının geliştirilmesi ve üretilmesi konularında ülkemizin de taraf olduğu çok uluslu anlaşmalar kapsamında görev alacak personelin yetkilendirme ve çalışmalara dahil olma konularında sorun yaşamayacağı değerlendirilmektedir. KAYNAKÇA: AKKAYA, Merve, (2014). “Türkiye’de Lisans Düzeyinde Sivil Hava Ulaştırma İşletmeciliği Eğitimi Alan Öğrencilerin Mezuniyet Sonrası Sektörde İstihdamının Planlanması”, The 2nd Internatıonal Avıatıon Management Conference, Türk Hava Kurumu Üniversitesi, 16 Nisan 2014. ATİK, İlhan, CURAL, Ahmet, ATAK, Metin, (2015). “Havacılık Konusunda Önlisans Düzeyinde Verilen Eğitimlerin Ülkemiz Açısından Değerlendirilmesi”, Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, VII.’nci Uluslararası Eğitim Araştırmaları Kongresi. 185 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR EREL, Can, (2012). Türkiye’de Hava Aracı “Bakım, Onarım ve Yenileme” Alanına Yönelik Örgün Öğretim Programlarının Değerlendirmesi. http://www.canerel.com.tr/v2/images/publication/20141102HavacilikYuksekOgretimKurumlari.pdf (Erişim: 08 Aralık 2014 ). European Defence Agency, European Military Airworthiness https://www.eda.europa.eu/our-work/projects-search/european-military-airworthiness (Erişim: 18.08 2015). European Aviation Safety Agency (EASA), "Frequently Asked Questions," http://easa.europa.eu/the-agency/faqs (Erişim: 18.08 2015). İŞLER, Haluk, DEMİR, Bülent ve ÜSTÜN Süleyman, (2013). “Türkiye’de Havacılık Sektöründe İstihdam ve Mesleki Teknik Eğitim Sorunları”, l.Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi, 20-22 Aralık 2012, İzmir. KARASAR, Şahin, (2012). “Türkiye’de Havacılık Endüstrisi 2023 Vizyonu”, Mart 2012. YILDIRIM, Musa ve NACAKLI, Yavuz, (2014), “Askeri Havacılıkta Uçuşa Elverişlilik Sertifikasyon Faaliyetleri ve Uçuş Emniyetine Etkileri”,The 2nd Internatıonal Avıatıon Management Conference, THK Üniversitesi, Ankara. Military Airworthiness Authority (MAWA), "Military Airworthiness Authourity Forum Frequently Asked Questions (FAQ)," https://www.eda.europa.eu/our-work/projects-search/european-military-airworthiness (Erişim: 18.08. 2015 ). PURTON, Leon and KOUROUSİS, Kyriakos, (2014). “Military Airworthiness Management Frameworks: A Critical Review”, 3rd International Symposium on Aircraft Airworthiness, ISAA 2013. PURTON, Leon, (2014). Development of an Airworthiness Framework Assessment Tool; Novel and Visual, A thesis for the degree of Masters of Engineering (Aerospace), Rmıt Unıversıty School of Aerospace, Mechanıcal and Manufacturıng Engıneerıng 2015 ÖSYS Yükseköğretim Programları ve Kontenjanları Kılavuzu. http://www.osym.gov.tr/belge/1-23560/2015-osys-yuksekogretim-programlari-ve-kontenjanlari-ki-.html (Erişim: 28.08 2015). Sivil Havacılık Komisyonu Birinci Toplantısı, (2013).http://web.shgm.gov.tr/documents/sivilhavacilik/files/pdf/shgm_calisma_gruplari/SIVIL_HAVACILIK %20KOMISYONU_%231_RAPOR_08.01.2013.pdf (Erişim: 18.08 2015). Sivil Havacılık Komisyonu Dördüncü Toplantısı, (2014).http://web.shgm.gov.tr/documents/sivilhavacilik/files/pdf/shgm_calisma_gruplari/Calisma_Gruplari _Sonuclari-4Mart2014-SahinKARASAR.pdf (Erişim: 28.08 2015). Vizyon 2035, http://www.hvkk.tsk.tr/Dokuman/TR/210-2013082315242-vizyon2035.pdf (Erişim: 18.08 2015). 186 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Türkiye’de Akademik Havacılık Eğitiminin Tarihi, Mevcut Durumu ve Geleceği Üzerine Bir İnceleme A Study on History, Current Situation and Future of Academic Aviation Education in Turkey Suat Uslu1 ABSTRACT: Turkish Civil Aviation had a monopoly structure until 1983. Civil aviation activities in Turkey was released with issued of the Turkish Civil Aviation Law No. 2920 in 1983. Thus aviation activities are excluded from the state monopoly and it is given the opportunity of establish and business aviation company to the private sector.A new era has started in the Turkish Civil Aviation with this law and front of the entrepreneurs to invest in the field of civil aviation was opened. Thus began a rapid development process in the aviation sector in Turkey, this large increase in required labour demand has brought. In addition, the aviation industry is one of the high-tech sector turnover. The most important requirement is the need for skilled labor in an industry where so much of the intense use of technology.Turkey these rapid developments occurring in the civil aviation sector is unprepared for skilled labor supply anda bottleneck occurred in employment.Until that time, the only source of qualified manpower in the aviation resigned or retired from the Turkish Air Force as a civilian sector to the small number of staff remained inadequate to meet the growing needs. Education is undoubtedly the most important issue for upbringing qualified staff that require it civil aviation sector.In order to meet this requirement to a certain extent, for the first time in 1986, teaching in the undergraduate level at Anadolu University in the academic field within a civil aviation school was established.In the following year associate, bachelor's, and even the number of graduate-level education in civil aviation schools which have rapidly increased. Aviation education in recent years has been down to the secondary level, aviation schools were openedunder the Ministry of National Education.In addition, many private aviation school was opened in the process. Today, it found in the bodies of the various state,foundations or private universities and the number of training schools and programs in various fieldsof civil aviationwhich has close to 50. In Turkey, showing a sharp rise in the number of aviation schools or departments haven’t adequate infrastructure,equipped and academic staff.Most aviation schools to offer education in these areas is very limited. Even though for most of the organizations that received building permit from the Higher Education Council, it is also observed that due to lack of equipment and especially the academic staff can’t accept students.This is the adequacy and quality of education provided by schools is another issue to be discussed.Education often remain at the theoretical level.Sector cooperation and coordination that is required can’t be provided.Therefore, appropriate arrangements can’t be made to the sector's needs.In this study, civil aviation schools opened and being opened to meet the rapidly developing aviation industry needed source of skilled labor will be investigated.Between industry and educational institutions, it will focus on the necessity of increasing the cooperation made various arrangements.Also in the future according to the needed human resources in the civil aviation sector in Turkey civil aviation school graduates predicts the situation will be discussed. Key Words: Aviation, Education, University, High Education. 1 Yrd. Doç. Dr., Anadolu Üniversitesi Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesi, suslu@anadolu.edu.tr. 187 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR ÖZET: Türk Sivil Havacılığı 1983 yılına kadar monopol bir yapıya sahipti. 1983 yılında çıkarılan 2920 sayılı Türk Sivil Havacılık Kanunu ile birlikte Türkiye’de sivil havacılık faaliyetleri serbest bırakılmıştır. Böylece havacılık faaliyetleri devlet tekelinden çıkarılarak, özel sektöre havacılık şirketleri kurma ve işletme imkânı tanınmıştır. Bu kanunla Türk Sivil Havacılığında yeni bir dönem başlamış olup girişimcilerin sivil havacılık alanına yatırım yapmalarının önü açılmıştır. Böylece Türkiye’de havacılık alanında hızlı bir gelişim süreci başlamış, bu durum ihtiyaç duyulan iş gücü talebindeki büyük artışları beraberinde getirmiştir. Ayrıca, havacılık sektörü teknoloji devir hızı yüksek olan sektörlerin başında gelmektedir. Teknoloji kullanımının bu denli yoğun olduğu bir sektörde en önemli gereksinim nitelikli iş gücüne duyulan ihtiyaçtır. Türkiye sivil havacılık sektöründe meydana gelen bu hızlı gelişmelere nitelikli iş gücü kaynağı açısından hazırlıksız yakalanmış ve istihdam konusunda bir dar boğaz meydana gelmiştir. O güne kadar havacılıkta nitelikli iş gücü açısından tek kaynak olan Türk Hava Kuvvetleri’nden ayrılarak ya da emekli olarak sivil sektöre geçen az sayıda personel, artan ihtiyacı karşılamakta yetersiz kalmıştır. Sivil havacılık sektörünün ihtiyaç duyduğu nitelikli personelin yetiştirilmesinde en önemli konu kuşkusuz eğitimdir. Bu ihtiyacı bir ölçüde karşılayabilmek amacıyla, ilk kez 1986 yılında Anadolu Üniversitesi bünyesinde akademik alanda ön lisans düzeyinde eğitim veren bir sivil havacılık okulu kurulmuştur. İzleyen yıllarda ön lisans, lisans ve hatta lisansüstü düzeyde eğitim yapan sivil havacılık okullarının sayısı hızla artış göstermiştir. Son yıllarda havacılık eğitimi ortaöğretim düzeyine kadar inmiş, Milli Eğitim Bakanlığı bünyesinde havacılık liseleri açılmıştır. Ayrıca bu süreçte çok sayıda özel havacılık okulu da açılmıştır. Günümüzde çeşitli devlet, vakıf ya da özel üniversitelerin bünyelerinde bulunan ve sivil havacılığın çeşitli alanlarında eğitim veren okulların ve programların sayısı 50’ye yaklaşmıştır. Türkiye’de sayıları hızla artış gösteren bu havacılık okullarının ya da bölümlerinin yeterli alt yapı, donanım ve akademik kadroya sahip olmadan açıldıkları görülmektedir. Pek çoğu havacılığın çok kısıtlı alanlarında eğitim yapabilmektedir. Hatta çoğunun kuruluş için Yükseköğretim Kurulundan izin aldığı halde bina, teçhizat ve özellikle akademik kadro yetersizliği nedeniyle öğrenci kabul edemediği de görülmektedir. Bu okullar tarafından verilen eğitimin yeterliliği ve kalitesi ise tartışılması gereken diğer bir konudur. Eğitimlerin çoğunlukla teorik düzeyde kalmaktadır. Sektörle gerekli olan işbirliği ve koordinasyon sağlanamamaktadır. Dolayısıyla sektörün ihtiyaçlarına uygun düzenlemeler yapılamamaktadır. Bu çalışmada, hızla gelişmekte olan havacılık sektöründe ihtiyaç duyulan nitelikli iş gücü kaynağının karşılanabilmesi için açılan ve açılmakta olan sivil havacılık okulları incelenecektir. Sektör ve eğitim kurumları arasında çeşitli düzenlemeler yapılarak işbirliklerinin arttırılmasının gerekliliği üzerinde durulacaktır. Ayrıca gelecek dönemde Türkiye’de sivil havacılık sektöründe ihtiyaç duyulan insan kaynağı öngörülerine göre sivil havacılık okulları mezunlarının durumları tartışılacaktır. Anahtar Kelimeler:Havacılık,Eğitim, Üniversite, Yükseköğretim 1. TÜRKİYE’DE HAVACILIK EĞİTİMİNİN TARİHÇESİ Türkiye 1911 yılında kurulmuş olan Hava Kuvvetleri ile uzun bir havacılık geçmişine sahiptir. Türk Hava Kuvvetleri o zamandan günümüze değin Türk havacılık eğitiminin de uygulayıcısı olmuştur. Halen sivil havacılık sektöründe çalışan personelin büyük bir çoğunluğu temel eğitimlerini Hava Kuvvetleri’nde almıştır. Türk Hava Kuvvetleri Hava Harp Okulu vasıtasıyla pilot, Hava Teknik Okullar vasıtasıyla makinist ve diğer yer personelini yetiştirmektedir. Hava Kuvvetleri eğitim standartlarının ve kullanılan teknolojinin çok ileri olması nedeniyle, Hava Kuvvetleri’nde yaptırılan eğitimler de çok yüksek maliyetli olmaktadır. Pilot eğitiminde kullanılan jet eğitim uçakları, jet uçuş simülatörleri, makinist eğitiminde kullanılan savaş uçağı sistem eğiticileri sivilde kullanılan benzerlerine nazaran oldukça yüksek maliyetli teçhizatlardır. Bu şekilde büyük yatırımlarla yetiştirilen Hava Kuvvetleri personelinin en verimli olacakları dönemde Hava Kuvvetlerinde ayrılıp sivil kuruluşlara geçmesi ülke kaynaklarının israfına yol açmaktadır. Çünkü Hava Kuvvetleri’nden ayrılan bu personelin gittiği kurumda yeniden eğitimden geçirilmesi gerekmektedir. Bunun sebebi de sivilde 188 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR geçerli olan kurallara ve sistemlere uyumun sağlanmasıdır. Böylece eğitim giderleri daha da artmaktadır (Cavcar, 1990:7). 1983 yılında çıkarılan 2920 sayılı Türk Sivil Havacılık Kanunu ile özel sektöründe sivil hava taşımacılığı işletmesi kurmasına imkân tanınması ve 1993 yılında iç hatların serbestleştirilmesiyle birlikte, ülkemizde hava taşımacılığı sektörü geçtiğimiz yıllarda dünya standartlarının çok üzerinde bir büyüme kaydetmiştir. Bunun yanı sıra, dünyada yaşanan küreselleşmenin etkisi ve sivil havacılık sektörünün gelişmesine paralel olarak da ülkemiz hava trafiğinde hızlı bir artış gerçekleşmiştir. Ancak bu hızlı gelişmeye paralel olarak, başta pilot eğitimi olmak üzere sivil havacılık eğitimi konusunda gerekli alt yapı çalışmaları eş zamanlı yapılamamış ve havacılık sektörünün kritik personelinin yetiştirilmesi için sivil kaynaklar zamanında faaliyete geçirilememiştir. Bu nedenle ihtiyaç duyulan personelin büyük bir bölümü, son yıllara kadar Türk Silahlı Kuvvetleri’nden istifa veya emeklilik yoluyla ayrılanlardan karşılamıştır. Halen sektörde görev yapan pilotların yaklaşık %90’ı Türk Silahlı Kuvvetleri kökenli olup bunun da %80’i hava Kuvvetleri Komutanlığı kökenlidir. Eğitimleri çok yüksek maliyetlerle gerçekleşen bu pilotların, sivil havacılık sektöründe istihdam edilmesi, çok büyük maddi kayıplara ve israfa yol açmanın yanı sıra kısa süre içerisinde yerine eğitilmiş pilotların yetiştirilememesi sonucunda bu sorun milli güvenliğimizi zafiyete uğratacak boyutlara ulaşmış bulunmaktadır (Erdağı, 2005). Türkiye’de mevcut diğer bir havacılık eğitim kuruluşu da, 1925 yılından bu yana ülkemiz havacılığına hizmet vermekte olan Türk Hava Kurumu’dur. Özellikle bünyesindeki uçuş okulu Türkkuşu kanalıyla ülkemiz havacılığında görev almak isteyen gençlerimizin pilot olarak yetiştirilmesini sağlamıştır. Ancak ilk kuruluş yıllarında ülkemiz sivil havacılığına çok değerli elemanlar yetiştiren kuruluşun eğitim faaliyetlerinde 1950’li yıllardan sonra bir zayıflama başlamıştır. Yeni dönemde Türk sivil havacılığının geliştirilmesi çabalarına paralel olarak yapılan yeni düzenlemeler ile kurumun ilk yıllarda elde etmiş olduğu başarıların seviyesine yeniden ulaşabilmesi için çaba gösterilmektedir. Türk Hava Kurumu’nun faaliyetleri daha ziyade uçucu elemanların yetiştirilmesi ve kulüp çalışmaları alanında kısıtlı kalmaktadır. Hâlbuki yurdumuzdaki ilk “Tayyare Makinist Mektebi” 1926 yılında Türk Hava Kurumu tarafından açılmıştı. Aynı şekilde günümüzde Hava Kuvvetlerine bağlı olarak Gaziemir/İzmir’de hizmet veren Hava Teknik Okulları da “Gedikli Hazırlama Yuvası” adıyla 1939 yılında Türk Hava Kurumu tarafından açılmıştı. Bu okul, o dönemde hava Kuvvetleri’mizin ihtiyaç duyduğu bombardımancı, telsizci, muhabereci, fotoğrafçı ve silahçıları yetiştiriyordu. Türk havacılığında ihtiyaç duyulan elemanlar, Türk Hava Kuvvetleri ve Türk Hava Kurumu’na ilaveten Türk Hava Yolları ve Devlet Hava Meydanları İşletmesi’nin kendi bünyelerinde açmış oldukları kurslar ile yetiştirilmektedir. Hâlbuki dünyadaki benzer uygulamalara göz atıldığında bu tür kurumların sadece hizmet içi ve işbaşı eğitimi şeklinde eğitim faaliyetlerine katıldıkları görülmektedir. Çünkü bu tür kuruluşlardaki ana gaye eğitim değil hizmettir. Türk havacılık sektöründe görev yapan mühendisler ise, 1941 yılında kurulmuş olan İstanbul Teknik Üniversitesi Makina Fakültesi, Uçak Mühendisliği (bugünkü adıyla İTÜ Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi) ve 1981’de kurulmuş olan Orta Doğu Teknik Üniversitesi Havacılık Mühendisliği bölümlerinde yetiştirilmektedir. Havacılıkta hızlı bir gelişimi amaçlamış olan Türkiye’de havacılık işletmeciliğine, yönetimine, hukukuna yönelik eğitim yapan hiçbir yükseköğretim kurumu yokken 1987 yılında Anadolu üniversitesi bünyesinde Sivil Havacılık Meslek Yüksekokulu kurulmuştur. Önceleri daha ziyade havacılıkta ara eleman yetiştirmek amacıyla kurulan okul, Uçak Gövde, Uçak Motor, Uçak Elektrik, Uçak Elektronik, Hava Trafik Kontrol, Kargo, İkram, Yer Hizmetleri ve 1988 yılında başlatılan Pilotaj bölümleriyle eğitimine başlamıştır (Cavcar, 1990:7). Günümüzde akademik anlamda havacılık eğitimi veren okullar hızla artmış, pek çok üniversite bünyesinde ön lisans ve lisans düzeyinde eğitim yapan okullar kurulmuştur. 189 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 2. TÜRKİYE’DE HAVACILIK EĞİTİMİNİN MEVCUT DURUMU 2.1. Genel Durum Türkiye’de havacılığın ilk dönemlerinde eğitim belirli bir düzende yürütülmüyordu. Eğitim konusu daha çok usta-çırak ilişkisi içerisinde devam ettiriliyordu. Ancak havacılığın zamanla gelişimi bütün dünyada olduğu gibi Türkiye’de de geçerli genel eğitim sistemlerinden uyarlanmış havacılık eğitim sisteminin ortaya çıkmasına yol açtı. Bunun sonucunda günümüzde Türkiye’de havacılık eğitimi seviye bakımından, a) b) c) Ortaöğretim, Ara öğretim (ön lisans), Yükseköğretim (lisans, yüksek lisans, doktora, vs.) şeklinde kademelenmiş durumdadır. Bunlardan özellikle orta ve ara öğretim kademeleri pratik eğitim ve öğretim esasına dayanmıştır. Yükseköğretim de ise teorik konulara ağırlık verilmiştir. Dünya havacılık sektörü incelendiğinde de havacılıkla ilgili işyerlerinde çalışan işçilerin ve memurların ilgili ortaöğretim kademesinden; pilotların, teknisyenlerin, makinistlerin vb. ara öğretim kademesinden; mühendis ve üst düzey yöneticilerin ise yükseköğretim kademesinden geldiği görülmektedir. Türkiye’de havacılık eğitimini bir diğer şekilde de şöyle sınıflandırabiliriz; a) b) Okulda eğitim, Okul sonrası eğitim. Okulda verilen eğitim personelin ilgili konudaki temel, teorik ve pratik bilgilerle donatılmasını sağlamaktadır. Böyle bir eğitimden geçen kişiler işyerine gittiklerinde yapacakları işin önemini ve temel esaslarını kavramış durumdadırlar. Ancak bağımsız olarak o işi yürütebilme yeteneğinden yoksundurlar. Bu eksiklik ise işyerinde yapılacak işbaşı eğitimiyle giderilmektedir. İşbaşı eğitimini okul dönemindeki kısa stajlar ve atölye çalışmaları ile kısmen yapmak mümkün olsa da bu yetersiz kalabilmektedir. Havacılık sektörü dünyada en hızlı gelişen iş alanlarından biri olduğu için bu sektörde çalışan elemanların bilgi ve becerilerinin de her an için taze tutulması gerekmektedir. İşbaşı eğitimleri, yenileme kursları, uçak tip kursları bu amaca yöneliktirler (Cavcar, 1990:5). Günümüzde; havacılıkta uluslararası kurallar, bu kurallara bağlılık, üretimin çeşitliliği, hızlı teknolojik gelişmeler ve bu yaygın konuların başka eğitim kurumlarında yeterince yer almaması “havacılıkta hizmet içi eğitim” kavramını belli bir sistem çerçevesinde ele almayı zorunlu kılmıştır. Sivil havacılık sektöründe her düzeyde eğitim görmüş kişiler yer almaktadırlar. Burada söz konusu olan kişilere işletmeye katılmadan önce okullarda edindikleri eğitimin dışında, kuruma katıldıktan sonra verilecek eğitimdir. Bu eğitim; öncelikle, kurumun kültürünü ve imajını vurgulamak, amacını belleklere işlemek ve üstleneceği görevin ayrıntılarının kavranmasını içermektedir. Hizmet içi eğitim çok genel olarak iki bölümde ele alınabilir: a) Kuruluşa yeni katılan kişilerin eğitimi: Staj, kurs, seminer, işbaşı eğitimleri gibi görev yeri ya da kuruluş dışı başka kurum ve kuruluşlarda verilen eğitimdir. Kişilerin üstlenecekleri görevin gereğine göre yurt dışında üretici/işletici firmalarda ya da havacılıkla ilgili organizasyonlarda da eğitim görebilmektedirler. b) Kuruluşta çalışmakta olan personelin eğitimi: Belli aralıklarla yeni teknolojiler, yeni kavramlar ve gelişmeler doğrultusunda personel “tazeleme” eğitiminden geçebilmektedir. Sivil havacılık işletmelerinde çeşitlilik gösteren fonksiyonlara paralel olarak eğitim de geniş bir yelpazeye yayılabilmektedir (Küçükönal ve Korul, 2002:83). 190 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 2.2. Ortaöğretimde Havacılık Eğitimi Türkiye’de havacılığın hızla gelişmesi, havacılık eğitiminde ortaöğretim kademesini de etkilemiş, daha birkaç yıl önce bir elin parmaklarını bulmayan sayıda lise seviyesindeki ortaöğretim kurumlarının sayısı yaklaşık 15 olmuştur. Bunlar devlete ve özel girişime ait liselerdir. Ülkemizde havacılık eğitimi veren ortaöğretim kurumları geçmişte sadece devlete ait kurumlar idi. Ancak özellikle son birkaç yıldan bu yana bu alanda özel öğretim kurumları da faaliyete geçmeye başlamıştır. Devlete ait havacılık ortaöğretim kurumlarının “Teknik ve Endüstri Meslek Lisesi (TEML)” ve “Mesleki ve Teknik Eğitim Merkezi (METEM)” olarak bilinen isimleri “Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi (MTAL)” olarak değiştirilmiştir (Erel, Eylül 2014:1-2). Türkiye’de şu anda havacılık alanında eğitim yapan ortaöğretim kurumları şunlardır (Erel, Eylül 2014:2); 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Bağcılar Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi (İstanbul) BaşiskeleSelim Yürekten Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi (Kocaeli) (http://basiskelesymtal.meb. k12.tr) Gazi Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi (Ankara) Hürriyet Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi (Bursa) Kayseri Melikgazi Merkez Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi (http://merkezeml.meb.k12.tr) Sabiha Gökçen Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi (Eskişehir) Sabiha Gökçen Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi (İstanbul) Selçuk Mesleki ve Teknik Eğitim Merkezi (İzmir) Şehit Cengiz Topel Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi (Erzincan) Bu liselerde “uçak bakım” bölümleri bulunmaktadır. Bazıları uçak bakım bölümü adı altında “uçak elektroniği” ve “uçak gövde-motor” olmak üzere iki alandan oluşmaktadır. Dolayısıyla bu liselerde verilen havacılık eğitimi “teknik” bölümler üzerine odaklanmış durumdadır. Devlet liselerinin yanında son yıllarda özel havacılık ortaöğretim kurumları da açılmıştır. Bu okullar genellikle “Havacılık Anadolu Meslek Lisesi (HAML)”, “Sivil Havacılık Lisesi (SHL)” ve “Sivil Havacılık Koleji (SHK)” şeklinde adlandırılmaktadırlar. Özel havacılık liseleri ise şunlardır (Erel, Eylül 2014:2); 1. 2. 3. 4. 5. Akıllı Okul Çankaya Vecihi Hürkuş Sivil Havacılık Lisesi (Ankara) Akıllı Okul Etimesgut Vecihi Hürkuş Sivil Havacılık Lisesi (Ankara) Altın Kanatlar Havacılık Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi (Antalya) Özel Gökjet Mesleki ve Teknik Anadolu Meslek Lisesi (İstanbul) Özel Havajet Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi (İzmir) (http://www.havajet.com) Özel havacılık liseleri devlet liselerinden farklı olarak havacılığın diğer alanlarına da yönelmiş bulunmaktadırlar. Örneğin bu liselerde teknik bölümlerin yanı sıra “kabin hizmetleri yiyecek içecek alanı”, “kabin hizmetleri host-hosteslik dalı”, “hava lojistiği” ve “ulaştırma hizmetleri” gibi bölümler de bulunmaktadır (http://sivilhavacilikkoleji.com; http://www.gokjetlisesi.k12.tr; http://havadanhaber.com). Bunların dışında ülkemizde askeri havacılık alanında eğitim veren Bursa Işıklar Askeri Hava Lisesi de bulunmaktadır (http://www.isiklar.tsk.tr). 2.3. Yükseköğretimde Havacılık Eğitimi Türkiye’de havacılık endüstrisinde yapılan yasal değişiklikler ve uygulanan ekonomik politikalar neticesinde dikkate değer gelişmeler kaydedilmiştir. Yaşanan bu gelişmelere paralel olarak havacılık hizmetlerini yerine getirerek bu sektörü büyütecek nitelikli insan gücüne ihtiyaç artmıştır. Bu ihtiyacı karşılamak üzere ülkemizde sivil havacılık eğitimi veren birçok üniversite kurulmuştur (Kiracı ve Bayrak, 2014:27). 191 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 2920 sayılı Türk Sivil Havacılık Kanunu ile özel sektöre de havalimanı ve havayolu kurma/işletme imkânı tanınmasıyla 1983 yılında, Türk sivil havacılığında yeni bir dönem başlamış; kamu kuruluşları eliyle yürütülmekte olan birçok hizmetin yanı sıra öncelik pilot eğitimlerinde olmak üzere, özel eğitim merkezleri de oluşmaya başlamıştır. Sivil havacılık eğitimleri konusundaki en büyük atılım ise Anadolu Üniversitesi’nin, 1986 yılında, Eskişehir’de, Sivil Havacılık Meslek Yüksekokulu’nu kurmasıyla gerçekleşmiştir. 1987 yılında öğrenci alımı ile pilotaj, hava trafik kontrolörü, uçak motor-gövde, uçak elektrik-elektronik, yer hizmetleri, ikram ve kargo olmak üzere 9 dalda eğitimler başlatılmıştır. Daha sonra, öğretim programlarının lisans seviyesine çıkartılmasıyla Sivil Havacılık Yüksekokulu adını alan okul, 2012 yılında Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesine dönüştürülmüştür. Günümüzde çok sayıda yükseköğretim kurumu sivil havacılık alanında eğitim vermeye başlamış, orta öğretim düzeyindeki programlar da artmıştır. Aynı şekilde, kamu ve özel kuruluşların kurs ve sertifika programları yaygınlaşmıştır (Erel ve Saldıraner, 2013:67). Yükseköğretim kurum ve kuruluşlarındaki havacılık ve uzay ilişkili ön lisans ve lisans programları şunlardır (Erel, Kasım 2014:2); Lisans seviyesinde (4 yıllık); o AUB: Astronomi ve Uzay Bilimleri o HEE: Havacılık Elektrik ve Elektroniği o HTK: Hava Trafik Kontrol o PLT: Pilotaj o SHUİ: Sivil Hava (Ulaştırma) / Havacılık İşletmeciliği o UBT: Uzay Bilimleri ve Teknolojileri o UEE: Uçak Elektrik-Elektroniği o UHUM: Uçak, Havacılık ve Uzay Mühendislikleri HUM: Havacılık ve Uçak Mühendisliği UM: Uçak Mühendisliği UUM: Uçak ve Uzay Mühendisliği UZM: Uzay Mühendisliği o UGM: Uçak Gövde-Motor o UGMB: Uçak Gövde-Motor Bakım Ön Lisans seviyesinde (2 yıllık); o HL: Hava Lojistiği o HYHY: Havacılıkta Yer Hizmetleri Yönetimi o SHKH: Sivil Havacılık Kabin Hizmetleri o KH: Kabin Hizmetleri o SHUİ: Sivil Hava Ulaştırma İşletmeciliği o UT: Uçak Teknolojisi Türkiye ve KKTC’de havacılık ve uzay alanlarında öğretim programına sahip yükseköğretim kurumlarının sayısal gelişimi Şekil 1’de gösterilmiştir (Erel, 2015:1); 192 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 1: Havacılık-Uzay Alanındaki Yükseköğretim Programlarının Yıllara Göre Sayısı Türkiye ve KKTC’de havacılık ve uzay alanlarında toplam 46 yükseköğretim kurumunun 24 adedi devlete, 22 adedi ise vakıflara ait bulunmaktadır.Bu üniversitelerin 15 adedinde sadece lisans, 12 adedinde hem lisans hem de ön lisans, 19 adedinde ise sadece ön lisans programları bulunmaktadır. Bu 46 yükseköğretim kurumunun 17’si (%36,9’u) İstanbul’da konuşlanmış durumdadır. Yine 7521 olan toplam öğrenci kontenjanının 5916’sı (%78,7’si) İstanbul’daki üniversitelere aittir (Erel, 2015:2-3). Bu yükseköğretim kurumlarının öğrenci kontenjanlarındaki sayısal gelişim ise Şekil 2’de gösterilmiştir (Erel, 2015:2); Şekil 2: Havacılık-Uzay Alanındaki Yükseköğretim Programlarının Yıllara Göre Öğrenci Kontenjanı Sayısı Hava araçlarının bakım, onarım ve yenileme faaliyetlerinde tekniker ve makinist adayı yetiştirmek amaçlı; “Uçak Teknolojileri” alanında ön lisans seviyesinde 2015 yılı için 1244 öğrenci (2011 yılında 330 öğrenci), “Uçak Gövde-Motor (Bakım)” alanında lisans seviyesinde 220 öğrenci (2011 yılında 205 öğrenci), “Uçak Elektrik-Elektronik” ve “Havacılık Elektrik ve Elektroniği” alanında lisans seviyesinde 200 öğrenci (2011 yılında 185 öğrenci) kontenjanı ayrılmıştır. Son yıllarda açık öğretim uygulaması artık havacılık ve uzay alanlarındaki yükseköğretim programları için de başlatılmış bulunmaktadır. Bu kapsamda; 193 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Anadolu Üniversitesi'nde 2000 öğrenci kontenjanı ile "Havacılık İşletmeciliği" açık öğretim lisans, İstanbul Üniversitesi’nde 2000 öğrenci kontenjanı ile “Havacılıkta Yer Hizmetleri Yönetimi” açık öğretim ön lisans, Erzurum Atatürk Üniversitesi’nde 1500 öğrenci kontenjanı ile “Sivil Hava Ulaştırma İşletmeciliği” açık öğretim ön lisans, programları 2015 yılı ÖSYS (Öğrenci Seçme ve Yerleştirme Sistemi) kılavuzunda yer almaktadır. Bu programların toplamda 5500 öğrenci kontenjanı bulunmaktadır (Erel, 2015:3). 3. TÜRKİYE’DE HAVACILIK EĞİTİMİNİN GELECEĞİ Günümüzde var olmak için yaşam süresince eğitilme ve bilgileri yenileme öngörülmektedir. Hiç şüphesiz ki, bilgi, iletişim ve ulaşım çağı olan yüzyılımızın en belirgin özelliği “eğitim” öğesi olmuştur. Özellikle bu eğitim süreci günümüzde havacılık alanında da son derece önem arz etmektedir. Çünkü havacılık, içe dönük ve etrafı bir takım koruyucu duvarlarla çevrili bir ülkenin bile ekonomik yapılanmasının dışına taşar. Uluslararası kuralları ve standartları olan bir sektördür. Türk havacılığı gerek özel gerekse kamu etiketli kurum ve kuruluşlarıyla eğitimin önemini kavramış durumdadır. Türkiye sosyal ve kültürel liderliğine yakıştığı Ortadoğu ülkelerine havacılık eğitimi pazarlamasında büyük bir potansiyel güç olabilir (Sezgin, 1991:31-32). Türkiye’de havacılığın hızlı gelişmesine bağlı olarak kalifiye işgücüne ihtiyaç duyulmaktadır. Yaklaşık 140.000 personel havacılık sektöründe çalışmaktadır. Yakın bir zamanda bu sayının 300.000’i aşacağı tahmin edilmektedir. 2023 yılında 4.000 pilot, 10.000 uçak bakım teknisyeni, 1.100 hava trafik kontrolörü, 5.210 yer hizmetleri personeli ve 10.000 kabin personelinin sektörde yer alması beklenmektedir (TOBB, 2013:6/1). Uçak teknolojisi ile sağlanan daha hızlı, daha güvenli, daha konforlu ulaşımın yanı sıra bilet ücretlerinde gerçekleşen iyileşmeler, havayolu ulaşımının diğer ulaşım türleri içindeki payını da arttırmıştır. Uluslararası kuruluşlar ve büyük uçak imalatçılarının orta ve uzun dönem tahmin çalışmaları, mevcut büyümenin 2030’lu yıllara kadar süreceği yönündedir. Türkiye’de hava taşımacılığı daha hızlı gelişmekte olup son yıllarda yıllık %20’lere varan artış yaşanmıştır. 2023 yılında gerçekleşen yolcu sayısının 350 milyona çıkması beklenmektedir. Ülkemiz sivil havacılık faaliyetlerinin hızlı olduğu kadar sağlıklı ve istikrarlı gelişiminin sağlanması için öncelikle uygun sayıda ve nitelikteki yeni personel ihtiyacının karşılanması gerektiği muhakkaktır. Türkiye’de özellikle yükseköğretimdeki havacılık programlarının sayısı hızlı bir atış göstermektedir. Bu durum, ülkemiz sivil hava ulaştırma faaliyetlerinde görülen hızlı büyümenin doğal bir yansımasıdır. Yükseköğretim kurumlarının havacılık programlarına öğrenciler tarafından yoğun bir ilgi gösterilmektedir. Tüm havacılık programlarının kontenjanlara göre tercih edilme oranı; lisans programları için %95, ön lisans programları için %90, toplamda ise %92 düzeylerindedir. İngilizce programlar çok daha fazla tercih edilmektedir. Ayrıca, özellikle pilotaj bölümlerine yoğun bir ilgi devam etmektedir. Teknisyenlik bölümleri de en çok tercih edilen bölümler arasında yer almaktadır (Saldıraner, 2014:1). 4. SONUÇ VE ÖNERİLER Türkiye’de hızla gelişen havacılık sektörüne paralel olarak havacılık alanında eğitim veren ortaöğretim kurumlarının ve özellikle de yükseköğretim kurumlarının da sayısında ve öğrenci kontenjanlarında büyük artışların olduğu görülmektedir. Ancak bu sayısal artışların havacılık sektöründeki büyümeyle orantılı biçimde gerçekleşip gerçekleşmediği önemli bir tartışma konusudur. Büyüme hızına bağlı olarak kısa, orta ve uzun vadede gereksinim duyulacak insan kaynağının belirlenmesi gerekmektedir. Başka bir ifadeyle, önümüzdeki dönemler için havacılıkta insan kaynağı planlamaları yapılmalıdır. Hem bu planlamalar hem de havacılık eğitimlerindeki sorunların belirlenmesi ve çözümlerin üretilmesi için çeşitli uzmanlardan oluşan araştırma ve çalışma gruplarının oluşturulması ve bu konuda mastır planların hazırlanması yararlı olacaktır. 194 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Mevcut bölüm isimlerinin, müfredat yapılarının gözden geçirilmesi ve önemli ölçüde uyumlaştırılması gerekmektedir. Zira bu konuda birbirinden çok farklı bölüm isimlerinin ve ders müfredatlarının olduğu görülmektedir. Aynı isimli programlarda dahi önemli müfredat farklılıkları bulunmaktadır. Bu durum büyük ölçüde, mesleki konularda ders verecek öğretim elemanı sayısının yetersiz olmasından kaynaklanmaktadır. Derslerin pek çoğu uygun eğitmenlerle verilememektedir. Bu da verilen eğitimin kalitesini düşürmektedir. Bu nedenle müfredatın uyumlu hale getirilmesi ve özellikle mesleki dersleri verecek eğitmenler için standartların belirlenmesi gerekmektedir. Havacılık alanındaki akademik personelin nitelik ve nicelik olarak yeterliliği konusu son derece önem arz etmektedir. Açılmış olan havacılık programlarında ders vermeye yetkin akademisyen sayısı oldukça kısıtlıdır. Bu konuda hızla yeterli sayıda ve özellikte akademisyen yetiştirilmesi gerekmektedir. Ancak şu anda lisansüstü düzeyde (yüksek lisans ve doktora) eğitim öğretim yapabilecek yükseköğretim kurumlarının sayısı son derece azdır. Ayrıca ortak kullanıma açık akademik yayınların hazırlanması konusunda ulusal düzeyde teşvik ve desteklerin sağlanması gerekmektedir. İngilizce yabancı dil eğitiminin ağırlığı arttırılmalıdır. Bazı programlar için İngilizce hazırlık sınıfları zorunlu olmalıdır. Zira havacılık uluslararası bir çalışma sahasıdır ve bu alandaki kaynakların hemen hepsi İngilizce dilindedir. Yeni bölümler açılırken, gerekli altyapı tesislerinin kurulması ve gerekli eğitim ekipmanına sahip olunması koşulu getirilmelidir. Özellikle teknik eğitimler için bu tip standartların olmayışı eğitim kalitesinin düşmesine neden olmaktadır. Havacılık okullarının çeşitli bölümlerinden mezun olan lise, ön lisans ve lisans öğrencilerinin unvanları konusunda yaşanan sıkıntılar ve belirsizlikler hızla giderilmelidir. Özellikle teknik bölümlerde yaşanan bu belirsizlikler öğrenci motivasyonunu olumsuz yönde etkilemektedir. Havacılık alanında eğitim veren ortaöğretim kurumları Milli Eğitim Bakanlığı (MEB), yükseköğretim kurumları ise Yükseköğretim Kurulu (YÖK) mevzuatlarına göre kurularak faaliyet göstermektedir. Ancak bu okullar ve mezunları, uluslararası kurallar gereği Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü (SHGM) denetimine ve sınavlarına da tabi tutulmaktadırlar. Fakat bu mevzuatlar ile denetim ve sınavlarda aranan yeterlilikler arasında önemli derecede farklılıklar bulunmaktadır. Sözü edilen bu uyumsuzluklar en kısa sürede giderilmeli ve hatta havacılık programı açmada SHGM izni de aranmalıdır. KAYNAKÇA Cavcar, Mustafa (Ekim 1990), “Havacılıkta Eğitim ve Eğitim Organizasyonu”, Anadolu Üniversitesi Sivil Havacılık Bülteni, Yıl: 1, Sayı: 3, ss.5-8. Erdağı, Oktay (2005), “Sivil Havacılık Eğitimi”, Uçuş Noktası Dergisi, Sayı: 6, Ankara: DHMİ. Erel, Can (Eylül 2014), Türkiye’de Havacılık İlişkili Ortaöğretim Programları Kurumları Gelişimi, www.canerel.com.tr, [20.08.2015 tarihinde erişilmiştir]. Erel, Can (Kasım 2014), Türkiye’de Havacılık İlişkili Yükseköğretim Programları Kurumları Gelişimi, www.canerel.com.tr, [20.08.2015 tarihinde erişilmiştir]. Erel, Can (Haziran 2015), Türkiye’de Havacılık İlişkili Yükseköğretim 2011-2015 (Öğretim Programları Gelişimi), www.canerel.com.tr, [23.08.2015 tarihinde erişilmiştir]. Erel, Can, Yıldırım Saldıraner (Ağustos 2013), “Türkiye’de Sivil Havacılık Eğitimleri”, MSI-Aylık Savunma Teknolojileri Dergisi, Cilt: 9, Sayı: 97, ss.66-73. 195 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Havadanhaber.com (22 Şubat 2015), Ülkemizdeki Havacılık Liseleri - Havacılık Liseleri Artıyor, http://havadan haber.com/haber/504-havacilik-haberleri-havacilik-liseleri-artiyor.html, [17.08.2015 tarihinde erişilmiştir]. http://basiskelesymtal.meb. k12.tr [15.08.2015 tarihinde erişilmiştir]. http://merkezeml.meb.k12.tr[15.08.2015 tarihinde erişilmiştir]. http://www.havajet.com[15.08.2015 tarihinde erişilmiştir]. http://sivilhavacilikkoleji.com[15.08.2015 tarihinde erişilmiştir]. http://www.gokjetlisesi.k12.tr[15.08.2015 tarihinde erişilmiştir]. http://www.isiklar.tsk.tr[15.08.2015 tarihinde erişilmiştir]. Kiracı, Kasım, Ümran Bayrak (2014), “Sivil Havacılık Lisans Mezunlarının İstihdam ve Kariyer Durumları Üzerine Bir Araştırma” 2. International Aviation Management Conference. Ankara: Türk Hava Kurumu Üniversitesi. Küçükönal, Hatice, Vildan Korul (Aralık 2002), “Havayolu İşletmelerinde İnsan Kaynakları Yönetimi”, Afyon Kocatepe Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, Cilt: 4, Sayı: 2, ss.67-90. Saldıraner, Yıldırım (2014), Türkiye’de Sivil Havacılık Yükseköğretim Eğitim Programları, acikarsiv.atilim.edu. tr/browse/579/44.pdf, [26.08.2015 tarihinde erişilmiştir]. Sezgin, Hasan (Ekim-Kasım-Aralık 1991), “Havacılık İşletmeleri ve Eğitim”, Anadolu Üniversitesi Sivil Havacılık Bülteni, Yıl: 2, Sayı: 8, ss.31-32. TOBB (May 2013), Turkish Civil Aviation Assembly Sector Report 2012, Ankara: TOBB 196 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Küp Uydu İçin Dünya Etrafındaki Manyetik Alan Benzetimi Yapacak Helmholtz Kafesi Tasarımı ve Analizi Helmholtz Cage Design and Analysis to Simulate Earth Magnetic Field for a Cubesatellite Sibel Türkoğlu1, Mehmet Şevket Uludağ2, Özcan Kalenderli3, Alim Rüstem Aslan4 ABSTRACT: Developing technology leads to increase and cheapen spacecraft systems, especially in the field of cubesatellites. In parallel, to reduce the risks of space environment effects and to assure the investments on space systems it is crucial to test these systems thoroughly. The main purpose of this paper is to design and compare circular and square Helmholtz cages for a 3U cube satellite. A Helmholtz Cage is a combination of Helmholtz Coils which creates a homogeneous magnetic field between a pair of coils. A 3 axis Helmholtz Cage (a pair of coils for each axis) allows us to model any desired magnetic field such as Earth’s magnetic field which is needed to be modelled to test for magnetic actuators and sensors of satellites’ ADCS. To compare the magnetic field distribution homogeneity of the test volume of a 3u CubeSat, both cages are modelled and solved with finite element method by using Comsol software. According to results a square Helmholtz Cage is found appropriate to use, because of homogeneity of magnetic field created. Key Words: Helmholtz Coil, Magnetic Field, Space Environments, Cube Satellites. ÖZET: Gelişen teknoloji ile birlikte uzay araçlarının üretimi ucuzlamış ve artmıştır. Buna paralel olarak riski azaltmak ve uzay araçlarına yapılacak yatırımı güvence altına almak için test sistemlerine olan ihtiyaç da artmıştır. Uzay araçlarının Dünya etrafındaki manyetik alan içindeki çalışma durumları ve manyetik alandüzgün bir şekilde ölçüp ölçemeyeceklerini kontrol edebilmek amacıyla bir Helmholtz kafesi gereklidir. Ancak her bir eksene karşılık gelen toplamda üç çift Helmholtz bobininden oluşan bu sistemde elde edilen manyetik alan dağılımları bobin çapları, bobinler arası uzaklık ve bobin şekli ile değişmektedir. Literatürde sıkça karşılaşılan dairesel ve karesel Helmholtz bobinlerdir. Bu çalışmada kapsamında ise dairesel ve karasel bobinlerden oluşan kafeslerde indüklenebilecek manyetik alan Bağılmlarının 3u'luk bir küp uydu testi için gereken hacimdeki homojenliklerini, Comsol programı aracılığıyla sonlu elemanlar yöntemi kullanarak kıyaslanmıştır. 1 Sibel Türkoğlu, Arş. Gör.,İstanbul Teknik Üniversitesi, turkoglusi@itu.edu.tr 2 Mehmet Şevket Uludağ, Arş. Gör, İstanbul Teknik Üniversitesi, uludagm@itu.edu.tr 3 Özcan Kalenderli, Prof. Dr.,İstanbul Teknik Üniversitesi, kalenderli@itu.edu.tr 4 Alim Rüstem Aslan, Prof. Dr., İstanbul Teknik Üniversitesi, aslanr@itu.edu.tr 197 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Elde edilen sonuçlar doğrultusunda, daha homojen bir manyetik alan üretimine olanak sağlayan karesel bir Helmholtz kafesi tasarımının kullanılması uygun bulunmuştur. Anahtar Kelime:Helmholtz Bobini, Manyetik Alan, Uzay Ortamı, Küp Uydu 1. GİRİŞ: Küp uyduların kullanımı her geçen gün daha da artmaktadır. Buna paralel olarak bunların testlerinin yapılabilmesi için gerekli olan yazılım ve donanıma olan talep de artmakta ve üretimleri çok yaygın olmadığı için yüksek fiyatlardan satışa sunulmaktadır. Bu durum ışığında ülkemizde sürmekte olan küp uydu çalışmalarına katkıda bulunmak için bir Helmholtz bobini tasarlanması amaçlanmıştır. Helmholtz bobinleri bir çift aynı sarım sayısına sahip bobinin aynı akım değeri ile beslenerek iç yarıçapları kadar mesafe ile yerleştirilen, homojen manyetik alan yaratan bobinler. Bobinlerin bu özelliğinden yararlanılarak dünya etrafındaki manyetik alan benzetimi gerçekleştirilebilir. Her bir bobindeki akımın şiddeti farklı olarak değiştirilerek manyetik alanın yönü istenilen şekilde ayarlanabilir ve bu sayede dünya etrafında herhangi bir yerdeymişçesine istenilen manyetik alan elde edilerek testler tamamlanabilir. Dünya etrafındaki manyetik alan benzetimine iki sebepten dolayı ihtiyaç duyulmaktadır. Bunlardan birincisi alçak irtifalarda uydunun dünya etrafındaki konumu saptarken bu manyetik alandan yararlanarak uydunun yaklaşık olarak yeri ve konumu belirlenebilir. Bu işlemi uydu içerisinde gerçekleştiren sisteme yönelim belirleme ve kontrol sistemi denir. Benzetime ihtiyaç duyulmasının ikinci bir sebebi de uydu dünya etrafındaki manyetik alandan yararlanarak kendi içerisinde bulunan sargılardan kuvvet üreterek istenen ya da daha önceden belirlenen şekliyle yönelim yapabilir ve bu sistemin çalışıp çalışmadığının denenmesi için benzetime ihtiyaç duyulmaktadır. 2. HELMHOLTZ BOBİNİ: Helmholtz bobinleri ihtiyaca göre birden fazla eksen için uygun hale getirilebilir. İlk eksen için yapılan sargıların test edecek sistemi ancak içine aldığı kabul edilirse, sonraki her eksen bir öncekinden daha büyük olacak şekilde iki sargıdan oluşur ve bir öncekini kapsar. Yani bir Helmholtz bobininde test edilecek hacimde en önemli ölçü en içteki bobin çiftinin çapının büyüklüğüdür. Bobinler arası düzgün bir manyetik alan oluşturulabilmesi için bobinlerin yarıçapları birbirine eşit olmalı ve bobinlerin birbirlerine uzaklıkları yarıçapları kadar olmalıdır. Şekil 14. Helmholtz Bobinlerinin Boyutları 0. 198 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 1’de görüldüğü gibi bir eksenli Helmholtz bobininde manyetik alan çizgileri bu boyutlar için düzgün olmaktadır. Elde edilen bu manyetik alanların hesabı Detroye ve Chase’in (1994), aşağıda sonuç denklemleri (1.1-1.2) belirtilen çalışmaları ile gerçekleştirilebilir 0. Şekil 2’ de yarıçapı a olan bir Helmholtz bobinin eksenleri görülebilmektedir. Şekil 15: Elektro-manyetik alan gösteriminde kullanılan dairesel bir bobinin koordinatları ve sistemdeki değişkenler 0. Detroye ve Chase’in (1994) son aşamada elde ettiği manyetik alan denklemleri şu şekildedir [3]. B , z Bz , z 0 I 2 0 I 2 a2 2 z 2 E k K k 2 2 2 a z 2 a z z a2 2 z 2 E k K k 2 2 2 a z 2 a z 1 (1.1) (1.2) 2 K k 0 d 1 k 2 sin 2 (1.3) p ( ) 2 E k = ò 1- k 2 sin 2 f df 0 199 (1.4) UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Elde edilen bu denklemler tek sarımlı xy düzleminde uzanan bir bobin için manyetik alanın z ve ρ eksenlerindeki herhangi bir noktada bulmayı sağlar, ancak bunun için öncelikle k belirlenir ardından yukarıdaki denklemlerde yerine konur. Helmholtz bobini aynı eksene yerleştirilmiş 2 bobinden oluşur ve merkeze (z=0 noktasına) bobin yarıçapının yarısı kadar uzaklıkta (a/4), birbirlerine ise bobin yarıçapı kadar (d=a/2) uzaklıkta bulunurlar. Son aşamada varılan bu denklemler tek bir sarımdan meydana gelen Helmholtz bobini için geçerlidir. Ancak yeterli ve gerekli manyetik alan bileşenlerinin oluşturulabilmesi için sarım sayısının arttırılması ve 3 eksende Helmholtz bobininin olması gereklidir. Bu sebeple xyz eksenlerine yerleştirilmiş 3 tane Helmholtz bobini ile bir Helmholtz kafesi tasarlanmıştır, Şekil 2’deki gibi üç eksenli bir Helmholtz bobini elde edilir. Şekil 16. Üç eksenli Hemlholtz bobini 0 3. LİTERATÜR TARAMASI: Literatürde yapılan incelemeler gösterimiştir ki, ele alınan bu konu hakkında yapılan çalışmalar genel olarak iki alt başlıkta toplanabilir. İlki sonlu elemanlar yöntemi kullanan ve Comsol programı yardımıyla gerçekleştirilen çalışmalar, Helmholtz bobinleri üzerine yoğunlaşmaktadır. Özellikle Restrepo-Alvarez, Franco-Mejia ve Pinedo-Jaramillo (2012) çalışmalarında Comsol programı aracılığıyla dairesel ve karesel Helmholtz bobinlerinin homojenliklerini incelemişlerdir. Ulaştıkları sonuç ise karesel bobinlerin daha yüksek homojenlik sunduğu yönündedir 0. Aynı zamanda yine Restrepo, Franco ve Pinedo (2014) tarafından gerçekleştirilen bir diğer çalışmada 3 eksenli karesel bir kafesin hem sonlu elemanlar analizi hem de üretilen bir modelin manyetik alan ölçümleri alınarak, kullanılan yöntemin işlerliği vurgulanmıştır 0. İkinci başlıkta ise üretilen Helmholtz kafesleri üzerinde gerçekleştirilen çalışmaları kapsamaktadır. Bunlara örnek olarak Klesh, Seagraves, Bennett, Boone, Cutler ve Bahcivan (2010) tarafından gerçekleştirilen karesel kafes 0 , Obispo’nun (2012) yüksek lisans tezinde üretim aşamalarını konu edindiği dairesel kafes 0 vePoppenk, Amini ve Brouwer’in (2007) çalışmalarında dizayn ve uygulamalarından bahsettikleri Delft Teknik Üniversitesi’ndeki karesel kafes 0, gösterilebilir. Bu üç örnek de küp uydular için tasarlanmış olmaları gibi bir ortak noktaya sahiptir. Ancak araştırmalar dahilinde karesel-dairesel kafeslerin manyetik alan homojenlik yeterliliklerini sonlu elemanlar yöntemi yardımıyla kıyaslayan bir çalışmaya rastlanmamıştır. Dolayısıyla bu 200 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR çalışmanın konusu olarak seçilmiştir. 4. UYGULAMA: Belirleyici özellikte olduğu için ilk olarak en içteki bobinin hesabının yapılması gerekmektedir. Onun için de belirleyici olan test edilecek olan elemanın hacmi önemlidir. Buna göre İstanbul Teknik Üniversitesi’nde geliştirilmekte olan ve geliştirilecek olan uyduların boyutlarına göre hacmin yaklaşık olarak 0.027 m3 olması gerekmektedir. Comsol 0 programı kullanılarak ilk önce bir eksenli bobin tasarımı yapıldı. Yapılan bobin tasarımında yarıçap 30 cm seçilmiştir ve iki sargı arasındaki mesafe de 30 cm olacak şekilde yerleştirme yapılmıştır. Şekil 3’ten görüleceği üzere bobinlerden içe doğru belirli bir mesafe sonra manyetik alan çizgileri homojen hale gelmiştir. Şekil 4 ve Şekil 5’ten bobinlerin çevresinde oluşan manyetik alan çizgileri görülebilir. Şekil 17. Bir bobin çiftinin oluşturduğu manyetik alan ve homojenliği 201 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 18. Karesel bir bobbin çiftinin oluşturduğu manyetik alan ve homojenliği İlk yapılan analiz yardımı ile bobinlerin belirtilen boyutlarda ve boyutlarının birbiri ile ilişkisinin sistem üzerinde etkisi gözlenmiş ve sağlaması yapılmıştır. İkinci adım olarak da üç eksenli biri dairesel diğeri ise karesel yapıda olan kafesler tasarlanmıştır. Ancak genel olarak karşılaşılan Helmholtz bobinleri dairesel yapıdadır. Bu sebeple her iki sistem de tasarlanarak sonuçlar kıyaslanacaktır. Kafes oluşturma işlemleri sırasıyla dairesel ve karesel kafesler için yapılmıştır. Şekil 19. Dairesel Yapılı Kafes Tasarımının Görünüşleri 202 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 20. Karesel Yapılı Kafes Tasarımının Görünüşleri Şekil 21. Diaresel bobin çiftinin sarımları 203 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 22. Karesel bobin çiftinin sarımları Şekil 8 ve Şekil 9’ da da görüldüğü üzere bir eksen için yapılan bobin çiftlerindeki sarımlar gösterilmiştir. 3 Ayrıca kafeslerin içerisinde görülen şeffaf küpler (30x30x30 cm ) bir sonraki adımda sonuç görsellemesi için kullanılması planlanmıştır. Ancak tam 3u’luk bir uydu hacminin kullanılmasına karar verilmiştir ve bu bölüm teste uygun olması beklenen hacmi temsil etmektedir. Son adım olarak tüm üç eksenin içerisindeki hacim üzerinde ve etrafında oluşturduğu manyetik alan yoğunluğu incelenmiştir. Her biri 20 sarım bakır tel içeren bobinlerden geçen 5A ile elde edilen üç boyutlu manyetik alanlar Şekil 10 ve Şekil 12’de görülmektedir. Bu görseller dış yüzeylerdeki manyetik alan dağılımlarını göstermektedir. Burada görülen homojenlik bozuntusunun temel nedeni, kafeslerin yerleşimi sırasında her 3 çiftin farklı çaplara (içten dışa doğru artan şekilde) sahip olması sebebiyle farklı manyetik alan büyüklükleri üretmeleridir. Dairesel kafeste, kafes merkezi ve en uç bölgede %11.60’ lık bir değişim görülürken, karesel kafeste bu oran sadece %3.43 düzeyindedir. Şekil 11 ve Şekil 13 ise test hacminin merkezindeki kesit üzerindeki manyetik alan dağılımını göstermektedir. Şekil 14 ise her iki kafesin iç bölgedeki manyetik alan dağılımlarını kıyaslamaktadır. Bu 3 şekil yardımıyla merkeze 5 cm’lik mesafedeki bölümlerde manyetik alanın neredeyse homojen olduğu görülebilmektedir. Her iki kafesin de küplerin iç bölgelerinde oldukça homojen bir manyetik alan dağılımı ile 400 mikroTesla değerine yaklaşan bir manyetik indüksiyon elde edilebilmiştir. 204 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 23. 30 x 10 x 10 cm3’lük hacimdeki manyetik alan dağılımı Şekil 24. Dairesel Helmholtz Kafesi merkezindeki iç bölgedeki manyetik alan dağılımı 205 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 25. 30 x 10 x 10 cm3’lük hacimdeki manyetik alan dağılımı Şekil 26. Karesel Helmholtz Kafesi merkezindeki iç bölgedeki manyetik alan dağılımı 206 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil 27. İç bölgedeki manyetik alan dağılım kıyası 4. SONUÇ Bu çalışmanın sonucunda tasarlanan her iki kafesin de en düşük istekleri yerine getirdiği fakat iyileştirmelerin yapılabileceği gözlemlenmiştir. Analiz sonuçları incelendiği zaman kafes yarıçapının büyütülmesinin test edilecek olan sistemin daha homojen bir manyetik alan içerisine konulabileceğini göstermektedir. Elde edilen manyetik alan dağılımlarının test hacminin köşelerine yakın bölgelerindeki bozulmalar her iki kafeste de gözlemlenmiştir ki bu da beklenen bir durumdur. Ancak dairesel kafeste bu oran %11.60 iken karesel kafeste %3.43’ tür. Test hacmi içerisindeki manyetik alan dağılımı ise dairesel kafeste elde edilen daha yüksek alan değerine karşın, her iki kafeste de merkeze 5 cm’ lik uzaklıkta neredeyse homojendir. Elde edilen bu sonuçlar göz önüne alındığında homojenlik beklentisi daha önemli olduğu için tasarımda karesel kafes kullanılmasına karar verilmiştir. KAYNAKÇA: http://physicsx.pr.erau.edu/HelmholtzCoils/ https://sites.google.com/site/hsa2013adanhelmholtzcoil/my-pbl-project DeTroye, Chase,(1994), The Calculation and Measurement of Helmholtz Coil Fields http://www.directvacuum.com/shopexd.asp?id=149 Restrepo, Franco, Pinedo, (2012), Study and analysis of magnetic field homogeneity of square and circular Helmholtz coil pairs: A Taylor series approximation, 2012 Andean Region International Conference Restrepo, Franco, Pinedo, (2014),Tri-axial Square Helmholtz Coils System to Generate Uniform Magnetic Field Volume, 2014 COMSOL Conference, Boston 207 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Klesh, Seagraves, Bennett, Boone, Cutler, Bahcivan, (2009), Dynamically Driven Helmholtz Cage for Experimental Magnetic Attitude Determination Obispo, 2012, Calibration and Characterization of Cubesat Magnetic Sensors Using a Helmholtz Cage Poppenk, Amini, Brouwer, (2007), Design and Application of a Helmholtz Cage for Testing Nano-Satellites, ESA-ESTEC 6th International Symposium on Environmental Testing for Space Programmes, The Netherlands COMSOL http://www.comsol.com/ 208 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Model UyduYapımı ve Uygulaması Construction of Model Satellite and Application Tevfik Takmak1, Zafer Kaplan2, Orkun Dilli3 ABSTRACT: Due to the high cost of satellite studies has emerged in alternative workspace needs. Due to the similarity to actual satellite work and to be an alternative for the work in this area and to make youth orient to satellite works, cansat (can sized micro satellite) is firstly put forward in America and Japan, is very important. It is aimed to make box satellite in which placing humidity, heat and GPS (Global Positioning System), remove to a certain altitude with the rocket or helium balloon and transfer the telemetry information where in simultaneously to the ground station in our model satellite work. Arduio is used as processor of satallite model. It is indicated in the written code for arduio how often the telemetry data will be transmitted to the ground station. Thanks to the transmitter used , obtained telemetry data can be transferred to the ground station from approximately 1 kilometer outdoors. The phrase of model satellite will be used for cansat in the report. Key Words: Model Satellite, Cansat, Telemetry. ÖZET: Uydu çalışmalarının çok masraflı oluşu nedeniyle alternatif çalışma alanları ihtiyacı ortaya çıkmıştır. İlk olarak Amerika ve Japonya'da ortaya koyulan Cansat (can sized micro-satellite, kutu büyüklüğünde mikro uydu) çalışmaları, gerçek uydu çalışmalarına benzerliği ve bu alanda yapılacak çalışmalara alternatif olması ve gençleri uydu çalışmalarına yöneltmesi nedeni ile önem arz etmektedir. Model uydu çalışmamızda, kutu büyüklüğünde bir prototipin içine sıcaklık, nem, GPS vb. sensörler ve kablosuz haberleşme sistemi yerleştirilerek, kutu uydunun roket veya helyum balonu ile belli bir irtifaya çıkarılması ve buradaki telemetri bilgilerinin eş zamanlı olarak yer isasyonuna aktarılması amaçlanmıştır. Model uydunun işlemcisi olarak arduino kullanılmıştır. Arduino için yazılan kodlarda, elde edilen telemetri bilgilerinin hangi sıklıkta yer istasyonuna aktarılacağı belirtilmiştir. Kullanılan verici sayesinde elde edilen telemetri bilgileri açık havada yaklaşık olarak bir kilometre mesafeden yer istasyonuna aktarılabilmektedir. Bildiride cansat için model uydu tabiri kullanılacaktır. Anahtar Kelime:Cansat,Telemetri, Model Uydu. 1. MODEL UYDU KAVRAMI/TANIMI VE AÇIKLAMASI: Model uydu projesi, uzay sistemleri alanında farklı disiplinden öğrencilere uydu tasarımı ve uzay teknolojileri geliştirme konusunda ileride karşılaşabilecekleri sorunları önceden göstermek, onlarda çözüme yaklaştırıcı bir zihin yapısı ve tecrübe kazandırmayı amaçlayan uygulamalı bir model uydu tasarım ve üretim yöntemidir. Öğt.Gör., Hv.Tek.Okl.K.lığı, ttakmak@tekok.edu.tr. Öğt.Gör., Hv.Tek.Okl.K.lığı, zkaplan@tekok.edu.tr. 3 Yrd.Doç.Dr., Hv.Tek.Okl.K.lığı, odilli@tekok.edu.tr. 1 2 209 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Böylece, uzay teknolojileri ve uygulamalı uzay mühendisliği alanında en etkili eğitim yöntemi olarak katılımcılara ekip çalışması ile kendi uydularını tasarlama, imal etme ve fırlatma fırsatı sunmaktadır. Model uydu fikri ilk olarak Kasım 98’de Hawaii’de yapılan «Univercity Space Systems Symposium (USSS)» sempozyumunda Stanford Üniversitesi öğretim üyesi Profesör Bob Twiggs tarafından ileri sürülmüştür. Amerika ve Japonya’dan tüm dünyaya yayılan bir konsepttir. Bu fikrin ortaya çıkış amacı düşük maliyetler ile, öğrencilere gerçek uzay proje deneyimi kazandırmak olarak özetlenebilir[1]. Adından da anlaşılacağı üzere teneke kutu büyüklüğünde uydu olarak başlayan bu düşünce şu an gelişimini ve değişimini büyük bir hızla sürdürmektedir. İlk başlarda 350 ml kutu kola ebadında olan model uydular şu an çok daha büyük ebatta ve daha profesyonel yapıdadır. NASA(Amerikan Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi), AIAA(Amerikan Uçak ve Uzay Mühendisleri Enstitüsü), AAS(Amerikan Uzay Mühendisleri Birliği) gibi kurumların desteklediği bu projede yetkin personel olarak bu kurumlarda çalışan mühendisler ve akademisyenler görev almaktadır[1]. Şekil-1: Model Uydu Resimleri Model uydu çalışmalarında amaç, telemetri bilgilerinin(sıcaklık, 3 eksenli hız bilgileri vb.) sağlanması amacı ile sensörlerin Şekil-1'de görülen tarzda bir taşıyıcı kafese yerleştirilmesi, uygun alıcı verici sistemi ve sistemin enerjisini sağlayacak düzenekte kurulduktan sonra model uydunun bir roket ile belli bir irtifaya çıkarılması ve paraşüt ile aşağıya inerken telemetri verilerinin yer istasyonuna aktarılmasıdır[2]. Şekil-2'de bir model uydunun roket ile fırlatılması, roketten ayrılma anı ve paraşüt ile aşağıya iniş aşamaları görülmektedir. Şekil-2: Model Uydu Fırlatma Aşamaları 210 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 2. MODEL UYDU VE BİLEŞENLERİ: Model uydunun en temel bileşenisistemin beyni olan mikrodenetleyicidir. Telemetri bilgilerinin ölçülebilmesi için gerekli olan GPS, 3-eksenli ivme ve sıcaklık sensörü uydunun diğer bileşenleridir. Ayrıca elde edilen telemetri bilgilerinin yer istasyonuna aktarılması için RF(Radio Frequency) alıcı verici sistemi gerekmektedir. Son olarak da sistemin çalışması için gerekli olan enerjiyi sağlayan batarya veya güneş pilleri model uyduyu tamamlamaktadır. Şekil-3'te model uydu projemiz için çizdiğimiz devre şeması görülmektedir. Şekil-3: Model Uydu Devre Şeması 2.1. Mikrodenetleyici: Model uydu sisteminde işlemci olarak Arduino UNO-R3 mikrodenetleyicisi kullanılmıştır. Arduinonun açık kaynaklı olması ve internet üzerinde birçok proje uygulaması olması önemli avantajlarından bir kaçıdır. Arduino'nun burada telemetri verilerinin hangi aralıklarla ölçülüp yer istasyonuna gönderileceği, model uydunun inişi esnasında yapılması gereken diğer işlerin tamamlanması vb. görevleri vardır. 2.2. Sensörler: Model uyduda arduino ile uyumlu sensörler kullanılmıştır. Sistemde konum bilgisinin elde edilmesi için GPS Shield Retail Kit, 3 eksenli hız bilgilerinin ölçülebilmesi için ADXL335 3-eksenli ivme sensörü ve sıcaklık bilgilerinin ölçülebilmesi için BMP180 kullanılmıştır. 2.3. RF Alıcı Verici: Sistemde elde edilen telemetri verilerinin yer istasyonuna aktarılabilmesi amacıyla XBee kullanılmıştır. XBee'nin açık alanda bilgi aktarabileceği mesafe yaklaşık olarak bir kilometredir. 211 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 3. MODEL UYDUMUZUN SİSTEM TASARIMI: Model uydu roket ile fırlatılacağı için bileşenlerin yerleştirileceği kafesin silindiriğe yakın bir yapı olması gerekmektedir. Bizim tasarımımızda 2012 senesinde ABD'de düzenlenen Cansat Competition yarışmasında birinci olan İTÜ Uyarı takımının tasarımı olan Şekil-4'te görülen altıgen kafes yapısı kullanılmıştır. Bu kafes yapısında bulunan boşlukların amacı sistemde oluşacak olan ısınmanın azaltılması ve model uydunun daha hafif olmasıdır. Şekil-4: Model Uydu Tasarımı İzometrik Görünüm Sistem tasarımında Şekil-5'te görülen elemanlar temel bileşenleri oluşturmaktadır. Model uydu yarışmalarında tamamlanması gereken farklı görevler bulunabilmektedir. Bu görevlerin tamamlanabilmesi için sisteme kamera, mekanik iniş sistemleri gibi farklı bileşenlere de ihtiyaç duyulabilmektedir. Şekil-5: Model Uydu Patlatılmış Resim 3. MODEL UYDUMUZUN UÇUŞ AŞAMALARI: Model uydumuzun işlemcisi olan Arduino programlandıktan sonra kullanılacak olan sensörlerin sisteme entegre edilmesi sağlanmış ve kafesin içine uygun şekilde yerleştirilmiştir. Model uydunun düşme, çarpma vb. fiziksel olaylardan en az şekilde etkilenmesi için kafesin içindeki boşluklar koruyucu bir sünger ile doldurulmuştur. 212 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Projemizde model uydunun helyum balonu ile yaklaşık 100 metrelik bir irtifaya çıkarılarak, buradaki telemetri bilgilerinin yer istasyonuna aktarılması amaçlanmıştır. Bina içindeki uçuş ve kablosuz telemetri testleri başarılı bir şekilde yapılmıştır. Bu testlere ait resimler Şekil-6'da görülmektedir. Açık havada yapılan testlerde ise balon büyüklüğünün yeterli olmaması sebebi ile model uydunun yüksek irtifaya çıkışı sınırlanmıştır. Bunun için çok daha büyük helyum balonlarının kullanılması gerektiği görülmüştür. Bu da çalışmanın maliyetini arttıran önemli bir etkendir. Projemizin ilerleyen aşamalarında, model uydunun roket ile fırlatılması, roket düşüşe geçmeden önce model uydunun roket içinden fırlatılarak roketten bağımsız şekilde paraşüt ile inişe geçmesi ve iniş esnasında yer istasyonuna telemetri verilerinin gönderilmesi amaçlanmıştır. Şekil-6: Model Uydu Test Aşamaları 5. SONUÇ VE DEĞERLENDİRME: Bu çalışmada, öncelikle model uydu ve tasarımı incelenmiş, sonrasında bizim yaptığımız model uydunun tanıtımı ve uygulaması verilmiştir. Bu uygulama ile model uydunun tasarımı, bileşenleri ve uçurulmasında tecrübeler elde edilmiş ve ilerideki yapılacak çalışmalar için hedefler belirlenmiştir. Benzer çalışmalar yapacakların aşagıda verilen tavsiyelere uymaları, çalışmalarının daha sağlıklı ve verimli olması açısından önemlidir. Model uydu çalışmalarında kullanılacak olan sensörlerin ve alıcı verici cihazların istenilen şekilde çalıştığı teyit edilmeli ve daha önce kullanılmış ve verim alınmış olmasına dikkat edilmelidir. Aksi durumda zaman kayıpları meydana gelebilmektedir. Ayrıca tasarlanacak olan model uydunun roketle mi fırlatılacağı, helyum balonu ile mi havalandırılacağı, eğer balon ile havalandırılacak ise balonun büyüklüğünün ne olması gerektiği veya bir model uçaktan paraşüt ile mi bırakılacağı baştan belirlenmeli ve model uydu tasarımı bu duruma göre yapılmalıdır. 213 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Uzay çalışmalarına öncülük etmesi, düşük maliyetli olması, disiplinler arası çalışma gerektirmesi öğrencileri grup çalışmasına alıştırması gibi nedenlerden dolayı model uydu çalışmalarının ülkemizdeki eğitim öğretim kurumlarında yaygınlaşmasının faydalı olacağı değerlendirilmektedir. KAYNAKÇA: SOYER (2014), “Cansat(Model Uydu)”, 5'inci Uzay Teknolojileri ve Eğitimi Birliği Toplantısı. COŞKUNPINAR, " Uyarı Model Uydu Takımı", Mühendis ve Makina ÇELEBİ, AYDEMİR, " Cansat Tasarım ve İmalat Kurs Sonuç Raporu", UTEB(Uzay Teknolojileri ve Eğitimi Birliği ) Cansat Competition, http://www.cansatcompetition.com/. Cansat CompetitionGuidelines, http://www.narom.no/. 214 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Uyduların Sınır Güvenliğinin Sağlanmasında Kullanılmasına Yönelik Bir İnceleme A Study On The Use Of Satellites In Ensuring The Border Security Ali Emre DESTEGÜL1 ABSTRACT: Advances in satellite technology in recent years, has been affected many problems fields positively. One of the best examples of civilans military technology are working together is providing the ability of identification via satellites. This feature can be used as utility provider to ensure the security of the borders. In this study, a system has been proposed which is also thought to benefit in border securtiy and peace time intelligence, reconnaissance, surveillance activities. In this study, it has benefited from ProQuest, Google scholar, YÖK thesis center and various international broadcasting centers and onlinemagazines. In the firstpart of the study it was examined how the state developed on military and civilian satellite technologies. After analyizng the border problems in USAMexico, Pakistan-Afganistan, Turkey-Syria borders; importance of remotesensing in defense and security was stated which takes its power from energy, communication and satellite technology.In the parts of ongoingstudy, it was investigated about the satellites benefits on reconnaissance through the borders to ensure their security properly. In this context, today's satellite reconnaissance and surveillance capabilities have been analyzed. After analyzing security issues such as the effects of the factors that create terroror smuggling tactics, a system was proposed via qualitative research technics to describe the ideal in order to solve the problems mentioned above. At the conclusion part of the study, the pros and cons were discussed after the SWOT analysis of the proposed system and the first to do list has been stated for Turkey in order to work this proposed border security system. KeyWords: Border security, image, satellites, sensor, minisat, cubesat, intelligence, surveillance, reconnaissance ÖZET Son yıllardaki uydu teknolojilerindeki gelişmeler birçok sorun sahasını olumlu olarak etkilemektedir. Sivil ve askeri teknolojilerin ortak çalıştığı en güzel örneklerden biri uydudan tespit kabiliyetinin sağlanmasıdır. Bu özellik kara sınırlarının güvenliğinin sağlanmasında fayda sağlayıcı şekilde kullanılabilmektedir. Bu çalışmada uydulardan gözetleme ile sınır güvenliğinin artırılmasına yardımcı olacak ve barış zamanı istihbarat, keşif, gözetleme faaliyetlerine faydası olacağı öngörülen bir sistem teklif edilmiştir. Bu çalışmada proquest, Google scholar, yök tez merkezi ve çeşitli uluslararası yayın yapan dergi ve online yayın merkezlerinden faydalanılmıştır. Çalışmanın ilk kısımda askeri ve sivil uydu teknolojisinin ne şekilde geliştiği incelenmiştir.ABD-Meksika, Pakistan-Afganistan, Türkiye-Suriye sınırlarında yaşanan problem 1 Hava Pilot Yüzbaşı, Hava Harp Akademisi, aedestegul@gmail.com 215 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR sahaları analizleri yapıldıktan sonra; enerji, haberleşme, iletişim ve uzaktan algılama teknolojilerinin de katkısıyla gelişen uydu teknolojilerinin savunma alanındaki önemi belirtilmiştir. Çalışmanın devam eden kısımlarında, uydular ile uzayın farklı boyutlarında elde edilen keşif ve istihbarat kabiliyetinin kara sınırı güvenliğinin sağlanmasına etkisi incelenmiştir. Bu kapsamda günümüz uydudan keşif ve gözetleme kabiliyetleri analiz edilmiştir. Güvenlik sorunu yaratan etkenlerden terör veya kaçakçılık taktikleri gibi faktörlerin etkileri de analiz edildikten sonra, bu bilgiler ışığında karşılaşılan problemin çözümü için nitel bir araştırma sonucunda sorunları çözecek, ideali anlatan bir sistem teklif edilmiştir. Çalışmanın sonuç kısmında, yapılan SWOT analizi sonucu teklif edilen sistemin artı ve eksileri masaya yatırılmış. Teklif edilen sistemin Türkiye açısından uygulanabilmesi için aşılması gereken öncelikli problem sahaları ifade edilmiştir. Anahtar kelimeler: Sınır güvenliği, görüntü, yapay uydu, sensör, mini uydu, istihbarat, keşif, gözetleme. 1.UZAKTAN ALGILAMA TEKNİKLERİNİN EVRİMİ Uzaktan algılama, nesnelerle fiziksel temasta bulunmadan bilgi edinme bilimidir. Bu analiz algılayıcı platforma yerleştirilmiş sensörler vasıtasıyla yapılır. Uzaktan algılama teknikleri birçok amaca hizmet etmektedir. Bunlardan en önemli ve en yaygın kullanılanı görüntü elde etme kabiliyetidir. Havadan görüntü elde edilmesinin ilk uygulaması 1858’de Gaspard Felix Tournachon’un, 700‐ft. yukarıdan Paris’i çektiği fotoğraflar ile günümüze aktarılmıştır. (History of Aerial Photography, 2015) Balonda çekilen bu fotoğrafı, posta güvercinlerinin göğsüne iliştirilen kameralar, uçaklarda yolcu olarak uçan hava fotoğrafçıları takip etmiştir. Günümüzde fotoğraf ve video çekebilme kabiliyeti son derece gelişmiş keşif podları ve yüksek çözünürlüklü görüntü elde edebilen uydular kullanılmaktadır. 1.1.Uyduların Uzaktan Algılamadaki Konumu Uyduya dayalı uzaktan algılama çalışmalarının başlangıcı soğuk savaş dönemlerine dayanmaktadır. İlk başta güvenlik ihtiyacının karşılayabilmek amacıyla başlatılan çalışmalardır. 1950’li yıllarda ABD ve SSCB arasındaki uzay yarışının başlangıcı uydu teknolojisinin de gelişmesine büyük katkıda bulunmuştur. 1960’larda uydu sistemlerinden yeterli kalitede görüntüler alınmaya başlanmıştır. Devam eden çalışmalarda1960-1972 US Corona programı ile ilk keşif amaçlı görüntü elde edilmesi sağlanmıştır. 1972’de Landsat-1 uydusunun başarı ile çalışması uzaktan algılama teknikleri ve pazarının ön plana çıkmasında önemli katkı sağlanmıştır. Takip eden çalışmalarda(1975) Landsat-2’nin de başarılı olmasıyla sivil uygulamalar için pazarlanma ortamının kapılarının tamamen açılması sağlamıştır. (Campbell, 2008) Uyduların uzaktan algılamadaki önemi, tek bantlı görüntülemeden çok bantlı görüntüleme kabiliyeti kazanılması süreciyle beraber artmıştır. Ayrıca 1975 te çoklu bantta 80 metrelik mekansal çözünürlük varken 1984’te Landsat-5 ile çoklu bantta 30 metre, tek bantta 15 metre ye kadar kalite artmıştır. Fransa 1986‘da Spot-1 ve 1990’da Spot-2 ile çok bantta 20 metre, tek bantta 10 metre ye kadar ilerlemiştir. Artık 1990’li yıllardan sonra yüksek çözünürlüklü görüntüler ticari olarak sağlanabilir duruma gelmiştir. Bu konuda temel görüntü sağlayıcıları ABD, Rusya, Fransa, Hindistan olmuştur. Uyduların kullanımında önemli avantajlar olmasına karşın aynı zamanda önemli kısıtlarda vardır. Bir gözetleme uydusu için önemli özelliklerden biri çözünürlük kabiliyetinin yüksek olmasıdır. Keşif uydularındaki en önemli kısıtlar veri aktarım miktarındaki problemlerdir. Uydular haberleşme, görüntü istihbaratı, arama kurtarma, hava tahmini gibi onlarca farklı konuda kullanılabilmektedir. Bu çalışmanın 216 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR konusu gereği askeri amaçlı uydular ağırlıklı olarak incelenmiştir. Askeri uydular, her noktayı gözetleyebilir, telsiz ve radarların tam koordinatlarını alabilir, deniz altıların hareketlerini izleyebilir. Askeri amaçlı kullanılan uyduları sınıflandırmamız gerekirse; Haberleşme, keşif, hava tahmini ve navigasyon uyduları şeklinde sınıflandırabiliriz. Görüntüleme ve sinyal analizi amaçlı kullanılan uydulara keşif uyduları denir. Keşif uyduları IMINT, SIGINT, Erken uyarı ve Nükleer patlama uyduları şeklinde sınıflandırılabilir. Bu çalışmadaki gelecekte çalışılması faydalı olacağı düşünülen ve bu amaçla teklif edilen uydudan sınır güvenliği sağlanması sistemi, bir IMINT uydu sistemidir. IMINT keşif uyduları; Foto-istihbarat, Elektro-optik ve Radar görüntüleme şeklinde belirtilebilirler. IMINT uydularının kısa ömürlü olmasıhandikabı, sınır güvenliği gibi devletlerin başının belası olduğu büyük bir problemi büyük oranda çözebileceği düşünüldüğünden dolayı zamanla ihmal edilebilir bir parametre olacaktır. Teklif edilen sistem belirtilmeden önce söz konusu olan sınır güvenliği probleminin önemi hakkında bahsetmekte fayda olacaktır. 2. SINIR GÜVENLİĞİNİN SAĞLANMASI 2.1. Sınır Nedir? Devlet sınırlarını, savaşlar ve çatışmalar sonucu oluşan ayrım çizgileri diye ifade edebiliriz. Sınırların belirlenmiş bir ülkenin kendisini kolay korunmasında, oradaki halkın güvenli yaşamasında önemli katkısı vardır. (Gümüşçü, 2010) Bugünün dünyasında, ülkeler arası sınırlar bazen eskiye göre daha önemsiz bazen ise daha önemli olacak şekilde karşımıza çıkmaktadırlar. Ekonomik açıdan incelendiğinde, ticareti olumsuz etkilememesi için sınırların kaldırılması bile düşünülebilirken, güvenlik açısından incelendiğinde ise güvenliğin ticareti ikinci plana attığı birçok durum ile karşılaşmaktayız. (U.Nations, 2011) Bu durumda göstermektedir ki kara sınırları hiçbir zaman unutulmamalı ve kriz durumunda kontrolünün sağlanamamasının kötü etkilerinin düzeltilemeyecek sonuçlara varabileceğinin farkında olunmalıdır. Bu fikre doğrultusunda, Afrika birliğinin sadece sınırlarının %25’ini karadan oluşmasına rağmen güvenlik zafiyetini azaltmak için 2007 yılında kara sınır çizgileri belirleme programını başlatıp, 2012 yılında üye ülkelerin kara sınırlarının belirlenmiş daha kontrol edilebilir şekilde güncellemiştir. (Africa.Union, 2009) Sınırların kalktığı bir Dünya’da sınır güvenliği ne kadar önemlidir ki düşünebilirsiniz fakat etkili yönetim sağlanabilmesi için öncelikle iç ve dış güvenliğin sağlanması gerektiği unutulmamalıdır. Güvenlik unsuru ise sınırların güvenliğinden geçmektedir. Dünyada sınır güvenliğinin sağlanması görevi farklı ülkelerde farklı kolluk kuvvetleri veya sivil özel eğitimli yapılar tarafından sağlanmaktadır. Ancak sınır güvenliğinde karar mekanizması ayrıntıda değişmekle beraber hepsinde siyasi bir yapının kontrolü altındadır. (Marenin, 2010) Siyasi yapı veya başka bir değişle politikacıların önceliklendirmelerine göre sınır gözetleme ve kontrol sıklığı değişebilir. Sınır güvenliğinin sağlanması tek yönlü bir davranış değildir. Komşu ülkelerin kendi içindeki problemlerinden dolayı sınır güvenliğinde çağın şartlarına uygun yatırım ve önlemleri almaması sonucu, diğer komşu ülke her ne kadar önlemlerini almış olsa da sınır güvenliğinde başarısız olabilir. Bu duruma örnek olarak 11 Şubat 2013’te Türkiye Cilvegözü sınır kapısında Suriye’den giren bomba yüklü bir arabada Suriyeli kolluk kuvvetleri tarafından fark edilememesi sonucunda Türkiye’de 13 kişinin ölmesine neden olması incelenebilir. (Dinçer, Federici, Ferris, Karaca, Kirişci, & Çarmıklı, 2013) 2.2. Sınır Güvenliği Neden Sağlanmalıdır? Bu problemi uygun şekilde cevaplayabilmek için öncelikle ülke sınırlarının neden önemli olduğunu incelemek gerekir. Sınırların bir ülkenin dış tehlikelerden korunmasını ve iç düzenin kolayca sağlanmasına fırsat veren yapılar olduğunu görmekteyiz. Sınırlar, kontrol edilebilirliği sağlayacak şekilde ülkeyi bölümlere ayırabilir, genelde bu yöntem yasal olmayan unsurlar ile mücadeleyi kolaylaştırmak için yapılır. Küresel ekonomi, 217 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR sınırları tanımaz fakat sınırlar bir evin duvar ve kapısı gibidirler giriş çıkış kolaylığını sağladığı gibi kontrol edilebilirliği de sağlarlar. Kapıların tamamıyla kapalı olması içerde salgın bir hastalığa yakalanmış biri kalınca nasıl ki güvenliği sağlamaz aksine emniyetsizdir. (Marenin, 2010) Aynen öyle de kara sınırlarımızın ülkelere karşı olması ülke içerisinde sadece yasal işlemlerin yapılacağını garanti etmez. Sınırlarımız güvenliğimiz için yasal ticarete ve etkileşime açık olmalıdır. Etnik farklılıklar, zor coğrafi şartlar, ekonomik sıkıntılar ve insan faktörü gibi nedenlerden dolayı sınır kontrolü hiçbir zaman tam yapılamaz. (Barth, 1969) Çöl, dağlık arazi, ormanlık bölge gibi durumlarda sınırı izlemek güçleşecektir. Fakat gerekli yatırımlar yapılır, etkin tedbirler alınırsa sınır kontrolü ve güvenliği süreci iyi yönetilebilir. Sınır güvenliği, ülke halkının komşu ülkelerden gelen yasal olmayan göç, malzeme, uyuşturucu, silah ve benzeri maddelerin olumsuz sonuçlarından etkilenmemesi için güvenlik güçlerinin aldığı emniyet tedbirleri bütünüdür. Silahlı Kuvvetler, ülke topraklarına yasak girişleri kontrol etmek ve engellemek zorundadırlar. Dünya üzerinde kullanılan klasik yöntemlerden başka olarak ABD’nin 2004 yılından beri sınır güvenliğinde İUS(İnsansız Uçak Sistemlerş)’ları etkin olarak kullanması ve bu çalışmasındaki maliyet etkinlik başarısı genel olarak irdelenmelidir. Bu kapsamda, ilk cevaplanması gereken soru: “Sınır güvenliği nasıl etkin sağlanabilir” sorusudur. Gelişmiş ülkelerin teknolojileri incelendiğinde, uydu teknolojisi, sensör üretebilme kabiliyeti, yazılım konusunda yeterli olma gibi konularda kendisini ispatlayıp ve yeterli bir düzeye geldikten sonra İUS’ların kara sınırında kullanılması projesini geliştirdikleri görülmektedir. Sınır güvenliğinde başarılı olmak isteyen bir ülkenin belirli bir plan sırasıyla ilerlemesi başarıyı getirecektir. Sınır güvenliğinin sağlanması, özetle iki ana başlık altında sıralayabiliriz. Birincisi sınır gözetlemesi, ikincisi ise sınır kontrolünün sağlanmasıdır. (Hills, 2002) Gözetlemede amaç tespit ve teşhis etmeyi sağlamak, kontrol etmekten kasıt ise caydırıcı güç olabilme kabiliyetini sağlayabilmektir. Bu görevleri yapabilmek birçok alt görevlerde başarılı olmayı gerektirmektedir. Sınırda güvenliği sağlamak sadece bir uzman dalına sahip ekibin işi olamayacağından farklı uzmanlık alanlarına sahip insanların beraber çalıştığı bir kurum üzerinden yönetilmesi gerekmektedir. (Tass, 2014) Nitekim ABD’nin BorderPatrolAgency(Sınır devriye Ajansı)’si, İngiltere’nin Border Force(Sınır Kuvvetleri Teşkilatı)’u bu yapılanmaya örnek verilebilirler. (Wikimedia.Foundation, 2014) Dünyada birçok ülke kendi konum ve yapısına göre sınır güvenliğini tek merkezden yönetmeyi tercih etmesine karşın, bazı ülkeler iki veya daha fazla yapının ortak çalışması ile sınır güvenliğini sağlamaktadırlar.Buna örnek olarak Avrupa birliği ülkelerine Frontex kuruluşunun verdiği destek incelenebilir. Sınır güvenliği teşkilatını ayırmayı düşünen gelişmekte olan ülkeler, bunun çok büyük masraf olduğundan şikâyetçilerdir. (Marenin, 2010) Fakat oluşturulacak yeni teşkilatın masrafları ülkeye giren kayıt dışı ekonomi, yasal olmayan maddeler ve kaçakçılığın oluşturacağı sorunlar ve zararlar hesaplandığında önemsiz bir miktar kalacaktır. Sınır güvenliğini sağlayan unsurların etkinliğinden bahsetmek için bahsedilmesi gereken başka bir konu, güvenliği bozan nedenlerin iyi incelenmesidir. Bu sorunlar genel başlıklar altında, silah kaçakçılığı, yasal olmayan göç, uyuşturucu kaçakçılığı ve kayıt dışı gümrük malzemesi sorunlarıdır. (SAS, 2009) Özellikle silah kaçakçılığının engellenmesi konusuna dikkat edecek olursak diğer konularda da benzer yöntemler ile başarılı olunabilir. Silah kaçakçılığını engellemek için ilk yapılaması gereken, güvenlik güçlerinin sürekli eğitimler ile gelişen çağdaki farklı teknoloji ve durumları takip eder bir sistem oluşturmuş olup ve bu eğitimlerini tatbikatlar ile taze tutan bir model sergilemesinin gerekliliğinin farkında olunmasıdır. Ayrıca sınır güvenliğinin sınır kapısından ilgili ülke içerisine girişle bitmemesi gerektiği belirli bir tampon bölge içerisinde kontrol unsuru olmasa dahi devriye ekipleri vasıtasıyla sonradan kontrol için yeterli uzunlukta yasal bir bölge oluşturulması gerekmektedir. Son olarak ama belki de en önemlisi olarak sınır komşusu ülke ile iyi ilişkiler 218 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR kurulup, iş birliği ve teknoloji paylaşımı gibi konularda yardımlaşmak bu güvenlik sisteminin etkinliğini arttıracak ayrıca güvenlik için harcanan para miktarını azaltacaktır. ABD’nin sınır güvenliğinin etkinliğini arttırmada kullandığı etkin bir yöntem, öncelikle sınırlarını farklı bölgeler bölmektir. Bu bölgelerdeki tespit edilen, sonradan farkına varılan kaçakçılığın, yasal olmayan göç gibi problemlerin hangi bölgede fazlaca oluştuğunu belirleyip her bölge için bir sınır güvenliği etkinlik kat sayısı belirleyip, başarısız bölgelere geri dönüş yatırımlarını attıracak şekilde yatırım yapıyor olmasıdır. Bu yöntem standart bir kontrol sistemindeki geri besleme kabiliyetini sisteme sağladığı için etkin sınır yönteminin sağlanması için kullanılması gereken bir unsurdur. Sınır güvenliğindeki etkinlik, kara unsurlarıyla desteklenmediği sürece riskli, bazen de etkisiz olabilecektir. Kara sınırının gözetlenmesi problemi sadece İUS’lar ile çözülmeye çalışılırsa maliyet etkin olmayacağı ABD kongresine sunulan maliyet raporlarından anlaşılabilir. Bu nedenle İGK faaliyetleri için öncelikle uydudan anlık hava fotoğrafı elde edebilme kabiliyetini sağlamak olmalıdır. Fakat bu sistem ayrıntılı hesaplama gerektireceği ve yüksek maliyetli olacağı unutulmamalıdır. Teknoloji paylaşımı uygulama kolaylaştırılabilir ve ülkelerin aynı anda çoklu amaçlı kullanılabilen bir takım uydu projesiyle maliyet azaltılabilir. Ayrıca, meteorolojik şartların bozulması durumunda, uydular eğer SAR(Sentetik Açıklıklı Radar) radarı ile donatılmış veya bu yazılıma eşleştirilmemişler ise veri aktarımında sorun çıkarmaktadırlar. Hesaplama ve maliyete bu gibi durumlarında eklenmesi unutulmamalıdır. 2.3. Uyduların Sınır güvenliğinin sağlanmasında etkinliği Bu konuda etkinlikten bahsedebilmek için karşılaşılabilecek zorlukları ve Dünya uydu yörüngeleri hakkındaki kısıtları irdelemek gerekmektedir. 2.3.1 Uydular ve Dünya’nın yörüngeleri Uyduların dünya etrafında sabit bir yörüngede dönmesi kütle çekim kanun ile açıklanmaktadır. Basitçe açıklamak gerekirse, Dünya’nın kütle çekiminin uydunun yörüngedeki merkez kaç kuvvetine eşit olduğu noktada uydu yörüngeye oturmuş demektir. Uyduların yerden yüksekliği yaklaşık 36000 km ye ulaştığında dünyanın dönüş oranına eşit bir hız ile yörüngede kalırlar. Bu bölgeye yer ile beraber gittiğini ifade eden “geosynchronous” yani yer merkezli yörünge denilir. Eğer bu yörünge ekvatorda ise yörüngede kayma(eccentricity) ve eğim(inclination) sıfır olacağından dolayı bu yörüngede bulunan uydu, tamamıyla yer merkezli bir uydu olacaktır. (Prof.Tokmakoğlu, 1982) Yörüngeler Dünya’ya olan mesafelerine göre sınıflandırıldığında LEO(LowearthOrbit), yerden itibaren 180200km yüksekliğe kadar, MEO(Medium Earth Orbit), 2000-35000km, HEO(High Earth Orbit), 35000km ve üstünde konuşlandırılmış yörüngelerdir. High orbit mesafesinin üzerindeki bölgeye Lagrange noktası denilir. Bu noktadan sonra cisimler Dünya’nın çekiminden çok Güneş’in çekimine kapılır ve Güneş’e yönelir. Tam bu noktada cisimler Dünya ile beraber Güneş etrafında dönerler. 5 farklı Lagrange noktası vardır bunlar güneşin 3 boyutlu resmini üretmek, uzay teleskopu vazifesi görmek ve Dünya’yı sürekli aydınlık olarak izleyebilmek gibi vazifelerin görülmesini sağlayan noktalardır. MEO, genelde navigasyon uydularının kullanıldığı yörüngedir. Ekvatordan uzak bölgeleri gözetlemek için uygundur. Yarı senkron yörüngede denilir. Bir tur 12 saat sürer. Rusların bulduğu Molniya yörüngesi bu yörünge çeşidine örnek verilebilir.LEO’daki uydular; bilimsel uydular ve bölgesel hava durumu bilgisi elde etmek için kullanılan uydulardır. (Riebeek, 2009) 219 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil-1 (AEÜ-MYO, 2011) Yukarıda şekilde farklı yörüngelerde seyirlerini devam ettiren takım uydu sisteminin belirlenmiş bir bölge için uzaktan algılama sensörleriniaynı bölgede birleştirmesi ifade edilmeye çalışılmıştır. Bu makalede teklif edilen sistemde farklı uyduların farklı yörüngelerden görüntü aktarması ve sürekliliği maksimum sağlayacak şekilde planlama yapılması amaçlanmaktadır. Gözetleme ve keşif yapmak amacıyla oluşturulan uydu sistemlerinde amaç ve problem kaynağına göre çok farklılıklar oluşabilir. Bu farklılıklar yörünge seçimini, uydu üzerindeki faydalı yük seçimini, oluşturulacak takım uydu sistemindeki dizilimi, farklı elektro spektrum bantlarının taşınması gerekliliği gibi durumları oluşturabilir. Yukarıda bahsedilenlerden de anlaşılacağı gibi bir uydu sisteminin etkin kullanılabilmesi birçok etkene bağlıdır. Kara sınırlarının güvenliğinin sağlanması için tespit ve teşhis kabiliyeti yüksek olmalı ve 24 saat sürdürülebilir olmalıdır. Süreklilik ve yüksek çözünürlük uydu sistemlerinden kimi zaman elde edilemeyebilir. Bu nedenle uydu sistemleri sınır güvenliğini sağlamada yardımcı olarak kullanılmalıdır. Tek başına yerdeki sensör ve kabiliyetlerden faydalanmadan sadece uydu sistemlerinden sınır güvenliğinin sağlanmasını düşünmek çok gerçekçi olmayabilir. 3. UYDUDAN GÜVENLİĞİ SAĞLANMASI DÜŞÜNÜLEN BİR BÖLGE İÇİN OLUŞTURULACAK SİSTEMİN SWOT ANALİZİ SWOT, inglizce strenght, weakness, oppurtunity ve threat kelimelerinin baş harflerinden oluşan bir kısaltmadır. SWOT analizi bir sitemin kuvvetli, zayıf, fırsat kazandırabilecek ve tehlike oluşturabilecek özelliklerinin incelenmesidir. Böylelikle tasarlanan sistem hakkında sistematik bir analiz yapılmış olur. Teklif edilen modern sınır güvenliği kontrol sistemini açıklamak gerekirse: Sensör alt yapıları, mimariyi teşkil etmektedir. Alt sensör sistemlerinin eşit sayıda oluşmasından oluşan sistemler çoğunlukta olmasına rağmen son yıllarda sensörlerin hiyerarşik olarak sayılarının değişmesi ve birbirlerinin eksiklerini kapatmak koşuluyla birleşmesini daha verimli kullanan sınır güvenliğini sağlama sistemleri de kurulmuştur. (Zhi SUN, 2010) Bu sistemlerde, genel olarak kablosuz tespit ve takip görevlerinin icrası 3 alt katmanın birleşmesiyle 220 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR gerçekleştirilir. En alt katmanda skalar sensörler denilen maliyeti düşük olan yer ve yeraltı bölgesine yerleştirilen sensör grupları bulunur. Şekil-2 (Wikipedia, 2015) Yukarıdaki şekilde 24 adet GPS uydu takımının yer yüzündeki bir nokta için örnek bir zamanda kaç tane uyduyu gördüğü belirtilmiştir. Teklif edilen sistemde takım uydu sistemleri minimum 15 dakikalık ve maksimum 30 dakikalık aralıklar ile aynı bölgeyi gözetleyebilmelidir. 15 dakikadan az olan aralıklar gereksiz masraf oluşmasına neden olurken. Yeni uydunun ilgili bölgeden 30 dakikadan fazla aralıkla geçmesi sınır güvenliğinin izlenmesine fayda sağlanmasını olumsuz etkileyecektir. Teklif edilen sistemin en alt katmanında bulunan bu sismik sensörlerin sayıca fazla olması sınır güvenliği sağlanacak bölgenin aralıksız izlenebilmesi için gereklidir. Fakat yanlış alarm oranın yüksek olabileceği değerlendirilmektedir. Yanlış alarmı azaltabilmek için yer sensörlerine yardımcı olarak, orta katman olan yer seviyesine konuşlanmış gözetleme kuleleri eklenir. Gözetleme kulelerinden görüntü yakalama, tespit, birleştirme gibi faaliyetler yürütülerek yere döşenmiş sensörlerin sonuçları karşılaştırılır. Bu karşılaştırma işlemi insan vasıtasıyla yapılabildiği gibi günümüzde otomatik nesne algılayan algoritmalar vasıtasıyla da icra edilebilir. Sınırı geçmeye çalışan davetsiz misafirin tespit işlemi alt iki katmanda icra edilen faaliyetler ile gerçekleştirilmiş olur. En üst katmanda(uzay) gözetleme takım uydu setleri ile istenilen bölgenin sanki kırmızı ışıkta geçen arabanın plakası kaydediliyormuşçasına gözetleme sağlanıp bu iki katmana hem destek hem de yedek görev icra edilir. İllegal geçiş daha resmi şekilde kaydedilir. Fakat davetsiz misafiri tespit etmek tek başına yeterli değildir. Bu nedenle takip edebilmek ve onunla iletişime geçebilmek gereklidir. Son aşama olan iletişim safhasında İUS’lar veya robotlar kullanılarak davetsiz misafir sesli ikaz edilir. Tabi ki kara birlikleri ile yerden takibin yapılması da bir yöntemdir. Günümüz modern sistemlerinde insan faktörü minimuma indirilmek istendiğinden mimaride takip işlemi mümkünse önceden muhtemel durumlara göre programlanmış Drone’lar veya robotlar vasıtasıyla yapılmak istenmektedir.İletişime geçiş safhası kullanıcı ülkenin insan faktörü ile makineler arsında yapacağı iş bölümü oranıyla değişebilir. Sınır gözetleme için yerleştirilmiş takım uydu sistemleri vasıtasıyla da ayrıca ana merkez ile sınır yönetim merkezi arasında entegrasyon tam anlamıyla sağlanmış ve kontrol yedeklemeli olarak icra edilmiş olacaktır. Aşağıdaki şekilde teklif edilen modern sınır güvenliği sağlanması sisteminin örnek bir şekil gösterilmektedir. 221 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil-3 İdeal sınır güvenliği sağlanması mimarisi Yukarıdaki şekilde teklif edilen sistemin bir özeti anlatılmaktadır. Sınır güvenliğine faydası olması planlanan uydu takımlarının sensörlerinin son derece yüksek çözünürlüklü olması gerektiğinden Hubbel uzay teleskobu(Çözünürlüğü 16cm) simgesi ile ifade edilmiştir. Resimde yüksek çözünürlüklü uydu izleme görevini sonraki uydulara bırakmadan önce veri aktarımını gerçekleştirirken ki an simüle edilmiştir. Bu sırada diğer katmanlarda sismik sensörler ile yerde hareketli unsurlar tespit edilmekte, gözetleme kuleleri ve isteğe bağlı veya otonomus kaldırılan insansız hava araçlarıyla da sınırı tehdit eden unsurun tespitindeki yanlış alarm oranı düşürülmeye çalışılmıştır. 222 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 3.1.Sonuç DAHİLİ FAKTÖRLER Teklif edilen ideal sınır gözetleme mimarisin SWOT analizi aşağıdaki tabloda belirtilmiştir. Sonuç olarak, sınır güvenliği sisteminin, komşu ülkelerin ortak alacağı kararlar ve teknoloji paylaşımı sonucunda, oluşturulması zor fakat muhteşem sonuçlar üretecek bu sistemi hayata geçirilmesi Dünya barışına çok olumlu katkıda bulunacaktır. Kuvvetli Yanlar Gözetlemede büyük yer izini aynı anda tek platformda takip edebiliriz. Yedekli çalışma kabiliyeti takım uydu setlerinde veri aktarımında veya diğer sensörlerde olabilecek hataları minimize eder Uluslararası hukuk gereği yörünge Dünya’nın tüm çevresinden geçebilir. Böylelikle barış zamanı İGK kabiliyeti kolaylıkla artar. Sınır gözetleme için en ideal sistemdir. Kesin çözüm vardır. İş yükü bilgisayarlar ve sensörlere bırakılmıştır. 223 Zayıf alanlar Aynı bölgeyi 24 saat esasına göre gözetleyebilmek için takım uydu şeklinde planlama yapılması gerekir. Uydu üzerindeki sensörün elde ettiği çözünürlük yörünge mesafesi arttıkça azalacaktır. Sistem hata yaparsa onarım ve bakımı yıllar alabilir. Oluşturulacak sistemin maliyeti bir ülkenin tek başına yapması için uygun olmayacaktır. Birleşik yapılan projeler ile yürütülmesi gereken bir süreçtir. IMINT uydularının kısa ömürlü olması. IR ve Optik sensörlerin kötü hava şartlarından olumsuz etkilenmesi. Bu nedenle SAR taşıma zorunluluğun oluşması. HARİCİ FAKTÖRLER UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Fırsat kazandırabilecek alanlar Görüntü işleme ve birleştirme algoritmaları sınır bölgeleri resimlerinin ilk halini hafıza kaydettikten sonra değişiklikleri otomatik fark edebilir. Sınır gözetleme amacıyla fırlatılmış takım uydular başka birçok İGK faaliyetinde kullanılabilir. Birden çok ülkenin sınır gözetimi beraber yapılacak şekilde planlama yapılırsa maliyet son derece azalacaktır. Sınır güveliği mekanizması insan faktöründen arındırıldığından sınırlar üzerinde yapılan yanlışların geriye dönük hukuki yaptırımlarının oluşturulması kolayca sağlanabilecektir. Tehlike oluşturan alanlar Uzaya ulaşım detaylı hesaplama ve ileri teknoloji gerektirir. Sistem hata yaparsa onarım ve bakımı yıllar alabilir. POZİTİF YANLARI NEGATİF YANLARI Yukarıdaki tabloda analizi yapılan sistemin tek başına gelişmekte olan bir ülke tarafından gerçekleştirilmesi maliyet açısından yapılabilir olmayabilir. Fakat bu güvenlik sisteminin verimli şekilde çalışıyor olması gelişmekte olan ilgili ülkeyi bölgesinde lider kıtasında etkin yapacağı değerlendirilmektedir. Kıtasında etkin olmak isteyen coğrafi olarak yakın ve dost ilişkiler muhafaza etmiş birkaç ülkenin bu projeyi gerçekleştirmesi. Dünya üzerindeki etkinliklerini son derece olumlu etkileyeceği sonucuna varılmıştır Kaynakça AEÜ-MYO. (2011, 11 22). 8 15, 2015 tarihinde AEÜ MYO Bilgi ve Açık İletişim Dersi: http://ahibilgiiletisim.blogspot.com.tr/ adresinden alındı Africa.Union. (2009). African Union Border Programme. Barth, F. (1969). Ethnic Groups and Boundaries. American Anthroplojist. Campbell, J. (2008). Introduction to Remote Sensing. New York: The Guilford. 224 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Dinçer, O. B., Federici, V., Ferris, E., Karaca, S., Kirişci, K., & Çarmıklı, E. Ö. (2013). Suriyeli mülteciler krizi ve Suriye. Uluslararası Stratejik Araştırmalar Kurumu (USAK) ve Brookings Enstitüsü. Gümüşçü, O. (2010). Siyasi Coğrafya Açısından Sınırlar ve Tarihi Süreç İçinde Türkiye’de Sınır Kavramı. Bilig, S, 79-104. Hills, A. (2002). Border control services and security sector. Geneva Centre for the Democratic Control of Armed Forces. History of Aerial Photography. (2015, 5 21). 5 21, 2015 tarihinde http://professionalaerialphotographers.com: http://professionalaerialphotographers.com/content.aspx?page_id=22&club_id=808138&module _id=158950 adresinden alındı Marenin, O. (2010). Challenges for Integrated Border Management in the European Union. Geneva Centre for the Democratic Control of Armed Forces. Prof.Tokmakoğlu. (1982). Remote sensing tekniğinin algılayabileceği en küçük boyut. İ.Ü. Yayınları. Riebeek, H. (2009). nasa.gov. 5 22, 2015 tarihinde http://earthobservatory.nasa.gov/Features/OrbitsCatalog/ adresinden alındı SAS. (2009). Shadows of War,Small arms survey. Geneva:Graduate Institute of International Studies, 86. Tass, T. (2014). Border Security Matters. Ottawa: BORDERPOL. U.Nations. (2011). World Economic and Social Survey. Wikimedia.Foundation. (2014, Kasım 12). List of national border guard agencies. Aralık 12, 2014 tarihinde wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_national_border_guard_agencies adresinden alındı Wikipedia. (2015). wikipedia. 7 15, 2015 tarihinde Gps: https://tr.wikipedia.org/wiki/GPS#/media/File:ConstellationGPS.gif adresinden alındı Zhi SUN, P. W. (2010). BorderSense: Border patrol though advanced wireless sensor networks. ELSEVIER. 225 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Geleceğin Hava Ve Füze Savunma Sistemleri Üzerine Bir Analiz ve Değerlendirme An Analysis On The Future Air And Missile Defence Systems Future Air And Missile Defence Murat Parladı1 Abstract Balistic missiles, which were firsly used in the second world war and gained more importance after the cold war, have changed the threat perception dramatically, especially probability of being used by asimetric powers. Bringing a new concept, ballistic missiles are seen as a strategic weapon with the range extending intercontinental level. In addition to tactical ballistic missiles, intercontinental ballistic missiles, cruise missiles, unmanned aerial vehicles have increased their importance in the recent period and they are items which have become the biggest threats. After the Cold War that the development work carried out so fast, today low visibility, electronic warfare support, high-speed and long-range systems, which suggests to be widely used in the future. By seing all these changes most countries, especially USA and USSR transformed their Air Defence Systems to Air and Missile Defense concept and continues to do so.With more than one threat types, air and missile defence systems have to intercept balistic missiles coming above the atmosphere and cruise missiles coming from very low altitudes, simultaneusly. At the same time balistic missiles have to be intercepted as early as possible as they can be turned into weapons of mass destruction. NATO "Missile Shield" concept which US has put into practice is an important innovation in this area. All NATO countries are expected to take part in this project into a missile defence umbrella. The missile defence system which is called European Phased adaptive Approach is expected to intercept the threats as early as possible even with space based platforms in the following years.In this study, an historical assessment of air defense systems in particular NATO's missile shield which entered a new era with ballistic missiles, ballistic missiles and general working principles of the missile defense systems and analysis of possible future air defense systems have been made. Literature search was conducted in the process of forming this article. In the screening process, books, articles, websites have been benefited on the subject. The research have been made by using keywords related to air defense and scanning ProQuest, EBSCOhost, YÖK National Thesis Center, Ulakbim National Database and Google Scholar database. Keywords: Ballistic Missile, Air and Missile Defense Systems, Missile Shield Project, Future Air Defense 1 Hava Harp Akademisi, parladi@gmail.com 226 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Özet İkinci dünya savaşıyla birlikte ilk defa kullanılan ve soğuk savaş sonrasında önemi artmaya başlayan taktik balistik füzeler, özellikle asimetrik güçlerin de eline geçme ihtimaliyle birlikte devletlerin tehdit algısını önemli ölçüde değiştirmiştir. Yeni bir konsepti gündeme getiren taktik balistik füzeler menzillerinin kıtalararası seviyeye uzatılmasıyla birlikte stratejik bir silah olarak görülmektedir. Taktik balistik füzelerin yanında kıtalararası balistik füzeler, seyir füzeleri insansız hava araçları da son dönemlerde önemi artan ve en büyük tehdit unsuru haline gelen öğelerdir. Soğuk Savaş sonrası gelişimin bu kadar hızlı olması günümüzde çalışmaları yapılan düşük görünürlüklü, elektronik harp destekli, öldürücülüğü çok fazla olan yüksek süratli ve uzun menzilli sistemlerin yakın gelecekte yaygın bir şekilde kullanılacağını işaret etmektedir. Bütün bu gelişmelere paralel olarak mevcut savunma sistemlerinde çağa ayak uyduramadıklarından dolayı geliştirilmesi gerektiği bilinciyle ABD ve SSCB başta olmak üzere birçok ülke Hava Savunma Sistemlerini Hava ve Füze Savunma konseptine dönüştürme amacıyla çalışmalar yapmıştır ve yapmaya devam etmektedir. Birden fazla tehdit türünün aynı anda gelişmesi hava savunma sistemlerinin işini zorlaştırmakta, atmosfer dışından gelen balistik füzeyi tespit, teşhis ve önleme görevi olan hava savunma sistemleri aynı zamanda düşük irtifadan gelen görünürlüğü düşük seyir füzelerini de aynı şekilde önleyebilmek zorundadır. Aynı zamanda balistik füzelerin nükleer başlıkla birlikte kitle imha silahına dönüşebileceğinden dolayı mümkün olduğunca erken önlenmelidir. ABD’nin başlattığı takiben de NATO ülkeleriyle birlikte uygulamaya konulan “Füze Kalkanı” konsepti bu alanda önemli bir yeniliktir. Bu projeyle tüm NATO ülkelerinin bir füze savunma şemsiyesinin içine alınması öngörülmüştür. Aşamalı Uyarlanabilir Yaklaşım adı altında başlatılan bu füze önleme sistemi en erken safhada önlemeye başlayıp, ilerleyen yıllarda uzayda önlemeye kadar gidebilecek şekilde kademelendirilmiştir. Bu çalışmada balistik füzelerle birlikte yeni bir döneme giren hava savunma sistemlerinin NATO’nun füze kalkanı özelinde tarihsel bir değerlendirmesi, balistik füzelerin ve füze savunma sistemlerinin genel çalışma prensibi ve gelecekteki muhtemel hava savunma sistemlerinin analizi yapılacaktır. Bu makalenin oluşturma aşamasında literatür taraması yapılmıştır. Literatür tarama sürecinde kitap, makale, internet sitelerinden yararlanılmıştır. Araştırmada, Hava Savunma ile ilgili anahtar kelimeler kullanılarak ProQuest, EBSCOhost, YÖK Ulusal Tez Merkezi, Ulakbim Ulusal Veri Tabanı, Google Akademik veri tabanları kullanılmıştır. Elde edilen taramalar sonucunda, kaynaklar üzerinde içerik analizi yapılmış ve makalenin bir bölümünde tarihsel analize yer verilmiştir. Son bölümde sonuç ve değerlendirme yapılarak geleceğe yönelik yorumlarla çalışma tamamlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Balistik Füzeler, Hava ve Füze Savunma Sistemleri, Füze Kalkanı Projesi, Gelecekte Hava Savunma Giriş Son yüzyılda havacılığın öneminin farkına varılmasıyla birlikte bu alanda büyük çalışmalar yapılmıştır. Özellikle teknolojinin gelişmesine paralel olarak kritik kabiliyetteki silah sistemleri geliştirilmiş ve bu sistemler başlı başına bir caydırıcılık unsuru olmuşlardır. Havadan saldırı gücü arttıkça buna karşı hava 227 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR savunma sistemleri geliştirilmiştir. Hava Savunma Sistemi havadan gelebilecek uçak ya da füze tehdidini bertaraf etmek adına kurulan komuta kontrol sistemleri, radarlar, füze rampaları ve yerden havaya füzelerden oluşan sistemlerdir. Kısa, orta ve uzun menzilli olmak üzere üçe ayrılırlar. Ayrıca alçak, orta ve yüksek irtifa olarak sınıflandırılabilirler. Balistik füzeler ise uzun menzilli, atmosferin çok üzerinde irtifalara çıkabilen ve çok yüksek süratli, aynı zamanda da nükleer başlıkla donatılabilen stratejik silahlardır. Son yıllarda füzelerin gücü, savaş alanında bir tehdit olmaktan ziyade askeri alanda oyunu tamamen değiştiren bir devrim olarak görünmektedir (Bell, 2014). Özellikle soğuk savaş döneminden sonra dünyadaki güç dengesini tamamıyla değiştirebilecek potansiyeldeki taktik balistik füzelerin öneminin anlaşılmasıyla birlikte klasik hava savunma sistemlerinin bu tehditleri bertaraf etmeye yetersiz kaldıkları görülmüş ve yeni savunma sistemleri geliştirilmiştir. Bunun en önemli örneklerinden biri NATO’nun kurduğu Füze Kalkanı olarak tabir edilen yeni bir entegre hava savunma sistemidir. Düşman olarak belirlenen tarafı o harekete geçmeden caydırmayı ve etkisiz hale getirmeyi hedefleyen bu tür savunma sistemlerinin geliştirilme seviyesi tehdit seviyesiyle yakından alakalıdır. Balistik Füze ve Güç Dengesi İlk kez ikinci dünya savaşıyla birlikte kullanılmaya başlayan balistik füzelerin ayırt edici özelliği fırlatıldığı andan itibaren dikey bir tırmanışa geçerek atmosferi terk etmesi, takiben elde ettiği müthiş bir potansiyel enerjiyi kinetik enerjiye çevirerek çok yüksek hızlarda hedefine ulaşmasıdır. Sayılarla ifade etmek gerekirse; 250 km menzile sahip, yani 250 km mesafedeki hedefleri vurabilecek kapasitedeki İkinci Dünya Savaşı’nın Alman V-2 füzeleri yerden 100 km (atmosfer-uzay sınırına) kadar yükselmekte ve yere doğru tekrar dalışa geçtiklerinde 2.500 km/saat, yani ses hızının 2 mislinden fazla bir sürate ulaşmaktadır. Balistik füzenin menzili arttıkça, ulaştığı irtifa ve buna bağlı olarak hedefine doğru dalışa geçtiğindeki sürati de artmaktadır. Örneğin, günümüzde İran’ın balistik füze envanterinin temelini oluşturan Şahap-3 füzelerinin 1.300 km menzilli türevi için tepe noktası takribi 300 km’ye, yani 100 km’de sona eren atmosferin bir hayli dışına, yere yaklaşma sürati ise 5.500 km/saat, yani ses hızının neredeyse 6 misline yükselmektedir (Egeli & Güvenç, 2012).Dolayısıyla böyle bir silah sistemine karşı gösterilecek reaksiyon süresi de son derece kısalmaktadır. Bir uçak tehdidiyle kıyaslayacak olursak; bir uçağın hedefine ulaşıp bombayı bıraktığı ana kadar geçen süre, bir balistik füzenin hedefine ulaşana kadar geçen sürenin yaklaşık 10 katıdır. Bu nedenle bir balistik füze saldırısı esnasında tespit, teşhis ve önleme işlemlerini gerçekleştirebilmek için zaman çok daha azdır. Aynı zamanda çok yüksek hızlara sahip olduklarından dolayı balistik füzeler önlenmesi zor nitelikteki füzelerdir. Tüm bu nitelikleri ve avantajlarından dolayı balistik füze seçeneği özellikle gelişmiş ülkelerdeki kadar ekonomik ve teknolojik kabiliyetlere sahip olmayan ülkeler için çok daha fazla öne çıkmıştır. Mevcut teknolojisiyle rakip ülkenin gücünü dengeleyemeyen bu tarz ülkeler balistik füzenin sağladığı stratejik güç ile bu dengeyi sağlama yoluna gitmişlerdir. Bu özelliklerin aksine balistik füzelerin zayıf noktaları da vardır. En önemli nokta ise nükleer, kimyasal veya biyolojik harp başlığı takmadan balistik füzenin etki alanı çok sınırlıdır. Dolayısıyla stratejik hedefleri vurmak için uygun bir seçenek olarak görünmemektedir. Lâkin bu kadar uzun menzilli ve yüksek enerjili silahın bu zayıf yönünü aşmak adına taktik balistik füzeler kimyasal ve nükleer başlıklarla donatılarak bir kitle imha silahına dönüştürülebilmektedir. Hatta aynı anda iki farklı başlık taşıması da mümkündür. Yani düşük isabet oranındaki zafiyetini kimyasal, biyolojik ve nükleer başlıklarla donatarak sivil asker ayrımı yapmadan büyük kitleleri yok edecek bir yapıya dönüşmektedirler. Bu nedenle bir ülkenin veya güç unsurunun balistik füzeyle ilgili çalışma yapması, bu işin sonunun nükleer faaliyetlerle tamamlanacağı ve sonrasında bu çalışmaların kitle imha silahı oluşturmayla tamamlanacağı algısını oluşturmaktadır. 1980’li ve 1990’lı yıllarda Pakistan, Kuzey Kore, Irak ve Libya gibi örnekler, bir devletin balistik füzelere ilgi duymasının nükleer silah elde etme niyetinin habercisi olduğu şeklindeki algılamayı teyit etmiştir. Günümüzde de İran’ın balistik füze programlarından duyulan rahatsızlığın ardında 228 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR aslında, İran’ın askeri nitelik taşıdığından artık pek de şüphe duyulmayan nükleer programı yatmaktadır(Egeli & Güvenç, 2012). Füze Savunma Sistemlerinin Gelişim Süreci Soğuk Savaş boyunca iki büyük güç ABD ve SSCB arasındaki güç yarışının ve dengesinin en önemlisi nükleer silahlardı. Bu nükleer silahların kullanılabileceği en önemli unsur da balistik füzelerdi. Bu dengenin sebebi de her iki tarafın da müthiş bir yıkım gücüne sahip olmasından kaynaklanıyordu. Bu nedenle bir taraf diğerine nükleer bir saldırıdan çekiniyordu; çünkü karşı tarafın da hemen hemen aynı şiddette bir nükleer saldırıyla karşılık verebileceğinin farkındaydı. Soğuk Savaş’ta nükleer silahlara düşen asıl iş caydırıcılıktı (deterrence). Saldırı olgusu işin içinde olduğundan buna bu durum için “deterrence by punishment” tabiri kullanılıyordu. Bu terim rakibin bir saldırıya uğradığında sahip olduğu yıkıcı güçle aktif bir reaksiyon göstermesini ifade ediyordu. ABD ve SSCB, 1972’de bir anti-balistik füze antlaşması imzalamışlar ve birkaç küçük istisna haricinde füze savunma sistemlerini yasaklamışlardı. İki ülke de durumu garanti altına alıp bu dengenin muhafaza edileceğinden emin olmak istiyordu. Ayrıca o dönemdeki ekonomik sıkıntılarda bu tür teknolojik sistemlerin geliştirilmesine olanak tanımıyordu. ABD’de Ronald Reagan başkan olana kadar füze savunma sistemlerinde önemli bir aşama kaydedilemedi. Reagan başkan olduğundaki yönetim ise SSCB’nin kendilerine denk olmasından oldukça rahatsızdı ve bu dengesi kendi lehlerine bozmanın yollarını aradılar. Bu kapsamda, Reagan 1983 yılında ABD’nin Stratejik Savunma Girişimi (Strategic Defense Initiative) adıyla bir füze kalkanı geliştirip konuşlandıracağını ilan etti. Yıldız Savaşları (Star Wars) olarak anılan bu proje o güne kadar olan dengeyi temelinden sarsacak ve SSCB’nin işini oldukça zorlaştıracak stratejik silahlanma girişimiydi. Balistik füzelerin geniş kapsamda kullanımı sekiz yıl süren İran-Irak Savaşı’nda olmuştur. Bu savaş sırasında her iki taraf da balistik füzeleri birbirlerinin kentlerine karşı kullanmıştır. Ancak bu füzelerin Kitle İmha Silahı(KİS) başlıklı fırlatıldığına ilişkin bulguya rastlanmamıştır. Balistik füzeler Türkiye’de ilk olarak 1991 Körfez savaşıyla birlikte gündeme gelmiş ve Türkiye’nin o dönemde Irak’ın sahip olduğu ve nükleer başlıkla da donatılma kabiliyetine sahip SCUD füzelerine karşı bir savunma sistemi olmadığı ortaya çıkmıştır. 1990’larda Avrupa’ya ve ABD’nin bölgedeki müttefiklerine yönelik olarak Ortadoğu kaynaklı bir balistik füze tehdit algılamasının ortaya çıkmasıyla birlikte, bu tehdide karşı önlem olarak bazı müttefik ülkelere PATRIOT hava savunma sistemleri konuşlandırılmıştır. Yine 1991 Körfez Savaşında da Türkiye’nin güneyi PATRIOT’larla donatılmıştır. Bu olaydan sonra Türkiye’deki hava savunma sistemi ihtiyacının farkına varılmış, önce daha temel hava savunma sistemlerine de sonrasında da PATRIOT türü füze balistik füze önleme kabiliyetli sistemlere ağırlık verilmiştir. Soğuk Savaş’ın sona ermesiyle gündemden düşen ve önemini yitirmiş görünen Yıldız Savaşları projesi, 2000 yılında ABD’de Yeni Muhafazakârların iktidara gelmesi sonrasında önleyici müdahale anlayışı çerçevesinde tekrar gündeme gelmişti. O dönemde Polonya’ya füzelerin, Çek Cumhuriyeti’ne ise radar sistemlerinin yerleştirilmesi tartışılmış; ancak 11 Eylül saldırılarından sonra Rusya ile terörizmle mücadele çerçevesinde işbirliğini geliştirmek isteyen ABD, bu ülkeyi karşısına almak istemediği için bu konuda somut bir adım atılmamıştır. 28-29 Kasım 2006 tarihlerinde gerçekleştirilen Riga Zirvesi’nde NATO’nun geleceği ile ilgili olarak hazırlanan “Kapsamlı Siyasi Yönerge” başlıklı belge Füze Savunma Sistemi’nin NATO’ya entegre edilmesi süreci açısından önemli bir metindir. Belgede, değişen şartlara kendini uyarlaması gereken NATO’nun, dünyanın bütün bölgelerine, uzun süreler için kuvvet gönderme yeteneğine sahip olması gereği üzerinde durulmuştur. Önlenmesi gereken tehditler olarak küresel terörizm ve kitle imha silahlarının yayılması ön plana çıkarılmış ve NATO ülkelerinin savunma sistemlerinin bu tehditleri karşılayacak şekilde geliştirilmesi önerilmiştir. Bu tehditlerin Avrupa- Atlantik bölgesi dışından kaynaklanabileceği de net bir 229 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR şekilde belirtilmiştir (Başbaşoğlu, 2011). Bu düşünceler ışığında NATO küresel tehditlere karşı daha müdahil bir tutum sergileyeceğinin sinyalini vermiştir. Füze Savunma Sistemi entegrasyon sürecinin en belirgin adımlarından biri 2009 yılında ABD Başkanı Barack Obama tarafından onaylanarak yürürlüğe giren Avrupa kıtasının füze savunmasına yönelik “Aşamalı Uyarlanabilir Yaklaşım” adı verilen politikadır. Bu politika ABD’nin ulusal füze savunma sisteminin NATO üyesi diğer ülkelerin ulusal füze savunma sistemleri ve NATO içerisinde geliştirilmekte olan Aktif Katmanlı Saha Balistik Füze Savunma (The Active Layered Theater Ballistic Missile Defense) sistemi ile entegre edilmesine dayanmaktadır. Balistik füze savunma sistemlerinin küresel olarak senkronize edilmesi gerçek zamanlı ortak veri ulaşımı, anlık durum bilgisi aktarabilen çoklu karargahlara bağlıdır (Macias, 2004). SSCB ile olan mücadele esnasında temelleri atılan balistik füze savunma sisteminin odağı sonraları İran’a doğru kaymıştır. Amerika İstihbarat Topluluğu’nun raporuna göre İran’la birlikte Kuzey Kore ve Irak da tehdit olarak görülmektedir(Lindsay & O'Hanlon, 2001). Küresel çapta bir proje olduğundan asıl husus, bir balistik füzenin en erken safhada önlenip önlenemediğidir. Peki bu balistik füzeleri önlemek için tasarlanan füze savunma sistemleri nasıl çalışmaktadır? Füze Savunma Sistemlerinin Çalışma Prensibi Balistik füzeler fırlatıldıktan sonra uçuş safhasının herhangi bir bölümünde önlenerek etkisiz hale getirilmesine yarayan sistemlere balistik füze savunma sistemleri denir. Balistik füzeler klasik patlayıcılar taşıdıkları gibi kimyasal, biyolojik ya da nükleer başlık monte edilerek bir kitle imha silahına dönüştürülebilirler. Bu harp başlığı türüne veya üretim amacına bağlı olarak 300 km ile 10000 km menzil aralığındaki mesafelere ulaşabilirler. Bu menzil aralığındaki füzeler atmosfer dışına yükselip takiben yerçekiminin de etkisiyle hedefine yaklaşık ses hızının on katı süratte ulaşabilirler. Tabi ki bu kadar yüksek süratli bir füzeyi önlemek çok hassas bir teknoloji ürünüyle mümkün olabilir. Balistik füzeleri etkisiz hale getirebilmek için alınabilecek önlemleri birkaç aşamada düşünmek gerekir. Bu füzelerin en zayıf anı fırlatma için saklanıldıkları yerden çıkarıldıkları ve süratin düşük olduğu ilk fırlatma safhasıdır. Bunu gerçekleştirmek için çok iyi bir istihbarat gözetleme keşif sistemi ve sürekli hazır bulundurulacak taarruz uçakları gereklidir. Ne zaman atılacağı kesin olarak bilinmeyen bir füze için bu kadar iş gücü ve para harcamak mantıklı görünmemektedir. Balistik füzeler fırlatıldığı andan itibaren başlayan süreçte yani ilk aşama olan alçak irtifa safhasında alçak irtifa radarları tarafından tespit edilip önlenebilirler. Bu aşamada başarılı olunamazsa atmosferi terk edip tekrar atmosfere döndüğü anda Bölge Yüksek İrtifa Hava Savunması(Terminal High Altitude Area Defense-THAAD) ile etkisiz hale getirilebilirler. THAAD kategorisindeki füzesavarlar patlayıcı başlık taşımazlar ve artık hedefine doğru hızla yaklaşmakta ve alçalmakta olan düşman füzelerini savunulan ülke topraklarının üzerinde veya çok yakınında havada çarpışarak imha ederler. Böylelikle, patlama sonucu düşman füzesinin taşıdığı konvansiyonel ya da kitle imha silahı başlığının savunulan ülkeye zarar vermesi önlenir. Balistik füze savunma sistemleri üç ana birimden oluşur. Bunlar; düşman ülke tarafından atılan balistik füzelerin yörüngelerini tespit edebilecek yetenekte gelişmiş radarlar, balistik füzeleri havada imha edecek füzeler ve fırlatma rampaları ile tüm operasyonun gerçekleştirilmesini sağlayan komuta-kontrol merkezidir. Radar sistemleri ve füze rampalarının nereye yerleştirileceği savunulan bölgenin büyüklüğüne ve coğrafi özelliklerine aynı zamanda da tehdidin büyüklüğüne bağlıdır. Tehdit balistik füzenin menzili ne kadar uzunsa savunma füze rampaları da tehditten o kadar uzak olmalıdır. Füze savunma sistemlerinin çalışma prensibini anladıktan sonra mevcut savunma konseptini değerlendirelim. 230 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Mevcut Savunma Konsepti Aşamalı Uyarlanabilir Yaklaşım(EuropeanPhaseAdaptiveApproach-EPAA) 2009’da ABD Başkanı Barrack Obama’nın ilan ettiği aşamalı uyarlanabilir yaklaşım Soğuk Savaş ortasında ortaya çıkan kenar uç(double-edgeshield) ve güvenlik kuşağı modellemesinin geliştirilmesi sonucu ortay çıkan bir füze savunma yaklaşımıdır. Kenar uç teoremi tehlikeyi mümkün olduğunca kendi topraklarından uzak tutmak isteyen ülkeler tarafından belirlenmiştir. Farklı ülkelere konuşlandırılan yüksek güçlü X-band radarı ve bağlı sistemlerinden oluşmaktadır(GATES, 2009). Daha sonra geliştirilen güvenlik kuşağı modellemesi ise devletlerarası anlaşmalar ile ilgili ülkelerin imkânlarını da kullanarak oluşturulan bir savunma kuşağı şeklindedir. Aşamalı uyarlanabilir yaklaşım SM-3(Standart Missile-3) füzelerini taşıyan Aegis gemilerinden oluşan deniz tabanlı fakat ilerleyen dönemlerde kıyıya da konuşlandırılabilecek bir yaklaşımdır. Bu yaklaşım üç ana aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşama 2011 yılında gerçekleşmiş ve USS Monterey gemisi ilk balistik füze önleme kabiliyetli gemi olarak göreve başlamış ve 2013 yılında bir orta irtifa balistik füzeyi başarılı bir şekilde önlemiştir. İkinci aşama 2015’te Romanya’da gerçekleştirilecek olup 1 radar ve 32 geminin katılacağı ilk kıyı tabanlı çalışma olacaktır. Üçünü aşama ise 2018 yılında ikinci kıyı tabanlı çalışma olarak icra edilecek ve çok daha geniş bir coğrafyayı kapsayacaktır (Collina, 2013). Mevcut örnekleri inceledikten sonra gelecekte kullanılacak sistemlere bakacak olursak: Gelecekteki Muhtemel Savunma Konsepti Balistik füzelerin atıldıktan sonraki uçuş safhası üçe ayrılmaktadır. Fırlatıldıktan atmosferi terk edene kadar olan fırlatma safhası(boost), atmosferi terk edip tekrar atmosfere girene kadar olan orta safha(midcourse) ve atmosfere girdikten hedefe kadar olan terminal safhasıdır. Mevcut sistemler balistik füzeleri terminal safhada önlemek üzere geliştirilmiştir. Günümüzde tek fark yaratan yüksek irtifa kabiliyetli sistem amacı adından da anlaşılabilecek olan THAAD sistemidir. Füze savunma sistemlerinde temel amaç tehdidi en kısa zamanda bertaraf etmektir. Aynı zamanda sensörleri sayesinde sürekli olarak gözetleme bilgisi sağlar ve harekâtın üç boyutlu hava resmini oluşturmaya yarar (Vane, Keppler, & Agee, 2003). Aşamalı uyarlanabilir yaklaşımda da kademeli olarak uzaya kadar çıkabilecek tespit sistemlerinin çalışmaları yapılmaktadır. Bu alanda ABD ve Almanya’nın Patriot füzelerinin yerine, İtalya’nın ise Nike füzelerinin yerine envantere sokmayı planladığı MEADS(Medium Extended Air Defense System) sistemi tüm istikametleri kapsayan alanıyla ve orta safhada önleme kabiliyetiyle bu alanda bir ilk görünümündedir. PATRIOT PAC-3 füzelerinin kullanılmaya ve üretilmeye devam edilmesi, THAAD sisteminin geliştirilmesi havadan lazer ve Aegis balistik füze savunmasının tam performansta kullanımı gelecekte arzu edilen kademeli füze savunmasını sağlayacak gibi görünmektedir (Lennox, 2006). Bu bilgiler ışığında bu alanda gelecekte öne çıkacak muhtemel konular şu şekilde sıralanabilir: 231 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Uzay Tabanlı Lazer Sistemleri Bu konsept ilk kez 1993 yılında gündeme gelmiştir. Bu proje ile ateşlenen bir balistik füzenin, henüz ilk ateşleme safhasında imha edilmesi hedeflenmektedir. Mobil yüksek enerjili bir lazer sistemi füze savunma sisteminin daha geniş bir yelpazedeki tehditleri önlemesini sağlar. Bununla birlikte yönlendirilmiş enerji silahları tehditlere karşı ölümcül ve ölümcül olmayan yanıtlar verebilir (Urias, 2002). Belirtilen sistemin savunma ve erken ihbar radarları ile entegre olacağı düşünülebilir. Bu safhada imha edilen balistik füze için, özellikle kimyasal başlık taşıması durumunda kimyasal kirlilik füzeyi ateşleyen tarafa etki edecektir. Böyle bir projenin hayata geçtiği bilgisine sahip olan bir ülke için belirtilen husus ayrı bir caydırıcılık sağlamış olacaktır. Bu tür sistemlerin teknolojisi yükseldikçe hedef tespit mesafesi ve hassasiyeti artmaktadır, fakat sistem limitlerinden dolayı zayıf noktaları olabilir. Özellikle ilk aşamalarda düşmanın sistemin etkinliğini maskelemesi ve kabiliyetini sınırlaması söz konusu olabilir(Handberg, 2002). Konseptin tam olarak uygulama safhasına geldiği düşünüldüğünde, uzay tabanlı sistemler sadece sensör olmanın yanında aktif savunma görevi de almış olacaktır. Yüksek İrtifa Önleme Kabiliyetli Füze Savunma Sistemleri Bu sistemler yüksek irtifa hava savunma sistemi olarak tasarlanmıştır. 1997 yılında bir geliştirme programı yapılan bahse konu füze için yaklaşık olarak o günün bütçesi ile 700 milyon dolarlık bir kaynağa ihtiyaç duyulmuştu. Bu sistemler özellikle balistik füzelerin vurulma ihtimalinin yüksek olduğu terminal safhasının öncesinde ve atmosferden çıkmış olan füzenin atmosfere girmeden önceki safhada etkili olacak şekilde geliştirilmişlerdir. Sistemlerin gelişim süreleri incelendiğinde önümüzdeki 20 sene içerisinde yaygınlaşması öngörülmektedir. THAAD benzeri sistemlerin özellikle mobil kabiliyete sahip olması dünyanın değişik bölgelerinde icra edilecek harekatlara katılımı kolaylaştıracaktır. Terminal Safhası Önleme Kabiliyetli Hava ve Füze Savunma Sistemleri PATRIOT(Phased-Array TRacking Intercept Of Target) Füzesi, Nike Hercules ve Hawk füzelerinin yerini alması amacıyla 1965’te ABD’li Raytheon firması tarafından geliştirilmeye başlandı.İlk atışı 1970’te gerçekleştirilen PATRIOT, o dönemde Amerikan ordusunun önceliklerinin dışında kaldı. Sonraki süreçte çalışmalarına devam edilen sistem ancak 1983’te operasyonel olarak kullanılabildi. 1980’lerin sonunda balistik füze tehdidinin artmasıyla birlikte PATRIOT’un “MIM-104 PAC2” yeni sürümü kullanılmaya başlandı. Bu yeni versiyonla birlikte 1991 Körfez Savaşı sırasında Irak’ın fırlattığı SCUD füzelerinden 45’ini düşürmesine rağmen performansından memnun kalınmadı. Bu harekâtta edinilen tecrübelerle daha önce belirtilen MEADS projesiyle eksikliklerin tamamlanması yoluna gidilmiştir. Öne çıkan özellikleri, 360 derece takip kabiliyeti ve daha mobil olmasıdır(Wall, 2003). Bu sebeple önümüzdeki süreçte de kullanılmaya devam edilecek görünümdedir. Terminal safhasında yapılacak olan balistik füze önlemeleri, özellikle teknolojinin gelişmesiyle yaygınlaşacağı düşünülen Yönlendirilmiş Enerji Silahları(YES) ile daha farklı bir boyut kazanacaktır. Lazer teknolojisine dayanan sistem ile 20 Nisan 2013’te ABD tarafından denenmiş ve başarı elde edilmiştir. ADAM(Area Defense Anti Munitions) olarak adlandırılan konsept ile Yönlendirilmiş Enerji Silah sistemleri kullanılarak hava ve füze savunması yapılması beklenmektedir (Lockheed Martin,2014). Bu ve benzeri projelerin orta ve alçak irtifa hava savunma sistemlerinin gelecekte de olacağının bir göstergesi olarak değerlendirilebilir. Ancak sistemin olumsuz bir özelliği olarak, kimyasal başlık taşıyan balistik füzelerin önlenmesi esnasında, savunulan bölgede kirlenme ihtimali olması söylenebilir. Bu sebeple önleme sistemlerinin konumu oldukça 232 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR önem kazanmaktadır. Bu riski minimumda tutmak için hedef sistemin elverdiği ölçüde yüksek irtifada iken önlenmelidir. Sonuç ve Değerlendirme İlk defa İkinci Dünya Savaşıyla kullanılmaya başlayan V-2 füzesiyle balistik füze kavramı ortaya çıkmış ve günümüze kadar hızlı bir değişim göstererek önemli bir saldırı unsuru olarak askeri literatürdeki yerini almıştır. Soğuk Savaşla birlikte ise, balistik füzeler ABD ve SSCB arasındaki silahlanma yarışının en büyük unsuru olmuş ve aynı zamanda da nükleer güç sembolü durumuna gelmişlerdir. Bu yarışa zamanla diğer aktörler de katılınca işin rengi değişmiş ve farklı konseptler arayışına girilmiştir. Çünkü doğu ve batı bloğunun temsilcilerinin o güne kadar izlediği politika, yaptıkları kısıtlama anlaşmalarına da baktığımızda, “denge” prensibi çerçevesindeydi. Dehşet dengesi olarak ifade edilen bu durum, birinin diğerine saldırı yapma olasılığını aşırı derecede düşürüyordu. Bunun sebebi ise karşılığını aynı şiddet ve dehşette alacağını bilmesiydi. Farklı aktörler devreye girdiğinde, özellikle de bu aktör bir devlet değilse dehşet dengesi işe yaramayabilirdi. İşte bu nedenle batı bloğunun temsilcisi ABD’nin başlattığı çalışmayla füze kalkanı projesi gündeme geldi. ABD’nin öncelikle ulusal füze savunması şeklinde başlattığı, takiben NATO ülkelerin de içinde bulunduğu NATO füze savunma kalkanı, hava savunmasına yepyeni bir anlayış getirdi. Tüm NATO ülkelerinin balistik füze tehdidinden korunması için bir savunma şemsiyesi altına girmesini öngörerek başlatılan proje beraberinde de birçok yeniliği getirmiştir. Bu füze savunma kalkanı birçok ülkeyi içine aldığından çok iyi bir komuta kontrol ve gerçek zamanlı veri aktarımı gibi yetenekler kazanılmıştır. Aynı zamanda katmanlı füze savunma anlayışıyla, eskiden farklı füze için farklı hava savunma sistemi anlayışını silerek her türlü füzenin önlenebileceği bir sistem geliştirilmiştir. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte zamanla balistik füzelerin hassasiyeti ve menzili artmışken füze savunma sistemlerinin aynı seviyede kalmasını beklemek hata olur. İlk füze savunma sistemlerinde sadece alçak irtifa önleme kabiliyeti mevcutken ve aynı zamanda da düşük hassasiyet durumu var iken sonrasında THAAD sistemiyle birlikte yüksek irtifa ve yüksek vuruş hassasiyeti yeteneği kazanılmıştır. Bir füzeyi önlemek için önce tespit etmek gerekir. Bu yönde yapılan çalışmalar radar sensörlerinin uzaya kadar çıkarılmasını mümkün kılmış, atılan füzeleri çok daha erken tespit ve müdahale imkânı sağlanmıştır. Bununla birlikte uzaydan sadece tespit değil, aynı zamanda da müdahale amaçlı silah platformlarını uzaya konuşlandırma çalışmaları yapılmıştır ve yapılmaktadır. Kısa bir süre içerisinde bu sistemler etkin bir şekilde kurulup sert bir geçiş yapılamayacağından diğer sistemlerde modernize edilip kabiliyetleri artırılarak, kademeli bir şekilde son aşamaya ulaşılacaktır.Son yıllarda hava gücü, hava ve uzay gücüne dönüştüğünden dolayı dünyada birçok hava kuvveti, uzay kuvveti olma yolunda çalışmalar yapmaktadır. Dolayısıyla hava savunmayla ilgili gücün önemli bir bölümü uzayda olacak, tehditler atmosferin üzerine çıktıkça savunma sistemleri de hedefini en etkin şekilde tespit, teşhis, önleme ve tahrip amaçlı o kadar yüksekte olacaktır. Türk Hava Kuvvetleri olarak bize düşen görev ise son dönemlerde hava savunmayla ilgili yapılan çalışmaları daha da hızlandırarak, öncelikle temel balistik füze savunma kabiliyeti kazanmalı, takiben de mevcut örneklerde görüldüğü gibi öncelikle tespit kabiliyetini, sonrasında da önleme kabiliyetini uzaya taşıyacak şekilde çalışmalar yaparak çağı yakalamaktır. 233 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Kaynakça Başbaşoğlu, A. (2011). Füze Savunma Sistemi ve Türkiye. Ortadoğu Analiz, 74-79. Bell, W. F. (2014). Have Adversary Missiles Become a Revolution in Military Affairs. Air & Space Power Journal, 47-70. Collina, T. Z. (2013, Mayıs). The European Phased Adaptive Approach at a Glance. Aralık 2014 tarihinde http://www.armscontrol.org/: http://www.armscontrol.org/factsheets/Phasedadaptiveapproach adresinden alındı Egeli, S., & Güvenç, S. (2012). NATO’nun Füze Savunma Sistemi ve Türkiye. Ortadoğu Analiz, 19-29. GATES, R. M. (2009, Eylül 19). A Better Missile Defense for a Safer. Aralık 13, 2014 tarihinde http://www.nytimes.com: http://www.nytimes.com/2009/09/20/opinion/20gates.html?_r=2&emn& adresinden alındı Handberg, R. (2002). Ballistic Missile Defense and the Future of American Security. Westport: Library of Congress Cataloging. Lennox, R. P. (2006). Air and Missile Defense Goes Global. Army, 36-44. Lindsay, J. M., & O'Hanlon, M. E. (2001). Defending America: The Case for Limited National Missile Defense. Virginia: The Brooking Institution. Lockheed Martin. (tarih yok). http://www.lockheedmartin.com/us/products/ADAM.html. Aralık 2014 tarihinde http://www.lockheedmartin.com/. adresinden alındı Macias, H. J. (2004). Integrated Missile Defense. Army Space Journal, 20-21. Sapaty, P. S. (2012). Distributed Air & Missile Defense with Spatial Grasp Technology. Intelligent Control and Automation, 117-131. Urias, J. M. (2002). Developing the technology and systems for a globally integrated air & missle defense. Army, 21-24. Vane, M., Keppler, T., & Agee, D. (2003). Army Air And Missile Defense Transformation. Army, 37-40. Wall, R. (2003). Patching Patriot; Missile defense problems in Iraq are expected to influence the Meads program. Aviation Week & Space Technology, 34. 234 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Harekâta Ağ Merkezli Harekât Kapsaminda Link-16 Kabiliyetinin Etkileri Link-16's Advantages In The Field Of Operation In Terms Of Network Centric Warfare Emre KAVUNCU1 ABSTRACT: Communication in the operation area has steadily increased the importance during the historical process. In the light of technological developments the shape of the operational area has changed and gained a dynamic operational structure. Methods of communication have changed compared to ancient times because telephone and radio have used as means of communication in the operation area. The use of computer based systems in the operation area has opened a new dimension on the rapid sharing of information and network structures. Network Centric Warfare theory has been proposed as a result of developing communication skills in parallel with technological developments in the information age. In this context, the element of the warfighter use of tactical data link provides great advantages to command and control units, provides quick decision-making and effective command and control possibility. One of the most important tools of the ability to Link-16 terminals, with the network provided participating units which provide real time information it has been increased the situational awareness of the mission effectiveness to the maximum level. In other words, tactical data link systems make it possible to share information and situational awareness from the control units in the operational area to the commander unit of the operation. Indeed, the present operational area becomes dynamic and operational tempo is increasing. This requires not also quick decision-making positions in the command and control unit but also this decision must be delivered rapidly to the executive parts. With the ability of Link-16, executive parts can easily identify the friend of foe in the operational area by having the real time information to their intelligence database. To sum up, in this study the importance of operational areas of communication and exchange in line with technological development have been discussed. In this context, Network Centric Warfare emerging theories and Tactical Data Link system effects of operational environments have been put forward. With in the scope of Network Centric Warfare subject, the benefits of the Link-16 ability to the pilots and commanders has been proposed with the results and statistic of studied subject. As used research method the books available in the literature were reviewed, articles and organization reports is synthesized with the pilot's vision. As a result, by examining the characteristics of Link-16 Tactical Data Link System the dynamics and the increasing pace of modern operational environment and Network Centric Warfare theory has been evaluated. Key Words: Network Centric Warfare, Tactical Data Link, Link-16, Situational Awareness 1 Hava Pilot Yüzbaşı, Hava Harp Akademisi, ekavuncu@gmail.com. 235 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR ÖZET: Harekât alanındaki iletişim, tarihsel süreç boyunca önemini giderek artırmıştır. Teknolojik gelişmeler ışığında harekât alanının şekli değişmiş ve dinamik bir yapıya kavuşmuştur. Telefon ve telsizin harekât alanında iletişim vasıtası olarak kullanılması ile de iletişim yöntemleri, eski çağlara nazaran boyut değiştirmiştir. Bilgisayar tabanlı sistemlerin harekât alanında kullanılması ise hızlı bilgi paylaşımı ile ağ yapıları üzerinde yeni bir boyut açmıştır. Bilgi çağındaki teknolojik gelişmelere paralel olarak gelişen iletişim becerilerinin bir sonucu olarak da Ağ Merkezli Harekât teorisi ortaya atılmıştır. Bu kapsamda, Taktik Data Link kullanımı harekât alanındaki icracı unsurlara büyük avantajlar sağlarken, komuta kontrol birimlerine hızlı karar verme ve komuta kontrol imkânı sağlamaktadır. Taktik Data Link yeteneğinin önemli araçlarından Link-16 terminalleri, ağa katılan ünitelere sağladığı gerçek/gerçeğe yakın bilgi ile durumsal farkındalığı artırarak görev etkinliğini azami seviyeye çıkartmaktadır. Diğer bir deyişle, Taktik Data Link sistemleri harekât alanındaki icracı unsurlardan komuta kontrol birimlerine kadar geniş bir yelpazede bilgi ve durumsal farkındalığın paylaşımına imkân tanımaktadır. Nitekim günümüz harekât alanı dinamikleşmekte ve harekât temposu gittikçe artmaktadır. Bu ise karar verici konumda bulunan komuta kontrol birimlerinin hızlı karar vermesini gerektirirken, bu kararların icracı unsurlara hızla iletilmesi gerekmektedir. Link-16 kabiliyeti sayesinde icracı unsurlar harekât alanında bulunan dost ve düşman kuvvetler hakkında gerçek/gerçeğe yakın bilgi sahibi olarak durumsal farkındalıklarını ve görev etkinliğini artırmakta ve dost ateşine maruz olma olasılığı minimize edilmektedir. Özetle, bu çalışmada öncelikle iletişimin harekât alanındaki önemi ve teknolojik gelişmelere paralel olarak değişiminden bahsedilmiştir. Bu kapsamda, ortaya çıkan Ağ Merkezli Harekât teorisi ve Taktik Data Link sistemlerinin harekât ortamına etkileri ortaya konulmuştur. Ağ Merkezli Harekât kapsamında Link-16 kabiliyetinin, havada icracı unsur olan pilotlara ve komuta kontrol unsurlarına sağladığı bilgi ve durumsal farkındalık açılarından üstünlük sayısal verilere dayanarak açıklanmıştır. Araştırma yöntemi olarak literatürde mevcut olan kitaplar, makaleler ve kurum raporları incelenerek, Link-16 kullanıcısı pilot görüşleriyle sentezlenmiştir. Sonuç olarak günümüz harekât ortamının dinamik ve artan temposunda Link-16 Taktik Data Link Sisteminin özellikleri incelenerek, Ağ Merkezli Harekât teorisi değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Ağ Merkezli Harekât, Taktik Data Link, Link-16, Durumsal Farkındalık 1. GİRİŞ Bilgi teknolojileri alanındaki son gelişmeler, organizasyonların yeteneklerini ve yaşadığımız dünyanın doğasını değiştirmektedir (Albert, Garstka, &Stein, 2000). Aynı zamanda teknolojik gelişmeler modern hayatımızın içerisine girerek, yaşantımızı ve davranışlarımızı da değiştirmektedir. Teknolojik gelişmeyle birlikte, bilişim ve iletişim altyapısı geniş coğrafi alanlara yayılmış ve mobil iletişim teknolojileri aracılığı ile veri ve enformasyon erişimi, zaman ve mekândan bağımsız bir hale gelmiştir. Bununla birlikte bireylerin, kurumların ve toplumların birbirleri ile olan ilişkilerinin bir bölümünü iletişim ve bilgisayar ağları üzerinden yürütebilmelerine olanak sağlamıştır. Prof. Dr. Selim Seker, Bilgi Çağının Değerlendirilmesi adlı yazısında sadece Amerika Birleşik Devletleri’nde yaklaşık 180 milyon bilgisayar olduğundan bahsetmektedir (Seker, 2003). Bu yazısından anlaşılacağı gibi internet ve bilgi sistemleri sadece günlük yaşantımızı etkilemekle kalmayarak, askeri harekâtları da etkilemektedir (Seker, 2003). Askeri harekâtların temelinde iletişim şüphesiz bir yer işgal etmektedir. İletişim Türk Dil Kurumu (2015) tarafından; düşünce ve duyguların, bireyler, toplumsal kümeler, toplumlar arasında söz, el-kol devimi, yazı, görüntü vb. aracılığı ile değiş tokuş edilmesini sağlayan toplumsal etkileşim süreci olarak tanımlanmıştır. En temel manada “karşılıklı bilgi alışverişi” şeklinde tanımlanabilen iletişim sözlü ve sözsüz iletişim olarak ikiye ayrılabilir (İçli & Çopur, 2008). Sözsüz iletişim kapsamında yer alan görsel iletişim ise “görüntülerden oluşan bilgilerin değiş-tokuşu” biçiminde tanımlanabilir (İçli & Çopur, 2008). 236 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR İletişim eski çağlardan beri askeri harekâtların ve savaşların en önemli unsuru olmuştur. “Ortaçağda savaş alanında iletişim çok zordu. İletişimi sağlamak için genellikle müzik enstrümanları, sesli komutlar, kuryeler ya da görsel işaretler (flamalar, bayraklar, sancaklar, vb.) kullanılıyordu” (İnal, 2012). Sanayi devrimi ile beraber değişen harekât alanları ve artan harekât temposu daha hızlı bir iletişimi zorunlu kıldı. Telgraf ve takibinde telefonun devreye girmesi ile icracı birlikler ile karar verici komuta heyeti arasındaki iletişim hızlanmış oldu. Bunlara 1896 yılında telsizin eklenmesi ile harekât alanındaki iletişim tam anlamı ile hızlandı. Fakat bu sistemler ile gelen avantajlar düşmanın istihbarat çalışmalarıyla bozuldu. Birinci Dünya Savaşı ve özellikle İkinci Dünya Savaşı’nda telsiz ve telgraf dinlemeleri ile karşı tarafın hareketleri izlenmeye başlandı. Buna karşı şifreler geliştirildi ve İkinci Dünya Savaşında kripto cihazları düşman dinlemelerine karşı yoğun olarak kullanıldı. 2. AĞ MERKEZLİ HAREKÂT VE TAKTİK DATA LİNK Harekât ve savaş alanı iletişimindeki gelişmeler, bilgi çağına yaklaşırken bilgi paylaşımını azami dereceye çıkartmış ve yeni bir olgu olan Ağ Merkezli Harekât teorisi ortaya çıkartmıştır (Albert, Garstka, &Stein, 2000). Ağ Merkezli Harekât teorisi bilgi çağında gelişen bir teori olmakla birlikte, askeri kuvvetlerin bilgi çağına en üst düzeyde etkileşimini oluşturan konsepttir (Department Of Defence, 2005). Harp Tarihi (A History of Warfare) isimli kitabın yazarı Keegan’a göre, tarım ve endüstri çağlarında önemli teknolojik gelişmeler olmuş ve savaş alanlarında avantajlar yaratmıştır. Ağ Merkezli Harekât ise harekâtı icra eden unsurların avantajını dramatik bir şekilde arttıran temel güç kaynağının değişimini sağlamıştır (Keegan, 1993). Kaufman, Keegan’ın görüşünü destekleyerek, “Sanayi çağında güç birincil olarak fiziksel büyüklükten ve bu kütlenin hareket edebilirliğinden kaynaklanmaktadır. Bilgi çağında ise güç bilgi paylaşımı, bilgi erişimi ve hızdır” demiştir (Kaufman, 2002). Günümüz harekâtlarında, harekât ortamlarında icracı unsurlar teknoloji tabanlı araçlar (sensörler) kullanarak durum farkındalıklarını oluşturmaktadırlar. Bu icracı unsurların görev etkinliği, durum farkındalığının iyi bir şekilde oluşturulması ve arttırılmasına bağlıdır. Etrafındaki düşman unsurlardan haberi olmayan veya haberi olsa bile durumları hakkında ayrıntılı bilgisi olmayan ve komuta kontrol unsuru ile hızlı bir iletişimde bulunamayan icracı unsurların görev etkinliği ve hayatını devam ettirme olasılığı düşmektedir. Bu kapsamda söz konusu unsurlar diğer dost unsurların bilgilerine ihtiyaç duymaktadırlar. Bu bilgi ihtiyacı, icracı unsurlar arasındaki ses tabanlı veya ağ tabanlı bilgi iletişimi ile sağlanabilir. Ağ Merkezli Harekât bu noktada icracı unsurların ve komuta kontrol unsurlarının kullandıkları teknoloji tabanlı sistemleri entegre etmektedir. Ağ Merkezli Harekât , bilgisayar/ağ tabanlı ve gerçek/gerçeğe yakın zamanlı bilgi, durum farkındalığı ve komuta paylaşımını, özellikle yüksek ve hızlı manevra kabiliyetine sahip unsurların gerçekleştirdiği askeri harekâtların merkezine koymaktadır (Albert, Garstka, &Stein, 2000). Ağ Merkezli Harekâtın avantajları savaşın taktik ve operatif seviyeleri ile alakalı görülmesine karşılık, önemini taktik seviyeden stratejik seviyeye kadar geniş bir yelpazede göstermektedir (Garstka, 2003). Özellikle komuta kontrol açısından ağ merkezli sistemlerin kullanılması ile hızlı bilgi alışverişi sayesinde hızla oluşturulan durum muhakemesi doğru emirlerin üretilmesine neden olacaktır. Ayrıca oluşturulan durum muhakemesine yönelik üretilen emirler Ağ Merkezli Harekât sayesinde icracı birlikleri hızla iletilebilecektir. Ağ Merkezli Harekât taktik ve operatif bir kavram olarak bütün hava, yer, su ve sualtı kuvvetlerinin sahip oldukları tüm sensörlerden toplanan bilgilerin yine sayılan bütün bu kuvvetler arasında paylaşılarak etkin bir şekilde kullanılmasını öngörür (Albert, Garstka, &Stein, 2000). Komuta kontrol ve haberleşme sistemleri güvenilebilir, sürdürülebilir, esnek, birlikte çalışabilir, hızlı ve güvenli olmak zorundadır. Bu konsepti oluşturan Ağ Merkezli Harekât teorisi, birleşik, müşterek veya müstakil harekâtlarda katılımcılar arasında gerçek/gerçeğe yakın taktik bilgi paylaşımı sağlayan Taktik Data Link sistemleri tarafından desteklenir. Taktik bilgi değişimi komuta kontrol sistemleri, silah sistemleri ve istihbarat sistemleri arasında karşılıklı destek ve koordineli hareket edebilirliği sağlarken, bu sistemler arasındaki karışıklığı (birbirini etkileme) önlemektedir (Jones, 2009). Taktik Data Link ibaresi tanım olarak; 237 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR karar verme, emir komuta ve raporlama süreçlerine destek sağlaması amacıyla bilgi paylaşımını etkinleştiren sayısal haberleşme ağı sistemidir. Ayrıca harekât unsurları arasında cari duruma ilişkin bilgi ve emirlerin gerçek veya gerçeğe yakın zamanlı aktarılmasını sağlayan entegrasyon vasıtalarıdır. 2.1 Taktik Data Link Sistemlerinin Tarihsel Gelişimi Taktik Data Link sistemlerinin tarihsel gelişimine bakacak olursak, komuta kontrol açıklarını ve icracı harekât unsurlarının cari bilgi ihtiyaçlarını karşılamak üzere çalışmaların 1950’li yıllara dayandığını görebiliriz. Link-11, 1955 yılında geliştirilmiş ve 1960 yılında STANAG5511 (Standardization Agreement) NATO tarafından yayınlanarak standartları belirlenmiştir (Willig, 2009). Link-11 hâlihazırda günümüzde bazı unsurlar tarafından kullanılmaya devam etmektedir. Link-16’nın geliştirilmesi ise 1970’lere dayanmaktadır. Teknolojideki gelişmeler ve harekât alanındaki ihtiyaçların artması sonucu 1990’lı yıllarda Link-22’nin geliştirilmesine başlanmıştır. Ş ekil-1:Taktik Data Linklerin Tarihsel Gelişimi (Willig, 2009) Bildiği gibi, 1960-1976 yılları arasında Amerika Birleşik Devletleri (ABD) ile Vietnam arasında ABD-Vietnam Savaşı vuku bulmuştur. Vietnam Savaşı’nda Amerikan askeri kuvvetleri tarafından Link-11 Taktik Data Link sistemleri kullanılıyordu (Gonzales, Norton, & Hura, 2000). ABD’nin komuta kontrol ile ilgili karşılaştığı sorunların çözümüne yönelik olarak, yavaş ve kısıtlı bilgi akışına izin veren Link-11 Taktik Data Link sisteminin yerine dijital ve hızlı veri iletimine imkân sağlayan, elektronik karıştırmaya karşı dirençli olacak Taktik Data Link çalışmaları başlatmıştır (Johnson). 3. LİNK-16 VE ÖZELLİKLERİ Link-16 Taktik Data Link sisteminin tarihsel gelişimine ayrıntılı olarak incelersek, daha önce bahsedildiği üzere, ABD’nin Vietnam savaşında karşılaştığı komuta kontrol sorunlarına yönelik olarak 1975 yılında Link-16 Taktik Data Link sistemi teknolojisi ve bilgi iletişim standartları geliştirilme çalışmaları başlamıştır. 1976 yılında üretilen ilk terminaller (Class 1) büyük oldukları için sadece havadan ihbar uçakları (AWACS – Airborne Warning and Control System) ve ABD, Birleşik Krallık (U.K.) ve NATO yer kontrol ünitelerine yerleştirilmiştir. Aynı yıl içerisinde testleri tamamlanarak NATO’ya tanıtılmıştır. 1980 yılında daha küçük boyutlu olan ikinci nesil terminaller (Class 2) üretilmiştir. Fakat yüksek maliyet, sürdürülebilirlik sorunları ve yeterince küçük olmamasından dolayı yaygınlaştırılamamış ve sadece ABD deniz kuvvetlerine ait F-14D uçakları ile bir filo F-15C uçakları bu kabiliyete kavuşabilmiştir (Hura, et al., 2000). 1980 yılında NATO tarafından STANAG 5516 yayınlanarak NATO’ya ait Link-16 standartları belirlenmiştir. 1988 yılında Amerikan Deniz Kuvvetleri öncülüğünde Link-16 terminallerini daha küçük ve hafif yapabilmek için müttefikler (ABD, Fransa, Almanya, İtalya ve İspanya) arasında MIDS (Multifunctional Information Distribution System) programı başlatılmıştır (Hura, et al., 2000). Bu programın sonucu olarak ABD’de “Müşterek Taktik Bilgi 238 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Dağıtım Sistemi” (JTDS - Joint Tactical Information Distribution System) NATO’da “Çok Fonksiyonlu Bilgi Dağıtım Sistemi” (MIDS) olarak bilinen sisteme ait iki çeşit terminal (LVT – Low Volume Terminal ve FDL – Fighter Data Link Terminal) geliştirilmiştir. MIDS programı sonucunda Link-16 iletişim ağı ABD F-15, F-16 ve F/A-18 uçakları ile NATO müttefik uçakları ve kritik bütün hava vasıtalarını kapsamıştır (Hura, et al., 2000). ABD Savunma Bakanlığı 2001 raporuna göre bir Taktik Data Linkin spesifik olarak avantajlarını şöyle sıralanmıştır; Sağlam ve dirençli bir bilgi paylaşımını geliştirir, Bilgi paylaşımı, bilgi kalitesini ve paylaşılan durumsal farkındalık geliştirir, Paylaşılan durumsal farkındalık işbirliği ve senkronizasyonu sağlar, Komuta kontrol hızını ve sürdürülebilirliğini arttırır (Garstka, 2003). Link-16 yüksek ve hızlı veri iletimi ile gerçek/gerçeğe yakın zamanlı, kriptolu olmasının yanında frekans atlamalı olduğu için güvenli ve aynı zamanda elektronik karıştırmaya karşı dayanıklı, esnek, sürdürülebilir ve yüksek kapasiteli bir Taktik Data Linktir. Link-16 iletişim mimarisinde Zaman Paylaşımlı Çoklu Erişim (TMDA – Time Division Multiple Access) yapısı kullanılmaktadır (The Joint Doctrine & Concepts Centre - Ministry of Defence, 2001). Bu yapı içerisinde katılımcılar veri iletimlerini belirli zaman aralıkları ile kendilerine ayrılan zaman dilimi içerisinde yapmaktadırlar. Bu kabiliyet sayesinde çoklu ağ yapısının eş zamanlı çalışmasına olanak verir ve çakışma olasılığını ortadan kaldırır (Abrams, Rhodes, Smith, & Kinnan, 2000). Zaman paylaşımlı çoklu erişim sayesinde tek bir ağ içerisinde farklı bilgiler aynı anda paylaşılarak gerçek/gerçeğe yakın zamanlı bilgi paylaşımı sağlanmaktadır. Şekil-2: Zaman Paylaşımlı Çoklu Erişim (TDMA) (Gonzales, Hollywood, Kingston, & Signori, 2005) Link-16 daha önceleri kullanılan Link-11’den farklı olarak düğümsüz bir mimariye sahiptir. Düğümlü yapılarda mutlaka belirlenen bir ünite (NCS – Net Control Station / Ağ Kontrol İstasyonu) ağ iletişimini sürdürmek zorundadır. Link-16 mimarisinde bu açık kapatılmaya çalışılmıştır. Link-16 yapısında katılımcı üniteler arasında zaman paylaşımı diğer ünitelerden bağımsız bir şekilde gelişmektedir. Ağ kurulumu gerçekleştikten sonra hangi katılımcı ünitenin ağ iletişimine devam ettiği önemli değildir. Fakat düğümlü yapılara benzeyen 239 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR bir yanı olan referans zaman yayını yapan (NTR– Network Time Reference) ünitesi bulunmaktadır (Abrams, Rhodes, Smith, & Kinnan, 2000). Link-16 ağı oluşturulurken katılımcı ünitelerden bir tanesi ağ senkronizasyonu için tek zaman kaynağı oluşturmak amacıyla ağ referans zaman (NTR) dağıtıcısı olarak belirlenir. Buradaki amaç ağ senkronizasyonunun tek bir kaynak tarafında oluşturulması ve ayrı ağların (Split Net) oluşmasını önlemektir. Ağ referans zaman (NTR) dağıtıcısı ünite referans zamanı ve ağa davet mesajını periyodik aralıklar ile bütün katılımcı ünitelere yayınlar. NTR görevini üstlenen ünitenin, ağ kurulduktan sonra yayını kesmesi halinde kurulan ağ kendini saatlerce (yaklaşık 4 saat boyunca) devam ettirebilir (Abrams, Rhodes, Smith, & Kinnan, 2000). Daha sonra oluşan kopmaların sebebi ünite terminalleri bazında yaşanan zaman kaymalardır. Eğer ağ zamanlaması için küresel konumlama sisteminin yayınladığı evrensel zaman (GPS Time – Global Positioning System Time) kullanılıyor ise ağ referans zaman yayınlayıcı ünite tarafından ağa davet mesajı bütün katılımcı ünitelere referans zaman ile birlikte gönderir. Fakat ağın devamlılığı için gereken referans zamanlama devam eden süreçte, dışsal referans olan GPS zamanı aracılığı ile devamlı olarak güncellenir. Yani NTR olan ünite ağ kurulumundan sonra yayını kesmesi halinde ağ devam ettirilebilecektir. Kripto ve şifreleme Link-16 mimarisinde önemli bir yer tutmakla birlikte yapılan yayınlar şifrelenirken (TSEC – Transmission Security) ayrıca gönderilen mesaj içerikleri de şifrelenmektedir (MSEC – Message Security) (Abrams, Rhodes, Smith, &Kinnan, 2000). Link-16 ağı içerisinde iletişimin sağlanabilmesi için üniteler aynı kripto değişkenlerine sahip olmalıdırlar. Bu sayede yapılan iletişim güvenli hale gelmektedir. Ayrıca kripto değişkeni yapılan yayını şifrelerken aynı zamanda frekans atlama (51 ayrı frekans arasında saniyede 77.000 atlama) protokollerini de kullanmaktadır (Asenstorfer, Cox, &Wilksch, 2003). Frekans atlama sayesinde güvenlik sağlanırken diğer yandan da elektronik karıştırmaya karşı direnç kazanılmış olmaktadır. Link-16 terminalleri UHF bant üzerinde 969 ile 1215 Mhz (Mhz – Megaherzt) arasındaki taşıyıcı frekansları kullanmaktadır. Ayrıca Link-16 terminalleri UHF frekans bandı kullanıldığından dolayı anten görüş mesafesi (LOS – Line of Sight) ile kısıtlanmıştır. MIDS terminallerinin yayın çıkış gücü engelsiz arazide 300NM (NM – Neutucal Mile / Deniz Mili) mesafeye kadar iletişime imkan vermektedir. Bu mesafe bazı terminallere tanımlanan role kabiliyeti ile arttırılabilmektedir (Abrams, Rhodes, Smith, &Kinnan, 2000). Bunlara ek olarak, Link-16 mesajları görüş alanı ötesine ticari ve devlet uyduları ile yapılan protokollerle iletilebilir (Jones, 2009). Uydu tabanlı Taktik Data Link (STDL – Satellite Tactical Data Link) hem İngiliz Kraliyet Donanması hem de Amerikan Deniz Kuvvetleri için araştırma konusu olmuştur (The Joint Doctrine & Concepts Centre Ministry of Defence, 2001). 1991 yılında fizibilite çalışmalarına başlanmış olan uydu iletişimi tabanlı Taktik Data Link sistemleri günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır (Özkaynak, 2014). Link-16 ağına erişim iki farklı protokol ile gerçekleşebilir. Sabit erişim (Dedicated Access) yönteminde her bir katılımcı ünitenin yayın yapacağı zaman aralıkları belirlenmiştir. Belirlenen bu zaman aralıkları dışında yayın yapamaz ve alıcı konumundadır. Buradaki önemli olan nokta aynı ağ erişim protokolüne sahip birden fazla katılımcı ünite aynı zamanda ağa giriş yapamazlar. Her bir katılımcı için ayrı erişim ağ erişim protokolü gereklidir. Diğer erişim yöntemi olan rastgele erişim (Contention Access) yönteminde bu kısıt bulunmamaktadır. Katılımcı terminaller ağda oluşan uygun boşluklarda yayın yapma hakkına sahiptirler (Abrams, Rhodes, Smith, &Kinnan, 2000). Link-16 ağ yapısı çoklu ağ (Multi Net) yapısı olabileceği gibi yığın ağ (Stack Net) yapısı şeklinde de oluşturulabilir. Her iki ağ yapısı da birbirine benzese de arada farklılıklar bulunur. Link-16 ağına bilgi akışı sağlayan “Ağ Katılımcı Grupları” (NPG – Network Participation Group) bulunmaktadır. Bu katılımcı gruplardan (NPGs) dolayı ağa katılan terminaller ağda bulunan bütün bilgileri almak yerine kendi katılımcı gruplarını (NPGs) ilgilendiren bilgileri almaktadır. Ağa katılım için hazırlanan ağ katılım protokolünde (NDL – Network Desing Load) katılımcı grupları ve erişim yöntemleri belirlenmektedir (Abrams, Rhodes, Smith, &Kinnan, 2000). Çoklu ağ yapısında Link-16 ağı içerisinde farklı alt ağlar oluşturularak aynı coğrafi alanda bulunan kullanıcıların bu ağlardan faydalanabilmeleri sağlanmaktadır. Bu sayede birden fazla katılımcı farklı 240 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR bilgiler göndermek için aynı zaman dilimini kullanabilmektedirler. Yığın ağlar ise çoklu ağların özelleşmiş versiyonu olarak düşünülebilir. Yığın ağlar, katılımcı gruplarına (NPGs) sabit zaman dilimi atamaları yapmak yerine, gerektiği zaman gereken ağda zaman dilimi ayırarak daha verimli bir zaman kullanımını öngörür. Link-16 terminallerinin katılımcılara sağladığı veriler konusu kullanmış olduğu mesaj standartları ile belirlenmiştir. Kullanmış olduğu mesaj standartları “J serisi” mesajlar olarak literatüre geçmiş ve NATO tarafından STANAG 5516 ile sabitlenmiştir. J serisi mesajlar hem komuta kontrol unsurlarını hem de icracı harekât unsurlarının hepsini kapsamaktadır. J serisi mesajlar genel anlamda 13 ana grupta toplanabilir. Bunlar; ağ yönetimi (Network Managment), hassas tanıtma ve mevki bildirimi (PPLI – Precise Participant Location Identification), gözetleme (Surveillance), denizaltı karşı harekât (Antisubmarine Warfare), istihbarat (Intelligence), bilgi yönetimi (Information Management), silah koordinasyonu ve yönetimi (Weapons Coordinationand Management), kontrol (Control), Platform ve sistem durumu (Platform and System Status), elektronik harp (Electronic Warfare), tehdit uyarı (Threat Warning), ulusal kullanım (National Use) ve diğer (Miscellaneous) şeklindedir. Grupların altında bulunan mesajlar ise Şekil-3 bulunan mesaj kataloğunda gösterilmiştir. 241 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Şekil-3: J Serisi Mesaj Kataloğu (Abrams, Rhodes, Smith, & Kinnan, 2000) 242 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 4. TAKTİK DATA LİNK KULLANIMININ AVANTAJLARI Peki, bu mesaj setleri ile gelen bilgiler durumsal farkındalığı nasıl artmaktadır? Şekil-4'te gösterilen resim harekât ortamını simgeleyen temsili bir durumu aktarmaktadır. Uçak içerisindeki pilot dost ve düşman unsurların uzaysal konumunu ekran üzerinde görsel olarak daha iyi algılayabilmektedir. Şekil-4: Link-16 Gösterimi (www.13uncufilo.com) Literatürde Taktik Data Link kullanımının avantajlarını gösteren ve hava-hava görevlerine yönelik iki kayda değer çalışma bulunmaktadır (Garstka, 2003). Bu çalışmalarda Ağ Merkezli Harekât, hava-hava görevlerinde kullanılarak arttırılan durumun muhakemesi paylaşımı ve durumsal farkındalık oluşturma, hayatta kalma ve düşmanı bertaraf etme oranlarını dramatik bir şekilde arttırmıştır (Garstka, 2003). İlk çalışma 1990’ların ortasında gerçekleşen ve İngiltere ABD arasında yapılan tatbikattır. Nellis hava meydanı sahasında gerçekleşen “Red Flag” tatbikatına Kraliyet Hava Kuvvetleri’nde 29’ncu Filo, Tornado uçakları ile katılmıştır. Taktik Data Link ile donatılmış Tornado uçakları, ABD’nin sadece telsiz iletişimi ile donatılmış F-15C uçaklarına karşı hava-hava angajmanlarında üstünlük sağlamıştır. Tarihsel sürece bakacak olursak, tecrübeli Kraliyet Hava Kuvvetleri pilotları tarafından yönetilen angajmanlarda en iyi sonuç, Amerikan pilotlarına karşı ölüm oranının bire bir olmasıydı. Ancak 29’ncu Filo pilotları Link-16 ile tanıştıktan sonra yeni taktikler geliştirmişler ve sadece sesli iletişime sahip F-15C uçakları üzerinde üstünlük sağlamışlardır. Bu üstünlük en iyi sonuç olabilecek beraberlikten yani 1-1 oranından, 4-1 oranına yükselmiştir (Garstka, 2003). Bu çalışmada Taktik Data Link kullanımı ile aratan görev etkinliğinin arttırıldı hatta dört katına çıkartılabildiği görülmektedir. 243 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Diğer bir çalışma ise Amerikan Hava Kuvvetleri içerisinde yapılan bir çalışmadır. 1990’lı yılların ortasında Link-16’nın avantajlarını test etmek için özel bir tatbikat düzenlenmiştir. Tatbikatta sadece ses iletişimine sahip F-15C uçakları ile Link-16 kabiliyetine sahip F-15C uçakları kullanılmıştır. Tatbikat boyunca gece ve gündüz şartlarında 12000’den fazla sorti ve 19000 saat uçuş gerçekleştirilmiştir. Dost roldeki Mavi uçaklar Link-16 kabiliyeti ve AWACS kontrolünde iken düşman rolündeki Kırmızı uçaklar sadece sesli iletişime sahiptirler. Hava-hava angajmanları iki Mavi F-15C uçağına karşı iki Kırmızı F-15C uçağı olacak şekilde başlamış ve bu oran sekiz Mavi F-15C uçağına karşı on altı Kırmızı F-15C uçağına kadar çıkartılmıştır. Bu çalışmada Link-16 kullanan Mavi uçakların durum farkındalığı ölçülerek kayıtlar tutulmuş ve sonuçta büyük bir artış ile karşılaşılmıştır. Ayrıca Kırmızı uçaklarına karşı Mavi uçakların vuruş oranları gece ve gündüz şartlarında yaklaşık 2,6 katına çıkmıştır (Gonzales, Hollywood, Kingston, &Signori, 2005). Şekil -5: Test Senaryosu (Gonzales, Hollywood, Kingston, &Signori, 2005) Her iki çalışmanın sonucunda ortaya çıkan büyük fark Taktik Data Link kullanımı ile aratan durumsal farkındalık ve görev etkinliğinden kaynaklanmaktadır. Taktik Data Link kullanımı ile artan durumsal farkındalık ve görev etkinliği Şekil-5’te gösterilen örnek senaryo özelinde incelenecek olursa; Mavi uçakların burun kısmından çıkan açık mavi alan uçakların radarlarına ait görüş alanlarıdır. Aynı şekilde AWACS uçağının burun kısmından çıkan ve gri olan alan ise bu uçağın radarı ile izleyebildiği alanı temsil etmektedir. Senaryoda Mavi 11 ve 12 kendi radarları ile Kırmızı 1 ve 2’yi takip edebilirken Kırmızı 3 ve 4’ü takip edememektedirler. Mavi 13 ve 14 ise hiçbir Kırmızı uçağı takip edememektedir. AWACS ise Kırmızı ve Mavi bütün uçakları takip edebilmektedir. Bu noktada Link-16 kabiliyetine sahip Mavi uçaklar AWACS tarafından takip edilen uçak bilgilerini Link-16 üzerinden alarak, kendi radarları tarafında takip edilemeyen uçaklar hakkında durum farkındalığı geliştirmektedirler. Mavi uçaklar sadece ses iletişimi kullansalardı, AWACS tarafından Kırmızı uçakların pozisyonları sesli olarak Mavi pilotlara aktarılacaktı. Burada Mavi pilotlar sesli olarak aldıkları bilgileri zihinlerinde üç boyutlu ortamda konuşlandırmaya çalışarak kendi ve düşman pozisyonlarını anlamaya çalışacaktı. Bu uğraş pilotu silah kullanmaya odaklanmasına engel olabilirken, bazı zamanlar da ise yanlış durum muhakemelerine ve dost ateşine maruz kalmalara sebep olabilmektedir. Verilen örnek senaryo uygulamasında Link-16 kullanılarak pilot iş yükü azaltılarak durum farkındalığı arttırılmış ve görev etkinliği azami seviyeye çıkartılmıştır. 244 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR 5. SONUÇ Sonuç olarak Taktik Data Link sistemleri tarihsel süreç içerisinde teknolojinin gelişimine paralel olarak gelişmiş ve harekât alanındaki icracı unsurlardan, komuta kontrol birimlerine kadar geniş bir yelpazede bilgi ve durum farkındalığı paylaşımına olanak sağlamıştır. Günümüz harekât alanları dinamikleşmekte ve harekât temposu gittikçe artmaktadır. Bu ise karar verici konumda bulunan komuta kontrol birimlerinin hızlı karar vermesini gerektirirken, bu karaların icracı unsurlara hızla iletilmesi gerekmektedir. İletilen emirlerin icracı unsurlar tarafından doğru anlaşılması kritik öneme sahiptir. Link-16 sayesinde icracı unsurlar harekât alanında bulunan dost ve düşman kuvvetler hakkında gerçek/gerçeğe yakın bilgi sahibi olarak durum farkındalıklarını ve görev etkinliğini arttırmaktadırlar. Ayrıca dost ateşine maruz olma olasılığı da minimize edilmektedir. Geleceğin harekât ortamı tahayyül edildiğinde, yoğun ve karmaşık bir yapıda olacağı değerlendirilmelidir. Yüksek yoğunluklu ve dinamik bir harekât ortamının vazgeçilmesi her zaman olduğu gibi komuta kontrol üstünlüğü olacaktır. Ağ Merkezli Harekâtın, İGK (İstihbarat-Keşif-Gözetleme) vasıtalarıyla elde edilen bilgi üstünlüğünü önce karar üstünlüğüne, sonrasında da icra üstünlüğüne dönüştürebilmesi harekât alanında başarının temelini oluşturacaktır. Ağ Merkezli Harekât ile sağlanacak bilgi ve komuta kontrol desteği geleceğin harekât ortamının vazgeçilmez bir unsuru olarak karşımıza çıkacaktır. KAYNAKÇA Abrams, G. N., Rhodes, L. E., Smith, R. J., &Kinnan, M. A. (2000). TADIL J - Introduction to Tactical Digital Information LINK J and Quick Reference Guide. AIR LAND SEA APPLICATION CENTER. Albert, D. S., Garstka, J. J., &Stein, F. P. (2000). Network Centric Warfare (Vol. 2). Asenstorfer, J., Cox, T., &Wilksch, D. (2003). Tactical Data Link Systems and the Australian Defence Force (ADF) - Technology Developments and Interoperability Issues. Edinburgh, Australia: DSTO Information Sciences Laboratory. Department Of Defence. (2005). The Implementation of Network-Centric Warfare. (V. K. Cebrowski, Ed.) Washington: Freedom of Information and Security. Garstka, J. J. (2003, Mayıs). Data Links Are The New Weapon Of The Information Age. Netwrok-Centric Warfare Offers Warfighting Advantage . Gonzales, D., Hollywood, J., Kingston, G., &Signori, D. (2005). Network-Centric Operations Case Study Air-toAir Combat With and Without Link 16. RAND. Gonzales, D., Norton, D., &Hura, M. (2000). Multifunctional Information Distribution System (MIDS) Program Case Study. Santa Monica: RAND. Hura, M., McLeod, G., Schneider, J., Gonzales, D., Norton, D. M., Jacobs, J., et al. (2000). TACTICAL DATA LINKS. In M. Hura, G. McLeod, J. Schneider, D. Gonzales, D. M. Norton, J. Jacobs, et al., Interoperability: A Continuing Challenge in Coalition Air Operations (pp. 107-121). RAND Corporation. İçli, Y. E., & Çopur, Ö. E. (2008). Pazarlama İletişiminde Renklerin Önemi. Trakya Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi , Cilt 10 Sayı 1, 22-33. İnal, E. (2012, Aralık 14). Mecmûa-yı http://ercaninal.blogspot.com.tr/2012/12/savas-harb.html Tevârih-i Osmânî. Retrieved from Johnson, M. (n.d.). MIDS/Link 16 Overview. (3SDL, Producer) Retrieved from www.3sdl.com. Jones, M. J. (2009). TACTICAL DATA LINK PLANNING AND OPERATIONS. DEPARTMENT OF THE AIR FORCE. 245 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Kaufman, P. (2002, July). Network-Centric Warfare – The Key to the Revolution in Military Affairs. Keegan, J. (1993). A History of Warfare. Random House. Özkaynak, S. (2014). Taktik Data Link Sistemleri Aracılığı İle Aynı Dili Konuşabilme, Müştereklik, Birlikte Çalışabilirlik. V. ULUSAL HAVACILIK VE UZAY KONFERANSI. Kayseri: Erciyes Üniversitesi. Seker, P. (2003, Haziran 10). Bilgi Çağının Değerlendirilmesi. The Joint Doctrine & Concepts Centre - Ministry of Defence. (2001). Real-Time Exchange Of Tactical Data Joint Doctrine Pamphlet 2/01. United Kingdom: The Joint Doctrine & Concepts Centre. Türk Dil Kurumu. (n.d.). Retrieved from www.tdk.gov.tr wikipedia. (n.d.). Retrieved from http://tr.wikipedia.org/wiki/Bilişim_Çağı Willig, F. (2009). The Tactical Data Links Provider Focus on Link 22. (p. 21).Roma: Rockwell Collins 246 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR Yakın Uzay Kullanımının Harekâta Etkileri Effects of Near Space Employment on Operations Abdullah Kural1 ABSTRACT: Near space is defined as the atmospheric region between 20 km and the lower boundary of space which is 100 km. The lower boundary of this region is constrained with the internationally accepted upper limit of controlled airspace which is 65,000 feet. In this region air is too thin to support flying of an aircraft and gravity is too strong to sustain satellites in orbit. The near space region is neglected till last years regardless of the fact that its great deal of its benefits. With the abilities given by using near space vehicles, a gap between satellites and airplanes is planning to be filled for both communication and ISR (Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance) capabilities. Near space vehicles, which are not constrained such as fuel consumption or orbital mechanics, offer some advantages compared to Low Earth Orbit satellites and aircrafts. Near space vehicles which are cost-effective in comparison with satellites may cause serious changes in space applications. Besides, air forces can significantly increase the performance of their communication and surveillance capabilities with the use of air space vehicles during the operations. Among the available near space activities, airship activities are close to the forefront. These crafts operate with lighter than air gases. They provide buoyancy by these gases. These aircrafts are routed through propulsion systems and wind. They are not exposed to orbital mechanics. By evaluating the effects of use of near space region on operation, continuity, positive effects of the ISR (Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance) capability, communication capabilities and enlarging coverage features come to the forefront. It provides ease of access with a decrease in communication distance. Near space aircrafts make it possible to obtain high-resolution imaging values which are very close to values of airplane imaging values. Being under the ionosphere layer, durability, low cost, flexibility features remaining constant over the station are some of the unique benefits of the near space platforms. At the same time the detection is very difficult with low radar cross section of the existing air defense umbrella that flies above. And also, flying with low speeds also makes the near space-crafts hard to detect. Besides, acquisition of near space capabilities is a requirement for the provision of awareness during the war. In addition to advanced communication systems, near space-crafts are able to make an important contribution to a force during air and ground elements. The goal of this paper is to evaluate the potential effects of near space vehicles on future operations. In this paper there is a literature review for a basic understanding for the technology of its vehicles, the environment of and the potential benefits of near space region. Key Words: Near space, lighter than air (LTA), balloons, airships. 1 Hava Harp Akademisi, abdullahkural84@gmail.com 247 UHAT-2015 / III. Ulusal Havacılık Teknolojisi ve Uygulamaları Kongresi 23-24 Ekim 2015 Konak – İZMİR ÖZET: Yakın uzay, 20 km ile uzayın alt sınırı olan 100 km mesafeleri arasındaki bölge olarak tanımlanmaktadır. Alt sınırı uluslararası kontrollü hava sahası olan 60,000 feet ile sınırlanmıştır. Bu sahada atmosfer yoğunluğu uçakların uçamayacağı kadar ince ve yerçekimi uyduların yörüngede kalamayacağı kadar kuvvetlidir. Yakın uzay bölgesi birçok faydasına rağmen son birkaç yıla kadar ihmal edilmiştir. Yakın uzay araçlarının sağlayacağı yetenekler sayesinde, iletişim, istihbarat, keşif ve gözetleme yetenekleri açısından uydular ile uçaklar arasındaki boşluğun doldurulacağı düşünülmektedir. Yakın uzay araçlarının, yörünge mekaniği ya da yakıt tüketimi gibi kısıtlamaları olmadığı için, alçak dünya yörünge (LEO) uyduları ve uçaklara göre bazı avantajlar sunmaktadır. Hava gemileri daha kısa iletim mesafeleri, harekât alanını daha kısa mesafelerde gözetleme ve yer hedeflerini takip gibi avantajları ile uyduları yedekleyebilir, uydu işlevini yerine getirebilir. Uydulardan maliyet olarak çok daha uygun olan yakın uzay hava araçları, uzay uygulamalarında ciddi değişikliklere sebep olabilir. Bununla birlikte harp esnasında yakın uzay araçlarının kullanımı ile iletişim ve gözetleme kabiliyetleri kuvvet performanslarını önemli ölçüde arttırabilir. Mevcut yakın uzay faaliyetleri incelendiğinde hava gemilerinin ön plana çıktığı görülmektedir. Bu araçlar havadan daha hafif gazlar ile çalışırlar ve kaldırma kuvvetini bu gazlar vasıtasıyla sağlarlar. İtki sistemleri ve rüzgârdan faydalanarak yönlendirilirler. Yörünge mekaniği kısıtlamalarına maruz kalmazlar. Yakın uzay kullanımının harekâta etkileri değerlendirildiğinde yakın uzay araçlarının süreklilik, istihbarat, keşif ve gözetleme kabiliyetlerine olan pozitif etkisi, iletişim kabiliyetini iyileştirmesi ve kapsama alanının genişliği özellikleri ön plana çıkmaktadır. İletişim mesafelerindeki azalma ile erişim kolaylığı sağlamaktadır. Yakın uzay araçları yüksek çözünürlüklü görüntüleme ile bir uçağa çok yakın değerlerde görüntü elde edilmesini mümkün kılmaktadır. İyonosferin altında oluşu, süreklilik, düşük maliyet, esneklik, istasyon üzerinde sabit kalma gibi faydaları yakın uzay platformlarının eşsiz faydalarından bazılarıdır. Aynı zamanda düşük radar kesit alanı ile tespit edilmesi oldukça zordur ki mevcut hava savunma şemsiyesinin üzerinde uçmaktadır. Çok düşük süratlerde uçması tespit edilmesini zorlaştıran bir diğer etkendir. Bununla birlikte yakın uzay yeteneklerinin kazanılması harp esnasında farkındalığın sağlanması için bir gerekliliktir. Gelişmiş haberleşme sistemlerinin yanında uydular, uçaklar ve yer unsurları arasında röle yapabilme imkânı harp esnasında bir kuvvete önemli katkılar sağlayabilir. Bu makalenin amacı, yakın uzay kullanımının geleceğin harekât ortamına etkilerinin değerlendirilmesidir. Bu makalede yakın uzay araçlarının teknolojisi, yakın uzay çevresi ve potansiyel faydalarının temel düzeyde anlaşılması için literatür taraması yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Yakın uzay, havadan daha hafif hava araçları, balonlar, hava gemileri 248 1. GİRİŞ: Yakın uzay, 20 km (65,000 feet) ile 100 km arasındaki atmosferik bölge olarak tanımlanmaktadır (Wang, 2011). Yakın uzayın alt sınırı olan 65,000 feet, Uluslararası Sivil Havacılık Organizasyonu’nun (International Civil Aviation Organization-ICAO) ticari hava sahası sınırı olan 60,000 feet üzerinde olması için belirlenmiştir. Üst tavanı olan 100 km (325,000 feet) ise uzayın alt sınırı olan ve “Karman Hattı” (Karman Line) olarak adlandırılan hattır (Cottingham, 2010)(Tomme B. E., 2005). Dr. S. Sanz Fernández de Córdoba tarafından bu hat, dünyanın atmosferi ile uzay arasındaki sınır olarak tanımlanmıştır. Uluslararası standart belirleme ve kayıt etme görevini yürüten Uluslararası Havacılık Federasyonu (Fédération Aéronautique InternationaleFAI) tarafından bu tanım kabul edilmiştir (Córdoba). Yakın uzay tanımında üst irtifası uzayın alt sınırına ulaşmasına rağmen tüm irtifalarında görevlerin yapılabileceği söylenemez. Ancak uzun vadede 36,6 km (120,000 feet) altında rahatlıkla varlık gösterilebileceği düşünülmektedir (Tomme B. E., 2005). Uzay faaliyetlerinin tarihsel açıdan analizleri uzay faaliyetlerine yaklaşımının ilk olarak platform odaklı olduğunu göstermektedir. Uzay faaliyetlerinin başlangıcından itibaren platformların uzaya daha kısa sürede ve daha düşük maliyetli bir şekilde fırlatmanın yolları araştırılmıştır. Ancak daha sonra bugüne kadar göz ardı edilmiş olan “Yakın Uzay” fikri benimsenmiştir. Bu istismarın sebebi olan platform odaklı yaklaşımdan artık etki odaklı bir yaklaşıma geçilmektedir (Stephens, 2005). Yakın uzay araçları yörünge mekaniği ya da yakıt tüketimi ile kısıtlanmadığı için, alçak dünya yörünge (LEO) uyduları ve uçaklara göre bazı avantajlar sunmaktadır. Bu avantajlar yakın uzay kullanımını cazip kılmaktadır (Wang, 2011). Harekâta yeni bir boyut kazandıracak ve mevcut tehdit algısını değiştirecek nitelikteki yakın uzay bölgesinin kullanımı hakkında henüz ülkemizde yeterli durumsal farkındalık bulunmamaktadır. Aynı zamanda akademik çalışmalar da yeterli düzeyde değildir. Bununla birlikte oldukça pahalı teknolojiler gerektiren uzay araçlarına nispeten daha maliyet etkin olan yakın uzay araçlarının ülkemize sivil ve askeri alanlarda önemli getirileri olabilir. Bu sebeple araştırma gereksinimi duyduğum yakın uzay kullanımının harekâta etkileri konusu hakkında; bildirinin ilerleyen bölümlerinde yakın uzayın tanımı, çevresi ve potansiyel faydaları irdelenmiştir. 2. LİTERATÜR TARAMASI: 2.1. Yakın Uzay Tanımı: Hava kuvvetlerinin ilgi alanı, genel olarak yeryüzünden yer eşzamanlı uzay araçlarının yörüngede döndüğü 22,000 NM mesafeye kadar olan sahadır (Stephens, 2005). Yakın uzay ise uçakların istikrarlı bir uçuşta yeterli kaldırma kuvvetini oluşturabileceği irtifa ile uyduların yörüngelerinde kalabilmeleri için yerçekiminin çok kuvvetli olduğu irtifalar arasında kalan uçuşların çok az yapıldığı bir bölgedir (Wang, Near-Space Remote Sensing Potential and Challanges, 2011). Bunun yanında bu bölge, uyduların yörüngelerinde kalabilmeleri için atmosferin oldukça yoğun olduğu bir yapıya sahiptir. Bu irtifalar 20 km (12 NM) ile uyduların yörüngede kalamadığı, uzayın alt sınırı olarak bilinen (Stephens, 2005) ve “Karman Line” olarak adlandırılan 100 km (62 NM) mesafeleridir (Young, Stephanie, & Pancotti, 2009). Yakın uzay kullanımını hukuk açısından değerlendirecek olursak; Dış Uzay Antlaşmasına göre (Outer Space Treaty); "Ay ve diğer gök cisimleri dâhil uzay, hiçbir fark gözetilmeksizin, eşitlik esasına bağlı olarak, uluslararası kanunlar dâhilinde tüm ülkelerin keşif ve kullanımına açık olup bahsi geçen bölgelere erişim serbesttir." ifadesi yer almaktadır (Treaty on Principles Governing the Activities of States in the Exploration and Use of Outer Space, 1967). Ancak yakın uzay alanının kullanımı, egemenlik hakkı, faydalanma usulleri vb. ile ilgili ülkeler arasında bir antlaşma bulunmamaktadır. 253 2.2. Yakın Uzay Çevresi: Yakın uzay sistemlerinin potansiyelinin kazanıma dönüştürülebilmesi, yakın uzay bölgesinin eşsiz özelliklerinden dolayı oldukça zordur. Bu alanın fiziksel özellikleri uzaya ve atmosfere nazaran önemli ölçüde değişiklik gösterir (Young, Stephanie, & Pancotti, 2009). 2.2.1. İyonosfer: İyonosfer, atmosferin elektromanyetik dalgaları yansıtacak miktarda iyonların ve serbest elektronların bulunduğu 90 km ile 1000 km arasında kalan kısmıdır (Wikipedia, Ionosphere). Yakın uzay çevresinin en önemli avantajlarından biri yakın uzay araçlarının iyonosferin altında çalışacak olmasıdır (Jenn). Bu katmanda gazlar iyon halinde bulunur. Bu yüzden radyo dalgaları çok iyi iletilir (Jenn). Sıcaklık yüksektir, ancak gazlar çok seyrek olduğu için sıradan bir termometreyle ölçülen sıcaklık düşüktür (Wang, Near-Space Remote Sensing Potential and Challanges, 2011). Bunun yanında yakın uzay, iletişim ve seyrüsefer performansını düşüren iyonosferin altındadır. Bu yüzden, iyonosforden kaynaklanan zararlardan uzaktır. Bu aynı zamanda yakın uzaya son yıllarda duyulan ilginin ve bazı yakın uzay araçları üzerinde çalışılması, üretilmesi ve istihdam edilmesinin sebebidir (Wang, 2011). 2.2.2. Atmosferik Basınç: Yakın uzay atmosfer ve uzayda farklı özellikler taşımaktadır (Knoedler, 2005). Yakın uzay irtifalarında atmosferik basınç önemli ölçüde düşüktür (Young, Stephanie, & Pancotti, 2009). Kimyasal açıdan ise diğer bölgelerle benzerlik göstermektedir. Örneğin; 65,000 feet irtifadaki atmosfer yoğunluğu deniz seviyesinin %7,2’sine tekabül etmektedir(Knoedler, 2005). Bu durum bir yakın uzay hava aracının aynı ağırlığı taşıyabilmesi için kanat bölgesinin normalden çok daha büyük olmasını ya da çok daha hızlı uçmasını gerektirir (Young, Stephanie, & Pancotti, 2009). 2.2.3. Sıcaklık: Sıcaklık yaklaşık -83ºC ile -3ºC arasında değişmektedir. Hava araçlarının parçaları ile birlikte itki sistemleri de bu ortamda kullanılabilecek şekilde tasarlanmalı ya da çalışabileceği atmosfer tabakalarında kullanılmalıdır. Bunun yanında yakın uzay araçlarında bir haftadan uzun süre bu yakın uzay bölgesinde kalacaklarsa itki sistemleri için uygun yakıt kullanılmalıdır (Young, Stephanie, & Pancotti, 2009). 2.2.4. Ozon: Yakın uzayın alt tabakalarında (20vkm) ozon değeri yakın uzayın diğer irtifalarına nispeten maksimum seviyededir (Young, Stephanie, & Pancotti, 2009). 65.000 feet civarındaki bölgede ozon seviyesinde düşüş olmaktadır. Plastik materyaller için aşındırıcı nitelikte bir materyal olan ozon, her ne kadar uçaklar için olmasa da bir aydan fazla bir süre için ozona maruz kalan hava gemileri ve balonlar için tehdit olabilmektedir (Knoedler, 2005). 2.2.5. Hava Hadiseleri ve Rüzgâr: Yakın uzayda bulut, fırtına ya da yağış yoktur. Hava yoğunluğu çok düşük olmasına rağmen rüzgâr önemli bir çevresel faktördür. Yakın uzayda rüzgâr; irtifa, zaman ve konuma göre değişiklik gösterir. Yakın uzayın üst irtifalarında kayda değer bir rüzgâr bulunmamaktadır. Ancak her ne kadar rüzgârın önemli bir etkisi olmayacağı düşünülse de beklenmeyen rüzgâr hızlarının yakın uzay hava araçlarının tasarımında manevra gereksinimleri için göz ardı edilmemesi gerekir (Wang, 2011). Yakın uzay bölgesinde ortalama 10 - 20 knot civarında rüzgâr şiddeti görülmektedir. Bu rüzgâr şiddeti hava gemilerin bir noktada sabit kalmak için yakıt gereksinimlerinde göz önünde bulundurulmalıdır (Knoedler, 2005). Rüzgâr şiddeti yakın uzay hava araçları için önemli bir tasarım faktörüdür. 254 Genellikle yakın uzay irtifalarının alt tabakası olan 20 km mesafelerde hava araçlarının kullanımı fikrinin savunulması, bu irtifadaki rüzgâr hızının minimum değerde olmasının etkisi büyüktür. 65,000 feet ve üzeri irtifalar tehlikelerden oldukça uzak ve güneş enerjisinin olduğu bir yörüngede kalmayı mümkün kılan irtifalardır. Rüzgâr ve türbülansın asgari değerde olduğu bir alan vardır. Bu atmosferde jet akımlarının (jet stream) üzerinde ve stratosfer tabakasının altında olan bir alandır. Aşağıda Bağdat yakınlarındaki bir bölgenin üzerinde bir rüzgâr hız profilini gösteren bir şekil bulunmaktadır (Young, Stephanie, & Pancotti, 2009). Şekil-1: Yakın Uzay - Rüzgâr İlişkisi Kaynak: (Young, Stephanie, & Pancotti, 2009). 2.3. Kısıtlamalar ve Dayanıklılık/Hassaslık: Yüksek irtifa balonları uçakların uçamayacağı irtifaların üzerinde çalışabilmektedirler. Diğer taraftan, yakın uzay sistemlerinin kendine münhasır bazı teknolojik ve çalışma zorlukları bulunmaktadır. Daha da kötüsü, bu zorlukların birçoğu bilinmeyenler kategorisindedir (Young, Stephanie, & Pancotti, 2009). Bazı kısıtlamalar; 2.3.1. İtki Sistemleri: Tasarlanmış olan yakın uzay araçlarında itki kuvvetinin sağlanabilmesi için pervane kullanımı önerilmektedir. Yakın uzay araçlarının itki sistemleri temel olarak uzayda faaliyetlerini sürdüren uzay araçlarının itki sistemlerinden düşük ağırlık ve uzun ömürlülük gibi farklı özellikler gerektirmektedir (Young, Stephanie, & Pancotti, 2009) 2.3.2. Geri Kazanım: Guzik Gregory’e göre yakın uzay uçuşlarının en önemli avantajlarından biri de, yakın uzay çevresine maruz kalan faydalı yüklerin geri kazanılıp, tekrar gözden geçirildikten sonra uçuş için tekrar kullanılabilmesidir (Guzik, 2015). Bu sebeple hava araçlarının yapımı aşamasında, geri kazanım gibi önemli bir problemin çözülmesi gerekir. Savaşta balonların düşman bölgesine inmeyeceklerinin hiçbir garantisi yoktur. Geri kazanım iki yolla çözülebilir; Yakın uzay faydalı yüklerinin tek kullanımlık yapılması, Geri dönüş sistemi icat edilmelidir (Stephens, 2005). Şuan GPS kullanılarak bu sistem üzerinde çalışılmaktadır. 255 2.3.3. Hacim: Yakın uzay uçuşlarının fiziksel özellikleri de eşsizdir. Ancak düşünülmesi gereken bir diğer konu yük, hacim ve geri dönüş ilişkisidir. Fiziksel olarak taşıma kapasitesi hava araçlarının büyüklüklerine bağlıdır. Hacminin genişlemesi ile birlikte hava aracının geri dönüş zorlukları ortaya çıkmaktadır (Stephens, 2005). Hava gemileri hacim olarak büyük yapılardadırlar. Örneğin, ISIS (Integrated Sensor is the Structure) hava gemisinin uzunluğu 450 feet, yani 140 m'dir (Groeger, 2011). Bu durum hava gemilerinin büyük yapılarından dolayı rüzgârdan kolayca etkilenmelerine sebep olur. 2.3.4. Hava Araçlarının Boyutları: Yüksek irtifa hava araçlarının önemli potansiyel faydalarının yanında düşünülmesi gereken kritik bir nokta, daha önceden hacim açısından bu büyüklüklülerde hiç denenmeyen insansız bir hava aracını tasarlamaya ve uçurmaya teşebbüs edilmesidir (Jamison, Sommer, & Porche, 2005). 2.3.5. Havada Sabit Kalabilme: Bir diğer uyuşmazlık ise yakın uzayda araçların belirli bir konumda kalma zorluğudur. Bu uyuşmazlık giderilebilirse balon serileri gönderilerek istenen bölgelerde sürekli iletişim veya ISR kaplamalarının sağlanması sorunu çözülebilir (Stephens, 2005). 2.3.6. Hava Araçları - Savunma Sistemleri İlişkisi: Hava gemileri hava savunma sistemlerine karşı savunmasız olacaktır. Hava üstünlüğü düşman bölgesi civarında hava gemileri için bir ön koşul olacaktır. Uzun mesafe yerden havaya füze ünitelerinin imhası hava gemilerinin iletişim ve gözetleme dayanıklılığı için muhtemelen gerekli olacaktır. Ancak, hava gemilerinin hava savunma silahlarının tesirli mesafelerinin üzerine yükselme yeteneği ve yüksek irtifalarda çalışma kabiliyeti bu platformların operasyon bölgesinde hayatta kalmasına müsaade edebilir. Buna rağmen çok küçük radar ve termal bir kesit alanına sahip sabit bir platformun tespiti herhangi bir hava savunma sistemi için bir sorun olacaktır (Jamison, Sommer, & Porche, 2005). 2.3.7. Meteoroloji: Meteoroloji, eğer hava gemileri güvenilir sensörlerle donatılmış değilse önemli bir risk faktörü olabilir (Jamison, Sommer, & Porche, 2005). 2.3.8. Alçalış: Bir hava gemisi kendi hava üssüne alçalırken 5 saatten fazla troposferde olacaktır (Bir hava gemisi ortalama 200 feet/dakika ile alçalabilir). Hava sahasında 65,000 feet irtifadaki hava durumu parametreleri alçalışın başlayabilmesi için müsaade edilen değerlerde olmalıdır. Bu gereksinim, bir hava gemisinin iki ile beş gün için 65,000 feet irtifada beklemesine neden olabilir. Fırlatma işlemleri, tırmanışın 1000 feet/dakika ile gerçekleşmesine rağmen benzer gecikmelere neden olabilir (Jamison, Sommer, & Porche, 2005). 2.3.9. Konuşlandırma Zamanı: Kriz durumlarında yüksek irtifa hava araçlarının en kısa zamanda kullanılması istenebilir, ancak bu durumda konuşlandırma zamanı düşünülmelidir. Bir yüksek irtifa hava aracının fırlatıldıktan sonra istenilen bölgeye ulaşması günler sürebilir. Örneğin; Nevada bölgesinden (Las Vegas) fırlatılmış bir 30 knot hızındaki bir hava gemisi rüzgârsız bir ortamda, Bakü (Azerbaycan) yakınlarındaki bir yer eşzamanlı istasyona yaz aylarında ulaşması 8,5 gün, kış aylarında 45° kuzey enlemini kullanarak 10gün sürmektedir (Jamison, Sommer, & Porche, 2005). 256 2.3.10. Diğer: Bunun yanında yakın uzay araçları ultra-viyole radyasyon, şiddetli hava şartları ve diğer çevresel şartlar gibi olumsuz koşullara karşı dayanıklı olmalıdır (Stephens, 2005). 2.4.Yakın Uzay Potansiyeli: Son yirmi yıldır yakın uzayda istenen coğrafi bir pozisyonda kalabilen ya da manevra kabiliyeti olan yüksek irtifa havadan daha hafif bir hava gemisi inşası konusunda ciddi bir ilgi vardır. Böyle bir araç gözetleme kabiliyetlerini geliştirmesinin yanında çok uzak mesafelere uzanan iletişim ve bilgi servisi sağlama imkânı tanıyabilir (Miller, Fesen, Hillenbrand, & Rhodes, 2014). Bununla birlikte harp esnasında hava gemilerinin kullanımı ile iletişim ve gözetleme kabiliyetleri kuvvet performansını önemli ölçüde arttırabilir. Hava gemileri daha kısa iletim mesafeleri, savaş alanını daha kısa mesafelerde gözetleme ve yer hedeflerini takip gibi avantajları ile uyduları yedekleyebilir, uydu işlevini yerine getirebilir (Jamison, Sommer, & Porche, 2005). Yakın uzayın alt irtifalarında (65,000 feet civarında) nispeten hafif rüzgârlarda çalışan ve gelişiminin son safhasında olan hava gemileri günümüzde bilim adamlarına dünya ve atmosfer hakkında eşsiz bilgi toplama imkânı sunmaktadır (Miller, Fesen, Hillenbrand, & Rhodes, 2014). Uydulardan maliyet olarak çok daha uygun olan yakın uzay hava araçları, uzay uygulamalarında ciddi değişikliklere sebep olabilir. Uyduların uzaya giriş ihtimali her ne kadar daha kesin olsa da daha pahalı sistemlerdir ve esnekliği azdır. Uçaklar 12 NM üstünde uçmazlar ve uydular 62 NM altında yörüngede kalmazlar. Günümüzde havacılık sektörlerinde bu iki mesafe arasındaki “Yakın Uzay” denen bölgeyi aylarca havada kalabilen dayanıklı havadan daha hafif insansız hava araçları ile kullanmak istenmektedir (Stephens, 2005). 2.4.1.Sabit Pozisyonda Veri Aktarımı: Sabit bir pozisyonda sürekli gözetleme yapma, yakın uzay hava araçlarının karşılayabileceği önemli bir ihtiyaçtır. Zamanla, IR (Infrared), Elektro-optik (Electro Optic-EO), Hiper Sektral Görüntüleme (Hiper Secrtal Imagery-HSI) gibi farklı sensörlerle donatılmış yakın uzay araçları bir arazi hakkında bilgi toplanmasını, bilgilerin karşılaştırılmasını ve analizini sürekli mümkün kılar. Karşılaştırmalar bazı değişiklikleri belirginleştirir. Örneğin, bir karayolu boyunca yerleştirilmiş patlayıcıları ve çoklu sensörlerden sağlanan füzyon verileri ile doğal örtüler altındaki hedefleri gösterme gibi (Jamison, Sommer, & Porche, 2005). Irak Harekâtı ISR yeteneklerinin gerekliliğini göstermiştir. ABD Hava Kuvvetleri belirli bir mesafede, bir noktada havada kalabilen bir yakın uzay aracına gereksinim duymuştur. Bu sayede 40 ya da 50 uydunun yapacağı işi yedekleyen daha az maliyetli bir sistem olur ve harekât sahasına gerekli bilgiler daha kısa zamanda aktarılır(Stephens, 2005). Yüksek çözünürlüklü uydular alçak yörüngeye gereksinim duyarlar. Ancak alçak yörüngedeki yüksek çözünürlüklü uydular keşif bölgesinde çok kısa bir zaman için bulunabilirler. Yakın uzay sistemleri aralıksız kaplama alanı ile bu sorunu çözebilirler (Stephens, 2005). 2.4.2.ISR Yetenekleri: Yakın uzay hava araçlarının uydular ve uçaklar arasındaki boşluğu dolduracağı değerlendirilmektedir. Pasif gözetleme, keşif, iletişim ve yüksek çözünürlüklü geniş kaplama alanlı görüntüleme gibi bazı potansiyel uygulamaları vardır (Jamison, Sommer, & Porche, 2005) (Tomme B. E., 2005). Aynı zamanda ISR gibi yetenekleri daha hassas ve daha dayanıklı bir şekilde sunmaktadır (Stephens, 2005). Bu varsayım, bu irtifalar arasını kullanmanın getireceği bazı faydalar vardır. Bunlar kısaca ISR olarak da bilinen; Devamlı istihbarat 257 Gözetleme Keşiftir (Young, Stephanie, & Pancotti, 2009). Günümüz havacılığının harekât ihtiyaçları olan veri ağı röleleri, ISR yetenekleri, yakın uzay sayesinde harekât bölgesine çok daha hızlı sağlanabilir. Aynı zamanda yakın uzay platformlarının uzay tabanlı platformların bazı kabiliyetlerini daha düşük maliyet ve büyük bir esneklikle sağlama potansiyeli vardır (Young, Stephanie, & Pancotti, 2009) (Stephens, 2005). U-2 uçağı birçok iyileştirme ile yıllardır yüksek irtifa keşif sorumluluğundaki boşluğu doldurmaktadır. Ancak, görev süreleri 10 saatten daha uzun olması mümkün değildir. Yakın uzay araçları gözlerini kırpmadan bir bölgede aylarca kalabilir(Stephens, 2005). Lockheed U-2 uçağı, tasarımı Kelly Johnson tarafından yönetilen bir ekip tarafından yapılan tek kişilik, tek motorlu, yüksek irtifa keşif uçağıdır. Uzun ve geniş kanatları ile planör benzeri bir karakteristiği olan U-2, değişik tiplerde kamera ve algılayıcılar taşıyabilmektedir. Yüksek irtifalarda uçan U-2; CIA, ABD Hava Kuvvetleri ve diğer malzeme üreticileri arasındaki bir işbirliği sonucu ortaya çıkmıştır. U-2’nin topladığı bilgiler ABD istihbaratı açısından devrim niteliğinde olmuş ve Sovyet faaliyetlerinin takip edilmesini sağlamıştır (Wikipedia, Lockheed U-2). 2.4.3.İletişim ve İletişim Mesafeleri: Uydu haberleşmesi günümüzde uzak mesafelerde yapılmaktadır. Ancak askeri ya da sivil uydu haberleşmesi ordunun tüm haberleşme ihtiyaçlarını karşılayamayabilir. Daha maliyet etkin olduğu kanıtlanabilirse, yüksek irtifa hava gemileri uydu haberleşme sistemlerine alternatif olabilirler (Jamison, Sommer, & Porche, 2005). ABD Hava Kuvvetleri Uzay Komutası Komutanı General W. Lord, “Air Force Association’s” dergisinin Şubat 2005 sayısına; “Balonlar, hava gemileri ya da buna benzer yakın uzay platformları atmosferin uzak noktalarına kritik sistemleri, maliyet etkin, daha dayanıklı, hassas ve sürekliliği daha fazla bir şekilde taşıyabilmektedir.” demiştir (Stephens, 2005). Bilgi odaklı ve iletişim merkezli yeni bir kuvvet yapısına geçiş artık ordular için kaçınılmazdır. Gelecekte kuvvetler daha dağınık olabilir. Bu durumda en önemli konu, iletişim mesafelerinin genişletilmesi olacaktır. İletilmek istenen mesajlar kara, hava ve uzay arasında çok katmanlı bir iletişim ağı sayesinde iletilecektir (Jamison, Sommer, & Porche, 2005). İletişim mesafeleri de hem bu vasıtalar hem de uydular ile röle görmesi sayesinde uzatılabilir. Bunun yanı sıra yakın uzay araçları görüş mesafesi kabiliyeti sayesinde yakın hava desteği görevlerinde karşılaşılan koordinasyon sıkıntılarını çözebilecektir(Stephens, 2005). Bir ileri hava kontrolörü bir hava taarruzunu yerden yönlendirirken hassas koordinat yayını yapabilmesi için taarruz öncesinde mutlaka pilotla temas kurması gerekmektedir. Ancak pilot, hedef bölgesi yakınlarındayken anten anteni görme prensibi ile çalışan telsizler kullanıldığında pilot ve kontrolörün çalışabilmesi için kısa bir zaman vardır (Stephens, 2005). Ancak balonlar ile yer kontrolörleri taarruzdan çok daha önce pilot ile gerekli konuşmaları yapabilirler. Bu yakın hava desteği (YHD) görevlerinin verimliliğini ciddi şekilde arttıracak, aynı zamanda dinamik görevlendirme ve hedeflemeyi mümkün kılacaktır. Yakın uzay sistemlerinin kullanımı ile anten anteni görme prensibi ile çalışan telsizlerle yapılan çalışmalardaki zorlukların çoğu aşılacaktır (Stephens, 2005). 2.4.4.Uzaktan Algılama: Dünya ve atmosferde, yer merkezli ya da uçak ölçümleri ve kaba çözünürlüklü uydu ölçümleri arasındaki gözleteme boşluğunu dolduran bir hava gemisi devamlı, yüksek çözünürlüklü ölçüm sağlar. Bunun yanında değişen atmosferin, dünyanın ekosisteminin, kıyı süreçlerinin, hava durumunun, üst troposferin ve alt 258 stratosfer süreçlerinin yerinde ve uzaktan algılama görüntülemesinin yapılması hava gemileri kullanılarak mümkün olabilir (Miller, Fesen, Hillenbrand, & Rhodes, 2014). Yakın uzay araçları yakıt tüketimi ve yörüngesel mekaniklerle kısıtlanmadığı için uçaklar ve Alçak Dünya Yörüngesine (LEO) göre bazı avantajlar barındırır. Yakın uzay araçları bazı radar uygulamalarında sürekli izleme gibi bazı potansiyel avantajları barındırır. Yakın uzay araçları mikrodalga uzaktan algılama uygulamaları için uydular ve uçaklar arasındaki boşluğu dolduracağı konusu incelenmektedir. Aynı zamanda pasif gözetleme, keşif ve yüksek çözünürlüklü geniş tarama alanlı görüntüleme gibi potansiyel uygulama alanları da vardır. Kendilerine verilen operasyonel esneklikle, yakın uzay araçlarının radarları uzay radarları ve uçak radarları arasındaki boşluğu tamamlayabilir (Wang, 2011). 2.4.5. Geniş Kapsama Alanı: Kapsama alanı yakın uzay araçlarının bulundukları irtifadan yeryüzüne etkilerinin sağlanabileceği bölgedir. Aşağıdaki şekilde iki temsili irtifadan yakın uzay araçlarının kapsama alanları gösterilmiştir. Bunlardan biri Washington DC, diğer Colorado Springs üzerindedir. Şekil-2: Yakın Uzay Araçları Kapsama Alanı Kaynak: (Tomme B. E., 2005). 3. SONUÇ VE TARTIŞMA: Uluslararası ilişkilerde caydırıcılık unsuru olan uzay/yakın uzay faaliyetleri, günümüzde ülkelerin ekonomik ve askeri imkânları açısından büyük bir önem kazanmıştır. Savaşın dördüncü boyutu olan uzayda faaliyetlerin öneminin gün geçtikçe arttığı aşikârdır. Bir hava kuvveti, hava gücünün değişen ve gelişen şartlarına uyum sağlamalıdır. Bu şartlara uyum sağlamanın farklı yöntemleri mevcuttur. Bunlardan ilki, günümüz havacılığının mevcut teknolojilerini yakalama çabasıdır ki bir çözüm yolu olarak görülse de, bu durum havacılık teknolojilerinde takip eden 259 pozisyonda bulunulmasına sebep olabilir. Bir diğeri ise geleceği öngörme kabiliyeti ve uygulama yeteneği olması ya da ikisinin birlikte uygulanmasıdır. Bu sebeple uzayın maliyetli teknolojisine karşın, yakın uzayın devamlılık, uzay sistemleri ile olan benzer faydaları ve maliyet etkinliği göz önünde bulundurulduğunda hava gücü için yakın uzay araçlarının kazanımı ve kullanımı kaçınılmaz olmaktadır. Yakın uzay denen bölgenin son bir kaç yıla kadar ihmal edildiği göze çarpmaktadır. Ancak bu alandaki çalışmalarda gözle görülen bir artış söz konusudur. Şüphesiz ki bu artışın sebebi kontrollü ticari hava sahası ile uzay arasındaki yakın uzay bölgesinin, havacılığın mevcut kabiliyetlerini iyileştirebilecek ve yeni gereksinimlerini karşılayabilecek potansiyele sahip olmasıdır. Yakın uzay kullanımının harekâta etkileri değerlendirildiğinde yakın uzay araçlarının süreklilik, ISR kabiliyetlerine olan pozitif etkisi, iletişim kabiliyetini iyileştirmesi ve kapsama alanının genişliği özellikleri ön plana çıkmaktadır. İletişim mesafelerindeki azalma ile erişim kolaylığı sağlamaktadır. Yakın uzay araçları yüksek çözünürlüklü görüntüleme ile bir uçağa çok yakın değerlerde görüntü elde edilmesini mümkün kılmaktadır. İyonosferin altında oluşu, süreklilik, düşük maliyet, esneklik, istasyon üzerinde sabit kalma gibi faydaları yakın uzay platformlarının eşsiz faydalarından bazılarıdır. Aynı zamanda düşük radar kesit alanı ile tespit edilmesi oldukça zordur ki mevcut hava savunma şemsiyesinin üzerinde uçmaktadır. Çok düşüt süratlerde uçması, tespit edilmesini zorlaştıran bir diğer etkendir. Bununla birlikte yakın uzay yeteneklerinin kazanılması savaşta farkındalığın sağlanması için bir gerekliliktir. Gelişmiş haberleşme sistemlerinin yanında uydular, uçaklar ve yer unsurları arasında röle yapabilme imkânı harp esnasında bir kuvvete önemli katkılar sağlayabilir. Yakın uzay hava gücü açısından stratejik bir ana faaliyet alanıdır. Mevcut yakın uzay kabiliyetlerinin kuvvet yapısına entegrasyonu, kritik ihtiyaçların karşılanmasını sağlayabilir. Hava sahasının, yakın uzayın ve uzay kabiliyetlerinin birlikte ve koordinasyon halinde kullanımı önem arz etmektedir. Bu ancak hava sahası ile uzay arasındaki göz ardı edilmiş faaliyet alanını etkin bir şekilde kullanarak sağlanabilir. Sonuç olarak yakın uzay hava araçları geniş kapsama alanlarında yüksek çözünürlüklü görüntüler ve izleme kabiliyeti ile anlık istihbarat ihtiyaçlarını karşılayabilecek niteliktedir. Bununla birlikte hassa görüntüleme, telsiz rölesi ile artan iletişim, pasif radar, hareketli hedef takip, taktik seyrüsefer ve hatta taarruz gibi birçok yeteneğin aynı platformda bir arada sağlayabilecek yakın uzay hava araçları hava ve diğer harekât tiplerinde önemli derecede katkıda bulunacağı değerlendirilmektedir. KAYNAKÇA Córdoba, D. (tarih yok). FAI. Aralık 14, 2014 tarihinde Fédération Aéronautique Internationale, FAI: http://www.fai.org/icare-records/100km-altitude-boundary-for-astronautics adresinden alındı Cottingham, J. L. (2010). Impact of a Biologically-Inspired Tail Assembly on Drag Reduction For Lighter-ThanAir Near Space Platforms. UMI. Groeger, L. (2011, Ocak 1). Gallery: The Blimps of War. Ocak 11, 2015 tarihinde www.wired.com: http://www.wired.com/2011/08/gallery-blimps-of-war/ adresinden alındı Guzik, T. G. (2015). The High Altitude Student Platform (HASP) as a model multi-payload balloon platform. Aerospace Conference, 2015 IEEE (s. 1-10). Big Sky, MT: IEEE. 260 Jamison, L., Sommer, G. S., & Porche, I. R. (2005). High-Altitude Airships for the Future Force Army. RAND Arroyo Center. Jenn, P. (tarih yok). IONOSPHERIC WAVE PROPAGATION. Aralık 14, 2014 tarihinde Dr. David C. Jenn Com.: http://www.dcjenn.com/EC3630/Ionosphere(v1.5).pdf adresinden alındı Knoedler, A. J. (2005, Kasım). Lowering the High Ground: Using Near-Space Vehicles for Persistent ISR. Alabama: Center for Strategy and Technology Air War College, Air University. Locheed U-2 Aircraft. (tarih yok). Aralık 14, 2014 tarihinde Military Today: http://www.militarytoday.com/aircraft/lockheed_u2_images.htm adresinden alındı Miller, S., Fesen, R., Hillenbrand, L., & Rhodes, J. (2014). AIRSHIPS: A New Horizon for Science. Pasadena, CA: The Keck Institute for Space Studies. Miller, T. (2014, Ocak). NASA. Aralık 12, 2014 tarihinde NASA: http://www.nasa.gov/centers/dryden/Features/globalhawk_attrex.html adresinden alındı Stephens, H. (2005, Temmuz). Near-Space. Air Force Magazine. Tomme, B. E. (2005). The paradigm shift to effects-based space: Near-space as acombat effects enabler. AL: Airpower Research Institute. Tomme, E., & Dahl, S. (2005). Balloons in Today's Military? Air Space & Power Journal. Treaty on Principles Governing the Activities of States in the Exploration and Use of Outer Space, I. t. (1967, Ekim 10). Audiovisual Library of International Law. Kasım 15, 2014 tarihinde www.legal.un.org: http://legal.un.org/avl/ha/tos/tos.html adresinden alındı Wang, W.-Q. (2011). Near-Space Remote Sensing Potential and Challanges. New York: Springer. Wang, W.-Q. (2011, Nisan). Near-Space Vehicles:Supply a Gap between Satellites and Airplanes for Remote Sensing. IEEE A&E SYSTEMS MAGAZINE. Wang, W.-Q. (2011a, Nisan). Near-Space Vehicles:Supply a Gap between Satellites and Airplanes for Remote Sensing. IEEE A&E SYSTEMS MAGAZINE. Wang, W.-Q., Cai, J., & Peng, Q. (2009, Haziran). Conceptual Design of Near-SpaceSynthetic Aperture Radar For High-Resolution and Wide-Swath Imaging. Aerospace Science and Technology. Wikipedia. (tarih yok). Ionosphere. Aralık 1, 2014 tarihinde Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Ionosphere adresinden alındıWikipedia. (tarih yok). Lockheed U-2. Aralık 3, 2014 tarihinde Wikipedia: http://tr.wikipedia.org/wiki/Lockheed_U-2 adresinden alındı Young, M., Stephanie, K., & Pancotti, A. (2009). An Overview of Advanced Concepts for Near-Space Systems. 261 Devamlı Tırmanma Operasyonlarının Yakıt Tüketimine Etkisinin Gerçek Uçuş Verilerine Dayalı Analizi Analysis of Continuous Climb Operations Impact on Fuel Consumption Based on Actual Flight Data Hakkı AKSOY1, Öznur USANMAZ2, Enis T. TURGUT3 ABSTRACT: In this study, effect of vertical flight inefficiency metric, level off (low level flight segment during climb), on fuel consumption during climb caused by different reasons is evaluated by using Boeing 737-800 FDR(Flight Data Recorder) data. Fuel savings due to continuous climb operations (CCO) verified by the analysis made by using FDR data. Five different flights from İzmir Adnan Menderes Airport to Sabiha Gökçen Airport inspected and observed that one of the flights includes a level off at flight level of 15,000 ft and 140 seconds during climb. We assumed that if this flight were flown at 28,000 ft of cruise level, according to FDR data, the consumed fuel would have been 10 kg less than the original flight and in 140 seconds distance flown would have been 1.4 NM longer Key Words: Vertical flight inefficiency, continuous climb operations, fuel consumption ÖZET: Uçuş verimliliğinin düşmesine sebep olan dikey uçuş verimsizliğinin etkisinin ele alındığı bu çalışmada farklı nedenler ile uçakların tırmanma fazında düşük irtifalarda gerçekleştirdikleri “level off” olarak isimlendirilen düz uçuş bölümlerinin yakıta olan etkisi Boeing 737-800 tipi uçağa ait uçuş verileri kullanılarak analiz edilmiştir. Gerçek uçuş verileri ile yapılan analizlerde devamlı tırmanma operasyonlarının yakıt tasarrufu sağlayacağı doğrulanmıştır. İzmir Adnan Menderes Havalimanı’ndan kalkıp Sabiha Gökçen Havalimanı’na iniş gerçekleştiren beş farklı uçuş incelenmiş ve incelenen beş uçuştan birinde tırmanma fazında düz uçuş meydana geldiği gözlenmiştir. Bu uçuşun 15,000 ft irtifada meydana gelen 140 saniyelik düz uçuş bölümü özel olarak incelenmiştir. Tespit edilen düz uçuşun, seyir irtifasında 28,000 ft irtifada gerçekleştirilmesi durumunda aynı sürede (140 saniyede) 10 kg yakıt tasarrufu sağlanacağı ve aynı sürede 1.4 NM daha fazla yol kat edileceği görülmüştür. Anahtar Kelime: Dikey uçuş verimsizliği, devamlı tırmanma operasyonları,yakıt tüketimi GİRİŞ Uçak operasyonlarının hava kalitesine olan zararlı etkilerinin artması ve operatörlerin maliyet giderlerini azaltma ihtiyacı, terminal hava sahasında uygulanan geliş ve kalkış prosedürleri ile uçakların yakıt tüketimi ve emisyon konularını çevresel ve ekonomik anlamda önemli bir araştırma konusu haline getirmektedir. Meteorolojik koşullar, hava sahası kısıtlamaları, kapasite, diğer trafiklerin etkisi veya hava trafik kontrol (ATC: Air Traffic Control) talimatları yatay ve dikey uçuş verimsizliğinin temel kaynakları olarak 1 Arş. Gör., Anadolu Üniversitesi, hakkiaksoy@anadolu.edu.tr Doç. Dr., Anadolu Üniversitesi, ousanmaz@anadolu.edu.tr 3 Doç. Dr., Anadolu Üniversitesi, etturgut@anadolu.edu.tr 2 262 görülmektedir. Uçuş profilinin geliş fazında uygulanacak Devamlı Alçalma Operasyonları (CDO) ve tırmanma fazında uygulanacak Devamlı Tırmanma Operasyonları (CCO), dikey verimsizliği ortadan kaldırarak çevresel ve ekonomik fayda sağlayacak yöntemler olarak görülmektedir (ICAO Doc 9931,2010;ICAO Doc 9993, 2013). Bu çalışmanın odağında bulunan CCO, kalkış yapacak uçağın performansına göre belirlenen optimum dikey profilin uygulanmasına olanak sağlayan uygun hava sahası tasarımı, aletli prosedür tasarımı ve uygun hava trafik kontrol müsaadesinin imkan verildiği uçak işletme tekniği olarak tanımlanmaktadır (Bkz. Şekil 1).Burada bahsedilen optimum dikey profil, kalkıştan ilk seyir seviyesine uzanan tırmanma rotasıdır (ICAO Doc 9993, 2013) Şekil-1: Geleneksel ve devamlı tırmanma operasyonu Kalkış-seyir-geliş fazından oluşan kısa mesafeli uçuşlara bakıldığı zaman harcanan yakıtın önemli bir kısmının tırmanma fazında gerçekleştiği görülmektedir (Turgut, 2011). Bir kısa mesafeli uçuşta harcanan yakıtın önemli kısmının tırmanma fazında gerçekleşmesi, tırmanma fazında gerçekleştirilecek CCO operasyonlarının önemini artırmaktadır. Literatüre bakıldığında, devamlı alçalma operasyonlarının sağladığı faydaları ele alan çalışmaların yoğunlukta olduğu, fakat devamlı tırmanma operasyonlarının faydalarını inceleyen çalışmaların az olduğu görülmektedir. Roach ve Robinson (2010) tarafından Dallas-Forth Worth uluslararası havalimanı (DFW) için yapılan çalışmada, DFW havalimanından kalkış yapan uçak gelen trafiğin etkisinden dolayı 10,000 feet irtifada ortalama 100 saniye düz uçuş gerçekleştirerek 31,000 feet seyir irtifasına 450 gallons(1,705 kg) yakıt tüketerek ulaşırken, kalkışı takiben 31,000 feet seyir irtifasına ulaşıncaya kadar devamlı tırmanması halinde 7 gallons(26.5 kg) daha az yakıt tüketeceği gözlenmiştir. Dalmau ve Prats (2014) tarafından yapılan çalışmada, geleneksel dikey uçuş profili yerine sınırlayıcı etkenlerden arındırılmış ve optimum tırmanma, seyir ve alçalma profiline sahip uçuşun ne kadar tasarruf sağlayacağı ele alınmıştır. Airbus A320 tipi uçak referans alınarak yapılan çalışmada uçuş mesafesine göre %1-2 arasında yakıt tasarrufu ve % 1-5 arasında ise zaman tasarrufu sağlandığı gözlenmiştir. Sprong (2005) tarafından gerçekleştirilen çalışmada, Atlanta Hartsfield-Jackson Havaalanı’ndaki geleneksel kalkış prosedürü (SID: Standart Instrument Departure) uygulaması yerine saha seyrüsefer (RNAV: Area Navigation) SID prosedürlerinin uygulanmasının kapasiteye etkisini ele alınmış ve devamlı tırmanma operasyonun sağlayacağı faydaya değinilmiştir. RNAV SID uygulanması ile uçağın pozisyon bilgi hassasiyetin artması, yaklaşma ve yol kontrol arasındaki trafiğin devrini kolaylaştırmış ve geleneksel SID durumunda uygulanmak zorunda kalınan düz uçuş (level-off) kısımlarının azalmasını sağlamıştır. Böylece 10,000 ft civarında yoğunlaşan düz uçuş %41 oranında azalmış ve günlük toplam 1011 NM mesafe kazancı sağladığı gözlenmiştir.Bu çalışmada kullanılan FDR (Flight Data Recorder) verileri, kalkışı takiben gerçekleştirilecek 263 devamlı tırmanma operasyonlarının sağlayacağı yakıt tasarrufunu analitik yöntemlere dayanmadan gerçek uçuş verileri ile inceleme fırsatı sağlamıştır ve sonuçlar çalışmanın devamında sunulmuştur. YÖNTEM Bu çalışmada, İzmir Adnan Menderes Havalimanından kalkış yapıp Sabiha Gökçen Havalimanına giden ve Boeing 737-800 tipi uçak ile gerçekleştirilen beş farklı uçuşun tırmanma profili FDR tarafından kaydedilen gerçek uçuş verileri referans alınarak incelenmiştir. Adı geçen uçak modelinde yüksek by-pass oranına sahip, kısa ve orta menzilde kullanılan CFM56-7B tip turbofan motor kullanılmaktadır. Excel formatında alınan FDR verileri, kalkış meydanından varış meydanına kadar irtifa, enlem, boylam, yer hızı, yakıt akışı gibi 31 adet parametreden oluşmaktadır. Bu verilerden zaman, air-ground bilgisi, irtifa, yakıt akışı, enlem ve boylam bilgisi kullanılarak uçağın teker kestiği noktadan, tırmanma fazından yol fazına geçiş yaptığı nokta olan TOC (Top of Climb) noktasına kadar olan dikey profili Şekil 2 ‘de sunulmuştur. TOC noktası beş uçuş incelenerek bulunmuştur. Kalkış meydanı ile varış meydanı arasının kısa mesafeli olması sebebi ile (en kısa 222 NM-en uzun 269 NM kaydedilmiştir) beş uçuşun ortalama TOC irtifası 28,400 ft, standart sapması 2332 ft olarak hesaplanmıştır ve TOC 28,000 ft olarak belirlenmiştir. Beş farklı uçuşun tırmanma fazında gerçekleşen ve dikey verimsizliğin temel kaynağı olan düz uçuş safhalarının süresi, düz uçuş süresince harcanan yakıt miktarı ve ortalama gerçek hava hızı gibi veriler Excel VBA kodları yardımıyla belirlenmiştir. Yazılan Macro kodları her bir uçuşa ait FDR kayıtlarına uygulanarak analizler yapılmıştır. Şekil-2: Uçuşlara ait dikey tırmanma profili ANALİZ SONUÇLARI İzmir Adnan Menderes Havalimanından kalkış yapıp Sabiha Gökçen Havalimanına giden ve Boeing 737-800 tipi uçak ile gerçekleştirilen beş farklı uçuşun tırmanma profili incelenmiş olup, hava sahası kısıtlamasından, diğer trafiklerin etkisinden veya ATC müsaadelerinden dolayı tırmanma esnasında düşük veya orta seviyelerde “level-off” olarak ifade edilen düz uçuşların sebep olduğu verimsizliklerin yakıt tüketime üzerindeki etkileri araştırılmış ve devamlı tırmanma profiline sahip kalkış trafiği ile “düz uçuş” içeren tırmanma profiline sahip trafiğin yakıt tüketimleri karşılaştırılmıştır. 264 Beş farklı uçuş verisinin dikey uçuş profilini gösteren irtifa verisi FDR tarafından her saniye kaydedilmiştir. Bu sayede beş uçuşun tırmanma fazından yol fazına geçiş yaptığı nokta olan TOC’a kadar olan dikey profilleri incelenmiş ve bunlardan birinin “Uçuş 9” tırmanış fazında verimsizliğe sebep olan “level off” içerdiği gözlenmiştir. “Level off” içeren uçuşa ait dikey uçuş profili Şekil 3’ te gösterilmiştir. Level off Şekil-3: Uçuş 9’a ait tırmanma fazında düz uçuş içeren dikey uçuş profili Tırmanma esnasında 15,000 feet irtifada gerçekleşen düz uçuş bölümü FDR kayıtlarına göre 140 saniye sürmüştür. Devamlı tırmanma ve devamlı alçalma prosedürlerini inceleyen çalışmalarda “level-off” irtifası ile yakıt akışının ters orantılı olduğu (Turgut,2011; Shresta vd.,2009;Canarslanlar vd.,2010) ve yüksek irtifalara çıkıldıkça “level-off” esnasındaki yakıt akışının azaldığı ifade edilmektedir. Bu anlamda, incelenen uçuşun tırmanma sırasında 15,000 feet irtifada gerçekleştirdiği 140 saniyelik uçuş, devamlı tırmanma prosedürü uygulanarak yol safhasında 28,000 feet irtifada gerçekleştirilseydi daha az yakıt harcanacak ve aynı mesafe, hava yoğunluğunun azalması sebebi ile daha kısa sürede kat edilecekti. Kullanılan FDR verisinin hız ve yakıt akışını kaydetmesi, analitik bir modellemeye gerek kalmadan bu kıyaslamanın yapılmasına olanak sağlamaktadır. FDR tarafından 140 saniyelik “level off” süresinde uçağın ortalama ağırlığı 57.19 ton ve kaydedilen 1 ve 2 numaralı motorların toplam ortalama yakıt akışı 0.715 kg/s olarak gözlenmiştir. 140 saniye sonunda tüketilen toplam yakıt miktarı ise 99 kg olarak kaydedilmiştir. Aynı uçuş referans alındığında, 140 saniyelik uçuşun 15,000 feet irtifa yerine hemen hemen aynı hava şartlarında ve ortalama 56.65 ton ağırlık ile 28,000 feet irtifada gerçekleştirildiği bir senaryo için ortalama yakıt akışı 0.636 kg/s olarak hesaplanmış olup, bu süre boyunca tüketilen toplam yakıt miktarı da 89 kg olarak bulunmuştur. Bunun yanı sıra yüksek irtifada aynı sürede daha az yakıtla daha fazla yol alındığı görülmüştür. 15,000 feet irtifada 140 saniyede 99 kg yakıt ile 13.3 NM mesafe alınırken, 28,000 feet irtifada aynı sürede 89 kg yakıt ile 14.7 NM mesafe alınmıştır. Analiz sonuçlarına göre düşük seviyelerde yüksek irtifalara göre daha fazla yakıt tüketilmesinin ve düşük irtifaya göre yüksek irtifalarda aynı sürede daha fazla yol kat edilmesinin en önemli temel iki sebebi irtifa ve hız faktörüdür (Turgut,2011;Shresta vd,2009; Dalmau ve Prats,2014; DeArmon ve Mahashabde,2014; Dorfman vd., 2015). Özellikle Jin ve ark. tarafından yakıt tüketiminin irtifa ve hıza bağlı değişiminin analitik modellenmesinin yapıldığı çalışmada, düşük irtifalarda daha yüksek olan hava yoğunluğuna bağlı olarak aerodinamik sürüklemenin ciddi oranda artması sebebi ile yakıt tüketimi düşük irtifalarda daha yüksek 265 çıkmaktadır. Bu sonuç tarafımızca yapılan çalışma sonucuna göre doğrulanmaktadır ve aynı sürede yüksek irtifada 10 kg daha az yakıt tüketildiği görülmektedir. İrtifanın yanısıra hız da en önemli faktörlerdendir. Aynı çalışmada hız faktörünün etkisine de değinilmiştir. Her uçak tipinin farklı irtifalar için optimum hız aralığı olduğuna vurgu yapılan çalışmada, uçakların optimum hız aralığında uçmasının yakıt tasarrufu sağlayacağı farklı senaryolar ile doğrulanmıştır. Uçuş kayıtlarına göre, gerçekleşen uçuşun 15,000 ft irtifada 289 knot gösterge hızına (IAS), 342 knot yer hızına (GS) ve 28,000 ft irtifada 272 knot gösterge hızına ve 377 knot yer hızına sahip olduğu görülmektedir. Her iki irtifada da karşı rüzgar alan uçuşun yüksek irtifada daha düşük IAS ile daha yüksek GS’e sahip olmasının nedeni hava yoğunluğunun azalarak aerodinamik sürüklemenin minimuma yaklaşmasındandır. 28,000 ft irtifada daha düşük itki ile daha hızlı yol kat eden uçak 140 saniyede daha az yakıt harcayarak 1.4 NM daha fazla yol almıştır. SONUÇ Operatörlerin yakıt giderlerini ve olumsuz çevresel etkileri azaltmak için uçuş verimliliğinin artırılması gerekmektedir. Bu çalışma ile tırmanma fazında gerçekleşen ve dikey uçuş verimsizliğine sebep olan level off etkisi analitik modellemeye iytiyaç duyulmadan Boeing 737-800 tipi uçağa ait gerçek uçuş verileri kullanılarak analiz edilmiştir. Analiz sonuçları göstermektedir ki tırmanma esnasında uygulanacak devamlı tırmanma operasyonları önemli oranda yakıt ve zaman tasarrufları sağlayacaktır. Analiz edilen uçuşlardan birinin tırmanma fazında 15,000 ft irtifada 140 saniye gerçekleşen level off, 28,000 ft irtifada gerçekleşse 10 kg daha az yakıt kullanılabileceği ve aynı sürede 2.1 NM daha fazla yol kat edilebileceği görülmüştür. Bu çalışmanın devamında kapsam daha da genişletilerek yoğun trafiğe sahip bir meydanda geliş ve kalkış rotaları incelenerek dikey verimsizlik noktaları belirlenip yakıt ve emisyon değerlendirmesi yapılabilir. Yapılacak bu çalışma prosedür tasarımcıları için bir ön çalışma olabileceği ve meydana ait kalkış ve geliş rotalarının optimum dikey profile sahip bir şekilde yeniden tasarlanmasında yardımcı olabileceği düşünülmektedir. KAYNAKÇA: ICAO Doc 9993 (2013), Continuous Climb Operations (CCO) Manual ICAO Doc 9931 (2010), Continuous Descent Operations (CDO) Manual Turgut, Enis Turhan (2011), “Estimating Aircraft Fuel Flow for a Three-Degree Flight-Path-Angle Descent”, Journal of Aircraft, Vol. 48 No. 3 Shresta, Sanjiv; Neskovic, Dejan; Williams, Stephen S. (2009) “Continuous Descent Benefits and Impacts During Daytime Operations ” , Eigth USA/Europe Air Traffic Management Research and Development Seminar , Napa,CA,USA Canarslanlar, Ali Ozan, Turgut, Enis Turhan ve Usanmaz Öznur (2010)“CDAProsedürünün Enerji ve Emisyon Değerlendirmesi: Sabiha Gökçen Havaalanı Uygulaması”,III. Ulusal Havacılık ve Uzay Konferansı,Anadolu Üniversitesi, Eskişehir Roach Keenan., Robinson John E. (2010)“A Terminal Area Analysis of Continuous Ascent Departure Fuel Use at Dallas/Fort Worth International Airport”,10th AIAA Aviation Technology, Integration and Operations Conference, Fort Worth, Texas. 266 Dalmau, Ramon; Prats, Xavier (2014) “How much fuel and time can be saved in a perfect flight trajectory? Continuous cruise climbs vs. conventional operations”, International Conference on Research in Air Transportation (ICRAT). Sprong, Kevin R. (2005) “ Measuring the Effects of RNAV Departure Procedures on Airport Efficiency”, 24th Digital Avionics Systems Conference. DeArmon, Jim; ve Mahashabde, Anuja;Hogan,Brendan (2014) “Departure Flow Efficiency and The Identification Of Causes for Inefficiencies”, Digital Avionics Systems Conference. Dorfman, Saul; Daily, Jeff; Gonzalez, Travis; Kondo, Genki S. (2012) “NAS-Wide Vertical Profile Analysis: Level Segments in Arrival and Departure Flows”, Integrated Communications, Navigation and Surveillance Conference, Herndon, VA. Mayer, Ralf H.; Haltli, Brennan M; Klein, Katie A. (2006) “Evaluation of RNAV Departure Operations at Dallas Fortworth İnternational Airport”, 25th Digital Avionics Systems Conference . Jin, Li, Cao Yi, Sun Dengfeng (2013) “Investigation Of Potential Fuel Savings Due To Continuous-Descent Approach”. Journal of Aircraft,Vol. 50 No. 3. 267 Alternatif Enerjili Hava Aracı Uygulamaları Ve Performanslarının Karşılaştırılması Alternative Energy Applications And Performance Comparison For Air Vehicles Şerife CAMCI1 ABSTRACT: By increasing population of the world; the fuel consumption of aviation sector (which is critical at trade, tourism, and military areas) is growing with a fast acceleration. The energy and environmental problems which are the results of this international consumption have become a common problem. Therefore, after the development of conventional energy production methods, new technologies and alternative solutions are developed in line with the demands of the energy market. The demands of energy market are more reliable, better quality and cheaper energy with more environmental friendly. The amount of carbondioxide emissions of the air vehicles has a large share in the total carbondioxide amount which is emmited by total transport traffic. For this reason, the researches and applications are gaining speed about use of alternative energies like as solar, hydrogen, biomass, and nuclear energy instead of fosil fuels in recent years. In this study; firstly, as informed about international working groups established in order to prevent environmental damages of traditional aircraft fuels. Following that, some examples have been given about the applications of alternative energy using in the aircrafts. In the final section, by comparing of alternative energy used in various air vehicles, their performances have been evaluated within the frame of safety, speed, altitude, endurance, range, efficiency, load capacity, affordability, weight and extensive usage criterias. Key Words: Alternative energy, aircraft fuels, air vehicle, renewable energy. ÖZET: Dünya nüfusunun hızla artmasıyla birlikte ticaret, turizm ve askeri alanlarda vazgeçilmez olan havacılık sektörünün yakıt tüketimi de çok hızlı bir ivmeyle artmaktadır. Bu tüketimden dolayı ortaya çıkan enerji ve çevre sorunları uluslararası ortak bir sorun haline gelmiştir. Bu nedenle klasik enerji üretim yöntemlerinin geliştirilmesinin ardından, enerji piyasasının talepleri doğrultusunda, yeni teknolojiler ve alternatif çözümler üretilmektedir. Bu talepler; enerjinin daha güvenilir, daha ucuz ve daha kaliteli olması ile birlikte daha çevreci olması yönündedir. Hava araçlarının karbondioksit emisyonu miktarı, dünyadaki toplam ulaştırma trafiğinin yaydığı karbondioksit miktarında büyük bir paya sahiptir. Bu nedenle son yıllarda, hava araçlarında fosil jet yakıtı yerine güneş, hidrojen, biyokütle ve nükleer enerji gibi alternatif enerji kullanımına yönelik araştırmalar ve uygulamalar hız kazanmaktadır. Bu çalışmada; ilk olarak, geleneksel uçak yakıtlarının kullanımının çevreye olan zararlarını azaltmak için kurulmuş olan uluslararası çalışma grupları hakkında bilgi verilmektedir. Daha sonraki bölümde, hava araçlarında yakıt olarak alternatif enerji kullanımına ilişkin dünyada gerçekleştirilen uygulama örnekleri sunulmaktadır. Sonuç bölümünde ise; alternatif enerjilerin çeşitli hava araçlarında kullanımları 1 Öğr. Gör., E.Ü. Ege Meslek Yüksekokulu Uçak Teknolojisi Programı, serife.camci@ege.edu.tr 268 karşılaştırılarak emniyet, hız, irtifa, dayanıklılık, menzil, verim, yük kapasitesi, ekonomiklik, ağırlık ve yaygın kullanım gibi kriterlere bağlı olarak performansları değerlendirilmektedir. Anahtar Kelimeler: Alternatif enerji, uçak yakıtları, hava aracı, yenilenebilir enerji. 1. GİRİŞ Hava taşımacılığından kaynaklanan karbondioksit emisyonu, 2013 yılındaki toplam verilere göre 705 milyon tona ulaşmıştır. Bu da dünyadaki toplam ulaştırma trafiğinin yaydığı karbondioksit miktarının ortalama olarak % 12’sine karşılık gelmektedir. (ATAG, 2015) Hava Taşımacılığı bu hızla devam ederse önlem alınmadığı takdirde, 2050’li yıllara gelindiğinde bu emisyon miktarının en az iki katına çıkacağından endişe edilmektedir. Bunun için dünya genelinde birçok çalışma grupları kurularak önlemler alınmaya başlamıştır. Bu grupların başında gelen Air Transport Action Group (ATAG)’ın aldığı önlemler; yakıt tasarruflu ve verimli yeni teknolojiler geliştirmek, hava taşımacılığını azaltmak, alt yapıyı geliştirmek ve alternatif enerji kaynakları kullanarak karbondioksit salınımını minimuma indirmektir. Şekil 1.1’de görüldüğü gibi, her yıl %1.5 oranında CO2 emisyonunda azalma sağlanarak alternatif enerji kullanımı %80’lere ulaştığı takdirde 2050 yılındaki CO2 emisyonu salınımı 2005 yılının yarısına inmesi beklenmektedir. (ATAG, 2015) Çevreye olan bu zararları minimuma indirmek üzere, hava araçlarında fosil jet yakıtı yerine güneş, hidrojen, biyokütle ve nükleer enerji gibi alternatif enerji kullanımına yönelik araştırmalar ve uygulamalar gün geçtikçe hız kazanmaktadır. Şekil 1.1 Uçaklarda karbondioksit emisyonunu düşürmek için yol haritası (ATAG, 2015) 2. HAVA ARAÇLARINDA ALTERNATİF ENERJİ KAYNAKLARININ YAKIT OLARAK KULLANIMI Uçaklar ağır yükleri taşıyabilme kapasitesi sağlamak için çok güçlü motorlara sahip olmalıdırlar. Fazla güç üretmek için çok da fazla yakıt tüketmek zorundadırlar. Üretici firmalar uçakları benzin, mazot, gaz gibi yakıtların yerine litre fiyatı çok daha ucuz olan özel yakıtlarla uçabilecekleri şekilde dizayn etmektedirler. Günümüzde yolcu uçaklarında yakıt olarak gaz yağı olarak da bildiğimiz kerosene özel katkılar eklenerek elde edilen JET A-1 veya AVGas tip yakıtlar kullanılmaktadır. Bu yakıtlar renksiz ve berrak bir petrol ürünüdür. Askeri ve pervaneli uçaklarda ise özel olarak renklendirilen JET-B, JP2, JP4 ve JP8 gibi yakıt türleri kullanılır. Yakıtın kolay kolay tutuşmaması için alevlenme noktası yüksek ve yüksek irtifalarda donmaması için de donma noktasının düşük olması gerekmektedir. (Karakoç, 2008:19) Uçakların alçak irtifalardaki karbon salınımı çevreyi çok daha fazla etkilemektedir. Çünkü uçakların yerde motor çalıştırması, kalkış ve inişlerde oluşturdukları zararlı gazlar doğrudan atmosfere karışmaktadır. Bu 269 nedenle yüksek kapasiteli ve yüksek menzile sahip uçuşlar havacılığın önemli bir hedefi haline gelmiştir. Bu uçuşlar çok riskli olmasına rağmen yeni beceriler ve stratejiler geliştirmeyi gerektiren çözümler araştırılmaktadır. Bu nedenle hava araçlarında CO2 emisyonunu azaltan, çevre kirliliğine yol açmayan teknolojiler ve hidrojen, güneş, biyokütle ve nükleer gibi alternatif enerji kaynaklarının kullanımına yönelik talepler gün geçtikçe artmaya devam etmektedir. 2.1. Hidrojen Enerjisinin Havacılıktaki Uygulamaları İçten yanmalı motorların aksine, yüzde 95’e varan verimlerle çalışabilen ve çevre dostu hidrojen enerjisini kullanan yakıt hücreleri, günümüzün en popüler çalışma konularından biridir. Klasik bataryalarda ilk olarak gerçekleşen yanma reaksiyonunun verimi, üretilen elektrik enerjisinin verimini doğrudan etkilerken, yakıt hücrelerinde doğrudan elektrik enerjisi üretildiğinden, yanma aşamasındaki kayıplar yakıt hücreleri için önemli değildir. Bir yakıt hücresinde depolanabilen yakıt miktarı, aynı kütledeki veya hacimdeki bir bataryanınkinden birkaç kat daha fazla olduğundan, gelecekte yakıt hücrelerinin küçüleceği ve çok daha fazla alanda kullanılabileceği tahmini kolaylıkla yapılabilir. (FİGES ARGE, 2013). Klasik jet yakıtlarına göre ortalama 1.33 kat daha verimli bir yakıt olan hidrojen, birim kütle başına daha yüksek enerji yoğunluğu içerir fakat daha fazla hacim gerektirir. Sıvı hidrojen jet yakıtı olarak kullanılan kerosenden 4 kat daha fazla hacme sahiptir. Bu sebeple yakıt depoları klasik yakıtlara göre daha uzun ve daha büyük yarıçapta tasarlanır. Şekil 2.1’de hidrojen ve kerosen arasındaki hacim ve ağırlık açısından bu karşılaştırma görülmektedir. (Westenberger,2000) Şekil 2.1: Hidrojen ve kerosenin hacim ve kütle açısından karşılaştırması(Westenberger,2000) Hidrojen, uzun yıllardır uzay mekiği ve diğer tüm roketlerde rakipsiz bir yakıt olarak kullanılmaktadır. NASA tarafından Apollo ve Space Shuttle görevlerinde güvenli olarak elektrik ve su sağlamış olmaları nedeniyle, yakıt pilleri uzaydaki rollerini ispatlamış bulunmaktadır. Uçaklarda ise hidrojen enerjisi ve yakıt pili teknolojisinin kullanımı yine eskilere dayanmaktadır. İlk zamanlarda uçaklarda diğer yakıtlarla birlikte hibrit olarak kullanılan yakıt pilinin günümüzde enerjisini sadece yakıt pilinden aldığı örnekler de giderek artmaktadır. Hidrojen enerjisinin uçaklarda ilk kullanımı olan ve NASA tarafından 1956 yılında gerçekleştirilen Martin B–57 Canberra deneme uçağı, kalkışta ve yükselmede JP-4 yakıtını kullandıktan sonra 16.400 m’de enerjisini sıvı hidrojenden alarak 20 dakika boyunca başarılı bir şekilde uçuş gerçekleştirmiştir(NASA, 2012). Şekil 2.2’de fotoğrafı görülen Antares DLR-H2 isimli tek kişilik uçak sadece yakıt hücresinden aldığı güçle kalkabilen ilk pilotlu uçak olarak havacılık tarihine geçmiştir. Antares DLR-H2 isimli uçak, 2009 tarihinde başarılı bir uçuş gerçekleştirmiştir. (DLR, 2015). 270 Şekil 2.2: Uçaklarda hidrojen enerjisi kullanımının tarihsel gelişimi Sıvı hidrojen doğrudan veya dolaylı olarak motorları ve dış yüzeyi soğutmak için de kullanıldığından, yüksek hızlı süpersonik uçaklar için ideal bir yakıt halini almıştır. Süpersonik uçakların dış yüzeylerinde açığa çıkan yüksek sıcaklıklarda gereken mukavemete sahip malzemelerden olması sebebiyle bu uçaklarda hafif ağırlıklı alaşımlar kullanılabilecektir. Böylece hava araçlarında daha uzun menzil sağlanmasının yanında daha fazla yük de kullanılabilecektir (Miller,2010). Boeing tarafından 2012 yılında geliştirilen insansız casus uçağı Phantom Eye, hidrojen yakıtı kullanarak 20.000 metre yükseklikte 4 gün süreyle kesintisiz görev yapmak için tasalanmıştır. Gücünü sadece sıvı hidrojenden alan Phantom Eye saatte 270 km hıza ulaşabilmektedir (Technopat,2012). Hidrojenin 1950’lerden itibaren uçaklarada kullanımınına ilişkin dünyada birçok uygulama mevcuttur. Uçak gövdesi ve motorunda farklı tasarımlara ihtiyaç duyulmaktadır. Hidrojen uçakları diğerlerine göre çok fazla su buharı yayar. Ayrıca farklı yüksekliklerdeki emniyet tedbirlerinin de arttırılmasına ihtiyaç duymaktadır (Presav, 2003). Sıvı hidrojen jet yakıtı olarak kullanılan kerosenden 4 kat daha fazla hacme sahiptir. Bu sebeple yakıt depoları klasik yakıtlara göre daha uzun ve daha büyük yarıçapta tasarlanır. Geleneksel yakıt, kanatlarda depolanan yakıtın doğal yoldan buharlaşmasını engeller. Bundan dolayı, Sıvı hidrojenli uçakların tasarımında sıvı hidrojen yakıt depoları gövde içerisine tasarlanır. Bu da gövdedeki sıvı ortamın artmasına neden olduğundan performansı düşürür. Gövdenin genişlemesi sürtünmeyi arttıracağından havaya olan direnci de arttırır. Diğer taraftan, aynı miktar enerjideki hidrojen karosene göre üçte bir oranında hafiftir. Bunun anlamı aynı menzil ve performans için (hacmin etkisi ihmal edilirse) hidrojenli uçakların yakıt ağırlığının üçte bir oranında azalacağıdır (Daggett,2007). Yakıt pilli sistemlerinin montajında emniyet önemli bir yere sahiptir. Yakıt pileri ve hidrojen tankları hakkında çok fazla güvenlik tedbirleri bulunuyorken, havacılık uygulamalarında yolcuların emniyeti de birçok yolla yapılabilir. Yolcuların ve hidrojen tanklarının konumu uçak üzerinde uygun yerlerde olmalıdır. Emniyet açısından kuyruk bölümünün yangın seviyesine bakıldığında güvenlik duvarı arkasındaki alanın belirgin avantajı vardır. Emniyetli yerleşim seçeneklerinden biri yakıt hücresi ile hidrojen tanklarını birbirinden ayırmaktır. Bunun için borular vasıtasıyla birbirine bağlantı ve yangın kapatma valfleri yapılmalıdır. Özellikle sıvı hidrojen kullanmak gerektiğinde yakıtı kuyruk kısmının yaklaşık 6 m altına yerleştirilebilmektedir (Pratt,2012- hydrogen Safety,2012). Sonuç olarak; hidrojen enerjisinin jet yakıtlarına göre daha fazla enerjiye sahip olması, sessiz çalışması, temiz, hafif, emniyetli ve çalışma sıcaklığı aralığının çok geniş olmasından dolayı hidrojen enerjisi ve yakıt pili kullanımına talep artmaktadır. Ancak diğer fosil yakıtlara göre yeni bir teknoloji olduğundan daha pahalıdır. 271 Zamanla gelişen teknoji sayesinde maliyetin herkesçe ulaşılabilir düzeye geleceği değerlendirilmektedir. Dünyanın giderek artan enerji gereksinimi düşünüldüğünde, hava araçlarında hidrojen enerjisinin kullanılmasına yönelik uygulamaların giderek başarılı bir şekilde artması, havacılık sektörü açısından gelecek vaat ettiğinin önemli bir kanıtı olmaktadır (Çamcı, 2012). 2.2. Güneş Enerjisinin Havacılıktaki Uygulamaları Son yıllarda yapılan araştırmalar sonucunda dünya üzerindeki toplam rüzgar gücü 2-4 TW arasında, hidroelektrik gücü 0,5TW, jeotermal güç 12TW, gelgit ve okyanus akıntılarından üretilebilecek güç miktarı 2TW ve kullanılabilecek güneşten elde edilebilecek güç ise 120000 TW olduğu tespit edilmiştir. Bu veriler güneşin gücünün mucizevi bir yapıda olduğunu kanıtlamaktadır (ETKB,2015). Bu nedenle güneş enerjisi kullanım alanları hızla artmakta ve havacılık alanında da kullanımı yaygılaşmaktadır. Güneş enerjili hava araçlarında güneş pillerinden oluşan paneller uçak kanatları, gövde ve kuyruk gibi diğer yüzeylere yerleştirilir. Böylece, güneş enerjisi fotovoltaik etki ile elektrik enerjisine dönüştürülerek itki ve elektronik sistemlerin ihtiyaç duyduğu güç elde edilmiş olur. Güneş ışığının yoğunluğu, havanın bulutlu olması ve hava sıcaklığı güneş panelinin ürettiği elektrik gücünü etkiler. Güneş enerjisi gece şartlarında bulunmadığından sürekli bir uçuş sağlayabilmek için enerji depolama sistemleri kullanılması gerekmektedir. Gün içinde elde edilen elektrik enerjisi ihtiyaç duyulan sistemlerde kullanılırken, enerji fazlası akülerin şarj edilmesi için kullanılmaktadır (Orhan, 2012). Güneş panelli uçaklarda genel olarak enerji yönetim sistemi Şekil 2.3’ te görüldüğü gibidir. Batarya öncesinde güneş panellerinden gelen enerjiden maksimum seviyede yararlanmak ve şarj kontrolü için MPPT (Maximum Power Point Tracking) sistemi kullanılmaktadır. Elde edilen elektrik enerjisinin hareket enerjisime dönüçtürmek için de bir güç dönüştürücüsüne ihtiyaç duyulmaktadır (Gao,2013). Şekil 2.3 Uçakta PV enerji yönetim sistemi Şekil2.4’te bir güneş panelli uçağa ait 24 saatlik test uçuşu sonucunda 4 km, 8 km, 12 km ve 16 km’lik irtifalarda dayanabildikleri menzil ve süreye ilişkin grafik görülmektedir. Görüldüğü gibi irtifa düştükçe dayanma süresi de azalmaktadır. Yüksek irtifalarda sürtünme azaldığı için dayanma süresi de artmaktadır. Ayrıca alçak irtifalarda atmosferik olaylardan etkilenme riskleri fazla olmaktadır (Gao,2013). Güneş pilleri, yapımında kullanılan malzemeye göre isimlendirilir ve çok fazla çeşidi bulunur. Kullanılan malzemeye göre de verimliliği %5 ila %20 arasında değişmektedir (EİE, 2013). 272 Şekil 2.4 : Güneş enerjisi ile çalışan uçaklarda yüksekliğe bağlı dayanıklılık grafiği Son 50 yılda güneş pillerinin verimliliğinin artması ve çok ince olarak tasarlanabilmesi, elektriğin ve güneş ışınlarının var olduğu her alana girebilmesini sağlamıştır. Bu alanlardan biride uçaklardır. 1957 yılında güneş pili ile uçan ilk model uçak yapılmış ve başarıyla uçmuştur. Güneş enerjisiyle şarj edilen pillerle ilk kez 1974 yılında ABD’de Sunrise adlı 12 kg ağırlığa sahip askeri bir insansız hava aracı uçmayı başarmıştır. Güneş enerjili ilk insanlı uçak ise 1979 yılında ABD’de üretilmiştir (Akbulut,2013). Güneş enerjisi ile çalışan İHA (insansız hava aracı) olan Solara 50, 50 metre uzunluğunda kanatlara ve 15,5 metre uzunluğunda bir gövdeye sahip olup 159 kg ağırlığındadır. 2013 yılında ilk başarılı uçuşunu tamamlayan ve gündüz saatlerin de 7 kW'a kadar güç üreten bu araç, üzerinde yaklaşık 3000 adet solar panel bulundurmaktadır. Hızı 104 km/s çıkabilen Solara 65.000 ft. irtifaya çıkabilmekte ve 5 yıla kadar havada kalabileceği ve geleceğin atmosferik uyduları olarak kullanılabileceği iddia edilmektedir. (Rosenberg,2013). Solar Impulse adı verilen pilotlu uçağın gündüz uçuşlarında güneşten elde edilen elektrik enerjisi, uçağı uçurabilecek ve gece için pilleri dolduracak güce sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. Gece uçuş testi için 26 saat boyunca 8-9 bin metre yükseklikte güneş enerjisi ile uçan ilk pilotlu uçak unvanının sahibi olmuştur. Bu uçak aynı zamanda hiç yakıt almadan ABD’yi baştanbaşa geçmeyi başaran ilk güneş enerjisiyle çalışan uçak olmuştur. 2014 yılında 140 km/s maksimum hıza çıkabilen, toplam 6kW’lık güce sahip ve 11628 adet güneşpilini barındıran modeli 76 saat havada kalbimle rekoru kırmıştır. 2015 yılında ise Japonya-Hawaii arasını toplam 117 saat havada kalarak 5 gün boyunca uçarak tamamlayan ve 140 km/s hıza ulaşabilen Solarimpulse-II, %23 verimli olduğu iddia edilen 17000’den fazla monokristal silikon güneş hücresi kullanılmıştır. Şekil 2.5’de fotoğrafı görülen Solar Impulse-II’nin 2016 yılında dünyanın çevresini hiç durmadan dolaşması planlanmaktadır (Solar Impulse,2015). Şekil 2.5: Solar Impulse-II Güneş enerjisi kullanımı çok uygun görünmesine rağmen bazı dezavantajları da mevcuttur. Güneş panellerinin verimi düşüktür, paneller pahalıdır, uçak üzerinde geniş güneş panel alanlarına ihtiyaç duyar. Ayrıca gece uçuşlarına elverişli değildir bunun için batarya veya diğer yakıtlarla hibrit bir sistem tasarlamak gerekmektedir. Güneş ışınımı geliş açısı, dünya üzerindeki konumu, havadaki konumu, bulutlanma faktörlerinden elektrik üretme kapasitesi sürekli değişebilmektedir. Uçak gövdesinde özel tasarım gerektirir, ağır bir yapıda olduğu için taşıyabileceği yük miktarı çok kısıtlıdır ve kanat açıklığı fazla olacağı için geri sürüklenme riski yüksektir(Orhan,2012). 273 2.3. Biyoyakıtın Havacılıktaki Uygulamaları Biyoyakıtlar, herhangi bir yenilenebilir biyolojik karbon maddesinden üretilebilir. En genel kaynaklar ise fotosentez yoluyla CO2 absorbe edebilen şeker oranı yüksek bitkiler ve biyolojik yağlardır. Dünya çapında biyoyakıtlar ulaştırma, ısıtma, pişirme gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Birinci nesil biyoyakıt olan şeker bakımından zengin mahsüller daha çok etanol yapmak için kullanılır ama uçak yakıtları için emniyet riski taşıdığı ve performansı düşük olduğu için tercih edilmezler. Ancak algler, camelina, jatropha gibi bitkilerden veya kentsel/evsel atıklardan elde edilen, ikinci nesil olarak adlandırılan biyoyakıt havacılıkta tercih edilebilmektedir. Ayrıca ikinci nesil biyoyakıtlar çöllerde ve yüksek tuz ihtiva eden bölgelerde de yetişebilmektedir (ATAG,2011). İkinci nesil biyoyakıtlar jet yakıtlarının yerine geçebilecek özelliklere sahip olmalıdır. Çünkü mevcut uçak yakıt sistemi ve tasarımların değişiklik yapılmadan kullanılabilir olması, üretici firmaları yeni sistem geliştirmek zorunda bırakmaması önemli bir kriterdir. Bu yakıtlar petrol bazlı geleneksel yakıta karıştırılarak veya %100 oranında yerine geçerek kullanılabilmektedirler (ATAG,2011:8). Uçaklar için biyoyakıtın birçok üretim metodu bulunmaktadır. Bunlardan başlıcaları; Hidroprocessed esters and fatty Acids (HEFA) işlemi ile üretim, Biomass to liquid (BtL) metodu, Alkolden jet yakıtına dönüşüm metodu ve piroliz metodudur. Fosil yakıtlara göre biyoyakıtın üretim ve taşınması dahil tüm işlemlerdeki sera gazı etkisi ve verimlilik analizi Şekil 2.6’da görüldüğü gibidir. Biyoyakıt kullanımında verim yaklaşık %30’a kadar çıkabilmektedir (Kittelson,2010). (DME dimethyl ether; MeOH methanol; CNG compressed natural gas; RME rapeseed methyl ester; GHG greenhouse gas) Şekil 2.6: Biyokütle enerjisinin verimlilik ve sera gazı etkisi analizi (Kittelson,2010) Uzun zamandan beri biyayakıtların havacılık sektörüde kullanımına ilişkin başarılı uygulamaları devam etmektedir. American Society for Testing and Materials (ASTM) International öncülüğünde birçok yakıt tedarikçisi ve havacılık firması son birkaç yıldır yoğun çalışma grupları kurarak 2009 yılında uçaklar için Fischer-Tropsch Prosesini onaylamışlardır. 2011 yılında ise HEFA ve diğer yağ asitleri proseslerini onaylamışlardır. Bu onaylardan sonra birçok havayolu ticari uçuşlarında biyoyakıtları %50 oranına kadar kerosenle ile karıştırarak kullanabimektedir böylece ozon tabakasına olan olumsuz etkiler de biyoyakıtta göre %50 azaltılabilmiştir (ATAG,2011:12). Biyoyakıt kullanan ilk test uçuşu 2008 yılında Londra’dan havalanarak Amsterdam’a gitmiştir. Virgin Atlantic havayollarına ait Boeing 747’nin insansız deneme uçuşunda, uçağın dört motorundan birine Hindistan cevizi 274 ve babassudan elde edilen biyoyakıtın bulunduğu depo bağlanarak yakıtın yüzde 20’si buradan sağlanmıştır. İlk biyoyakıtlı ticari uçuş ise 2011 yılında Amsterdam’dan Paris’e %50 oranında kullanılmış yemeklik yağ ile yapan Boing 737 KLM uçağı olmuştur. Atık pişirme yağından elde edilen biyoyakıtla en uzun uçak yolculuğu Amsterdam ile Brezilya'nın Rio De Janeiro kentleri arasında 20 Haziran 2012 tarihinde yapılmıştır. Hollanda havayolu şirketine ait bir Boeing 777-200 uçağı, Amsterdam'dan kalkarak Atlantik Okyanusu'nu geçmiş ve Brezilya'nın Rio de Janeiro kentine gitmiştir. Şekil 2.7’de fotoğrafı görülen Kanada Ulusal kuruluşu (NRC) tarafından %100 biyoyakıttan (carinata yağından elde edilmiş olan) aldığı enerji ile uçan ilk uçak Falcon 20, 2012 yılında başarılı bir uçuş gerçekleştirmiştir (Lane,2012). Şekil 2.7 Enerjisini %100 biyoyakıttan alarak uçan ilk uçak Falcon 20 Tarımsal alanların azlığı nedeniyle çevreci grupların baskısına ve hammadde ve yakıt üretiminde karşılaşılan zorluklara rağmen ticari havacılık sektörü 2020 yılına kadar uçak yakıtı ihtiyacının en az yüzde 30’unu biyoyakıtlardan sağlamayı hedeflemektedir. Çin başta olmak üzere ABD ve Avrupa birliği ülkeleri biyoyakıtın uçaklarda kullanımını arttımayı hedef haline getirmişlerdir (Hammel, 2012). 3.4. Nükleer Enerjinin Havacılıktaki Uygulamaları Soğuk savaş yıllarında bombardıman uçaklarının havada daha fazla kalması ve yakıt ikmali olmadan daha uzun menzillere ulaşması için uçaklarda nükleer enerji kullanımı için çalışmalar başlatılmıştır. Mayıs 1946'da ABD Hava Kuvvetleri tarafından nükleer enerjiyle çalışan bir uçak yapma programı Convair X6 başlatılmıştır. NB-36H uçağı, 1955 ile 1957 arasında 47 test uçuşu yapmıştır. NB-36H testlerinin sonuçlarına dayanarak tüm nükleer uçak programı terk edilmiştir. 1960'lı yıllarda Sovyetler Birliği'nde de benzer denemelerde bulunulmuştur. Uçaklarda nükleer enerji kullanımına yönelik projeler; mürettebatı radyasyondan koruyacak etkili çözüm bulamamaları, kıtalararası füzenin icadı, kaza ya da terörist saldırı esnasında çok büyük tehlikelere yol açabileceğinden iptal edilmiştir (Scientificamerican,2008). 3.HAVA ARAÇLARINDA KULLANILAN ALTERNATİF YAKITLARIN PERFORMANSLARI Güneş enerjisinin hava koşullarındaki verimleri diğer yakıtlara göre düşük olması ve yük kapasitesinin düşük olması nedeniyle kargo ve yolcu uçakları için elverişli olmayacağı tahmin edilmektedir.Radyasyon açısından çok büyük riskler içeren nükleer enerjinin de uçaklarda iyi bir alternatif olmadığından uygulamaları dünyada iptal edilmiştir. Uçaklarda kerosene göre düşük CO2 emisyonu sağlaması ve uygulanabilirliği değerlendirildiğinde hidrojen, biyoyakıt, etanol, metanol, biyodizel kullanımı havacılık sektöründe sera gazı etkilerini azaltan ve uygulanabilir bir potansiyele sahip olduğu görülmektedir. Uçaklarda alternatif enerjinin geleneksel jet yakıtları yerine kullanılmasının başlıca sebebi karbondioksit emisyonlarındaki çok düşük miktarda olmasıdır. Şekil 3.1’de hidrojen, nükleer ve biyoyakıtın diğer jet yakıtlarına göre CO2 emisyonu açısından çok avantajlı ve çevreyle dost bir yakıt olduğu görülmektedir (Westenberger,2000). 275 Şekil 3.1: Jet yakıtlarının CO2 emisyonun karşılaştırması (Westenberger,2000) Bu yakıtlardan bazılarının bilimsel kurullar tarafından çalışmalar yapılarak jet yakıtı olarak kullanımının uygun olmayacağına dair kararlar alınmıştır. Metanol ve etanol çok düşük enerji yoğunluğu sebebiyle tercih edilmezler. Dahası metanol cilt ile temas halinde çok zehirlidir. Biyometan ise çok sınırlı hacim ve düşük değişken kaliteye sahip olduğundan dolayı tercih edilmez (Presav, 2003). Detaylı analizler sonucunda hava araçlarında kullanılabilecek en emniyetli ve yaygınlaşabilecek alternatif yakıt opsiyonları; biyoyakıt, biyodizel ve hidrojen enerjilerinin kullanımıdır. Özellikle OSW (Off-shore wind turbine electricity generation) metodu ile rüzgar enerjisi kullanarak hidrojen üretimi, biyokütleden hidrojen üretimi, RME (Rape methyl ester) metodu ile biyodizel üretimi, IGT (Institute of Gas Technology gasifier) ve TPS (Termiska Processer gasifer) metodları ile FT (Fischer-Tropsch) kerosen üretimi yaygın olduğu için bu yöntemler üzerinde CO2 emisyon miktarı, üretilen enerji ve maliyet açısından yapılan karşılaştırmalar aşağıdadır: Şekil 3.2’de görüldüğü gibi OSW (Off-shore wind turbine electricity generation) metodu ile rüzgar enerjisi kullanarak hidrojen üretimindeki CO2 miktarı yok denecek kadar azdır(Presav, 2003). Şekil 3.2: Yakıt üretimindeki gaz emisyonları (kgCO2eq/GJ)(Presav, 2003) Birim miktardan üretilecek enerji miktarlarına bakacak olursak Şekil 3.3’de görüldüğü gibi rüzgar enerjisi kullanarak hidrojen üretiminden sağlanan enerji miktarı yine diğerlerine göre daha fazla olduğundan daha avantajlıdır. 276 Şekil 3.3: Enerji miktarları karşılaştırması(GJ) (Presav, 2003) Üretim maliyetleri açısından karşılaştırıldığında Şekil 3.4’de görüldüğü gibi rüzgar enerjisi kullanarak hidrojen üretimi ve biyodizel üretim maliyetinin diğerlerine göre çok daha fazla olması dezavantaj olarak değerlendirilebilir. Şekil 3.4: Üretim maliyeti karşılaştırması (US$/GJ) (Presav, 2003) Uçaklarda alternatif enerjilerin kullanımı emniyet, hız, menzil, irtifa, yük kapasitesi, yakıtın ekonomik olarak elde edilebilmesi, uçak gövdesinde kapladığı hacim, ağırlık, kurulum maliyeti, yaygın olarak kullanımı, özel tasarım gerektirip gerektirmediği gibi önemli kriterler göz önüne alınarak Çizelge 3.1 oluşturulmuştur. Buradan da görüldüğü gibi uçaklarda yakıt olarak biyoyakıt kullanımının diğer teknolojilere göre her alanda daha fazla avantajı bulunmaktadır. Bu nedenle, şu andaki biyoyakıtın uçaklardaki geleneksel yakıta alternatif yakıt olarak en çok kullanım oranına sahip olacağı değerlendirilmektedir. 277 Çizelge 3.1: Alternatif enerjili hava araçlarının klasik yakıtlı hava araçlarına göre performans karşılaştırması YAKIT TÜRÜ KRİTER Hidrojen Güneş Emniyet (+) (+) (+) (-) Hız (+) (-) (+) (+) İrtifa (+) (+) (+) (+) (+) (+)(yüksek (+) (+) Dayanıklılık Biyoyakıt Nükleer irtifalarda) Menzil (+) (+) (+) (+) Verim (kerosene göre) (+) (-) (-) (+) Yük Kapasitesi (+) (-) (+) (+) (-) (+) (+) (-) Uçakta Kapladığı Hacim (-) (-) (+) (+) Ağırlık (+) (-) (+) (+) Kurulum Maliyeti (-) (-) (+) (-) Yaygın Kullanım (-) (-) (+) (-) Özel Tasarım Gerekliliği (-) (-) (+) (-) Ekonomik (kaynak) (+) Avantajlı (-)Dezavantajlı 4. SONUÇ VE ÖNERİLER Alternatif enerjiler havacılıkta henüz çok yaygın olmadığı için günümüzde kullanılan uçak yakıtlarına göre maliyeti yüksek bir teknolojiye sahiptir. Yakın gelecekte kabul edilebilir maliyetlere indirilerek yaygınlaşması için dünyada birçok uluslararası kuruluşların öncülüğünde çalışmalar yapılmaktadır. Çizelge 3.1’den de görüldüğü gibi yakıt olarak hidrojen, güneş ve biyoyakıt kullanımı havacılık sektöründe sera gazı etkilerini azaltan potansiyele sahiptir. Güneş enerjisinin hava koşullarındaki verimleri diğer yakıtlara göre düşük olması ve yük kapasitesinin düşük olması nedeniyle kargo ve yolcu uçakları için elverişli olmayacağı bu nedenle daha hafif, kısıtlı yük kapasitesi bulunan uçaklarda veya insansız hava araçlarında kullanımının yaygınlaşacağı tahmin edilmektedir.Radyasyon ve emniyet açısından çok büyük riskler içeren nükleer enerjinin de uçaklarda kullanımının iyi bir alternatif olmadığına dair uzun yıllar önce dünya genelinde ortak bir karar alınmıştır. Maliyeti hariç tutarsak verim ve karbon salınımı, soğutma özelliği, hafiflik gibi bir 278 çok açıdan yük ve yolcu uçaklarında, süpersonik uçaklarda yakıt olarak hidrojen kullanımının daha optimum düzeyde olduğu görülmektedir. Ancak çok kısa vadede olmasa da uçaklarda hidrojen kullanımı, motor ve uçak gövdelerinin özel tasarımlarda olması gerektiği için ancak ticari uçaklarda yaygınlaşması mümkündür. Biyoyakıt üretimi uçaklardan daha önce kara araçlarında ve sanayi uygulamalarında da yaygın olarak kullanıldığı için maliyeti diğerlerine göre daha düşüktür. Biyoyakıtın dünyada yaygın olduğunu ve uçak üretiminde yeni bir tasarım gerektirmemesini göz önüne alırsak kısa vadede uçaklarda kullanımının en çok yaygınlaşacak bir yakıt türü olduğu anlaşılmaktadır. Sonuç olarak; uçak teknolojilerinin çok ciddi emniyet tedbirleri kriterlerine sahip olması gerekliliği nedeniyle, havacılık endüstrisi henüz kanıtlanmamış ve yeni teknolojilere karşı direnç göstermektedir. Buna karşılık, düşük CO2 emisyonları sayesinde alternatif enerjili hava araçları dünyada büyük gelişim potansiyeline sahiptir. Alternatif enerjili hava araçlarının geleceğin güvenilir ve sürdürebilir hava yolu araçları haline dönüşebilmesi için araştırma ve geliştirme faaliyetlerinin artmasına ve dünyada yaygınlaşması için maliyetlerin düşürülmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Kara araçlarında biyoyakıt ve hidrojen kullanımının da yaygınlaşmaya başlamış olması, zamanla hava araçlarında da yenilenebilir enerjinin klasik yakıtların yerini alacağının kanıtı olmaktadır. Ayrıca, Türkiye’de havacılık alanında hizmet veren kuruluş ve firmaların havacılık sektöründe yenilenebilir enerjinin kullanımını teşvik etmek ve sürdürülebilirliğini sağlamak için ATAG gibi uluslararası düzeyde faaliyet gösteren çalışma gruplarına katılarak aktif rol oynamasının ülkemiz açısından faydalı olacağı değerlendirilmektedir. KAYNAKÇA: <Akbulut,2015> Akbulut,U, (2013), Solar impulse, http://www.uralakbulut.com.tr/wp-content/uploads/2009/11/G%C3% 9CNE%C5%9E-ERJ%C4%B0S%C4%B0YLE-U%C3%87AN-U%C3%87AK-SOLAR-IMPULS1-ARALIK-2011.pdf (Accessed 15.04.2015) <ATAG,2011> ATAG,(2011), ”Beginner’s Guide to Aviation Biofuels” file:///C:/Users/EB/Downloads/ Beginnerts%20guide%20ti%20aviation%20biofuels.pdf (Accessed 17.05.2014) <ATAG, 2015> ATAG, (2015), Air Transport Action Group (ATAG), “A sustainable flightpath towards reducing emissions” UNFCCC Climate Talks, Doha. <Bradley ,2007> Bradley T. H. , B. A. Moffitt, D.N. Mavris, D. E. Parekh (2007), “Development and experimental characterization of a fuel cell powered aircraft” , Journal of Power Sources, Volume 171, Issue 2, 27 September 2007, Pages 793–801. <Çamcı, Ş., 2012> Çamcı, Ş., (2012) “Hava araçlarında hidrojen enerjisi ve yakıt pili teknolojisinin kullanımı”, Ulusal Havacılık Teknolojisi ve uygulamaları Kongresi-2012, 978-605-338-004-7,217-231. <Daggett,2007> Daggett, David L.,(2007), “Alternate Fuels for use in Commercial Aircraft”, 2007. <Energy Efficiency,2012> Energy Efficiency& Renewable Energy,(2012) “Hydrogen Safety” http://www1.eere. energy.gov/hydrogenandfuelcells/pdfs/h2_safety_fsheet.pdf. (Accessed 30. 05.2014) <ETKB, 2013> Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı (2013), http://www.enerji.gov.tr, (Accessed 15.07.2015]. <EİE, 2013,> EİE, (2013), “Yenilenebilir Enerji Genel Müdürlüğü” http://www.eie.gov.tr/yenilenebilir/g_enj_tekno.aspx [Accessed 09. 04.2015) 279 <FİGES ARGE, 2013> FİGES ARGE,( 2013), FİGES Mühendislik ve ARGE teknolojileri dergisi, Sayı: 1/2013 <Gao, 2013> Gao, Z., Hou Z, Guo Zheng, Liu J., Chen X. ,(2013), “Energy management strategy for solar-powered highaltitude long-endurance aircraft”, Energy Conversion and Management 70 (2013) 20–30 <Hammel, 2012> Hammel, D., (2012) ,NRDC , Aviation Biofuel Sustainability Survey, . (Accessed 30. 05.2015) <Karakoç, 2008> Karakoç,H, (2008), “Gaz tribünlü motorların yakıt sistemleri”, TC Anadolu Üniversitesi Yayınları: No:984 Sivil Havacılık Yüksekokulu Yayınları,No:6 Eskişehir. <Kittelson, 2010> Kittelson,D. Watts, W., Bennett D., Taff S., (2010). “Performance And Emissions of a Second Generation Biofuel -DME.” Center for Transportation Studies, University of Minnesota, CTS 08-10, 60 pp. <Lane, 2015> Lane, J., (2012), http://www.airportwatch.org.uk/?p=3448 (Accessed 01.06.2015). <Miller, 2010> Miller, A.R., Veziroğlu N,. (2010), “Hydrogen tube vehicle for supersonic transport: 2. Speed and energy” International Journal of Hydrogen EnergyVolume 35, Issue 11, June 2010, Pages 5745–5753. <NASA, 2012> NASA, (2012), “Liquid Hydrogen As A Propulsion Fuel” http://history.nasa.gov/SP-4404/ch6-4.htm. (Accessed 01. 05.2015) <Orhan, 2012> Orhan, B.,(20129 “Güneş Enerjili Hava Aracı Teknolojileri”, Ulusal Havacılık Teknolojisi ve uygulamaları Kongresi -2012, 978-605-338-004<Pratt ,2012> Pratt, J.W. , Leonard E. K., Karina M.R., Abbas A.,(2012), “Proton exchange membrane fuel cells for electrical power generation on-board commercial airplanes”, Applied Energy, 13 September 2012. <PRESAV, 2003> PRESAV, 2003, B. Saynor,A. Bauen,M.Leach, (2003), “The Potential for Renewable Energy Sources in Aviation” (Accessed 17.04.2015) <Rosenberg A., 2013> Rosenberg A., (20139 http://www.flightglobal.com/news/articles/auvsi-titan-aerospace-unveils39atmospheric-satellites39-389386/. (Accessed 30.05.2015]. <Scientificamerican,2008> Scientificamerican,(2008) ,http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=nuclear-powered-aircraft (Accessed 15. 05.2015) <Solarimpulse, 2015> Solar Impulse, (2015), www.solarimpulse.com (Accessed 15. 08.2015) <Technopat,2012> Technopat,(2012),“Phantom eye http://www.technopat.net/2012/ 06/05/hayalet-goz-goklerde/.( Accessed 30. 05.2015) <DLR ,2015> German Aerospace Center (DLR),(2015), Antares DLR-H2, “http://www.dlr.de/dlr/en/ desktopdefault.aspx /tabid-10203/339_read-8244#/gallery/12336”( Accessed 30. 05.2015) <Veziroğlu, 1998> Veziroğlu, T.N., Barbir, F.,(1998), “ Hydrogen Energy Technologies” , UNIDO, Vienna <Westenberger,2000> Westenberger, A.,(2000), “CRYOPLANE – Hydrogen Fuelled Aircraft, Submission for the Energy Globe Award 2001 Category “Transport”Hamburg. 280 Tehlikeli Maddelerin Havayolu İle Emniyetli Taşınması Safe Transport Of Dangerous Goods By Air Alaattin ATAÇ1 Fatih GÖK2 ABSTRACT: Hazardous materials in storage and transportation is materials or things that may be hazardous for human health and animated, inanimated creatures and also for the enviranment.When hazardous materials are not under control, they might start a fire, explode, create chasing gas, contaminate, transmit the diseases, pollute the water, soil and air, cause hereditay problems. People must transmit these hazardous materials via airway in order to supply their indispensable necessities and also in order to make their life easy and maintain their life. It's very limited to intervene an hazardous situation in the airway transportation. So it is necessary to set up some rules and take precations in order not to face such situations. IATA sets up the rules. Not obeying the rules totally or selectively can couse danger. In this study, things that has to be conducted in the airway transportation are discussed according to DGR document. Keywords: Dangerous Goods, İnternational Air Transport Association, Dangerous Goods Regulations. ÖZET: Depolama ve taşıma işleminde; insan sağlığına, diğer canlı veya cansız varlıklara ve çevreye zarar verme tehlikesi taşıyan madde ve nesnelere tehlikeli madde denir. Tehlikeli maddeler kontrol altında tutulamazlarsa; yangın çıkarma, patlama, boğucu gaz yayma, zehirleme, hastalık bulaştırma, suları kirletme, kalıtımsal bozukluğa sebep olma, toprağı ve havayı kirletme gibi riskleri taşımaktadır. İnsanlar vazgeçilmez ihtiyaçlarını giderebilmek, hayatlarını kolaylaştırabilmek ve bazı durumlarda hayatlarını sürdürebilmek için tehlikeli maddeleri havayolundan taşımak zorunda kalırlar. Havayolu taşımasında meydana gelen tehlikeli bir durumda havada yapılacak müdahaleler sınırlıdır. Bu taşıma esnasında olumsuz bir durumla karşılaşmamak için bazı önlemler alınması ve kurallara uyulması gerekmektedir. Uluslararası Hava Taşıma Birliği (IATA) bu kuralları belirlemiştir. Kuralların uygulanmaması veya esnetilmesi büyük tehlikelere neden olabilmektedir. Bu çalışmada tehlikeli maddelerin havayolu ile ulaşımı yapılırken nelere dikkat edileceği hususları, IATA tarafından oluşturulan Dangerous Goods Regulations (DGR) dökümanı ve JAR kurallarına göre incelenmiş, Ülkemizde bu konunun nelere dayanarak yapıldığına değinilmiştir. AnahtarKelimeler:TehlikeliMaddeler, Uluslararası HavaTaşımaBirliği, TehlikeliMaddelerKuralları. 1 Öğretim Görevlisi, Makine Mühendisi, Hv.Asb.MYO K.lığı, aatac1@tekok.edu.tr Öğretim Görevlisi, Makine Mühendisi, Hv.Asb.MYO K.lığı, fatih_gk@yahoo.com 2 281 1. GENEL BİLGİLER: 1.1. İnternational Air Transport Association (IATA): İnternational Air Transport Association (IATA), emniyetli ve ekonomik havayolu ulaşımının oluşturulması ve yaygınlaştırılması hedefi ile 1945 yılında Küba Havana' da kurulmuştur. IATA, Kısıtlanmış Maddeler Çalışma Grubu kurarak tehlikeli maddelerin havayolu taşımasına ilişkin ilk IATA kurallarını oluşturmuş ve ismini Tehlikeli Mallar Kurulu olarak değiştirdikten sonra referans olarak ABD Ulaştırma Şubesini (DOT) belirlemiştir. Grup çalışmalarını sürdürmüş ve 1956 yılında tehlikeli maddelerin havayolu taşımasına ilişkin ilk IATA kurallarını oluşturmuştur. Bu kuralların ismi daha sonra Dongerous Goods Regulations (DGR)-Tehlikeli Maddeler Kuralları olarak belirlenmiştir. 1.2. Sorumluluklar: Tehlikelimaddeler, tehlikelimaddetaşımayeterliğinesahiphavayolu şirketleri (taşıyıcı) tarafındantaşınabilir. Havayolu şirketlerininheralanında çalışanpersonelininIATA’nınbelirlediğieğitimlerialmaları vesertifikalandırmaları zorunludur. Havayolu şirketleri, doğrudan şahıslardan veya tehlikeli maddelerin havayolu ulaşımı konusunda yetkisi bulunmayan tüzel kişiliklerden tehlikeli madde gönderisi kabul edemez. Tehlikeli madde gönderilerinin IATA’nın belirlediği standartlara göre hazırlanıp, havayolu şirketlerine şahıs veya tüzel kişiler adına teslim edilmesi, yetkilendirilmiş firmalar (gönderici) tarafından yerine getirilir. 1.3. Havayolu ile Taşınması Kesinlikle Yasak Olan Maddeler: Bazı tehlikeli maddeleri, uçakta taşımak çok risklidir. Uluslararası taşımacılıkta hava yolu şirketleri tarafından kriter olarak kabul edilen DGR kitabının ilgili sayfasında bu tip maddeler için “Forbidden-Yasak” yazılmıştır. DGR Dokümanının Tehlikeli Maddeler Listesinde; “Forbidden” ibaresi ile taşınmasının yasak olduğu belirtilen veya ancak Special Provisions (S.P)-Özel Hükümler sağlanması durumunda (miktar ve paketlemeye ilişkin şartlar) taşımacılık yapılabilecek maddeler, ülkenin yetkili kuruluşları tarafından onaylanması durumunda havayolu ile taşınabilir. Onay dokümanının bir nüshası sevk belgesine iliştirilir. 1.4. Sınırlandırılmış Miktardaki (Ltd.Qty) Tehlikeli Maddeler: Tehlikeli maddelerin genel kural olarak özel paketlerde ve belirtilen limitler dahilinde taşınması esastır. Özel paketler, belirli firmalar tarafından üretilir ve fiyatları oldukça yüksektir. Birçok ülkede üretimi olmayan bu paketler ithal edilerek kullanılır. Bu paketler “UN tipi Paketi (UNP)” olarak isimlendirilirler. Ancak bazı tehlikeli maddelerin UN paketinde taşınabilecek miktarları sınırlandırılarak genel maksat ambalajlarla hava yolu ile taşınmasına izin verilmektedir. Bu tip taşımalar “sınırlandırılmış miktar taşıması” olarak adlandırılır. 2. TEHLİKELİ MADDELERİNSINIFLANDIRILMASI: IATA (International Air Transport Association-Uluslararası Hava Taşımacılığı Birliği) ve konuya ilişkin diğer uluslararası kuruluşların kabulüne göre tehlikeli maddeler; yapısal özellikleri ve tehlikeleri dikkate alınarak aşağıda belirtilen sınıflara ayrılmıştır. 282 2.1. 1’inci Sınıf Tehlikeli Maddeler (Patlayıcılar): Kimyasal tepkimeler sonucu, çevreye hasar verebilecek hız, sıcaklık ve basınçta gazlar oluşturabilen katı veya sıvı maddeler ile bunların karışımlarından oluşan patlayıcı maddeler, Patlayıcı olmayan ve kendine yeterli ısı veren tepkimeler sonucu; ısı, ışık, ses, gaz, duman veya bunların karışımı biçiminde etki vermek üzere tasarlanmış ısılteknik maddeler, Bir veya birden fazla patlayıcı veya ısılteknik madde içeren nesneler bu sınıfa girmektedir. 2.2. 2’nci Sınıf Tehlikeli Maddeler (Gazlar): Kapalı bir kap içersinde sıkıştırılmış, sıvılaştırılmış, soğutularak sıvılaştırılmış veya bir çözücü içinde çözünmüş halde bulunan, 50° C’de buhar basıncı 300 kPa (3 bar)’dan yüksek olan veya 101,3 kPa standart basınç ve 20° C’de gazlaşabilen maddeler, basınçlı gaz içeren diğer cisimler, tehlike içeren basınçsız gazlar, yanıcı sıvı veya gaz depolanmış boş kaplar ve tanklar bu sınıfa dahil edilir. 283 2.3. 3’üncü Sınıf Tehlikeli Maddeler (Yanıcı Sıvılar): 50° C’de 300 kPa (3 bar)’danfazlabuharbasıncı oluşturmayan, 101,3 kPastandartbasınç altındave 20° C’detamamıylagazhalegelmeyen, parlamanoktaları 60° C’dendahadüşükolansıvı vesıvı karışımları, parlamanoktası 60° C’den 100° C’yekadarolandizelyakıtı, gazyağı, ısıtılmış yağlar, parlamanoktası 35° C’nin üzerindeolan, zehirleyiciveaşındırıcı olmayan, ancakparlamanoktalarının üzerindekisıcaklıklardataşınması gerekenmaddeler. Tehlikelimaddenincinsinebağlı olmak üzerekontrolaltındatutulamadıklarında; yanıcı, yakıcı ve/veyazehirleyicietkigöstertirler. KoduRFL’dir. 3’üncü SınıfTehlikeliMaddelerinen önemlitanımlamakriteriParlamaNoktası (FlashPoint)’dır. ParlamaNoktası; Testkabındakisıvınınyanıcı buhar ürettiğiilk ısı derecesidir. Birsıvı, kapalı kaptestortamında 60.5 0C’yekadar 0 (açıkkaptestortamında 65.6 C’yekadar) olan ısılardayanıcı buhar çıkartıyorsa, yanıcı sıvıdırvetehlikelimaddedir. 2.4. 4’üncü Sınıf Tehlikeli Maddeler (Yanıcı Katılar): 2.4.1.4’üncü Sınıf 1’inci Bölüm (Tutuşucu Katılar): Birateşlemekaynağı ilekısasüreteması halindekolaycatutuşabilen, alevihızlı bir şekildeyayılan, yangıntehlikesiyanındazehirlimaddeleraçığa çıkaranmaddeler, Özelliğinikaybetme, ısı, katalitikkatışıklarlatemas, sürtünmeveyadarbegibietkenlerlezehirligaz/buhar açığa çıkarma, patlamaveyayangıntehlikesioluşturanmaddeler, Patlayıcılık özellikleriilavemaddelerlebastırılmış veyaseyrelerekduyarsızlaştırılmış katı patlayıcılarbu sınıfa dahil edilirler. Tehlikeli maddenin cinsine bağlı olmak üzere kontrol altında tutulamadıklarında; yanıcı, yakıcı, patlayıcı ve/veya zehirleyici etki göstertirler. Kodu RFS’dir. 284 2.4.2.4’üncü Sınıf 2’nci Bölüm (Kendiliğinden Tutuşucu Katılar): Küçük miktarlarda olsa bile hava ile temas ettiğinde beş dakika içersinde parlayabilen maddeler, karışımlar ve çözeltiler, Kendiliğinden yanmaları için büyük miktarlarda olmaları ve yanmaları için uzun süre (birkaç saat veya birkaç gün) gereken, ancak enerji girişi olmaksızın, hava ile temas ettiklerinde kendiliğinden ısınabilen maddeler, cisimler, karışımlar ve çözeltiler bu sınıfa dahil edilirler. Kendiliğinden yanma, patlama, ısı oluşumu, gaz oluşumu, yakıcılık, zehirleyicilik gibi tehlikeleri içerirler. Kodu RSC’dir. 2.4.3.4’üncü Sınıf 3’üncü Bölüm (Su İle Temas Ettiğinde Yanıcı Gaz Oluşturan Katılar): Su ile temas etmeleri halinde hava ile patlayıcı karışımlar meydana getiren, yanıcı gaz oluşturan içeriğe sahip madde ve nesneler, 4’üncü Sınıf 3’üncü Bölüm Tehlikeli Maddeler kapsamındadır. Su ile reaksiyon sonucunda oluşan yanıcı gazlar, açıkta yanan ampul, alet kıvılcımları gibi ısı kaynakları sebebiyle yanmaya başlayabilirler. Yanıcı gaz oluşumu, yanıcılık, zehirleyicilik, yakıcı etki gibi tehlikeleri içerirler. Kodu RFW’dir. 2.5. 5’inci Sınıf Tehlikeli Maddeler (Oksitleyici Maddeler ve Organik Peroksitler): 2.5.1. 5’inci Sınıf 1’inci Bölüm (Oksitleyici Maddeler): Kendileriyanıcı olmasalarda, genellikleoksijenvererekbaşkamalzemelerinyanmasınanedenolanveyayanmalarınakatkıdabulunanmaddeven esneler, 5’inciSınıf 1’inciBölümTehlikeliMaddelerkapsamındadır. Yanıcı (oksitleyici), yakıcı, patlayıcı ve/veyazehirleyicietkigöstertirler. Yanıcı birmaddeile çokkolayreaksiyonagirerekbüyüktehlikeleroluşturabilir. Yanmaları sonucundazehirligazlar çıkartabilirler. KoduROX’dir. 285 2.5.2. 5’inci Sınıf 2’nci Bölüm (Organik Peroksitler): Isı, temas, sürtünme veya darbe gibi etkilerle bozunmaya uğrayan, bozunma sonucu zararlı ve tutuşucu gazların oluşumuna neden olan, organik peroksitler ve formülasyonları, 5’inci Sınıf 2’nci Bölüm Tehlikeli Maddeler kapsamındadır. Bir çok plastik madde ve fiber/elyafın üretiminde kullanılan sentetik maddeler(politen, PVC, polyester reçinesi, fiberglas ürünleri) bu sınıf içine girmektedir. Bu maddelerin çok istikrarsız olmasından, ayrıca taşıma ısılarının artması halinde şiddetli reaksiyon ve patlamalara neden olduğundan bir çoğunun taşınması yasaktır. 2.6. 6’ncı Sınıf Tehlikeli Maddeler (Zehirli ve Bulaşıcı Maddeler): 2.6.1. 6’ncı Sınıf 1’inci Bölüm (Zehirli Maddeler): Küçük miktarlarda da olsa solunum, sindirim ve vücuda diğer yollarla nüfuz etmeleri halinde sağlığın bozulmasına veya ölüme neden olan maddeler, 6’ncı Sınıf 1’inci Bölüm Tehlikeli Maddeler kapsamındadır. Yakıcı (oksitleyici), yanıcı, aşındırıcı, su ile temasta yanıcı gaz çıkarıcı ve/veya zehirleyici etki göstertirler. Kodu RPB’dir. 2.6.2. 6’ncı Sınıf 2’nci Bölüm (Bulaşıcı Maddeler): Hastalığa sebep olan mikroorganizmalar içeren, insanlara veya hayvanlara hastalık bulaştırabileceği bilinen maddeler, 6’ncı Sınıf 2’nci Bölüm Tehlikeli Maddeler kapsamındadır. Hastalık bulaştırma tehlikesi taşırlar. Kodu RIS’dır. 2.7. 7’inci Sınıf Tehlikeli Maddeler (Radyoaktif Maddeler): Kendiliğinden veya yapay olarak, insan sağlığına ve çevreye zararlı etkilere neden olacak şekilde radyasyon yayan madde ve nesneler 7’inci Sınıf Tehlikeli Maddeler kapsamındadır. 286 Radyasyonun varlığı, insan duyu organları ile tespit edilemez. Geiger Müler Sayacı, Radyak Metre vb. cihazlar kullanılır. Parçalanan radyoaktif madde etiketi: 2.8. 8’inci Sınıf Tehlikeli Maddeler (Aşındırıcılar): Temas ettiklerinde cilde ve mukoza zarlarına kimyasal etki ile zarar veren madde ve nesneler, sızıntı halinde diğer mallara veya nakliye aracına hasar veren, yok eden madde ve nesneler. 8’inci Sınıf Tehlikeli Maddelerin, içine koyularak taşınacağı ambalajın imal edildiği madde ile reaksiyona girmemesine dikkat edilmelidir. Tehlikeli maddenin cinsine bağlı olmak üzere kontrol altında tutulamadıklarında; yakıcı, yanıcı, yangını kolaylaştırıcı ve/veya zehirleyici etki göstertirler. 2.9. 9’uncu Sınıf Tehlikeli Maddeler (Çeşitli Tehlikeli Maddeler): Diğer tehlikeli maddeler içersinde yer almayan, ancak tehlikeli madde özellikleri gösteren madde ve nesnelerdir. Tehlikeli maddenin cinsine bağlı olmak üzer; insan sağlığına zarar verici (kanser, kalıtımsal bozukluk vb.), yakıcı, suların kirlenmesi, çevreye zarar verici etki gösterirler. Kodu RMD’dir. 3. TEHLİKELİ MADDELERİN TANIMLANMASI Tehlikeli maddeler; UN veya ID numarası ve Proper Shipping Name (PSN)Uygun Gönderi Adı ile tanımlanmaktadır. 287 Bu numara ve adlar, Birleşmiş Milletler sınıflandırma sistemine göre belirlenir. UN numarası henüz belirlenmemiş olan maddelere ise, geçici olarak IATA tarafından 8000’li rakamlar serisinden Identification (ID)-kimlik numarası verilir. Bu bilgiler tehlikeli madde gönderi paketleri üzerinde DGR Dökümanı 4.2 List of Dangerous Goods Tehlikeli Maddeler Listesi’nde yazılı olduğı gibi belirtilir. 4. TEHLİKELİ MADDELERİNPAKETLEME, İŞARETLEME-ETİKETLEME VE DÖKÜMANTASYON İŞLEMLERİ: 4.1. Paketleme Tehlikeli madde nakillerinde kullanılan paketler; UN Tipi Paketler, Y Tipi Paketler, Birleşik Paketler (Overpack) ve Kurtarma Paketleri olarak sınıflandırılmaktadır. Tehlikeli maddelerin taşınmasında kullanılacak ambalajların içinde bulundurulacağı maddenin hassas olduğu etkiye (darbe, ısı, radyoaktivite, ışın vb.) dayanacak şekilde özel olarak imal edilmiş olanlar UN Paketleri olarak isimlendirilmekte, belirli üreticiler tarafından üretilmektedir. Bazı tehlikeli maddelerin sınırlı miktarlarda olmak kaydıyla UNP’leri dışındaki GMP’le da taşınmasına izin verilir. Bu paketlere; Y Tipi (Sınırlandırılmış Miktar/Genel Maksat) Paketleri denir. Y Tipi paketler üzerinde UN işaretlemeleri bulunmaz. Gönderici, bütünlük sağlamak amacıyla kendine ait tüm tehlikeli madde kapsamında olan veya olmayan gönderilerini tek bir dış paketle veya pleytleyerek bir arada taşınmasını isteyebilir. Bu durumda taşıyıcı, paketlerini bir kapalı paket içerisinde veya açık bir pleyt üzerinde birleştirerek taşıyıcıya teslim eder. Bu pakete overpack-birleşik paket denir. 4.3. Dökümantasyon: Tehlikeli maddelerin dokümantasyonunda Shipper’s Declaration-Gönderici Beyan Formu ve Air Waybill(AWB)-Manifesto ile bu iki dokümanın doğruluğunu kontrol etmek için Dangerous Goods ChecklistTehlikeli Maddeler Çeklisti kullanılmaktadır. Shipper’s Declaration-Gönderici Beyan Formu ve Air Waybill (AWB)-Manifesto, IATA’nın belirlemiş olduğu formatta ve İngilizce doldurulmalı, eğer İngilizce haricinde başka bir dilde düzenlenmiş ise mutlaka İngilizce bir kopyasının bulunması gereklidir. 4.3.1. Tehlikeli Madde Gönderici Beyan Formu: Gönderici tarafından 2 nüsha doldurulup imzalanır. Bir nüshası taşıyıcıda kalır, diğer nüshası ise gönderi ile beraber alıcıya gönderilir. Taşımanın diğer süreçlerinde fotokopi kullanılabilir. 288 4.3.2. Manifesto-Aır Waybıll (AWB): Handling Information bölümüne “Dangerous Goods as per attached Shipper’s Declaration: Ekli Gönderici Beyanında Görüldüğü Gibi Tehlikeli Madde” veya “Dangerous Goods as per attached DGD” ifadesi yazılır. Nature and Quantity of Goods bölümüne ise maddenin genel türü veya adı yazılır. 4.3.3. Dangerous Goods Checklıst-Tehlikeli Madde Çeklisti: Bu çeklistin amacı, gönderici tarafından hazırlanan tehlikeli madde paketlerini ve dokümanlarını kontrol etmek, hatalı bir uygulama var ise göndericiye iade etmektir. 5. TEHLİKELİ MADDELERİN HAVAYOLU İLE EMNİYETLİ TAŞINABİLMESİ İÇİN JAR KURALLARI JAR kuralları Avrupa Havacılık Otoriteleri Birliği olan JAA tarafından belirlenerek üye ülkeler tarafından uygulanan sivil havacılık kurallarıdır. Uluslararası havacılıkta tüm ülkeler arasında uçuş, bakım, malzeme alım-satımı ile personel değişimi için birlik sağlanması amacıyla bu kurallar konulmuştur. Türkiye Cumhuriyeti adına SGHM (Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü) 4 Nisan 2001 tarihinde JAA’ya tam üye olarak kabul edilmiştir. Bakım organizasyon faaliyetlerinde öncelikle Sivil Havacılık Kanunu ve SGHM tarafından yayınlanan talimat ve yönergeler bağlayıcı kurallardır. JAR-OPS 1.070 Spor Silahları ve Mühimmatının Taşınması Bir işletici, hava yoluyla taşınması düşünülen spor silahlarının kendisine rapor edilmesi için makul olan bütün tedbirleri alacaktır. Spor silahlarının taşınmasını kabul eden bir işletici, bunların; Uyulması mümkün olmadığı makamca tespit edilmiş olmadıkça, uçakta uçuş sırasında yolcuların giremeyeceği bir yere; ve Ateşli silahların veya cephane yüklenebilen diğer silahların boş olarak, istiflenmediklerini sağlayacaktır. Spor silahlarına ait cephane Teknik Talimatlara göre (bkz. JAR-OPS 1.1160 b-5) (JAR-OPS 1.150 a-14) de tanımlandığı gibi bazı sınırlamalara tabi olarak yolcuların kontrol edilen bagajında taşınabilir. JAR-OPS 1.065 Savaş Silahı ve Savaş Mühimmatı Taşınması İlgili bütün Devletlerce bu yolda onay verilmedikçe bir işletici silah ve savaş mühimmatını havadan taşıyamaz. Bir işletici, uçuşun başlamasından önce bu savaş silahlarının ve savaş mühimmatının bu alt paragrafta gösterilmiş bulunanlardan kısmen veya tamamen farklı şartlarda taşınabilecekleri hususunda ilgili bütün Devletlerce onay verilmiş bulunmadıkça, savaş silahlarının ve savaş mühimmatının; Uçağın uçuş sırasında yolcuların giremeyeceği bir yerde, ve Ateşli silahların boş olarak, istiflenmelerini sağlayacaktır. Bir işletici, uçuş başlamadan önce, taşınması düşünülen herhangi bir savaş silahının ve savaş mühimmatının ayrıntılarından ve uçaktaki yerinden kaptan pilotun haberdar olmasını sağlayacaktır. JAR-OPS 1.1160 İşletici, uçuşun kısmen ya da tamamıyla bir Devletin sınırları dışında olup olmamasına bakmaksızın, tehlikeli madde taşıdığı her durumda Technical Instructions (Teknik Talimatlar) hükümlerine uyacaktır. 289 Normal olarak tehlikeli maddeler kapsamında değerlendirilebilecek aşağıda belirtilen bazı madde ya da metalar, Technical Instructions' da belirtilen kapsam içinde bu Subpart hükümlerinden muaf tutulurlar: İlgili JAR' lar ve operasyon gerekleri yüzünden uçakta bulunması gereken maddeler İkram ya da kabin hizmeti kaynağı olarak kullanılan maddeler Uçuş sırasında veterinerlik aracı ya da hayvanlar için böcek öldürücü olarak kullanılan maddeler Uçuş sırasında hasta için tıbbi destek amacıyla kullanılan maddeler. Gaz tüpleri, içinde bulunan gazın taşınması ve muhafaza edilmesi için özel olarak tasarlanmış olmalıdır. Haplar, ilaçlar ve diğer tıbbi malzemeler uçakta kullanıldıkları sırada eğitimli personelin kontrolü altında olmalıdır. Islak hücre pilleri bulunan cihazlar gerekirse sabitlenmeli ve elektrolit sızıntısını önlemek için dik bir konumda yerleştirilmelidir. Kalkış ve iniş esnasında ve kaptan pilotun gerekli gördüğü diğer zamanlarda tüm teçhizatın emniyeti alınması ve gerekli şekilde istiflenmesi konusunda gerekli hükümler olmalıdır. Yolcuların ya da mürettebatın beraberlerinde getirdikleri maddeler Yukarıdaki b(1) maddesinde belirtilen maddeler yerine kullanılacak madde veya metalar Technical Instructions' da belirtildiği şekilde taşınabilirler. JAR-OPS 1.1165 İşletici, uçaklarda, Technical Instrictions' da "hiç bir şartta taşınamayacak maddeler" otarak nitelendirilmiş isim ya da jenerik tanıma sahip madde ve metaların herhangi bir şekilde taşınmasını engellemek için gerekli tüm makul önlemleri almalıdır. İşletici, uçaklarda, Technical Instructions' da "normal koşullarda taşınması yasak" olarak nitelendirilmiş isim ya da jenerik tanıma sahip madde ve metaların yalnızca aşağıdaki şartlarda taşınabilmesi için gerekli tüm makul önlemleri almalıdır: Technical Instructions hükümleri altında ilgili Devletlerden muafiyet izni almış olmak Technical Instructions' da bu maddelerin işleticinin tescilli olduğu Devlet tarafından verilen bir onayla taşınamabilecegi hükmünün bulunması JAR-OPS 1.1170 İşsletici, madde ve metaların Technical Instructions' da belirtildigi şekilde sınıflandırılmasını sağlamak için her türlü tedbiri alacaktır. JAR-OPS 1.1175 İşletici, madde ve metaların Technical Instructions' da belirtildiği şekilde paketlenmesini sağlamak için her türlü tedbiri alacaktır. JAR-OPS 1.1180 Tüm paket, over-pack ve yük konteynerleri, Technical Instructions' da belirtildiği şekilde etiketlendirilmiş ve işaretlenmiş olmalıdır. İşletici, uçuşun kısmen ya da tamamıyla bir Devletin sınırları dışında olduğu durumlarda, tehlikeli maddelerin etiketlendirilmesi ve işaretlenmesinin başka bir dile ek olarak İngilizce dilinde yapılmasını sağlamalıdır 290 JAR-OPS 1.1185 Technical Instructions' da başka türlü belirtilmediği taktirde tehlikeli maddelerle birlikte tehlikeli madde nakliye dokümanı da bulunacaktır. İşletici, uçuşun kısmen ya da tamamıyla bir Devletin sınırları dışında olduğu durumlarda, tehlikeli madde nakliye dokümanının herhangi başka bir dile ek olarak İngilizce dilinde doldurulmasını sağlamalıdır. JAR-OPS 1.1195 Bir işletici, herhangi bir tehlikeli maddeyi, paket, over-pack, ya da yük konteyneri Technical Instructions' da verilen kabul usullerine göre denetlemedikce nakliye için kabul edemez. İşletici ya da kullandığı yer hizmetleri şirketi bir kabul çeklisti kullanmalıdır. Bu çeklist tüm ilgili ayrıntıların kontrol edilmesini kolaylaştıracaktır. Çeklist kabul kontrolünün sonuçlarının manuel, mekanik ya da komputerize aralarla kayıt edilebilmesine izin verecek bir biçimde olmalıdır. JAR-OPS 1.1200 İşletici aşağıdakileri sağlamalıdır: Paket, over-pack, ya da yük konteynerleri, uçağa yüklenmeden önce Technical Instructions' da belirtildiği gibi denetlenmelidir. Birim yük aygıtları (unit load device), Technical Instructions' da belirtildiği gibi denetlemediği ve içinde taşınan tehlikeli maddede sızıntı veya hasar olmadığı doğrulanmadığı sürece uçağa yüklenemez. Sızıntılı veya hasarlı paketler, over-pack' ler ya da yük konteynerleri uçağa yüklenemez. Uçakta bulunan ve hasarlı ya da sızıntılı olduğu tespit edilen tehlikeli madde paket; uzaklaştırılır ya da uygun bir merci ya da kurum tarafından uzaklaştırılması için gerekli girişimlerde bulunulur. Bu durumda sevkıyatın kalan kısmının nakliyeye uygun durumda olduğu ve uçak ya da yükünde hasar ya da kontaminasyon bulunmadığı kontrol edilir. Paket, over-pack, ya da yük konteynerleri, uçağa yüklenirken ya da uçaktan indirilirken hasar ya da sızıntı belirtilerinin varlığı kontrol edilir, ve hasar ya da sızıntı belirtileri mevcutsa tehlikeli maddelerin istiflendiği bölgede hasar ya da kontaminasyon oluşup oluşmadığı kontrol edilir. JAR-OPS 1.1205 İşletici aşağıdakileri sağlamalıdır: Tehlikeli maddelerdeki bir hasar ya da sızıntıya bağlı herhangi bir kontaminasyon gecikilmeden temizlenmelidir. Radyo aktif maddelerle kontamine olmuş bir uçak derhal hizmet dışına alınmalı ve temas edilebilen tüm yüzeylerdeki radyasyon seviyesi ve sabit olmayan kontaminasyon Technical Instructions' da belirtilen değerlerin altına inmediği süre boyunca servise verilemez JAR-OPS 1.1210 Yolcu kabini ve kokpit. Technical Instructions' da başka türlü belirtilmediği sürece tehlikeli maddeler, yolcuların bulunduğu uçak kabininde ya da kokpitte taşınamaz. 291 Kargo Kompartımanları. işletici tehlikeli maddelerin uçakta Technical Instructions' a uygun bir biçimde yüklenmesini, ayrılmasını, istiflenmesini ve emniyete alınmasını sağlamalıdır. Yalnızca Kargo Uçaklarında Taşınabilecek Tehlikeli Maddeler. işletici üzerinde "yalnızca Kargo Uçaklarıyla taşınabilir" etiketi bulunan tehlikeli maddelerin kargo uçaklarında taşınmasını ve Technical Instructions' a uygun bir biçimde yüklenmesini sağlamalıdır. JAR-OPS 1.1215 Yer Personeline Bilgi Verme. Yer personeline tehlikeli maddelerin taşınması ile ilgili görevleri hakkında, tehlikeli maddelerle ilişkili kaza ve olaylarda yapılacak işler de dahil olmak üzere bilgi sağlanmalıdır. Paragraf (a)(1)'de belirtilen bilgi eğer kullanılıyorsa yer hizmetleri acentasına da verilmelidir. Yolculara ve Diğer Kişilere Bilgi Verme İşletici, Technical Instructions' a uygun olarak, yolcuları uçağa beraberlerinde getirmelerinin yasak olduğu maddeler hakında bilgilendirmelidir. İşletici ya da yer hizmetleri acentası, tehlikeli madde nakliyesi konusunda bilgi veren afiş /ilanları kargo kabul noktalarında bulundurmalıdır. Mürettebat üyelerine bilgi verme. İşletici, İşletme Kitabında, mürettebatın tehlikeli maddelerin taşınması sırasındaki görevlerini ve ilişkili emercensi durumlarda yapılması gereken işleri anlatan bilgiler olmasını sağlamalıdır. Kaptan Pilota Bilgi Verme. işletici, Technical Instructions' da belirtildiği gibi Kaptan Pilota yazılı bilgi verilmesini sağlamalıdır. Kaza ya da Olay Durumunda Bilgi Verme, Bir olay durumunda uçağın işleticisi, istendiği taktirde taşınan tehlikeli maddelerin sebep olabileceği her türlü zararı ya da hasarı en aza indirmek için gerekli bilgiyi sağlamalıdır. Bir kaza durumunda uçağım işleticisi, ilgili Devletin Otoritesini taşınan tehlikeli maddeler konusunda en kısa zamanda uyarmalıdır. JAR-OPS 1.1220 İşletici Technical Instructions' da belirtildiği gibi personel eğitim programlarını oluşturmalı ve bunu devam ettirmelidir. Bu programlar, Otorite tarafından onaylanmalıdır.Tehlikeli maddeler taşımak için kalıcı bir onayı olmayan işleticiler şu şartlara uymalıdır.Genel kargo hizmetleri işinde çalışan personel, tehlikeli maddeler ile ilgili görevlerini yerine getirebilmek için gerekli eğitimi almış olmalıdır. Bu eğitim, en azından Tablo1 Sütun 1' de belirtilen alanları kapsamalı ve personelin tehlikeli maddelerin saptanması ve bu maddelerin yol açabileceği zararlar konularında derinliğine bilgi edinmesini sağlamalıdır. Mürettebat üyeleri, yolcu hizmetleri personeli ve işletici tarafından istihdam edilmiş ve yolcuların ve bagajlarının korunması ile görevli güvenlik personeli, Tablo1 Sütun2' de belirtilmiş alanlarda eğitim almalıdırlar. Söz konusu personel, tehlikeli maddelerin saptanması, bu maddelerin yol açabileceği zararlar ve yolcularla birlikte taşınmaları halinde geçerli kurallar hakkında derinliğine bilgi sahibi olmalıdırlar GÜVENLİK JAR-OPS 1.1235 İşletici, ilgili personelin, tescilli olduğu Devletin ilgili ulusal güvenlik gereklerinden haberdar olmalarını ve bu kurallara uygun hareket etmelerini sağlamalıdır. 292 JAR-OPS 1.1240 İşletici, personelin sabotaj veya uçak işgali gibi yasadışı müdahalelerden korunmak ve bu tür olaylar meydana geldiğinde zararı en aza indirmek için gerekli önlemleri alabilmesi için onaylı eğitim programlarını oluşturacak, sürdürecek ve icra edecektir. JAR-OPS 1.245 Uçağa yasadışı bir müdahale yapılmasını mütaakiben, kaptan pilot ya da yokluğu durumunda işletici, hiç; gecikmeksizin yerel otoriteye yada işleticinin Devletinin Otoritesine böyle bir olayın meydana geldiğini bildirir bir raporu ulaştırmalıdır. JAR-OPS 1.1250 İşletici, tüm uçaklarda, gizlenmiş silahlar, patlayıcılar veya diğer tehlikeli aygıtlar durumunda izlenecek usulleri içeren bir çeklist bulunmasını sağlamalıdır JAR-OPS 1.1255 Yolcu taşımak amacıyla işletilen uçuş mürettebatı kompartıman kapısına sahip tüm uçaklarda, bu kapılar izinsiz girişleri önlemek için kompartımanın içinden kilitlenebilmelidir. 6. ÜLKEMİZDE TEHLİKELİ MADDELERİN HAVAYOLU İLE EMNİYETLİ TAŞINMASI Türkiye’de tehlikeli maddelerin havayolu ile taşınması Ulaştırma Bakanlığı Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü tarafından yayınlanmış olan Tehlikeli Maddelerin Hava Yolu ile Taşınması Talimatı (SHT-18) doğrultusunda gerçekleştirilmektedir. Bu talimat içerisinde Lityum Pillerinin taşınmasına yönelik özel bir düzenleme bulunmamaktadır. SHT-18 talimatı incelendiğinde, tehlikeli maddelerin Türkiye’de hava yolu ile taşınmasında ICAO Teknik Talimatları’na(ICAO-TI) atıfta bulunulduğu görülmektedir. SHT-18 talimatında “Tehlikeli Madde” kavramı “Hava yolu ile taşınacak ve ICAO-TI dökümanında 2. kısımda belirtilen sınıflandırmada yer alan uçuş emniyeti açısından can ve/veya mal güvenliği için tehlike yaratan maddeler” olarak tanımlanmıştır. 2920 sayılı Türk Sivil Havacılık Kanunu’nun 93. maddesinin g bendi uyarınca hava yoluyla silah, cephane, her nevi harp malzemeleri, patlayıcı, yanıcı, tahrip edici ve aşındırıcı madde, zehirli gaz, nükleer yakıt, radyoaktif madde, can ve mal güvenliği yönünden tehlikeli olduğu saptanmış her nevi katı, sıvı ve gaz halinde maddenin taşınması yasaklanmıştır. Bu kuralın bir istisnası olarak, söz konusu maddelerin hava yolu ile taşınması için Ulaştırma Bakanlığı özel veya genel nitelikli izin verebilir. Ancak bu izin verilmeden önce de gerekirse Dışişleri Bakanlığı ve Genelkurmay Başkanlığı’nın görüşü alınır. Söz konusu genel ya da özel nitelikli izinler alınmadan bahsi geçen maddelerin hava yolu ile taşınması mümkün değildir. Bu maddeye aykırı davranışların tespit edilmesi halinde aykırı davranışta bulunanlar 2920 sayılı Türk Sivil Havacılık Kanunu’nun 141. maddesine göre 4 aydan 2 yıla kadar hapis ve otuz bin liradan üç yüz bin liraya kadar ağır para cezası ile cezalandırılır. Tehlikeli maddelerin sınıflandırılması, paketlenmesi, etiketlenmesi ve işaretlenmesi yine ICAO-TI’da belirtilen şartlara uygun olarak yapılacaktır. 6.1. SHT-18 Uyarınca Hava Yolu İle Tehlikeli Madde Taşımacılığında Göndericinin Sorumlulukları Gönderici herhangi bir tehlikeli madde paketinin veya paket grubunun hava yolu ile taşınmasını istemeden önce; a. Tehlikeli maddenin hava yolu ile taşınmasının yasak olmadığından 293 b. Tehlikeli maddenin ICAO-TI’da belirtilen şartlara uygun şekilde sınıflandırıldığından, paketlendiğinden, etiketlendiğinden, işaretlendiğinden ve beraberinde uygun şekilde doldurulmuş tehlikeli madde taşıma dökümanları bulunduğundan emin olacaktır. 6.2. Taşıyıcının Sorumlulukları SHT-18 talimatının 18. maddesi uyarınca taşıyıcının tehlikeli maddeleri taşımak için kabul etmesi için taşınacak olan tehlikeli maddelerin beraberinde uygun şekilde doldurulmuş tehlikeli madde taşıma dökümanlarının bulunması gerekir. Bununla birlikte, hava yolu ile taşınacak tehlikeli madde paket veya paket gruplarının ICAO-TI’daki kabul şartlarına uygun olarak kontrol edilmesi gerekmektedir. Aksi takdirde taşıyıcı söz konusu bu şartlara uyulmaması durumunda tehlikeli maddeleri taşımayı kabul etmeyecektir. Taşıyıcı, SHT-18 talimatının 18. maddesine uygun olarak ve ICAO-TI’da belirtilen şartlara göre tehlikeli madde kabul kontrol listesi hazırlamalı ve bu listeyi kullanmalıdır. Taşıyıcının sorumluluklarından bir diğeri ise SHT-18 talimatının 20. maddesinde düzenlenmiş bulunan “Sızıntı veya Hasar için İnceleme” yapmaktır. Bu maddeye göre taşıyıcı tehlikeli madde içeren paket veya paketlerinde sızıntı olup olmadığını yükleme yapılmadan önce kontrol etmek zorundadır. Sızıntı yapan ya da hasarlı olan paketler hava aracına yüklenmeyecektir. Hava aracına yüklenmiş olup da sızıntı yaptığı ya da hasar gördüğü anlaşılan tehlikeli madde içeren paketlerin taşıyıcı tarafından derhal hava aracından indirilmesi gerekmektedir. Bununla birlikte taşıyıcı, kalan diğer paketlerin hava yolu ile taşınması için uygun olduğundan ve hasar görmemiş olduklarından emin olması gerekir. Bütün bunlara ek olarak, tehlikeli madde içeren paketlerin, etkileşime girebilecek veya sızıntı olabilecek diğer paketlerin yanına birbirlerini etkileyebilecek şekilde yerleştirilmemelerine dikkat edilmesi gerekir. Tehlikeli madde içeren paketlerin hava aracına yerleştirilmesi işlemlerinde, zehirli ve bulaşıcı madde içeren paketler ICAO-TI şartlarına uygun olarak yerleştirilmeli; radyoaktif madde içeren paketler de ICAO-TI’da belirtildiği şekilde insanlardan, canlı hayvanlardan ve banyo edilmemiş filmlerden ayrı bir şekilde hava aracına yerleştirilmelidir. Son olarak taşıyıcı, tehlikeli maddelerin zarar görmemesi ve zarar vermemesi için gerekli bütün önlemleri alarak hava aracına yükleme işlemlerini gerçekleştirecektir. 6.3. Aykırı Davranışlar ve İdari Yaptırımlar SHT-18 talimat hükümlerine aykırı davranan havacılık işletmeleri ile ilgili yönetici personel ve uçucu ekip hakkında gerekli uyarılar yapıldıktan sonra, gerekli görüldüğü takdirde inceleme komisyonu tarafından değerlendirmede bulunulur. Bu değerlendirmenin sonucuna göre SHGM (Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü) tarafından kusurlu görülen havacılık işletmesine düzeltici uyarıda bulunulur. SHGM’nin bu uyarısına rağmen kusurlu hareketin devamı ya da bu talimat hükümlerine aykırı olan hususların tekrarlanması halinde, inceleme komisyonu havacılık işletmesinin “Tehlikeli Madde Taşıma” izinlerini askıya alır ve eksikliklerin giderilmesi için 3 aylık süre verir. Bu sürenin sonunda da yine gerekli şartlar sağlanamaz ise hiçbir bildirimde bulunulmadan işletmenin izin yetkisi iptal edilir. İşletme yönetiminden SHGM’ye karşı sorumlu genel müdür, kalite müdürü, uçuş işletme müdürü kusurlu görülürse yazılı olarak ihtar edilir ve kusurun devamı veya talimat hükümlerine aykırı davranışların tekrarlanması halinde bu kişlerin yetkileri inceleme komisyonu tarafından tespit edilen kusur derecesine göre belli bir süre için veya tamamen iptal edilir. 294 Eğer kaptan pilot veya uçucu ekip SHGM tarafından kusurlu görülürse, bu durumda da benzer şekilde kusur derecesine göre yazılı olarak ihtar yapılır ya da inceleme komisyonunun tespit edeceği kusur derecesine göre ilgili kişinin lisansı 3 aya kadar askıya alınır. KAYNAKÇA: [1]. IATA Dangerous Goods Regulation Dokümanı (2012). [2]. THY Tehlikeli Maddeler Kuralları Ders Kitabı (2012). [3]. Tehlikeli Maddelerin Havayolu ile Ulaşımı Kuralları Ders Kitabı (Hv.Ulş.Okl.K.lığı) (2013). [4]. JAR OPS 1: Avrupa Havacılık Otoriteleri Birliği’nce Belirlenen Uluslararası Ticari Hava Taşımacılık Kuralları [5]. ÖZTÜRK, Yaşar, Türkiye’de Tehlikeli Maddelerin Havayolu İle Taşınması 295 Havacılık Alanında Çalışanlarin İş Stresi İle Başa Çıkma Davranışının Takım Performansına Etkisi: Ampirik Bir Yaklaşım Coping With Job Stress Behaviors To The Effect On Team Performance Of Employees In The Field Aviation: An Empirical Approach Bahattin Aka1, Nezih Metin Özmutaf2 ABSTRACT: Team work in the field of aviation to cope with stress is important that the scope of individual performances. In this context, especially aviation flight operations which is performed based on the team; solidarity and cooperation, communication and coordination is needed most experiencing continuous change and innovation, it isalso extremely important in time management and at the end is an area that should not be ignored safety.The aim of this study dealt with the effects of stress on performance in this framework, team performance of their duties stress levels of employees who reveal how it affects education in the field of aviation; In case of war and peace is both advising on combat stress for employees working in heavy conditions and high stress environment. In this connection, a socio- demographic survey and the addition of 14 -point propositions 9 question of individual behavior affect the team that worked for the department of education that stress levels of employees in the aviation field performance has been established. The survey, between Nov 2014 and February 2015, the aviation industry has been applied to a group of 107 persons of employees working in public educational institutions. Results were statistically evaluated. As a result, the work stress; by planned movement, focusing on the real problem, time managing well, owning the team goal, as with self-confidence, sharing (workload, problems etc.) making and team performance to cope by being rational it has been found to affect significantly. Cronbach's alpha value measurement tool is determined to be 0.829. Key Words: Stress, Team work, Performance. ÖZET Havacılık alanında takım çalışmalarında stresle başa çıkılması birey performansları kapsamında önem arz edebilmektedir. Bu bağlamda özellikle takım bazlı olan uçuş faaliyetlerinin gerçekleştirildiği havacılık; dayanışma ve yardımlaşma, iletişim ve koordinasyona en çok ihtiyaç duyulan, değişim ve yeniliklerin sürekliyaşandığı, zamanın ve zaman yönetiminin son derece önemli olduğu, sonuçları itibariyle emniyetin gözardı edilmemesi gereken bir alan olarak ifade edilebilir. Bu çerçevede stresin performansa olan etkilerinin ele alındığı bu çalışmanın amacı, havacılık alanında eğitim veren çalışanların stres düzeyinin görev yaptıkları takım performanslarını nasıl etkilediğini ortaya çıkarmak; Öğt.Gör., Hava Astsubay MYO, İkt. ve İd.Prog.Bl.Bşk.lığı, Lojistik Programı Öğretim Görevlisi, baka@tekok.edu.tr. 2 Doç.Dr., İzmir Katip Çelebi Üniversitesi, İkt. ve İd.Bil.Fak., İşletme Bölümü, Yönetim ve Organizasyon ABD, nezih.metin.ozmutaf@ikc.edu.tr. 1 296 hem barışta hem de savaş durumunda ağır şartlarda ve yoğun stres ortamında görev yapan çalışanlara stresle mücadele konusunda önerilerde bulunmaktır. Bu bağlamda, havacılık alanında eğitim veren çalışanların stres düzeyinin görev yaptıkları takım performanslarına etkisine yönelik 14 önermeye 9 maddelik sosyo-demografik ve bireysel davranışa yönelik soru bölümü eklenerek bir anket oluşturulmuştur. Anket, Kasım 2014 ve Şubat 2015 ayları arasında, havacılık alanında kamuda faaliyet gösteren eğitim kurumu çalışanlarından oluşan 107 kişilik bir gruba uygulanmıştır. Bulgular istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak iş stresiyle; planlı hareket ederek, asıl soruna odaklanarak, zamanı iyi yöneterek, takım amaçlarını sahiplenerek, öz güvene sahip olarak, paylaşım (iş yükü, sorun vb.) yaparak ve rasyonel davranarak başa çıkmanın takım performansını önemli düzeyde etkilediği tespit edilmiştir. Ölçüm aracının Cronbach alfa değeri 0,829 olarak belirlenmiştir. Anahtar Kelime:Stres, Takım çalışması, Performans 1. GİRİŞ Belli amaçları gerçekleştirmek için oluşturulmuş organizasyonların en önemli unsuru hiç şüphesiz tam ve donanımlı insan kaynağıdır. Organizasyonların amaçlarına ulaşmaları, başarı göstermeleri, hedeflerine ulaşabilmeleri, etkili ve verimli çalışabilmeleri tamamen insan unsuruna ve onun kalitesine bağlı olduğu belirtilebilir. Bu nedenle yönetim biliminde insan davranışına çok önem verilmiş ve örgütsel davranış ve yönetim psikolojisi alanı gelişmiştir. İnsan kaynağının bu önemi tüm organizasyonlar için geçerli olduğu gibi havacılığa ilişkin faaliyet alanları için oluşturulan tüm havacılık organizasyonları için de geçerliliği kabul edilebilecektir. Havaalanı işletmesi, uçak bakım faaliyetleri, hava lojistiği, hava trafik yönetimi ve uçuş faaliyetleri gibi alanlarda insan kaynağının önemli bir faktör olduğu kaçınılmaz bir gerçek olduğu vurgulanabilir. Bu amaçla her zaman yüksek kaza riski taşıyan havacılıkta insanı etkileyen en önemli faktörlerden bir olan stress, devamlı takip edilmesi ve üzerinde durulması gereken önemli bir konu olarak ifade edilebilir. Bu çalışmada öncelikle kişinin bir gereksiniminden vazgeçmesine ya da bir tepkide bulunmasına zorlayıcı, kişinin içinden ve dışından kaynaklanabilen, çoğu zaman da o kişide gerilime, üzüntüye, huzursuzluğa ve çöküntüye yol açan bir güç olarak tanımlanan stres üzerinde durulmuş ve bu kapsamda stresin tanımı, iş stresi, stresin sebep ve sonuçları açıklanmıştır. Daha sonra ise, ortak değer taşıyan bir amaç, hedef, misyon için dinamik, birbirine bağımlı ve uyumlu olarak hareket eden özel rol veya işlemlerle görevlendirilmiş ve sınırlı bir üyelik süresi olan iki veya daha fazla insanın oluşturduğu ayırt edilebilir bir grup (Salas vd., 1999: 4) olan takım ve takım performansı üzerinde durulmuştur. Havacılık alanında ekip ve takım performans gerekleri, belgelendirilen gelişme raporları, gittikçe artan zaman baskısı, ardı arkası kesilmeyen değişimler, sıfır hata veya işten atılma ikilemi gibi olgular çalışanları ağır sonuçları olabilen stresli bir hayat yaşamaya mecbur edebilmektedir (Albert, 2003:2). Bu amaçla, çalışmanın üçüncü bölümünde stress ile performans arsındaki ilişki sorgulanmış son bölümde ise havacılık alanında eğitim veren çalişanların iş stresi ile başa çıkma davranışının takım performansına etkisi ampirik bir yaklaşım ile ele alınmıştır. Modern hayatın başa çıkılması zor hastalığı olarak da görülen stres, günümüzün hızlı değişim, çatışma ve rekabetle dolu dünyasında bireyin verimliliğini, performansını ve sağlığını etkilediği (Erdoğan vd., 2009: 447) açık olmakla birlikte, iş stresiyle; planlıhareket ederek, asıl soruna odaklanarak, zamanı iyi yöneterek, takım amaçlarını sahiplenerek, öz güvene sahip olarak, paylaşım (iş yükü, sorun vb.) yaparak ve rasyonel davranarak başa çıkmanın takım performansını önemli düzeyde arttırdığı değerlendirilmiştir. 297 2. STRES KAVRAMI 2.1. Stresin Tanımı Ve Aşamaları Çağımızın kaçınılmaz gerçeği olarak da kabul edilen stresin ortak bir tanımını yapmak zor olmakla birlikte “bireyin fizyolojik ve psikolojik yapıları üzerinde etki yapan, onların davranışlarını, iş verimlerini ve diğer insanlarla olan ilişkilerini olumsuz yönde etkileyen, psikolojik bir durum (Tutar, 2000:204), “bireyin, tehdit edici çevre özelliklerine karşı gösterdiği bir tepki” (Steers, 1981; Nahavandi ve Malekzadeh 1998) olarak tanımlanabilir. Daha genel bir ifadeyle stress, bir etki tepki olayıdır. Bu bağlamda bireyler ilk etapta stres yaratan durumlara ya karşılık verirler ya da yok sayma yönünü seçerler veya da donup kalabilirler (Barutçugil 2006). Selye’nin (1977) tanımında yer alan Genel Uyum Sendromu (General Adaptation Syndrome) (GAS) kuramı, insan bedeninin stres karşısında üç aşamadan oluşan bir tepki ortaya koyduğunu açıklamaktadır (Balcı, 2000: 21-23; Baltaş ve Baltaş, 2008: 26). Kişi stres altındayken değişim, tehdit olarak algılanır ve beyinde stres hormonlarının salgılanmasına sebep olur (Aytaç, 2009:2). Birbirinden ayrı fakat birbirini izleyen üç aşamadan meydana gelen bu biyolojik model Şekil 1’de gösterilmiştir Şekil 1: Genel Uyum Sendromu (Keskin, 1997:142) Alarm: Tehdit hisseden birey ilk olarak onu algılama ve tanımaya çalışır. Eğer tehdit baskısı devam ederse bireyin vücudunda kan basıncı artışı, kalp çarpıntısı, göz bebeklerinde büyüme, kas gerginliği, mide asiti salgılaması gibi fiziksel bir tepki oluşur. Eğer birey stresin üstesinden gelirse ya da stres faktörü ortadan kalkarsa bireyde bir rahatlama ve uyku hali yaşanır. Direnme - Karşı Koyma (Resistance): Stres faktörü ortadan kalkmamışsa birey alarm aşamasından direnme aşamasına geçer. Bu aşamada birey tehdidin üstesinden gelmek için büyük çaba harcar. Alarm aşamasında ortaya konan fiziksel tepkiler daha da artar. Tükenme (Exhaustion ya da Burnout): Direnme başarısızlıkla sonuçlanmıştır. Bireyde fiziksel ve ruhsal tükenmişlik gözlenir. Sonuç olarak bireyde sürekli sağlık sorunları (geçimsizlik, yalnız kalma isteği, sürekli öfkelilik, şüphecilik, cesaretsizlik, uykusuzluk, baş ve göğüs ağrıları gibi) ortaya çıkabilmektedir (Nahavandi ve Malekzadeh 1998, Işıkhan 2004, Tutar 2004, Özmutaf 2006:75). Stres, yapısı gereği bireyler tarafından olumsuz algılansa da içinde bulunulan şartlara göre zararlı veya zararsız da olabilir (Güney, 2001: 513). Çift yönlü bir olgu olarakta ifade edilen stres (Işıkhan, 2004: 37), bireyleri olumlu yönde etkiler ve onların hedeflerine ulaşmasına aracılık ederse olumludur ancak bireylerde 298 hastalık yapıcı etkileri ve zararlı yanları ön plana çıkarırsa da olumsuz stres olarak adlandırılabilir (MaviliAktaş, 2001: 8). 2.2. İş Stresi İnsan yaşamının yaklaşık dörtte birlik döneminin geçtiği (Silah, 2005: 50) iş hayatı, bir çok kişi için yaşamındaki en büyük stes kaynağıdır (Robbins ve Judge, 2013:607). Çünkü iş hayatı, stres için her zaman elverişli bir ortam olmuştur. Aşırı sıcak, gürültü, ışık, rol belirsizliği, iş dağılımındaki dengesizlikler, aşırı veya az denetim insanlarda strese neden olabilmektedir (Aytaç, 2009:8). Buna göre iş stresi, bireyi fiziksel ve duygusal anlamda tehdit eden, iş ortamının özelliklerine karşı sergilenen tepki (Jamal, 2005:130), başka bir ifade ile fiziksel stres kaynakları ile yetersiz mücadeleyi beraberinde getiren zihinsel ve fiziksel hastalık neticesi ile sonuçlanan istenmeyen bir durum (Özdevecioglu, 2004: 211) olarak tanımlanabilir. Çalışanların iş yaşamında iş başarısı ile stres arasında önemli düzeyde ilişki vardır (Güney, 2001: 515). Çünkü özellikle aşırı iş yükü, kötü yönetim, sorumlulukları yeterince yerine getirememe, uygun olmayan çalışma ortamı, güven eksikliği gibi nedenlerden dolayı iş hayatı temel bir stres kaynağıdır (Soysal, 2009:19). Özetle iş stresi, bireyin doğal fonksiyonlarını yerine getirmesini engelleyen psikolojik ve fiziksel davranışlarını değiştiren (Işıkhan, 2004: 73), dolayısıylada işgörme maliyetini yükselten ve çalışanların verim ve performansını düşürerek iş yaşamının niteliğini düşüren önemli bir olaydır. 2.3. Stresin Kaynakları Stres kaynakları ile ilgili farklı sınıflandırmalar yapılmakla birlikte fiziksel, örgütsel ve bireysel olmak üzere üç temel boyutta değerlendirilmiştir. Çalışma ortamındaki havalandırma, aydınlatma, gürültü gibi faktörleri, fiziksel (Baklacı, 2013:15), İş yükü, rol çatışması, rol belirsizliği (Şimşek vd., 2008: 223) ile örgütsel politikalar ve örgütsel süreçler (Luthans, 1992, ss.403-412), örgütsel stres kaynakları olarak sayılabilir. Bireysel faktörler ise, mücadeleci, başkaları ile yarışan, başarısızlığa tahammül edemeyen, başka insanlarla sürekli çatışan, yoğun dürtüleri olan kişilerde görülen A tipi kişilik (Eren, 2004: 306) başta olmak üzere, cinsiyet ve yaş, yaşam tarzi, aile, algılama, zaman baskısı, eğitim düzeyi, yetenekler ve gereksinimler gibi faktörlerdir (Mavili-Aktaş, 2001: 31). Örgütsel stres kaynakları, iş stresi ile ilgisi bakımında daha fazla önem arzetmektedir. Çünkü örgütsel stres, tüm işletmelerde ortak olan nedenlere bağlı olabileceği gibi, örgütün yapısıyla ilgili veya o iş kolundan kaynaklanan stresli durumlar olabilmektedir (Soysal, 2009:19). Örneğin yapılan bir araştırmaya göre, öğretmenlik, gardiyanlık, polis memurluğu, akademisyenlik, ambulans şoförlüğü, hemşirelik, doktorluk, itfaiyecilik, diş hekimliği, maden işçiliği, gazetecilik ve askerlik gibi meslekler (Hargreaves, 1999:35) en çok stresli meslekler olarak sıralanmıştır. 2.4. Stresin Yol Açtığı Sorunlar Stresin bireysel ve örgütsel olmak üzere iki temel sonucu vardır (Albrect 1988:45, Silah 2005:16, Soysal 2009:28, Aytaç 2008:15). Stresin bireysel sonuçları üç şekilde görülür; Fizyolojik sorunlar: Yorgunluk, hazımsızlık, hiper tansiyon, cinsel iktidarsızlık, şeker hastalığı, saç dökülmesi ve kronik baş ağrıları (Aytaç 2008:15), Zihinsel ve duygusal sorunlar: Bireylerde sürekli endişeli olma hali, uykusuzluk, sinirlilik, çabuk heyecanlanmak, dikkat eksikliği, unutkanlık gibi, Davranışsal sorunlar: İçe kapanma, uykusuzluk, uyuma isteği, iştahsızlık, yemede artış, konuşma güçlükleri, sigara ve alkol gibi bir maddeye aşırı düşkünlük, sakarlık, gevşemede güçlükler gibi (Soysal 2009:28) durumlar sayılabilir. Aşırı stresin bireysel sonuçlarından en önemli ve dikkate alınması gereken sonucu ise tükenmişliktir (Özmutaf, 2006:75). Çünkü tükenmişlik, süreklilik gösteren ve hayatın değişik dönemlerinde uğraş, iş ve 299 görev etkinliklerinde yaşanabilen bir tepki (Silah, 2005: 165) olarak stresin kronikleşmiş hali olup bireyin artık gücünün bittiği noktada ortaya çıkmaktadır. Stresin örgütsel sonuçları ise; örgütlerde kalite, üretim ve verimlilik sorunları, yöneten ve yönetilenler arasında uyumsuzluk (Aytaç, 2008:16), işe geç gitme, devamsızlık, düşük iş tatmini, işe gelmeme ve işten ayrılma (Güney, 2001: 515) gibi sorunlar sayılabilir. Sonuç olarak, örgütlerde verimsizlik ve performans düşüklüğüne yol açan stres, çalışanlara ve yöneticilere çok ağır bedeller ödetmekle (Copper ve Straw, 1998) birlikte, çalışanların psikolojik rahatsızlıklar yaşamalarına, hasta olmalarına ve hatta hayatlarını kaybetmelerine yol açabilmektedir. 3. TAKIM PERFORMANSI KAVRAMI Takım, ortak bir amaca ve ortak performans hedeflerine kilitlenmiş ve sorumlu oldukları görev konusunda ortak bir anlayış birliği içerisinde hareket eden ve birbirlerini tamamlayan özelliklere sahip bireylerin oluşturdugu küçük grup (Straup, 2002:9), farklı uzmanlık alanlarından gelerek, bir görevi yerine getirmek üzere bilgi ve becerilerini birleştirilmek suretiyle bir bir araya gelmiş insan topluluğudur (Balsak, 2012:24). Takım sadece bir grup insan demek değildir. Takım olabilmek için bundan daha fazlası gerekir. Peki, takımın gruptan farkı nedir? Bu sorunun cevabını John Adair “Etkili Takım Kurmak” kitabında vermektedir. Adair, konuya şu örnekle açıklık getirmektedir (Adair, 2003:120); “İletişim, karar alma, uyum, moralli atmosfer, ortam, standartlar, usuller gibi grupların çeşitli özelliklerinin tamamı yüksek performanslı takımlarda da bulunur; ancak farklı seviyelerde. Vasat çalışma grupları ile istisnai takımlar iki at şeklinde kıyaslanabilir; her ikisinin aynı kasları, bacakları ciğerleri ve diğer organları vardır. Biri gezinti atıdır, diğeri ise ülkenin en büyük yarışının üç kez galibi…” Takımlar yarattıkları etki bakımından gruplardan ayrılırlar ve organizasyonları geleceğe taşıyacak çalışmalara imza atabilirler. Aslında takımlar, yaratıcı düşünceden operasyonel ve stratejik başlangıçlara hareketi veren geçiş aracı olarak ifade edilebilirler. Gerçekten organizasyonda yeni fikir ve yenilikler büyük ölçüde takım çalışmalarından doğar ve organizasyon için büyük değerlere dönüşebilirler. Takım oluşturmanın amacı ise, birbiriyle dayanışma içinde olan, destekleyen, birbirlerine güvenen bir grup oluşturularak, verilen bir işi tamamlamak ve bu işi tamamlarken de bireysel farklılıklara saygılı olmaktır (Balsak, 2012:28). Günümüz örgütlerinde gittikçe önemini arttıran takım çalışması, insan kaynakları performansının da arttırması ile işletmeye daha yüksek düzeylerde etkinlik (efficiency) ve verimlilik getireceği açıktır. Takım çalışması ile koordineli bir çalışma ve pozitif sinerji sağlanarak (Robbins ve Judge,2013:315) işletmelerin stratejileri doğrultusunda yüksek performans sağlamaları amaçlanmaktadır (Koparan, 2005:11). Bu yüzden takımların performansının artırılması önemli ve gereklidir. Bu amacın gerçekleştirilmesi ise etkin bir takım yapısı ile mümkün olacaktır. Yüksek performanslı etkin bir takım oluşturabilmek için yapılması gereken pek çok şey olmakla birlikte öncelikle hedef ve amaçlar çok iyi belirlenip ona uygun bir takım tipi seçilmeli sonra organizasyon geliştirilmelidir (Oakland, 1993: 337). Bu amaçla takım üyeleri arasında bağlılık, işbirliği, sorumluluk, açık iletişim, aksiyoner olma gibi özelliklerin yanında (Castka v.d., 2001:123-134) çalışanlarının stresle başa çıkabilme yetenekleri de takım performansının arttırılması adına önemli bir unsure olmaktadır 4. STRES VE PERFORMANS İLİŞKİSİ Bireylerin belirli amaçları gerçekleştirebilmesi ve başarılı olabilmesi için belli bir düzeyde strese ihtiyaç vardır. Bu açıdan düşünüldüğünde, stres uygun nitelikte ve yoğunlukta olduğunda bireyi geliştiren, harekete geçiren, deneyim kazandıran ve güçlendiren bir uyarıcı olmaktadır (Barutçugil, 2004: 409–410). Rowshan (2003: 11) yaygın inanışın tersine, stresin her zaman olumsuz bir durum değil, yaşama renk katan, etkili bir 300 güdüleme aracı olduğunu vurgulamıştır. Buna karşılık, strese neden olan stres kaynakları da çalışanları doğrudan etkileyerek, aşırı stres altında düşük performansla çalışmasına neden olabilmektedir (Gümüştekin ve Öztemiz, 2005: 281). Birçok araştırmada stres-performans ilişkisi incelenmiş ve stres ile performans arasında kavramsal düzeyde dört farklı ilişki tipini ortaya çıkarmıştır (Eren Gümüstekin ve Öztemiz, 2005:283). Bunlar; negatif ilişki modeli, pozitif ilişki modeli, ters U tipi ilişki modeli ve ilişki bulunmaması modeli olarak açıklanmıştır. Bu ilişkinin en çok üzerinde durulan modeli Şekil 2’de gösterildiği gibi “Ters U Modeli”dir (Robbins ve Judge, 2013:614). Ters U’nun temel mantığı stresin düşükten orta dereceye kadar olan düzeyi, vucudu uyarır ve harekete geçme kabiliyetini arttırır. Fakat çok fazla stres, bireye yetiştiremeyeceği talepler yüklemeye başlar ve performans düşmeye başlar. Başka bir ifade ile aşırı stres, kırılma noktasından sonra dikkat azalması sonucunu doğurarak, bireyin zihinsel yetenek, yargı ve karar verme gibi zihinsel becerilerini olumsuz yönde etki altına almaya başlamaktadır (Özmutaf, 2007:47). Aşırı stres altındaki bir işgören, örgütsel açıdan önemli zararlara neden olabilir. Bu durumdaki bireylerin devamsızlık, hata yapma ve kaza oranı yüksek, iş tatmini azdır. Aşırı stres nedeniyle çalışanın dolayısıyla işletmenin performansının tabana vurmasından, işten ayrılmaya ve hatta ölüme kadar varacak çeşitli olumsuz etkiler görülebilir (Yılmaz ve Ekici, 2003:3). Şekil 2: Stres Performans Arasıdaki ilişki: Ters U Modeli (Robbins ve Judge, 2013:613). Yüksek Performans Düşük Düşük Stres Yüksek Bu çalışma ile de havacılık alanında eğitim veren çalışanların stres düzeyinin bir takım faktörleri uygulayarak azaltılıp azaltılamayacağının ve bunun sonucunda görev yaptıkları takımların performansına olumlu etkisinin mümkün olup olmadığı üzerinde durulmuştur. 5. ARAŞTIRMA 5.1. Araştırmanın Amacı:Araştırmanın amacı bir kamu kuruluşunda havacılık alanında çalışanların iş stresiyle başa çıkma davranışının bir takım faktörleri uygulayarak takım performansına etkisini belirlemektir. 5.2. Veri Toplama Araçları: Veri toplama aracı olarak anket kullanılmıştır. Bu kapsamda oluşturulan anket iki temel bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde araştırmanın bağımsız değişkenleri (sosyo demografik değişkenler) olan yaş, cinsiyet, eğitim durumu, alan (pozisyon) ve bu pozisiyondaki çalışma süresinin yanında genel beslenme şekli, sigara-alkol kullanma ile spor yapma sıklığından oluşan 9 maddelik sosyo-demografik ve bireysel davranış sorulardan oluşmaktadır. İkinci bölümde ise 14 önerme yer almaktadır. Önermeler iş 301 stresiyle belirli faktörler kullanılarak başa çıkma davranışının takım performansına etkisini belirlemeye yönelik olarak oluşturulmuştur. 5.3. Verilerin Toplanması ve Analizi: Anket, Kasım 2014 - Şubat 2015 tarihleri İzmir ilinde havacılık alanında faaliyet gösteren bir kamu kurumunun eğitim çalışanlarından oluşan 107 kişilik bir gruba uygulanmıştır. Anket ön lisans eğitimi veren bir okulun yanında yetişkin eğitimi veren iki ayrı eğitim kurumunda yönetici, öğretim elemanı ve çalışanlarına uygulanmıştır. Kuluşta yer alan 149 personel evren olarak düşünüldüğünde % 71’lik (107/149) bir hedef kitle katılımı gerçekleşmiştir. 5.4. Araştırmanın Modeli: Araştırmanın teorik modeli havacılık alanında çalışanların iş stresiyle başa çıkmasına yönelik çeşitli faktörler açısından takım performansı düzeylerini etkilemesi varsayımı kapsamında oluşturulmuştur (Şekil 3). Diğer bir ifade ile eğitim çalışanlarının belirli faktörler açısından iş stresi ile başa çıkma davranışının çalışanların performansını pozitif yönde etkileyebileceği yaklaşımı benimsenmiştir. Şekil 3. Araştırmanın Teorik Modeli Performans Düzeyi İş Stresiyle Başa Çıkma Faktörleri - Planlı hareket etmek - Asıl soruna odaklanmak - Zamanı iyi yönetmek - Destek almak - Zihinsel rahatlamak - Spor yapmak - Dengeli beslenmek - Takım misyonu - Takım vizyonu - Takım amaçları - Rasyonel davranmak - Özgüven sahibi olmak - Paylaşmak - Pozitif ilişki kurmak -Negatif ilikşi - Pozitif ilikşi - Ters U tipi ilişki - İlişki bulunmaması 5.5. Araştırmanın Temel Hipotezi: Araştırmanın bir temel hipotezi bulunmaktadır. Hipotezler 14 önermenin her biri kapsamında ele alınmıştır. Araştırmanın temel hipotezi aşağıda yer almaktadır: H0: İş stresi ile … başa çıkmam takım performansını pozitif yönde etkilemez. H1: İş stresi ile … başa çıkmam takım performansını pozitif yönde etkiler. 302 6. BULGULAR 6.1. Sosyo-Demografik Bulgular Ankete katılanların (n=107) genel yaş (min-max=23-52) ortalaması ve standart sapması 34,6±7,06’dür. Ankete katılan kadınların (n=23) yaş ortalaması ve standart sapması 36,6±5,52 ve erkeklerin (n=84) yaş ortalaması ve standart sapması 34,6±7,45 olarak belirlenmiştir. Katılımcılardan 28 kişi 30 yaş altı, 79 kişi ise (% 73.8) 30 yaş üzerinde bir yapı ile eğitim çalışanlarının daha çok tecrübeli kişilerden olduğunu göstermektedir. Eğitim durumu lisans ve lisansüstü gruplarda yoğunlaşmaktadır. Alt düzey yönetici grubunda çalışanlar orta ve üst düzey yöneticlerden daha fazla bir yapı göstermektedir. Çalışma süresi dengeli şekilde dağılmaktadır (Tablo 1). Tablo 1. Sosyo - Demoğrafik Bulgular Yaş n % =<29 28 26,2 30>= 79 Toplam 107 Çalışma Pozisyonu Eğitim Durumu n % Lise 2 1,9 73,8 Lisans 57 53,3 100,0 Lisansüstü 48 44,9 Toplam 107 100,0 n % Üst Düzey Yönetici 7 6,5 Orta Düzey Yönetici 38 Alt Düzey Yönetici Toplam Çalışma Süresi (Yıl) n % 1-3 43 40,2 35,5 4-6 18 16,8 62 57,9 7-10 22 20,6 107 100,0 11 ve üzeri 24 22,4 Toplam 107 100,0 Genel beslenme şekli Tablo 2. de görüldüğü gibi katılımcıların genellikle düzenli üç öğün veya iki öğün şeklinde gerçekleştiği, fastfoot şeklinde beslenmenin ise hiç olmadığı görülmüştür. Üç kişi ise beslenme konusunda kuralları olmadığından diğer şekilde beslendiklerini ifade etmişlerdir. Tablo 2. Genel Beslenme Şekli Genel Beslenme Şekli n % Düzenli üç öğün 63 58,9 İki öğün 41 38,3 Fastfood - - Diğer 3 2,8 107 100,0 Toplam Sigara kullanma sıklığı (günlük adet) bilgisi Tablo 3. de görüldüğü gibi katılımcıların % 80 gibi çok büyük oranla sigara kullanmadıkları şeklinde gerçekleşmiştir. 303 Tablo 3. Sigara Kullanma Oranları Sigara kullanma sıklığı (günlük adet) n % 5 ve daha az 7 6,5 6-10 7 6,5 15-20 5 4,7 20’den fazla 2 1,9 Kullanmıyorum 86 80,4 Toplam 107 100,0 Alkol kullanma sıklığına bakıldığı zaman katılımcıların % 58 nin sosyal faaliyetlerde kullandığı, % 29’nun ise hiç kullanmadığı görülmüştür. Tablo 4. Alkol Kullanma Oranları Alkol kullanma sıklığı (günlük adet) n % Her gün - - Ara sıra 20 18,7 Sosyal faaliyetlerde 58 54,2 Hiç 29 27,1 Toplam 107 100,0 Katılımcıların % 82,2 lik bölümünün mutlaka ara sıra spor yaptığı, sadece % 12 gibi bir grubun hiç spor yapmadığı görülmüştür. Tablo 5. Spor Yapma Oranları Spor yapma sıklığı n % Her gün 6 5,6 Ara sıra 88 82,2 Hiç 13 12,1 Toplam 107 100,0 Çalışanların demografik özelliklerinden cinsiyet, yaş, eğitim durumu, hizmet yılı, spor yapma, sigara ve alkol kullanımları gibi faktörlerin araştırmaya konu çalışanların iş stresiyle başa çıkma davranışlarının çeşitli faktörler açısından algılarının, takım performansını düzeylerini etkilemesi açısından anlamlı farklılıklar içermediği görülmüştür. 6.2. Ölçüm Aracı ve Tek Örnek T Testi On dört soruluk anketin ikinci bölümün Cronbach alfa değeri 0,829 olarak belirlenmiştir. Bir test için hesaplanan güvenirlik katsayısının 0.70’den yüksek olması olarak yeterli görülmektedir (Büyüköztürk; 2007:68). Böylece bu 14 soruluk yapının önemli düzeyde güvenilir olduğunu ortaya koymaktadır. Araştırmada kullanılan bütün önermeler kapsamında H1 hipotezi kabul edilmiştir. Genel olarak 14 304 önermeninde iş stresi ile … başa çıkmam takım performansını pozitif yönde etkilemede ileri düzeyde önemli bulunduğu belirlenmiştir (Tablo 6). Fakat genelde bilinenin aksine, bu çalışmada “İş stresi ile spor yaparak başa çıkmam takım performansını pozitif yönde etkiler” ve “İş stresi ile dengeli beslenerek başa çıkmam takım performansını pozitif yönde etkiler” önermeleri diğer önermelere göre daha az önemli bulunmuştur. Tablo 6. Ölçüm Aracı ve Tek Örnek T testi Tek Örnek t testi Önermeler İş stresiyle … başa çıkmam takım performansını pozitif yönde etkiler. N xs (Test Değeri 3 ≤ μ) t p Planlı hareket ederek 107 4,5794±,53 30,672 ,000 Asıl soruna odaklanarak 4,4019±,61 23,689 ,000 Zamanı iyi yöneterek 107 107 4,4579±,69 21,836 ,000 Destek (duygusal, bilgi, materyal vb.) alarak 107 4,0654±,92 11,925 ,000 Zihinsel rahatlama ile 107 3,9065±1,01 9,245 ,000 Spor yaparak 107 3,5514±1,04 5,441 ,000 Dengeli beslenerek 107 3,5514±1,06 5,350 ,000 Takım misyonunu sahiplenerek 107 3,9720±,87 11,507 ,000 Takım vizyonunu sahiplenerek 107 3,9533±,85 11,587 ,000 Takım amaçlarını sahiplenerek 107 4,0187±,85 12,287 ,000 Rasyonel davranarak 107 3,9720±,90 11,103 ,000 Öz güvene sahip olarak 107 4,3551±,80 17,437 ,000 Paylaşım (iş yükü, sorun vb.) yaparak 107 4,5888±,64 25,536 ,000 Pozitif ilişkiler geliştirerek 107 4,4206±,72 20,203 ,000 7. TARTIŞMA İş hayatında ortaya çıkan stres çağımızın en önemli hastalıklarından biri olarak kabul edilebilmektedir. İş stresi çalışanların fiziksel ve psikolojik yapılarını olumsuz etkilemekte ve stres sonucunda çalışanların performansları düşmekte, birbirleriyle olan ilişkileri bozulmakta, depresyon ve kaygı gibi bozukluklar oluşabilmektedir. Bu durum sonucunda ise, işe devamsızlık (absenteeism), işe geç gelme, çalışan devir (turnover) hızındaki artış, fiziksel ve psikolojik sağlık sorunları, motivasyon düşüklüğü gibi olumsuzluklar bireyi etkisi altına alabilmektedir. Bu süreçte bireyin performansı sürekli düşerken, saldırgan tavırlarındaki artış nedeniyle çatışmaya girmesi oldukça kolaylaşmaktadır. Stresin uzun sürdüğü ve bireyin stres karşısında yetersiz kaldığı iş ortamlarında ise birey tükenmişlik (burnout) düzeyine gelebilmektedir (Nahavandi ve Malekzadeh, 1998: 534). İşletme ve organizasyonlarda stres nedeniyle pahalıya mal olan sonuçlar oluşabilmektedir. Aşırı iş stresi nedeniyle; güdülenmenin kaybolması, işi yavaşlatma, performansın niteliğinin ve verimliliğinin değişmesi, yaratıcılığın azalması, çeşitli hastalıklar ve ölüm gibi sonuçlar görülebilmektedir. 305 İş hayatında bu kadar olumsuzluklara sebep olan stresle başa çıkma konusunda; solunum egzersizi, sosyal, kültürel ve sportif etkinliklere katılma, masaj (Norfolk, 1989: 143), meditasyon, biyolojik geri bildirim (Güney, 2001: 540), beslenme ve diyet, toplumsal destek alma, dua ve ibadet, etkili bir zaman yönetimi (Pehlivan-Aydın, 2002), olumlu hayal kurma, bireyin kendini kontrol etmesi, iletişim kurma, gülme, hobiler ve dışa dönüklük, tatil (Akgündüz, 2006: 69-70) gibi çok farklı öneriler sunulmaktadır. Bu ve benzeri öneriler bireylerin stres düzeylerini düşürerek onların verim ve performanslarını arttırmasına karşılık acaba takımların performans düzeylerine etki eden başka faktörler varmıdır? Bu çalışma ile bu yöntemlerin dışında iş stresinin farklı faktörlerle azaltılabilmesinin mümkün olup olmadığı araştırılmıştır. Bu kapsamda havacılık alanında eğitim veren çalışanların takım olarak stresle başa çıkma davranışlarında bu uygulamaların dışında farklı faktörlerinde etkisi olduğu değerlendirilmiştir. Çalışanların, planlı hareket ederek, asıl soruna odaklanarak, zamanı iyi yöneterek, destek (duygusal, bilgi, materyal vb.) alarak, takım amaçlarını sahiplenerek, rasyonel davranarak, öz güvene sahip olarak, paylaşım (iş yükü, sorun vb.) yaparak ve pozitif ilişkiler geliştirerek stresle başa çıkabildikleri ifade edilebilir. Bu sonuç takım olarak hareket eden çalışanlar için “Takım ruhu” ve “Takım çalışması”nı gerektiren kavramların önemli düzeyde etkili olduğunu ortaya koymuştur. Bu ve benzer yöntemlerle stresin etkileri azaltılabildiği ve bu sayede takım performansının arttığı söylenebilir. 8. SONUÇ Sonuç olarak yapılan çalışmalar iş yaşamındaki stres yoğunluğu ile çalışanların performans ve verimliliği arasında yakın bir ilişki olduğunu göstermiştir. Dolayısıyla örgütsel ve bireysel performans ve verimliliği arttırmak için de iş yaşamındaki stres yoğunluğunun kontrol altında tutulması önem arz etmektedir. Çünkü iş hayatının stresli olması, çalışanların duygusal açıdan gergin olmalarına, başkalarıyla sürekli çatışma halinde olmaları gibi kişilik özellikleri göstermesine yol açabilmekte bu tip durumlar sonrasında ise çalışma performası ve verimliliği düşebilmektedir. Havacılık alanında eğitim veren çalışanların iş stresi ile başa çıkma davranışında kullandıkları faktörler incelendiğinde aidiyet, örgütsel bağlılık, sadakat ve takım ruhu gibi temel değerlerin önemli olduğu ifade edilebilir. İşletme ve organizasyon yöneticileri tarafından, iş stresi ile başa çıkabilmek için yapılabilecek maddi iyileştirmelerin yanıda temel değerleri özümsemiş, moral değerleri yüksek çalışanlardan oluşmuş takım çalışmalarına daha fazla önem verilmelidir. KAYNAKÇA: Adair, John, Etkili Takım Kurmak, Çev: Halime Gürbüz, Babıali Kültür Yay., 1.Baskı, s.120, 2003. Albrect, Karl, 1988, Gerilim ve Yönetici, Çev: K. Tosun ve diğerleri, İ.Ü. İşletme Fakültesi Yayın No: 197, İstanbul Albert, E.,(2003). “Gérer Son Stress”, Manageris, No:121a, s.1–8, Akgündüz, Sevgül (2006). Örgütsel Stres Kaynaklarının Çalışanların İş Tatmini Üzerindeki Etkisi Ve Banka Çalışanları İçin Yapılan Bir Araştırma. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, İzmir: Dokuz Eylül Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü. Anne Donnollen, (1998). Takım Dili, Sistem Yayıncılık, (Çev. Osman Akınhay), Birinci Basım, İstanbul Aytaç, Serpil, 2009, “İŞ STRESİ YÖNETİMİ EL KİTABI İŞ STRESİ: Oluşumu, Nedenleri, Başa Çıkma Yolları, Yönetimi”, http://www.turkis.org.tr/source.cms.docs/turkis.org.tr.ce/docs/file/ec109.pdf,(20.01.2015 tarihinde erişilmiştir.) Balcı, Ali (2000). Öğretim Elemanının İş Stresi Kuram ve Uygulama. Ankara: Nobel Yayınları. 306 Baltaş, Zuhal ve Baltaş, Acar (2008). Stres ve Başa Çıkma Yolları (25. Baskı). İstanbul: Remzi Kitabevi. Barutçugil, İ., (2004). Stratejik İnsan Kaynakları Yönetimi (1. Baskı). İstanbul: Kariyer Yayıncılık. Büyükbeşe, Tuba (2004). “Stres ve Stres Yönetimi”. (Ed: İsmail Bakan), Çağdaş Yönetim Yaklaşımları (1. Baskı), İstanbul: Beta Basım Yayım, s. 38-58. Copper, C. Ve A. Straw, 1998, Bir Haftada Başarılı Stres Yönetimi, Çev: E. Köymen, Dünya Yayıncılık Erdoğan, Tolga, Ünsar, Sinan ve Süt, Necdet (2009). “Stresin Çalışanlar Üzerindeki Etkileri: Bir Araştırma”. Süleyman Demirel Üniversitesi İİBF Dergisi, 14 (2): 447-461. Erdoğan, İ., (1996). İşletme Yönetiminde Örgütsel Davranış. İstanbul: İşletme Fakültesi Yayını, Avcıol Basım Yayın. Erdoğan, İ., (1991). “İşletmelerde Personel Seçimi ve Başarı Değerlendirme Teknikleri”, Küre Ajans, İstanbul. Eren, Erol (2004). Örgütsel Davranış ve Yönetim Psikolojisi (9. Baskı). İstanbul: Beta Yayıncılık. Gümüştekin, Gülten E. ve Öztemiz, A. Birsen (2005). “Örgütlerde Stresin Verimlilik Ve Performansla Etkileşimi”. Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 14 (1): 271- 288. Güney, Salih (2001). Yönetim ve Organizasyon (3. Baskı). Ankara: Nobel Yayın Dağıtım. Hargreaves, Gerard, 1999, Stresle Baş Etmek, Çev: A. C. Akkoyunlu, Doğan Kitap Yayıncılık, İstanbul Işıkhan, Vedat (2004). Çalışma Hayatında Stres ve Başa Çıkma Yolları. Ankara: Sandal Yayınları. Jamal, Muhammad (2005). “Short Communication: Personal and Organizational Outcomes Related to Job Stres and Type-A Behavior: A Study of Canadian and Chinese Employees”. Stres and Health, 21: 129-137. Karasar N., Bilimsel Araştırma Yöntemi, 3A Araştırma Eğitim Danışmanlık Ltd. Şirketi, Ankara, 2005. Keskin, G., 1997. “Örgütsel Stres ve Erzurum’da Kamu Çalısanları Üzerine Bir Uygulama”, Verimlilik Dergisi, Sayı 2, s.141–164. Koparan, E. (2005). Takım Performansına Etki Eden Takım Çalışmasına İliskin Faktörlerin Belirlenmesine Yönelik Bir Uygulama. DPÜ, SBE, Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi. Luthans, Fred (1992). Organizational Behaviour (Sixth Edition). New York: McGraw-Hill Inc. Mavili-Aktaş, Aliye (2001). “Bir Kamu Kuruluşunun Üst Düzey Yöneticilerinin İş Stresi ve Kişilik Özellikleri”. Ankara Üniversitesi Siyasal Bilgiler Fakültesi Dergisi, 56 (4): 2-25. Nahavandi, A. ve A. R. Malekzadeh, 1998. Organizational Behavior. Prentice –Hall , New Jersey, s. 534-536. Norfolk, Donald (1989). İş Hayatında Stres. (Çev.: Leyla Serdaroğlu). İstanbul: Form Yay. No: 3. Oakland, J.S. (1993). Total quality management: The road to improving performance. Oxford, Butterworth – Heinemann Ltd. Okutan, Mustafa ve D. Tengilimoğlu, (2002), “İş Ortamında Stres ve Stresle Başa Çıkma Yönetemleri: Bir Alan Uygulaması”, G.Ü. İ.İ.B.F. Dergisi, Sayı. 3, ss.15-42. Özdamar, K., 2004. Statistical Data Analysis with Package Programs: I (in Turkish). Kaan Kitabevi, Genişletilmiş 5. Bası, Eskişehir, 279-340, 487-504. Özdevecioğlu, Mahmut (2004). “Sosyal Destek ve Yaşam Tatmininin Mesleki Stres Üzerindeki Etkileri: Kayseri’de Faaliyet Gösteren İşletme Sahipleri ile Bir Araştırma”. H.Ü İİBF Dergisi, 22 (1): 209-233. 307 Özmutaf, Nezih Metin. (2006). “Örgütlerde İnsan Kaynakları ve Stres: Ampirik Bir Yaklaşım”. Ege Üniversitesi Su Ürünleri Dergisi, 23 (1-2): 75-81. Özmutaf, N. M. (2007). ÖRGÜTLERDE BİREYSEL PERFORMANS UNSURLARI ve ÇATIŞMA. http://eskidergi.cumhuriyet.edu.tr/makale/1539.pdf. (Erşim Tarihi: 02.08.2015) Özmutaf, N. M., 2004. Introduction to Biostatistics (in Turkish), Ege Ünv. Yay., İzmir, 186-190. Özdamar, K., 2004. Statistical Data Analysis with Package Programs: I (inTurkish). Kaan Kitabevi, Genişletilmiş 5. Bası, Eskişehir, 279-340, 487-504. Pavel Castka, C.J. Bamber, .M.J. Sharp, P. Belohoubek, “Factors Affecting Succesful İmplementation of High Performance Teams”, Team Performance Management, Vol 7, Number 7/8, 2001, p.123-134 Pehlivan-Aydın, İnayet (2002). Yönetimde Stres Kaynakları. Ankara: Pegem Yayınları. Robbins, S. P., Judge, T., Çeviri: Erdem, İ. (2012). Örgütsel davranış. Nobel. Rowshan, A., 2011. Stres Management (in Turkish). Çev. Şahin Cüceloğlu, Sistem Yay., Ankara. Salas E., Dickinson, T.L., Converse, S.A., Tannenbaum, S.I. (1999). Toward an Understanding of Team Performance and Training. Selye, Hans (1977). Stres Without Distress. London: Teach Yourself Books. Silah, Mehmet (2005). Endüstride Çalışma Psikolojisi (2. Baskı). Ankara: Seçkin Yayıncılık. Soysal, Abdullah (2009). “Farklı Sektörlerde Çalışan İşgörenlerde Örgütsel Stres Kaynakları: Kahramanmaraş ve Gaziantep’te Bir Araştırma”. Süleyman Demirel Üniversitesi İİBF Dergisi, 14 (2): 333-359. Soysal, A. (2009). İş Yaşamında STRES. Çimento İşveren, Mayıs, 17-40. Steers, R.M., 1994, Introduction to Organizational Behaviour, Prentice Hall, USA. Straub, Joseph. T. (2002). Ekip Kurma ve Yönetme, Hayat Yayıncılık, (Çev. Savas Senel), İstanbul Şener Büyüköztürk, Sosyal Bilimler İçin Veri Analizi El Kitabı (8. baskı), Pegem Yayınları, Ankara, 2007 Şimşek, M. Şerif, Akgemci, Tahir ve Çelik, Adnan (2008). Davranış Bilimlerine Giriş ve Örgütlerde Davranış (6. Baskı). Ankara: Gazi Kitabevi. TUTAR, H., Kriz ve Stres Ortamında Yönetim, Hayat Yayınları, Yayın no: 88, İstanbul, 2000.Yöney, Hakan (2007). Profesyonel Zeka. İstanbul: Remzi Kitabevi. 308 Örgüt Kültürü-Öz Yeterlilik İlişkisinde Lider Desteğinin Aracılık Rolü: Havacılık Sektöründe Bir Araştırma The Mediating Role Of The Leader Support In The Relationship Between Organizational Culture And Self-Efficacy In The Aviation Sector İrfan AKKOÇ1, Ayşe ARIKAN2, Yılmaz GÜR3 ABSTRACT This paper explores the relationship between the organizational culture types and self-efficacy in the aviation sector. It also explores the role of leader support in this relationship. It proposes that leader support have a role in this relationship. To investigate this proposal, a study is conducted with a number of 140 workers from İzmir, Turkey. In this study, it's used SPSS and Amos statistic programmes. And in this context, it's conducted that exploratory factor analysis, Confirmatory factor analysis, correlation analysis, hierarchic regression analysis, structural equation modelling and path analysis. As a result of the analysis, it is found that some culture types have a positive and significant effect on the self-efficacy and leader support. The results showed that group culture and developmental culture have a positive and significant effect on perceived leader support of the workers and they have not any significant effect on self efficacy of the workers. It's determined also rational culture and hierarchic have a positive and significant effect on self efficacy of the workers and they have not any significant effect perceived leader support of the workers. Results also indicated there is no mediating effect in this relationship. Because of that it conducted SEM and determined most fit model via path analysis. In the end of this analysis, it's offered some advises to researchers and firms. Key Words: Organization culture 1, Self-Efficacy 2, Leader Support 3, Aviation Sector 4. ÖZET Bu çalışmada havayolu işletmeciliğinde örgüt kültürü türlerinin öz yeterlilik üzerindeki etkileri ve bu ilişkide lider desteğinin rolü incelenmiştir. Bu maksatla İzmir, Türkiye’de 140 çalışan üzerinde bir araştırma yapılmıştır. Araştırmada SPSS ve Amos paket programları kullanılmıştır. Araştırmada keşfedici ve doğrulayıcı faktör analizleri, korelasyon analizleri, hiyerarşik regresyon analizleri, yapısal eşitlik modeli ve yol analizleri kullanılmıştır. Analiz sonucunda, bazı örgüt türlerinin öz yeterlilik ve lider desteği üzerinde pozitif ve anlamlı etkiye sahip olduğunu belirlenmiştir. Grup kültürü ve gelişim kültürünün çalışanların algıladıkları lider desteği düzeyinde artırıcı bir etkisi olduğu belirlenmiştir. Grup kültürü ve gelişim kültürünün öz yeterlilik üzerinde anlamlı bir etkisi olmadığı belirlenmiştir. Rasyonel kültür ve hiyerarşik kültürünün çalışanların algıladıkları öz yeterlilik düzeyinde artırıcı bir etkisi olduğu belirlenmiştir. Rasyonel kültür ve hiyerarşik kültürünün lider desteği üzerinde anlamlı bir etkisi olmadığı belirlenmiştir. Sonuçlar ayrıca bu ilişkide aracılık rolü olmadığını göstermiştir. Bu nedenle yapısal eşitlik modeli (YEM) uygulanmış ve yol analizi ile en uyumlu model belirlenmiştir. Araştırma sonucunda araştırmacı ve işletmelere bazı önerilerde bulunulmuştur. Anahtar Kelimeler: Örgüt Kültürü 1, Öz yeterlilik 2, Lider Desteği 3 , Havacılık Sektörü Yrd.Doç.Dr, Türk Hava Kurumu Üniversitesi, iakkoc@thk.edu.tr Öğretim Görevlisi, Türk Hava Kurumu Üniversitesi, aarikan@thk.edu.tr 3 Öğretim Görevlisi, Türk Hava Kurumu Üniversitesi, ygur@thk.edu.tr 1 2 309 1. KAVRAMSAL ÇERÇEVE: Bu çalışmada havacılık sektörü çalışanlarının öz yeterliliğinde etkili olduğu düşünülen örgüt kültürü ve lider desteği faktörleri ele alınmıştır. Bu kapsamda havacılık sektörü için önemli bir problem sahası olan insan faktöründen kaynaklanan hataları tamamen ortadan kaldıracak faktörlerin modellenmesidir. Çalışmanın amacı havacılık sektöründe örgüt kültürünün çalışanların öz yeterliliğine etkisi ve bu etkide lider desteğinin aracılık rolünün belirlenmesi olarak tespit edilmiştir. Gelişen teknoloji ile birlikte zaman önemli bir kavram haline gelmiş insanlar ulaşmak istedikleri yerlere en kısa zamanda ulaşabilme talepleri gün geçtikçe büyük önem kazanmıştır. Bu durum bütün dünyada olduğu gibi ülkemizde de havacılık sektörünü kritik sektörlerin içersinde öncelikli yerini almasını sağlamıştır. Ülkelerin gelişmişlik düzeyleri havacılık alandaki güçleriyle ölçülmeye başlanmıştır. Bu nedenle havacılık sektörüne büyük yatırımlar yapılmaktadır. Günümüzde sürdürülebilir rekabet gücünün yakalanmasında işletmeler için en önemli kritik başarı faktörlerinden birisi çalışan performansının artırılmasıdır. Çalışan performansının artırılmasında pek çok faktör rol oynar. İşletmeler için sorunun ve aynı zamanda çözümün başlangıcı bu faktörlerin belirlenerek optimize edilmesidir. Bu kapsamda öz yeterlilik örgüt kültürü ve lider desteği değişkenlerin örgüt başarısının sağlanmasında önemli değişkenler olduğu değerlendirilmiştir. 1.1. Örgüt kültürü Örgüt kültürü oldukça yeni bir geçmişe sahiptir. Çünkü grup normları ve iklim gibi kavramlar 1930 yıllarda Lewin ve arkadaşları (1939) gibi çeşitli psikologlar tarafından kullanılmasına rağmen örgüt kültürü kavramı çok sonraki yıllarda literatürde yer almaya (Schein 1990: 109) ve 1980’li yılların başlarından itibaren de sistematik olarak incelenmeye başlanmıştır (Hofstede, 1998). Araştırmacılar organizasyon kültürünü çeşitli kriterleri esas alarak farklı sınıflandırmalarda bulunmuşlardır (Cameron ve Freeman 1991; Quinn ve Rohrbaugh 1983; Wallach 1983; Denison ve Mishra, 1995). Örneğin Jones (1983) işlem maliyeti yaklaşımından hareketle örgüt kültürünü profesyonel kültür, üretim kültürü ve bürokratik kültür olmak üzere üç alt boyuta ayırmıştır. Quinn ve Spreitzer (1991) ise örgüt kültürünü dört alt boyuta bölümlendirerek; hiyerarşik kültür, grup kültürü, rasyonel kültür ve gelişim kültürü olarak adlandırmışlardır. Bu çalışmada Quinn ve Spreitzer (1991)’in yaklaşımı benimsenerek bu dört alt boyut ele alınmıştır. 1.2. Lider Desteği Liderlik sürecinin anahtar konusunun etkileme olduğu bir işletmede etkilenenlerin başta çalışanlar olmak üzere örgüt yapısı ve kültürü olduğu ifade edilmektedir. Liderin yönetim fonksiyonlarını icra ederken sergilediği liderlik tarzı, çalışanların tutum ve davranışları üzerinde değişime yol açar. Bu değişim işletmeye ait unsurların tamamını doğrudan veya dolaylı olarak etkiler. Bu etkileşimin, liderin kişisel başarısı ve örgüt performansı üzerinde belirleyici role sahip olduğu değerlendirilmektedir (Akkoç vd., 2011: 91).Liderlik bir süreçtir. Her pozisyon ve mevkideki herkesin yapabileceği, olabileceği, öğrenilip çeşitli yetenekler ile geliştirilebilen, anlaşılıp izlenebilen bir kurallar sistemidir. İş yerinde lider desteği ise, astların liderlerinden aldığı pozitif geribildirimler ile kendisinin değer ve öneminin derecesidir (Netenmeyer vd., 1997). Bugüne kadar yapılmış pek çok liderlik çalışması incelendiğinde, araştırmacılar geri besleme, hedefe odaklanma ve ileri görüşlülüğün liderler tarafından etkin bir şekilde kullanılarak astlara destek sağlandığı tespit edilmiştir. Lider desteği,astlar tarafından liderin başarısı ve işin sürekliliğini etkileyen en belirleyici olan kriterlerden biridir (Ackfeldt ve Coote, 2005). Örgütün hedefleri doğrultusunda gelişmesini ve ilerlemesini sağlamada itici ve sürükleyici rol oynayan kişidir lider. Lider, günlük değil kritik kararlar vererek geleceği görmeyi, örgütün geleceği ile ilgili tutarlı vizyon ve hedefler belirlemeyi ve insanları da planlanan bu hedefleri gerçekleştirmek için seferber etmeyi 310 hedeflemektedir. Lider desteği, bir çalışanın yöneticisinden aldığı destek ve kendisine verilen önem derecesi olarak tanımlanabilir (Netemeyer vd., 1997). Bir başka kaynağa göre lider desteği, liderin çalışana destek düzeyi ve çalışana lider tarafından verilen önem olarak tanımlanabilmektedir. Lider desteği pek çok çalışılmış değişken için en önemli öncüllerden birisidir (Akyıldız ve Turunç, 2013: 222). Lider desteği ana hatları ile yüksek olgunluk, astlarına hilesiz ve edepli davranış, güçlü ikili iletişim ve çalışanların katkı farkındalığını arttırma özellikleri ile ortaya çıkmaktadır. Çalışanlar sponsor liderlere daha fazla güvenerek, etkin takım çalışması sergiler ve örgüt amaçlarına ulaşılmasında daha etkin rol oynamaktadırlar (Podsakoff vd, 1996). Lider desteği, yüksek yetkinlik, çalışanlarına adil ve saygılı davranma, çift yönlü iletişim sağlama ve çalışanların bireysel katkılarının farkında olma özellikleri ile ortaya çıkmaktadır (Singh, 2000). 1.3. Öz Yeterlilik Öz yeterlilik kavramı ilk olarak Bandura tarafından ortaya atılmış ve tartışılmıştır. Bandura öz yeterliliği, bireyin kendisinden beklenen durumları yönetmesini sağlayacak yeteneklerine olan inancı olarak tanımlamıştır (Bandura, 1995). Bir başka tanıma göre öz yeterlilik, yerine getirilmesi gereken zor ve belirsiz görevleri yapabilmek ve bu göreve ilişkin stresli ve özel talepleri karşılayabilmek için bireyin kendi yetkinliklerine olan inancı olarak görülmektedir (Luszczynska vd., 2005). Bireylerin zor görevlerin üstesinden gelebileceklerine olan inançları, içinde bulunulan zor koşulların kontrol altına alınma duygusunu yansıtır (Armali vd., 2001). Bu bağlamda öz yeterlilik, bireylerin yetkinlik bazlı, ileriye dönük eylemlere yönelik inançları olarak karakterize edilebilir (Salas ve Cannon-Bowers, 2001). Araştırmanın modeli ve hipotezler Şekil-1’de sunulmuştur. 2. MATERYAL VE YÖNTEM Bu araştırmada öncelikle havacılık sektörü evreninden oluşturulan örneklem ve ölçeklere ilişkin bilgilere yer verilmiştir. Ardından örneklemlerden elde edilen veriler ışığında oluşturulan modele ilişkin analizler yapılmıştır. Bu kapsamda öncelikle her bir değişkenin doğrulayıcı faktör analizi yapılmış ardından değişkenler arası korelasyonlar tespit edilmiştir. Baron ve Kenny (1986) tarafından önerilen üç aşamalı hiyerarşik regresyon analizi ile hipotezler ve aracılık etkileri test edilmiştir. Sobel testleri ile aracılık testleri irdelenmiştir. Ardından en uyumlu modeli belirlemek maksadıyla yapısal eşitlik modeli (YEM) analizleri yapılmıştır. Kuramdan ve görgül araştırmalardan yola çıkılarak oluşturulan hipotezler aşağıda sunulmuştur. Bu kapsamda yapılandırılan araştırma modeli Şekil 1’ de sunulmuştur. 311 Şekil-1: Araştırmanın Modeli ve Hipotezleri Araştırmanın evrenini İzmir ilindeki Havacılık sektörü çalışanları oluşturmaktadır. Araştırmanın örneklemini Sivil Havacılık çalışanlarının arasından basit tesadüfî yöntem ile seçilen denekler oluşturmaktadır. Bu kurumlarda yaklaşık 200 kişi çalışmaktadır. Ana kütleden %95 güvenilirlik sınırları içerisinde %5’lik bir hata payı dikkate alınarak örneklem büyüklüğü 132 kişi olarak hesap edilmiştir (Sekaran, 1992). Bu kapsamda kümelere göre örnekleme yöntemiyle tesadüfî olarak seçilen toplam 200 kişiye anket uygulaması yapılması planlanmıştır. Gönderilen anketlerden 165’i geri dönmüş ve 153 tanesi analiz yapmak için uygun bulunmuştur. Yapılan uç değer analizinde değişkenlere ait normal dağılımı bozan 13 veri seti çıkartılmış ve 140 katılımcının doldurduğu anket analizlere dâhil edilmiştir. Tablo 1: Çeşitli Evren Büyüklüklerine İlişkin Örneklem Sayıları(Sekaran, 1992, s. 253) Evren Büyüklüğü 100 200 500 750 1000 5000 Örneklem Sayısı 80 132 217 254 278 357 312 3. BULGULAR: Araştırma kapsamında öncelikle ölçeklere ilişkin doğrulayıcı faktör analizleri yapılmıştır. Bu testlere ilişkin bulgular Tablo 1 ‘de sunulmaktadır. Tablo 1. Doğrulayıcı Faktör Analizi Sonucunda Ölçeklerin Uyum Iyiliği Değerleri X² df CMIN/ DF 5 GFI .85 AGFI .80 CFI .90 NFI .90 TLI .90 RMSEA .08 1. Öz Yeterlilik(OZ) 6.8 2 3.4 .98 .93 .97 .97 .99 .06 2.Lider desteği(LD) 8.8 4 2.2 .98 .94 .99 .99 .99 .07 3.Grup Kültürü(DT) 4.8 4 1.2 .97 .92 .97 .97 .98 .07 4.Rasyonel Kültür(RT) 7.2 2 3.6 .96 .91 .98 .98 .99 .08 5. Gelişim Kültürü(GK) 9.6 3 3.2 .98 .93 .97 .98 .98 .05 6. Hiyerarşik Kültürü(HK) 6.2 2 3.3 .99 .92 .98 .99 .98 .06 Değişkenler Not: Uyum iyiliği değer aralıkları “kabul edilebilir “ standartlara göre düzenlenmiştir. Araştırma sonucunda elde edilen verilere SPSS ve AMOS programlarında analizler yapılmıştır. İlk aşamada katılımcıların algıladıkları örgüt kültürü, lider desteği ve özyeterliliğe ilişkin elde edilen verilerin ortalamaları, standart sapmaları ve aralarındaki korelasyonlara bakılmıştır. Analizin ikinci aşamasında araştırma modeli YEM analizi kapsamında yol analizi yapılarak en uyumlu model elde edilmeye çalışılmıştır. Analiz sonucunda elde edilen ortalamalar, standart sapmalar ve korelasyon değerleri tablo 2’de verilmektedir. Tablo 2: Ortalama, S. Sapma ve Korelasyon Değerleri Ort. S. Sapma 1 1. Öz Yeterlilik (OZ) 4,18 0,42 (.79) 2.Lider desteği(LD) 3,76 0,77 .08 (.86) 3.Grup Kültürü(GK) 4,57 0,11 .10 .61*** (.82) 4.Rasyonel Kültür(RK) 3,33 0,99 .18* .11 -.05 (.79) 5. Gelişim Kültürü(GK) 3,33 0,72 .15 .62*** .53*** .36*** (.85) 6. Hiyerarşik Kültürü(HK) 3,86 0,62 .34*** .22** .36*** -.25** .38*** Değişkenler 2 3 4 5 6 (.71) Not: Alfa güvenilirlik katsayıları parantez içinde gösterilmiştir. **p<.01 Tablo 2 ‘de de görüldüğü gibi araştırmaya konu edilen bazı bağımlı ve bağımsız değişkenler arasında anlamlı ilişkiler bulunmaktadır. Bu nedenle değişkenler arasında önemli etkiler öngörülebilmektedir. Örgüt kültürünün lider desteği ve özyeteneğe etkisini belirlemeye yönelik olan bu araştırmada, hipotezleri test etmek maksadıyla YEM analizleri kapsamında yol gizli değişkenlerle yol analizi yapılmıştır. Elde edilen 313 bulgular şekil 2 de sunulmuştur. Model uyum iyiliği değerleri Tablo 3’de sunulmuştur. Yapılan analiz kapsamında 4 hipotez desteklenmiştir. Tablo-3:Doğrulayıcı faktör analizi sonucunda ölçeklerin uyum iyiliği değerleri X² df CMIN/ DF 5 GFI .85 AGFI .80 CFI .90 NFI .90 TLI .90 RMSEA .08 6.98 5 1.39 .98 .93 .99 .97 .97 .05 Değişkenler 1. 6 faktörlü model Şekil-2: Yapısal Model DT -,05 ,39 RT ,29 ,54 ,37 ,36 E20 E10 LD OZ ,41 -,25 GK ,41 ,38 HK 4. SONUÇ: Araştırma sonucunda İzmir ilinde faaliyet gösteren havacıık sektörü işletmelerinde çalışan personelin algıladıkları bazı örgüt kültürü türlerinin lider desteği ve öz yeterlilik üzerinde etkili olduğu belirlenmiştir. Elde edilen bu bulgu kısmen beklendik bir bulgudur. Grup kültürü ve gelişim kültürünün çalışanların algıladıkları lider desteği düzeyinde artırıcı bir etkisi olduğu belirlenmiştir. Grup kültürü ve gelişim kültürünün öz yeterlilik üzerinde anlamlı bir etkisi olmadığı belirlenmiştir. Rasyonel kültür ve hiyerarşik kültürünün çalışanların algıladıkları öz yeterlilik düzeyinde artırıcı bir etkisi olduğu belirlenmiştir. Rasyonel kültür ve hiyerarşik kültürünün lider desteği üzerinde anlamlı bir etkisi olmadığı belirlenmiştir. 314 Çalışmanın çeşitli kısıtları bulunmaktadır. Araştırmanın tek sektörde ve sınırlı bir coğrafyada yapılmış olması ve çalışmanın boylamsal olmaması çalışmanın en önemli kısıtlarıdır. Ancak araştırmanın, metodolojisini güncel olması ve daha önce araştırılmamış bir konuyu ortaya koyarak nispeten farklı bulgulara ulaşmış olmasının alana katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Bundan sonra bu alanda araştırma yapacak olan araştırmacılara, örgüt kültürü türlerinin öz yeterlilik üzerinde etkisinde lider desteğinin düzenleyici rolünü irdelemeleri önerilmektedir. KAYNAKÇA: Akkoç, İ., Turunç Ö. ve Çalışkan A. (2011), Gelişim Kültürü ve Lider Desteğinin Yenilikçi Davranış ve İş Performansına Etkisi: İş-Aile Çatışmasının Ara¬cılık Rolü. İş, Güç Endüstri İlişkileri ve İnsan Kay¬nakları Dergisi, Vol 13, No 4, pp 83–114. Netemeyer, R.G., Boles, J.S. ve Mackee, D.O. (1997), An Investigation into The Antecedents of Organizational Citizenship Behaviors in A Personal Selling Context, Journal of Marketing, Vol 61, pp 85-98. Ackfeldt, A.L. ve Coote, L. V. (2005), A Study of Organizational Citizenship Behaviors in A Retail Setting, Journal of Business Research, 58. Akyıldız, H. ve Turunç, Ö. (2013). Çalışma Psikolojisi. Ankara: Bil Ofset,pp 221-222. Podsakoff, P.M., MacKenzie, B. ve Bommer, W.H. (1996). Transformational leader behaviors and substitutes for leadership as determinants of employee satisfaction, commitment, trust, and organizational citizenship behaviors. Journal of Management, Vol 22, No2, pp 259-298. Schein, E. H. (1990). “Organizational Culture,” American Psychologist, Vol 45, pp 109–119. Quınn, R. E. Ve Spreitzer, G. E. (1991), “The Psychometrics Of The Competing Values Culture Instrument And An Analysis Of The Impact Of Organizational Culture On Quality Of Life,” Research On Organizational Change And Development, Vol 5, pp 115-142. Cameron, K. S. ve Freeman S. J. (1991), Cultural Congruence, Strength, And Type: Relationships To Effectiveness. In R. W. Woodman & W. A. Passmore (Eds.), Research in Organizational Change And Development, 5 (pp. 23–58). Greenwich: JAI. Wallach, E. (1983), “Individuals And Organization: The Cultural Match,” Training And Development Journal, Vol 12, pp 28-36. Bandura, A. (1995), Self-Efficacy İn Changing Societies, Cambridge: Cambridge University Press. Luszczynska, A., Scholz, U. ve Schwarzer, R. (2005), The General Self-Efficacy Scale: Multicultural Validation Studies. The Journal of Psychology, Vol 139, No 5, pp 439-457. Armeli, S, Gunthert K, Lawrence C. (2001), Stressor Appraisals, Coping And Post-Event Outcomes: The Dimensionality And Antecedents Of Stress-Related Growth. J Soc Clin Psychol; Vol 20, pp 366-395. Salas, E.ve Cannon-Bowers, J. A. (2001), The Science of Training: A Decade of Progress. Annual Review Of Psychology, Vol 52, pp 471-499. Sekaran, U. (1992), Research Methods for Business, Canada: John Wiley and Sons, Inc. 315 Havayolu işletmelerinde Marka Sadakatini Etkileyen Faktörler Factors That Affect Brand Loyalty In Airline Companies Nuriye Güreş1, Seda Arslan2, Selvi Göçmen³ ABSTRACT: Parallel to the globalization observed world-wide, production and service businesses perform in an intensive rivalry environment. Air transportation, a service industry, is highly affected by this rivalry as well. Brand loyalty, which can be defined as customers’ regularly buying services of a certain company, is thought to have vital importance for airline companies to get sustainable profitability and rivalry advantage in the long term. For this reason, it is significantly important for an airline company to meet the needs and the expectations of passengers who are current and potential customers of theirs; ensure passengers’ loyalty to business by providing service beyond their expectations. Therefore; in this study, it is aimed to find out the factors affect brand loyalty of passengers for airline companies by analyzing brand loyalty in air transportation. Within this study, a survey was applied to passengers travel by airline companies which operate commercial flights to Antalya airport. In this study, 21 questions were asked in order to find out brand loyalty levels of passengers to airline brands and factors effect this loyalty. Moreover, 12 questions were asked in order to find out respondents’ demographic and travel characteristics. In this study, 530 questionnaires were distributed to passengers in Antalya airport, 445 of which were analyzed after eliminating invalid ones. Chi-square were used for data analysis. According to analysis results, there is a significant relationship between customers’ brand loyalty and nationality, flight purpose, flight frequency and factors effect airline selection Key Words: Air transportation, airline, brand loyalty, passenger. ÖZET: Dünya genelinde yaşanan küreselleşmeye paralel olarak, üretim ve hizmet işletmeleri, yoğun bir rekabet ortamında faaliyetlerini sürdürmektedir. Bir hizmet endüstrisi olan havayolu taşımacılığı da söz konusu rekabetten oldukça etkilenmektedir. Müşterilerin belli bir işletmenin hizmetlerini düzenli olarak satın alması olarak tanımlanabilen marka sadakatinin; havayolu işletmelerinin uzun vadede rekabetçi avantaj ve sürdürülebilir karlılık elde edebilmeleri için hayati öneme sahip olduğu düşünülmektedir. Bu amaçla havayolu işletmelerinin; mevcut ve potansiyel müşterileri olan yolcularının istek,ihtiyaç ve beklentilerini karşılamaları, onlara beklentilerinin de ötesinde hizmet sunmak suretiyle, yolcuların işletmeye olan sadakatini sağlamaları son derece önemlidir. Dolayısıyla bu araştırmada; havayolu taşımacılığı sektöründe marka sadakati incelenerek, yolcuların havayolu işletmelerine olan marka sadakatini etkileyen faktörlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu araştırma kapsamında Antalya havalimanına ticari uçuş düzenleyen havayolu işletmeleri ile seyahat eden yolculara anket uygulanmıştır. Araştırmada yolcuların havayolu markasına yönelik sadakat düzeyi ve bu sadakate etki eden faktörlerin belirlenmesi amacıyla, 21 soru sorulmuştur. Ayrıca katılımcıların demografik ve seyahate yönelik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla 12 soru Yrd.Doç.Dr., İskenderun Teknik Üniversitesi, ngures98@gmail.com Arş.Gör., İskenderun Teknik Üniversitesi, sedaarslan14@yahoo.com 3 Yüksek Lisans Öğrencisi, Akdeniz Üniversitesi, gocmenselvi@gmail.com 1 2 316 yöneltilmiştir. Uygulamada, Antalya havalimanında seyahat eden yolculara 530 anket dağıtılmış, geçersiz anketlerin çıkarılmasından sonra 445 adet geçerli anket analize tabi tutulmuştur. Verilerin analizi amacıyla ki-kare analizi uygulanmıştır. Analiz sonuçlarına göre; yolcuların marka sadakatleri ile uyruk, seyahat amacı, seyahat sıklığı ve havayolu tercihini etkileyen faktörler arasında anlamlı bir ilişki tespit edilmiştir. Anahtar Kelime:Havayolu taşımacılığı, havayolu, marka sadakati, yolcu. 1. GİRİŞ Marka; işletmelerin müşterilerine sunmuş olduğu ürün ya da hizmetlerinin, diğer işletmelerin ürün ya da hizmetlerinden ayrılmasını sağlamak amacıyla, kişi adları, sözcük, şekil, harf, sayı veya çizimlerle ifade edilebilen ve baskı yoluyla çoğaltılabilen işaretlerin tümü olarak tanımlanabilmektedir (Çedikçi, 2008: 1). Kotler ve Armstrong (2001: 14)’e göre ise marka; pazarlamanın temelini oluşturan, işletme ürün ya da hizmetlerine dair müşteri algılamalarının içselleştirilmiş halidir. İşletmeler marka ile ürün ya da hizmetlerinin, müşteri gözündeki imaj, ün, değer ve kişiliğini doğru yerde konumlandırmaya çalışmaktadır (Bakar, 2011: 2). Çünkü işletmeler, yoğun rekabetin yaşandığı pazar ortamında, rakip işletmelerden daha farklı ve iyi bir seviyede olmak istemektedirler. İşletmelerin bu istekleri de, başarılı marka ve marka stratejilerinin geliştirilmesine, hedef pazarın markadan talep ettiği unsurlara ve bu unsurların marka tarafından ne derecede karşılandığına bağlı olabilmektedir (Çabuk ve Orel, 2008: 103; Türker ve Türker, 2013: 50; Çiftyıldız ve Sütütemiz, 2007: 37). Ancak günümüzde küreselleşme ve internet teknolojisindeki hızlı gelişmelerle birlikte, işletmelerin marka, ürün ve hizmetleri için geliştirmiş olduğu stratejiler, rakiplerince taklit edilebilmektedir. Dolayısıyla birbirinin muadili olan, benzer fiyat ve kaliteye sahip ürün ya da hizmetlerin varlığı nedeniyle, müşterilerin markalar arası değişimi oldukça hızlı ve kolay bir şekilde olabilmektedir (Türker ve Türker, 2013: 50). Bu noktada marka sadakati kavramı önem kazanmakta olup; günümüz markaları, işletmeye yeni müşteriler kazandırmak yerine, markalarına sadık müşteriler oluşturmayı ön planda tutmaya çalışmaktadır (Çabuk ve Orel, 2008: 104). Markaya bağlılık veya marka tercihi gibi farklı şekillerde ifade edilebilen (Tayfun ve Özyayla, 2014: 31) marka sadakati; müşterilerin, ihtiyaç duyduğu ürün ya da hizmetleri, benzer özellik-ürün ve fiyatla kendisine sunan rakip markaların bulunmasına (Türker ve Türker, 2008: 50) ve bu işletmelerin yoğun pazarlama faaliyetlerine (Aktepe ve Şahbaz, 2010: 76) rağmen, söz konusu markaya karşı olumlu tutum ve tekrarlı satın alma davranışı olarak tanımlanmaktadır (Eren ve Erge, 2012: 4457). Marka sadakati, davranışsal ve psikolojik bir süreç sonrasında ortaya çıkan bir tepki olup, marka sadakatinden söz edebilmek için, pazarda en az bir tane alternatif markanın varlığına ve uzun bir döneme ihtiyaç duymaktadır (Yılmaz, 2005: 260; Aktepe ve Şahbaz, 2010: 76). Marka sadakati sayesinde işletmeler; ürün ya da hizmet satışlarını arttırabilmekte, pazarlama maliyetlerini azaltabilmekte, olumlu ağızdan ağıza iletişim sayesinde daha fazla potansiyel müşteriye ulaşabilmektedir. Bu durum işletmenin diğer işletmelerle rekabet etme kabiliyetini arttırabilmekte, ayrıca pazara yeni girecek işletmeler açısından pazara giriş engeli oluşturabilmektedir (Devrani, 2009: 408; Tayfun ve Özyayla, 2014: 31; Eren ve Erge, 2012: 4457). Diğer işletmelerde olduğu gibi, havayolu işletmeleri için de marka sadakatinin sağlanması oldukça önemlidir. Çünkü bir hizmet işletmesi olarak faaliyet gösteren havayollarının, yolculara verilen uçuş hizmetleri arasındaki belirgin farkların göreceli olarak az olması ve yoğun rekabet ortamının varlığı nedeniyle, sürdürülebilir karlılığa ulaşabilmek (Atalık vd., 2015: 229) ve pazar payını arttırabilmek (Devrani, 2009: 408) için, marka sadakatinin sağlaması, havayolu işletmesinin başarısı için önemli olabilmektedir. Marka sadakati kavramı, Türkiye’deki pazarlama literatüründe, farklı sektörlerde sıklıkla incelenmiş olup (Devrani, 2009; Yılmaz, 2005; Türker ve Türker, 2013; Eren ve Erge, 2012; Tayfun ve Özyayla, 2014; Çabuk ve Orel, 2008; Usta ve Memiş, 2009; Erk, 2009; Demir, 2012), ancak havacılık sektöründe marka sadakatine yönelik araştırmaların nispeten sınırlı olduğu görülmüştür (Aktepe ve Şahbaz, 2010; Atalık vd., 2015). 317 Konunun öneminden dolayı bu çalışmada; havayolu taşımacılığı sektöründe marka sadakati incelenerek, yolcuların havayolu işletmelerine olan marka sadakatini etkileyen faktörlerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Araştırma kapsamında hazırlanan hipotezler ve araştırma modeli aşağıdaki gibidir. Tablo 1: Araştırmaya Yönelik Hipotezler H1 H2 H3 H4 H5 Yolcuların uçuş tipi ile marka sadakati arasında anlamlı bir ilişki vardır. Yolcuların uyruğu ile marka sadakati arasında anlamlı bir ilişki vardır. Yolcuların seyahat amacı ile marka sadakati arasında anlamlı bir ilişki vardır. Yolcuların seyahat sıklığı ile marka sadakati arasında anlamlı bir ilişki vardır. Yolcuların havayolu tercihini etkileyen faktörler ile marka sadakati arasında anlamlı bir ilişki vardır. Şekil – 1: Araştırma Modeli 2. YÖNTEM: 2.1. Anket Soruları: Araştırmaya yönelik anket çalışması, 2 farklı bölümden meydana gelmektedir. İlk bölümde, yolcuların havayolu işletmesi markalarına yönelik sadakat düzeylerini etkileyen faktörlerin belirlenmesine yönelik sorular yer almaktadır. Yolcuların havayolu markalarına yönelik sadakat düzeylerinin ölçülmesine yönelik soruların hazırlanmasında, Çetintürk (2010)’ün çalışmasından yararlanılmış, ancak havacılık sektörüne uyarlayabilmek amacıyla, çeşitli değişiklikler yapılmıştır. Cevaplayıcılarla yüz yüze gerçekleştirilen ankette; yolcuların havayolu işletmesi markalarına yönelik sadakat düzeylerinin belirlenmesi amacıyla; (1) Kesinlikle katılmıyorum ….. (5) Kesinlikle katılıyorum şeklinde 5’li Likert ölçeğiyle hazırlanmış ve 21 soru sorulmuştur. Ayrıca katılımcıların demografik ve seyahat etme özelliklerinin belirlenmesi amacıyla; cinsiyet, yaş, medeni durum, meslek, ortalama aylık gelir, eğitim durumu, seyahat amacı, uçuş tipi, uyruk, seyahat sıklığı, havayolu tercihini etkileyen unsurlar ve aynı havayolu işletmesi ile tekrar seyahat etmek isteyip istemediklerinden oluşan 12 soru yöneltilmiştir. Araştırmaya başlamadan önce soruların anlaşılabilirliğini kontrol etmek ve uygulama esnasında karşılaşılabilecek olası sorunları önlemek amacıyla 50 kişiye pilot test yapılmıştır. 318 2.2. Verilerin Toplanması: Araştırma kapsamında, Antalya havalimanında havayolu ile seyahat eden yolculara yönelik, kolayda örnekleme yöntemi ile yüz yüze anket çalışması gerçekleştirilmiştir. Katılımcılara yönelik toplam 530 adet anket uygulanmış, ancak geçersiz anketlerin bulunması nedeniyle, 445 adet anket analize tabi tutulmuştur. 2.3. Verilerin Analizi: Verilerin analizi amacıyla; ki-kare testi uygulanmıştır. Demografik verilerin analizinde frekans tabloları oluşturulmuştur. Yolcuların havayolu işletmesi markalarına yönelik sadakat düzeylerini belirlemek amacıyla sorulan sorulara yönelik güvenilirlik analizi yapılmıştır. Analiz sonucunda Cronbach Alfa Katsayısı 0,856 olarak hesaplanmıştır. 2.4. Analiz Sonuçları: Katılımcıların demografik özellikleri incelendiğinde; yolcuların % 56.4’ünün kadın, % 43.6’sının ise erkek olduğu saptanmıştır. Katılımcılar çoğunlukla 21-40 yaş arası (% 78.2), bekar (% 61.3), üniversite ve üzeri eğitim seviyesine (% 35.7) sahiptir. Ankete katılan yolcuların % 40.4’ünün 1000 TL’den az, % 34.6’sının ise 1000 – 2500 TL arasında ortalama aylık gelire sahip olduğu ve katılımcıların % 31’inin işçi, % 37.3’ünün ise öğrenci olduğu belirlenmiştir. Anketi cevaplayan yerli ve yabancı yolcu sayısı birbirine yakındır. Katılımcıların havayolu ile seyahat etme özellikleri incelendiğinde; yolcuların % 28.3’ünün eğlence, % 42.7’sinin ise iş amaçlı seyahat ettiği; % 53.5’inin iç hat, % 46.5’inin dış hat yolcusu olduğu tespit edilmiştir. Katılımcıların çoğunun (% 43.8) ayda bir kez seyahat ettiği, havayolu işletmesi tercihini kendisinin yaptığı (% 55.3) belirlenmiştir. Ankete katılan yolcuların havayolu işletmesi tercihini etkileyen en önemli etkenin sırasıyla; % 38.9 ile geçmiş deneyim, % 24.7 ile fiyat ve % 22.2 ile tavsiye olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Katılımcılara son olarak, seyahat ettikleri havayolu işletmesi ile tekrar seyahat edip etmeyecekleri sorulmuş ve yolcuların % 64.7’sinin bu soruya evet cevabı verdiği görülmüştür. Marka sadakati ile yolcuların uçuş tipleri (iç hat – dış hat) arasında anlamlı bir ilişki olup olmadığını test etmek amacıyla ki-kare analizi yapılmış olup, bu iki unsur arasında anlamlı bir ilişki tespit edilememiştir. Dolayısıyla H1 hipotezi reddedilmiştir (p < 0.05). Havayolu marka sadakati ile yolcuların uyrukları arasında anlamlı bir ilişki olup olmadığını test etmek amacıyla ki-kare analizi yapılmıştır. Analiz sonucuna göre; yolcuların uyrukları ile havayolu marka sadakati arasında anlamlı bir ilişki söz konusudur [χ² : 6.010; p < 0.05]. Dolayısıyla H2 hipotezi kabul edilmiştir. Buna göre; hem yerli hem de yabancı yolcuların büyük çoğunluğunun, bir sonraki uçuşlarında, aynı havayolu işletmesini tercih edecekleri sonucuna ulaşılmıştır. Yolcuların seyahate çıkma amacı ile havayolu marka sadakati arasında anlamlı bir ilişki olup olmadığına ilişkin ki-kare analizi yapılmıştır. Yolcuların seyahat amaçları; iş, eğlence, kongre ve toplantı, eğitim ve seminer ile diğer olmak üzere beş farklı unsurdan oluşmaktadır. Yapılan ki-kare sonucuna göre; farklı seyahat amacına sahip yolcuların, havayolu marka sadakatine yönelik görüşlerinde gözlenen ilişkinin anlamlı olduğu sonucuna ulaşılmıştır [χ² : 304.38; p < 0.05]. Dolayısıyla H3 hipotezi kabul edilmiştir. İş, kongre ve eğitim amaçlı seyahat eden yolcular, marka sadakati eğilimine sahip iken, eğlence amaçlı yolcuların marka sadakat düzeyleri, diğer seyahat amaçlarına sahip yolculara kıyasla nispeten daha düşüktür. Yolcuların seyahate çıkma sıklığı ile havayolu marka sadakati arasında anlamlı bir ilişkinin olup olmadığına dair ki-kare analizi yapılmıştır. Buna göre; araştırmaya katılan yolcuların seyahat sıklığı ile marka sadakati arasında anlamlı bir ilişki tespit edilmiştir [χ² : 168.11; p < 0.05]. Dolayısıyla H4 hipotezi kabul edilmiştir. Buna göre; yolcuların seyahat sıklığı arttıkça, havayolu marka sadakat düzeyinde azalma söz konusudur. 319 Araştırmaya dahil edilen katılımcıların havayolu işletmesi seçimini etkileyen faktörler ile havayolu marka sadakati arasında anlamlı bir ilişki var mıdır sorusuna yanıt bulabilmek amacıyla iki değişken için ki-kare testi yapılmış ve bu değişkenlere arasında anlamlı bir ilişki tespit edilmiştir [χ² : 89.37; p < 0.05]. Dolayısıyla H5 hipotezi kabul edilmiştir. Seyahat edecekleri havayolu işletmesi seçiminde, fiyatı göz önünde bulunduran yolcuların tamamı (% 100) ile tavsiye’yi göz önünde bulunduran yolcuların % 65.7’si, havayolu işletmesini tekrar tercih edeceklerini söylemişlerdir. Ancak, geçmiş deneyim (% 47.4) ve reklam (% 49.2) dikkate alındığında, havayolu marka sadakati düzeyinin, fiyat ve tavsiye faktörlerine oranla nispeten daha düşük olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Araştırma sonucunda kabul ve reddedilen hipotezler tablo 2’de; elde edilen nihai model ise şekil 2’de gösterilmiştir. Tablo 2: Hipotez Test Sonuçları H1 H2 H3 H4 H5 Yolcuların uçuş tipi ile marka sadakati arasında anlamlı bir ilişki vardır. Yolcuların uyruğu ile marka sadakati arasında anlamlı bir ilişki vardır. Yolcuların seyahat amacı ile marka sadakati arasında anlamlı bir ilişki vardır. Yolcuların seyahat sıklığı ile marka sadakati arasında anlamlı bir ilişki vardır. Yolcuların havayolu tercihini etkileyen faktörler ile marka sadakati arasında anlamlı bir ilişki vardır. Red Kabul Kabul Kabul Kabul Şekil – 2: Nihai Model p<0.05 Yolcuların havayolu işletmelerinin markalarına yönelik sadakat düzeyleri, sorulara verilen puanların ortalamaları alınarak, tanımlayıcı istatistikler yardımıyla incelenmiştir (Tablo 3). Tablo 3. Yolcuların Havayolu Markalarına Yönelik Sadakat Düzeylerinin Değerlendirilmesi Marka sadakati N 445 Minimum 1.00 Maksimum 5.00 Ortalama 3.6577 Standart Sapma 0.44667 Buna göre; yolcuların havayolu işletmelerinin markalarıyla ilgili sadakate yönelik genel değerlendirmeleri, “Katılıyorum” ifadesine karşılık gelen “4” değeri yakınında toplanmıştır. Bu noktadan hareketle yolcuların, seyahat ettikleri havayolu işletmelerinin markalara karşı sadakat eğilimi gösterdiği sonucuna ulaşılabilir. 320 3. TARTIŞMA Bu çalışmada, yolcuların havayolu işletmelerinin markalarına yönelik sadakat gösterip göstermedikleri araştırılmıştır. Katılımcıların demografik özellikleri incelendiğinde; yolcuların çoğunun kadın, 21-40 yaş arası, bekar, ortalama aylık geliri 1000 TL’den az, üniversite ve üzeri eğitim seviyesine oldukları saptanmıştır. Katılımcıların havayolu ile seyahat etme özellikleri incelendiğinde ise; çoğunun iş amaçlı ve iç hat yolcusu olduğu, ortalama ayda bir kez seyahat ettiği, havayolu işletmesi tercihini kendisinin yaptığı belirlenmiştir. Ankete katılan yolcuların havayolu işletmesi tercihlerini etkileyen en önemli üç etken olarak sırasıyla; geçmiş deneyim, fiyat ve tavsiyedir. Araştırma sonuçlarına göre katılımcılar, seyahat ettikleri havayolu işletmesini, bir sonraki uçuşlarında da tercih edeceklerini söylemişlerdir. Bu noktadan hareketle; havayolu işletmeleri seyahatleri esnasında yolcularına iyi bir hizmet deneyimi sağlayabilirse, söz konusu havayolu işletmesinin tercih edilebilirliği ve yolcuların markaya yönelik sadakat düzeyleri artabilecektir. Araştırmaya katılan yolcuların havayolu marka sadakat düzeyi ile uçuş tipi arasında anlamlı bir ilişki tespit edilemezken; uyruk, seyahat amacı, seyahat sıklığı ve havayolu tercihini etkileyen faktörler arasında anlamlı bir ilişki olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Bu kapsamda yapılan ki-kare analizi sonuçlarına göre; yerli ve yabancı yolcuların büyük çoğunluğu, daha önce seyahat ettiği havayolu markasına yönelik sadakat eğilimi gösterdiği tespit edilmiştir. Bu sonucun nedenlerinden biri; yolcuların milli duygularla hareket ederek, kendi ülkelerinin bayrak taşıyıcısı olan havayolu ile seyahat etmek istemeleri olacağı sonucuna ulaşılabilir. Analiz sonuçlarına gore; iş, eğitim ve kongre amaçlı seyahat eden yolcuların büyük çoğunluğu, seyahat ettikleri havayolu işletmesini tekrar tercih edeceklerini dile getirmişlerdir. Ancak eğlence amaçlı yolcuların, marka sadakat düzeyinin nispeten düşük olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Buradan hareketle, özellikle eğlence amaçlı yolcuların karakteristik özellikleri dikkate alındığında, bu yolcuların fiyata karşı hassas olmaları nedeniyle, başka havayolu işletmelerine kolayca geçebilme eğilimi gösterdikleri sonucuna ulaşılabilir (Gerede, 2015: 19). Araştırmaya katılan yolcuların seyahat sıklığı arttıkça, havayolu marka sadakati azalmaktadır. Bu sonucun nedenleri arasında; havayolu işletmelerinin uygun yer ve zamanda, yeterli sıklıkta uçuş operasyonu düzenlememeleri, hizmet kalitesinde yaşanan sıkıntılar ve yolcuların hizmet sunumuna yönelik beklentilerinin artması sayılabilir. Yolcuların havayolu tercihini etkileyen faktörler açısından incelendiğinde; marka sadakat düzeyi yüksek olan yolcular sırasıyla; fiyat, tavsiye, reklam ve geçmiş deneyim üzerine havayolu tercihini yapanlardır. Genel olarak, yolcuların seyahat ettikleri havayolu markasına yönelik sadakat eğilimi gösterdiği sonucuna ulaşılmıştır. Ancak yoğun rekabet ortamında havayolu işletmelerinin, yolcuların, söz konusu havayolu işletmesi markasına yönelik sadakat düzeylerini arttırabilmeleri için; yolcularına emniyetli ve hizmet kalitesi yüksek seyahat imkanı sağlamaları, onlara olumlu hizmet deneyimi yaşatarak potansiyel müşterilere tavsiyede bulunmalarına (olumlu ağızdan ağıza iletişim) zemin hazırlamaları ve özellikle fiyatı dikkate alan bir pazarlama stratejisi uygulamaları son derece önemlidir. 4. KAYNAKÇA Aktepe, Cemalettin ve Şahbaz, R. Pars (2010), “Türkiye’nin En Büyük Beş Havayolu İşletmesinin Marka Değeri Unsurları Açısından İncelenmesi ve Ankara İli Uygulaması”, Cumhuriyet Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi, 11(2), ss. 69-90. Atalık, Özlem, Ünder, Ümran ve Eratik, Berk (2015), “A Study on the Effects of Corporate Social Responsibility Activities upon Brand Loyalty: Case of Turkish Airline Customer”, International Journal of Academic Research in Economics and Management Sciences, 4 (1), pp. 229-243. 321 Bakar, Sevgi (2011), Marka Kavramı Üzerine Bilgilendirme Çalışması, Güney Ege Kalkınma Ajansı, http://geka.org.tr/yukleme/dosya/971d525dcdee184720ff60fe94c7a55d.pdf, [15.08.2015 tarihinde erişilmiştir.] Çabuk, Serap ve Demirci Orel, Fatma (2008), “Marka Karakteristikleri ile Marka ve Üretici Firmaya Duyulan Güven Arasındaki İlişkilerin Belirlenmesi: Çukurova Üniversitesi Ölçeğinde Bir Araştirma”, Ç.Ü. Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 17 (1), ss.103-116. Çedikçi, Tuğba (2008), “Türkiye Ekonomisinde Markalaşmanın Yeri ve Önemi: Tekstil Sektöründe Bir Uygulama”, Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi,İstanbul Kültür Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü: İstanbul. Çetintürk, İbrahim (2010), “Konaklama İşletmelerinde Marka Sadakati: Antalya Örneği”, Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü İşletme Anabilim Dalı: Isparta. Çiftyildiz, Saim Saner ve Sütütemiz,Nihal (2007), “Tüketici İlgisinin Marka Bağlılığına Etkisi”, Kocaeli Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 13(1), ss. 37-55. Demir, Mehmet Özer (2012), “Marka Sadakatinin Ölçülmesi: Niyete Bağlı Tutumsal Ölçek ile Satın Alma Sırasına Dayalı Davranışsal Ölçeğin Karşılaştırılması”, İstanbul Üniversitesi İşletme Fakültesi Dergisi, 41 (1), ss. 103-128. Devrani, Korkmaz Tülay (2009), “Marka Sadakati Öncülleri: Çalişan Kadinlarin Kozmetik Ürün Tüketimi Üzerine Bir Çalişma”, Süleyman Demirel Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 14 (3), ss. 407421. Eren, Selim Said ve Erge, Aydın (2012), “Marka Güveni, Marka Memnuniyeti ve Müşteri Değerinin Tüketicilerin Marka Sadakati Üzerine Etkisi”, Journal of Yasar University, 26(7), ss. 4455 – 4482. Erk, Çiğdem (2009), “Müşteri İçin Değer Yaratma, Müşteri Sadakati Oluşum Süreci ve Şirket Performansına Etkileri Üzerine Araştırma”, Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Trakya Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü: Edirne. Gerede, Ender (2015), “Havayolu İşletmeciliğine İlişkin Temel Kavramlar”, (Ender Gerede Editörlüğünde, Havayolu Taşımacılığı ve Ekonomik Düzenlemeler: Teori ve Türkiye Uygulaması), Ankara: Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü, ss. 1 – 46. Kotler, Philip ve Armstrong, Gary (2001), Principles of Marketing, New York: Prentice Hall International. Türker Özaltın, Gülay ve Türker, Ali (2013), “GSM Operatörleri Sektöründe Marka Sadakatini Etkileyen Faktörlerin Belirlenmesi: Üniversite Öğrencileri Üzerine Bir Uygulama”, Electronic Journal of Vocational Colleges, Mayıs, ss. 49-67. Tayfun, Ahmet ve Yayla, Özgür (2014), “Turistlerin Otel Seçimlerinde Marka Sadakatini Etkileyen Faktörlerin Davranışsal ve Tutumsal Sadakat Boyutuyla İncelenmesi”, Journal of Tourism and Gastronomy Studies, 2 (1), ss. 30-35. Usta, Resul ve Memiş, Salih (2009), “Hizmet Kalitesi ve Marka Bağlılığı Arasındaki İlişki Üzerine Müşteri Tatmininin Aracılık Etkisi”, Atatürk Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi, 23 (4), ss. 87-108. Yılmaz, Veysel (2005), “Tüketici Memnuniyeti ve İhtiyaçlarının Marka Sadakatine Etkisi: Sigara Markasına Uygulanması”, Anadolu Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 5 (1), ss. 257 – 271. 322 Ürün İnovasyonu Uygulamalarında Nanoteknoloji Kullanımının Havacılık Giyim Ve Teçhizatlarında Uygulanabilirliği Üzerine Bir Çalışma A Study On Applicability Of Using Nanotechnology Of Product Innovation Application On Aviation Clothing And Equipment Bahattin Aka1, Murat Kayalar2 ABSTRACT: In Turkish; expressed in words like renewal and Merriam-Webster dictionary, "a new and different result, the idea" which he defines as the concept of innovation; "Make a difference, add value or to improve product performance, process and operations of the applications it can be made better" can be expressed. In today's competitive environment, innovation emerges as a key organizational practice of organizations increase their capacity to compete globally. In this study the product, process, marketing and organizational innovations as one of the various types of innovation, innovation that focuses on the application of the product. Product innovation and development are frequently used in nanotechnology, which is recognized as a pioneer; exceptionably is arranged to serve commercial purpose of the small structures. In today's world, from biology to environmental engineering applications, from the manufacturing sector to textile sector, nanotechnology is being used at a significant level. Especially those working in the aviation industry in increasing the mission effectiveness of the use of appropriate clothing and equipment features of the gain can be expressed as an important need. In conditions of peace and war, always intense clothing and equipment used by the staff Airman who served in a stress environment, nanotechnology or renewal in accordance with the requirements of the task by using significantly improving done on a continual basis, flight activity in a safe manner and will make a very important contribution to be made more efficient. The purpose of this study, product innovation and product innovation in the use of nanotechnology applications in clothing and equipment is to examine the applicability of the current practices in aviation. In this context, innovation and nanotechnology topics are explained with more sonar focuses on product innovations that are made using nanotechnology in the textile sector. In the last section of the study, aviation clothing and equipment used by employees who work in organizations, nanotechnology innovations with innovations that can be made using designated product innovation focuses on improving significantly the nature of what could be, and the steps to be taken, innovation management perspective/methodology has been demonstrated by. Key Words: İnnovation, Product İnnovation, Nanotechnology. 1 Öğt.Gör., Hava Astsubay MYO, İkt. ve İd.Prog.Bl.Bşk.lığı, Lojistik Programı, baka@tekok.edu.tr. Doç.Dr., İzmir Katip Çelebi Üniversitesi, İİBF., İşletme Bölümü, Yönetim ve Organizasyon ABD, murat.kayalar@ikc.edu.tr 2 323 ÖZET: Türkçede yenilik, yenileme gibi sözcüklerle ifade edilen ve Merriam-Webster sözlüğünün, “yeni ve farklı bir sonuç, fikir” olarak tanımladığı inovasyon kavramı; “fark yaratmak, değer katmak veya performansı arttırmak için ürün, süreç ve uygulamaların daha iyi bir hale getirilebilmesi faaliyeti” olarak ifade edilebilir. Günümüz rekabet ortamında inovasyon, örgütlerin küresel rekabet etme kapasitelerini artıran önemli bir örgütsel uygulama olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışmada ürün, süreç, pazarlama ve örgütsel inovasyonlar gibi farklı inovasyon türlerinden birisi olan ürün inovasyonu uygulamalarına odaklanılmaktadır. Ürün inovasyonlarında sıkça kullanılan ve gelişimin öncüsü olarak kabul edilen nanoteknoloji ise; istisnai şekilde küçük yapıların ticari bir amaca hizmet edebilecek şekilde düzenlenmesidir. Günümüz dünyasında biyolojiden çevreye, mühendislik uygulamalarından imalat sektörüne kadar birçok alanda olduğu gibi tekstil sektöründe de nanoteknoloji önemli düzeyde kullanılmaktadır. Özellikle havacılık sektöründe çalışanların, görev etkinliğini arttırmasında uygun özelliklerin kazandırıldığı giyim ve teçhizatın kullanılması önemli bir ihtiyaç olduğu ifade edilebilir. Barış ve savaş şartlarında, her zaman yoğun stres ortamında görev yapan havacı personelin kullandığı giyim ve teçhizatlarının, nanoteknoloji kullanılarak, görev şartlarına uygun olarak yenilenmesi veya önemli derecede iyileştirilmelerin devamlı yapılması, uçuş faaliyetinin daha etkin ve emniyetli bir şekilde yapılmasına çok önemli katkı sağlayacağı kabul edilecektir. Bu çalışmanın amacı, ürün inovasyonu ve ürün inovasyonu uygulamalarında nanoteknolojinin kullanımının havacılık giyim ve teçhizatlarında uygulanabilirliğini güncel uygulamalar eşliğinde incelemektir. Bu bağlamda, öncelikle inovasyon ve nanoteknoloji konuları kavramsal olarak açıklanmış, daha sonra ise tekstil sektöründe nanoteknoloji kullanılarak yapılan ürün inovasyonları üzerinde durulmuştur. Çalışmanın son bölümünde ise, havacılık organizasyonlarında görev yapan çalışanların kullandığı giyim ve teçhizatlarda, nanoteknoloji kullanılarak yapılabilecek ürün inovasyonuyla ilgili yenilikler belirlenmiş, inovasyon niteliği taşıyan önemli derecede iyileştirilmelerin neler olabileceği üzerinde durulmuş ve atılması gereken adımlar, inovasyon yönetimi bakış açısıyla/metodolojisiyle ortaya konmuştur. Anahtar Kelimeler: İnovasyon, Ürün inovasyonu, Nanoteknoloji. 1.GİRİŞ İnovasyon kavramının sözlük anlamı; “toplumsal, kültürel ve idari ortamlarda yeni yöntemlerin kullanılmaya başlanması” (Anonim, 2015a) anlamına gelmektedir. İnovasyon türlerinden biri olan ürün inovasyonu ise; Farklı ve yeni bir ürünün geliştirilmesi ya da var olan üründe değişiklik, farklılık ve yenilik yapılması ile ürünün pazara sunulması (Anonim, 2015b) olarak tanımlanmaktadır. Ürün inovasyonu, çeşitli mal ve hizmetleri kapsaması, işletme ve organizasyonların içerisinde bulundukları piyasa koşullarında uzun süreli rekabet edilebilir performans ortaya koyabilmeleri açısından önemli bir konu olarak ifade edilebilir. Nanoteknoloji ise son günlerin en popüler ve en önemli araştırma konularından birisi oldu kabul edilecektir. Nanoteknoloji enerji, çevre, bilgisayar, fizik, kimya, matematik, tıp ve eczacılık gibi endüstri ve bilim alanlarında olduğu gibi tekstil endüstrisinde de geniş uygulama alanlarına sahip olmaya başladığı bir gerçek olarak kabul ediebilir. Firma ve örgütlerin, uzun süre yaşamlarını devam ettirebilmeleri ancak içerisinde bulundukları piyasada gösterebilecekleri rekabet düzeylerine bağlıdır. Sürdürülebilir rekabet düzeyinin yakalanabilmesi ise ancak yeni inovasyon örnekleri ve özelliklede ürün inovasyonu ile mümkün olacaktır. Diğer sektörlerde olduğu gibi tekstil sektöründe de nanoteknoloji kullanılarak ürün inovasyonu yapılabilirliğinin mümkün olduğu, nanoteknoloji tabanlı ürün inovasyonlarının havacılık çalışanlarının giyim ve teçhizatlarında önemli derece iyileştirmeler sağlayacağı değerlendirilmiştir. Nanoteknoloji kullanılarak gerçekleştirilen ürün inovasyonları aynı zamanda tekstil endüstrisinin geleceğini şekillendirmesi için önemli fırsatlar sunması ve bu teknolojilere sahip ülke ekonomilerine de önemli fayda sağlaması açısından bu alanlardaki yenilik ve gelişmelerin yakından takip edilmesinin önemli olduğu ifade edilebilir. 324 Bu çalışmada, öncelikle inovasyon ve ürün inovasyonu, daha sonra nanoteknolojinin tanımı ve kullanım alanları incelenmiştir. Son bölümde ise, nanoteknoloji kullanılarak yüksek teknoloji liflere sahip kir itici, antibakteriyel, renk değiştirebilen, UV ışınlarından koruyucu, alev itici, insan bedenini tedavi edici ve besleyici kumaşların tekstil sektörünün askeri ve sivil alanda uygulamaları üzerinde durulacaktır. 2. İNOVASYON KAVRAMI: 2.1. İnovasyon Tanımı ve türler: İnovasyon, Türkçede yenilik, yenileme, yaratıcılık ve icat gibi sözcüklerle karşılanmaya çalışılsa da, anlamı tek bir sözcükle ifade edilemeyecek kadar geniştir. Çünkü yenilik, yaratıcılık ve icat gibi kavramlar, inovasyon sözcüğü ile ifade edilmeye çalışılan kavramın dışında başka çağrışımlara da yol açmaktadır. Baltalar’a göre; inovasyon’un teknik bir sözcük olarak kabul edilip, tıpkı teknoloji sözcüğünde olduğu gibi dilimize uyarlanması (Baltalar, 2008) gerekli olacaktır. İnovasyon, “Yeni veya önemli ölçüde değiştirilmiş ürün (mal ya da hizmet), veya sürecin; yeni bir pazarlama yönteminin; ya da iş uygulamalarında, işyeri organizasyonunda veya dış ilişkilerde yeni bir organizasyonel yöntemin uygulanması,” (OECD, AB, Oslo Klavuzu, 2006:50), başka bir ifade ile “fark yaratmak, değer katmak veya performansı arttırmak için ürün, süreç ve uygulamaların daha iyi bir hale getirilebilmesi faaliyeti” (Bayram, 2013:40), şeklinde tanımlanabilir. İnovasyon ile bir fikir, ürün ya da hizmet, pazarlanabilir bir üretim ya da toplumsal hizmet yöntemine dönüştürmek mümkün olacaktır. İnovasyon, teknik bir deyimden ziyade daha çok ekonomik ve sosyal bir kavram olarak da ele alınabilir. Bu kapsamda, iktisadi anlamda inovasyon kavramı üzerinde duran ilk kişi ise J. A. Schumpeter olmuştur. Schumpeter inovasyonu, “girişimciye kâr getiren ve teknolojik ilerlemeler sonucu ortaya çıkan her şey” olarak tanımlamıştır (Albeni ve Karagöz, 2003: 192-193). Avrupa Birliği ve OECD ülkeleri tarafından temel alınan Oslo Manual kılavuzunda (2005) inovasyonlar, “ürün inovasyonları”, “süreç inovasyonları”, “pazarlama inovasyonları” ve “örgütsel inovasyonlar” şeklinde dört farklı başlık altında sınıflandırılmıştır (OECD, AB, Oslo Klavuzu, 2006:51). İnovasyon, içerdiği farklılığın, yeniliğin ve değişikliğin büyüklüğüne göre ‘radikal’ veya ‘artımsal’ olarak da ikiye ayrılmaktadır (Elçi, 2007:3). Ayrıca, inovasyon yapılırken teknolojinin önemli bir girdi olup olmadığı göz önünde bulundurularak “teknolojik inovasyon’ ve ‘teknolojik olmayan inovasyon’ sınıflandırılmasına da gidilmektedir (Adıgüzel, 2012:14). Çalışmanın bu bölümünde inovasyonun türlerinden biri olan ve işletme ve organizasyonların rekabet edilebilir düzeyini yükseltmesin de en önemli yapıtaşı olarak değerlendirilen ürün inovasyonu üzerinde durulacaktır. 2.2. Ürün İnovasyonu: Ürün inovasyonu; “mevcut özellikleri veya öngörülen kullanımlarına göre yeni ya da önemli derecede iyileştirilmiş mal veya hizmetlerin ortaya konulmasıdır. Ürün inovasyonu; teknik özelliklerde, bileşenler ve malzemelerde, birleştirilmiş yazılımda, kullanıcıya kolaylığında ve diğer işlevsel özelliklerinde önemli derecede iyileştirmeleri içermektedir (OECD, AB, Oslo Klavuzu, 2006:5). Dolayısıyla işletmelerin ürün inovasyonu yapmak için mutlaka yeni bir ürün üretmeleri gerekli olmayacaktır. Var olan ürünlerini daha iyi, daha kaliteli, daha üstün özelliklerle değiştirir ve farklılaştırırlarsa da ürün inovasyonu yapmış olacaklardır (Anonim, 2015k). Ürün yelpazesini ve kalitesini artıran ürün inovasyonu, piyasaya yeni bir ürün getirme eylemi olarak da ifade edilebilir. Örnek olarak Apple iPod’i, bir zamanlar müzik dinlemek için taşınabilir bir cihaz olan Sony Walkman ile karşılaştırıldığında Apple iPod bir ürün inovasyonudur (Greenhalgh ve Rogers, 2010: 3-4). Kumaş, domates tohumu ve yumurta birer üründür. Bu ürünlerin pazardaki diğer kumaşlardan, domates tohumlarından ve yumurtalardanfarklı ve değişik olacak şekilde geliştirilip üretilmeleriyle elde edilen yeni ürünler ürün inovasyonudur. Yani, buruşmayan kumaş, daha verimli ve hastalıklara dayanıklı domates 325 tohumu ve çekici ambalajlarda satılan Omega 3’lü yumurtalar ayrı ayrı birer ürün inovasyonu (Anonim, 2015k) olarak kabul edilebilir. Mevcut ürünlere yapılan önemli derecede iyileştirmeler, malzemelerde, bileşenlerde ve performansı arttıran diğer özeliklerdeki değişiklikler yoluyla inovasyon yapılabilmektedir. Otomobillerde ABS frenleme, Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS), bir dizi entegre teknik alt-sistemden birine yapılan kısmi değişiklikler veya ilaveler ürün inovasyonları sayılabilir (www.yeni-cag.com. 2015). Ayrıca, 3M’in 1902’den bu yana geliştirdiği, çıkartılırken acı vermeyen yara bantlarından, yakıt pillerine, Post-it™’ten dijital tanıma teknolojisi gibi müşterilerin basit ama önemli ihtiyaçlarını karşılamak amacıyla geliştirdiği ürünler, Vestel’in televizyonlarına eklediği DMP teknolojisi uygulaması (Elçi, 2007:3-4), Arçelik tarafından geliştirilen en az su harcayan bulaşık makineleri gibi gelişmeler ürün inovasyonlarına örnek olarak gösterilebilir. Ürün inovasyonu kapsamında mevcut hizmetlere yeni fonksiyonlar veya özellikler ilave edilerek gerçekleştirilen uygulamalar da ürün inovasyonu kapsamında ele alınmaktadır. İnternet bankacılığına yüksek derecede iyileştirilmiş hız ve kullanım kolaylığı getirilmesi, müşterilerin kiralık araçlara erişimini kolaylaştıran eve teslim veya evden alım hizmetlerinin ilave edilmesi gibi önemli yenilikler (www.yeni-cag.com. 2015), hizmet inovasyonlarına örnek olarak verilebilir. Havacılık alanında çalışanların kullandıkları giyim ve teçhizatlar başta görevin başarıyla yapılması ve çalışanın sağlığının korunması açısında hayati öneme sahiptir. Dolayısıyla bu alanda kullanılan giyim kuşamların sürekli yenilenmesine veya geliştirimesine ihtiyaç vardır. Bu kapsamda özellikle tekstil sektöründe nanoteknoloji kullanılarak yeni ürün inovasyon uygulamaları yapılabilmesi mümkün olabilmektedir. Çalışmanın bu bölümünde önce kavramsal olarak nanoteknoloji üzerinde durulmuş, sonrasında ise nano tekstil kavramı ve uygulamalarına değinilmiştir. 3. NANOTEKNOLOJİ VE TEKSTİL: 3.1. Nanoteknoloji Kavramı: Nano kelimesi, Yunanca “cüce” anlamındaki “nanos” tan gelmekte olup, herhangi bir fiziksel büyüklüğün bir milyarda biri anlamında kullanılabilmektedir. Nanoyapılara uzunluk olarak bakıldığında yaklaşık 10-100 atomluk sistemlere (10^-9 metre) karşılık gelmektedir (Özdoğan vd., 2006:159). Diğer bir ifade ile nano, bir insan saç telinin on binde biri ya da bir futbol topunun dünyaya göre olan büyüklüğü kadar bir uzunluğa sahip yapıları (www.nanoteknolojinedir.com. 2015) ifade etmektedir. Nanoteknoloji ise, fizik, kimya, biyoloji ve malzeme bilimleri gibi bir çok bilim dalının multidisipliner yer aldığı, nano boyutta ve çeşitli görevler üstlenebilen yeni malzemeler üretmeyi amaçlayan teknoloji alanı olarak da tanımlanmaktadır (Batur vd., 2015:151). Nanoteknoloji, büyük işleri çok küçük maddeciklerle yapma sanatı ve istisnai şekilde küçük yapıların ticari bir amaca hizmet edebilecek şekilde düzenlenmesi olarak ifade edilebilir. Nanoteknoloji fikir olarak 1960'lı yıllarda ortaya çıkmış 1990'li yıllarda daha fazla araştırma yapılmaya başlanmış ve teknolojinin iç içe olduğu her alanda kendisine yer bulmuştur (Batur vd., 2015:151). Yeni enerji gereksinimi ve artan çevre kirliliği bu araştırmaları hızlandırmıştır. Nanoteknoloji uygulamaları ile enerji konusundaki temel sıkıntı olan enerji kullanımını azaltabilecek ve zararlı her türlü atıktan kurtulmak mümkün olabilecektir (Anonim, 2015j). Bilim dünyasının ortak görüşüne gore; Nanoteknolojinin kısa zamanda dünyada tüm mekanik üretim anlayışını ortadan kaldırabileceği ve yeni yeni mesleklerin doğmasına yol açabilecektir (www.nanoprotech.com. 2015). Günümüz dünyasında, artık görmeye de başladığımız, kullandıklarımızdan binlerce kat hızlı bilgisayarlar, damarların içinde ilerleyerek hastalıkları tedavi edecek nano aygıtlar, organların içinde ameliyat yapabilecek robotlar, betondan daha dayanıklı plastik binalar, hareketleri şarj 326 edilmiş elektrik ile sağlanan yapay kaslar, çok daha hafif ve gelişmiş silah sistemleri gelecekte karşımıza çıkacak yenilikler olarak sayılabilmektedir. Naoteknolijinin günümüzde; biyoloji, tıp, çevre (enerji üretimi, depolanması; örneğin hidrojenin saklanması ve yakılması gibi), bilgi iletişimi (en az kayıpla en yüksek hız, yoğunluk ve depolama), malzeme bilgisi, fizik kimya (nanoelektronik, fotonik, nanomanyetizma), mühendislik, imalat ve matematik (Erbudak, 2007) gibi alanların yanında, tekstil endüstrisinde de geniş uygulama alanlarına sahip olmaya başlamıştır. Bu çalışmada nanoteknolojinin tekstil sektöründeki uygulamaları üzerinde durulmuştur. 3.2. Nano Tekstil 19’uncu yüzyıl başlarında gelişmeye başlayan tekstil endüstrisi, nanoteknoloji kullanılması ile yeni bir döneme girdiği bir gerçek olduğu vurgulanabilir. Bu dönemde nanoteknolojinin ilk ve en yaygın kullanım amacı, kendi kendini temizleyen yüzeyler olarak da bilinen su ve kir itici tekstil malzemeleri üretilmesi (Erem ve Özcan, 2013:41) olmuştur. Kokmayan çorapların üretiminin yanında suyu sevmeyen (iten) kumaşlardan üretilmiş tekstil ürünlerinde, kirlenme engellenerek yıkama ve tekrar ütüleme ihtiyacı en aza indirilmiş olacaktır. Böylece su kullanımı azalabileceği, hatta belirli bir süre sonra çamaşır makinelerine bile ihtiyaç kalmayacabileceği (Kargıoğlu, 2006) ifade edilebilir. Günümüzde, tekstil ve hazır giyim ürünlerine su geçirmezlik, buruşmazluk, leke tutmazlık, mikroplara direnç, zararlı UV-ışınlarından koruyuculuk, yanmazlık veya güç tutuşturuculuk gibi özellikler kazandıran nanoteknoloji tabanlı ürünler, geliştirilmiş ve kullanımları yaygınlaşmaya başlamıştır (Kargıoğlu, 2006). Uyuyan bebeğin ölümüne neden olan ani bebek ölümü sendromunun önüne geçebilmek için bebeğin soluk alması durduğunda, kalp atım sayısında ya da vücut ısısında beklenmedik bir değişiklik olduğunda, ebeveynleri haberdar eden veya vücuttaki kan basıncından kalp ritmine kadar bir çok tıbbi bilgiyi kaydederek doktorun incelemesine sunan giysiler de üretilmeye başlanmıştır (Coşkun, 2007:60). Hatta yakın bir gelecekte, giyilen bir tişört, üzerindeki nanosensörler sayesinde kalp atışlarını, vücut ısısını ve kan şekerini düzenli kontrol ederek, istenmeyen bir durum olduğunda kablolu ya da kablosuz bir hatla giyenin kendisine veya doktoruna bilgi gönderebilecektir (Bayındır, 2006). Türk Silahlı Kuvvetlerinde halen kullanılan ve Resim 1’de gösterilen eğitim kıyafetinin kumaşı, Türk Silahlı Kuvvetleri ve TÜBİTAK işbirliği ile, nanoteknoloji kullanılarak üretilmiştir. İçeriğinde yüzde 85 pamuk bulunan üniformalar, antibakteriyel olduğu için ter kokusunu engellemekte, askerleri ultraviyole ışınlarından korumakta, yıkandığında ise normal kumaşlara oranla sekiz kat daha hızlı kuruyabilmektedirler (Anonim, 2015c.). Nanoteknoloji özellik kazandırılmış kumaş suya dayanıklı, yüksek mukavemetli, zor leke tutan, kırışmayan ve her şeyden önemlisi Türkiye'nin coğrafik yapısına ve bitki örtüsüne uygun renk ve desenlerde hazırlanabilmiştir (Binzet, 2015). Resim 1. : Genel Kamuflaj Tipi (Anonim, 2015d) Kumaş ipliğine elektronik ve optik özelliklerin kazandırılması ile aydınlatma özelliğine sahip giysiler ve renk değiştiren giysiler elde edilebileceği gibi, esnek ve yıkanabilen sensörlerin kumaşa aktarılması ile elbiseleri görebilece, duyabilecek, hissedebilecek, komut verebilecek ve enerji üretebilecektir (Bayındır, 2005:11). Hatta, günümüzün cep telefonu 327 kullanıcılarının en büyük problemi olan şarj sorunu giyilen elbiselere şarj edebilme özellikleri kazandırılması ile çözülebileceği ifade edilebilir. 4. HAVACILIK GIYIM VE KUŞAMLARINDA BULUNMASI GEREKEN ÖZELLIKLER Savaş, barış ve kriz şartlarındadaki en önemli unsur insanlardır. Silahları ateşleyen, tankları ve uçakları kullanan, savaş alanında çarpışan insanların silah güçlerinin yanında, onları tüm dış etkenlerden koruyacak ve onlar hakkında sürekli bilgi akışı sağlayacak nanoteknoloji kullanılarak oluşturulmuş akıllı giysilere her zaman ihtiyaç olacaktır. Özellikle havacılık çalışanlarının bu şartlarda görevlerini etkin yapabilmeleri ancak ihtiyaç duyulan tüm malzemeleri bulundurmaları ve giymeleri ile mümkün olacaktır. Bu nedenle hafif ama aynı zamanda sağlam ve hareket kabiliyetini kısıtlamayan giyim ve ekipmanlar kullanılmalıdır. Havacılık sektöründe çalışanların görev etkinliğini arttırılabilmesi için uygun özelliklerin kazandırıldığı giyim ve teçhizatlar bulundurulmalıdır. Giyim ve teçhizatlarda bulunması olan gereksinimleri şu şekilde sıralayabiliriz: Fiziksel gereksinimler: Resim 2. Havacı Pilot Uçuş Tulumu (www.askerimalzeme.ticiz.com. 2015) En az yer gereksinimi ve taşınmadaki rahatlık için hafif ağırlık ve düşük hacim, Olumsuz koşullarda uzun süre bakım gerektirmeden güvenle çalışabilmek için yüksek mukavemet ve boyutsal stabilite, kopma, yırtılma mukavemeti, pH değeri, Aşınma direnci, Kir ve leke tutmayan kolay temizlenebilme, Yıkandığında normal kumaşlara oranla daha hızlı kuruma, Konfor için iyi tutum ve buruşmazlık, Sessiz ve hışırtısızlık için düşük gürültü emisyonu, Harekete geçirici yada patlayıcı kıvılcımları engellemek için antistatik özelliği. Çevre gereksinimi: Su iticiliği ve su geçirmeyen, Soğuk iklim şartlarında rüzgar geçirmeyen, Isı izolasyonu, UV ışığına dayanıklılık, Sıcak tropik iklimler için hava geçirgenliği, Atılan veya gömülen kuşamın bakterilerle parçalanma özelliği. Kamuflaj, gizleme ve aldatma gereksinimleri: Kumaşın doğal arka planının görünüşüne benzemeye zorlanması için görülebilir tayf, Kar ve buzun optik özelliklerine benzemek için ultraviole (morötesi), İnsan ya da cihazlardan yayılan ısı sinyallerini en aza indirmek için uzak kızılötesi, Uydudan tespit edilememe. 328 Alev, ısı ve parlamaya karşı korunma gereksinimleri: Dış tabakaları alev ve ısıya maruz kalan kumaşlar için güç tutuşma özelliği, Isıyla büzüşme ve bozulmayı önlemek için ısıya dayanıklılık özelliği, Deri ile temasta olan kumaşlarda erimeye dayanıklılık. Ekonomik etmenler: Sık ütü istemeyen, kolay bakım özelliği, Savaş şartlarında uzun süre depolama ömrü, Kolay tamir edilebilme özelliği, Kolay bulanabilirlik ve minimum maliyetli olmasıdır. Havacılık çalışanlarının bu ve benzeri özelliklerin kazandırıldığı giyim ve teçhizatları kullanmaları görev etkinliği ve çalışan sağlığı açısından önem arzetmektedir. Bu amaçla çalışmanın bu bölümünde, havacılık alanında çalışanların kullandığı giyim ve teçhizatların geliştirilebilmesi ve dolayısıyla bu sahada yapılan ürün inovasyonu uygulamaları araştırılmıştır. 5. TEKSTIL SEKTÖRÜNDE NANOTEKNOLOJI TABANLI ÜRÜN İNOVASYONU UYGULAMALARI:Nanoteknoloji kullanılarak kumaş ipliğine elektronik ve optik özelliklerin kazandırılması ile geliştirilmiş akıllı tekstillerin, havacılık giyim ve teçhizatlarında da uygulanabilirliği hususu üzerinde önemle durulması gereken bir konu olmaktadır. Havacılık sektöründe her türlü şartlarda çalışan personelin kullandığı giyim ve teçhizatların, çalışanların görevlerine dönük gereksinimleri de dikkate alınarak, nano teknolojik gelişmelere uygun olarak yenilenmesi veya önemli derecede iyileştirilmelerin devamlı yapılması, uçuş faaliyetinin daha emniyetli ve etkin bir şekilde yapılması açısından kaçınılmaz bir gerçek olduğu vurgulanabilir. Çalışmanın bu bölümünde, başta savunma alanı olmak üzere bazı alanlarda gerçekleştirilen akıllı tekstil uygulamalarıyla ilgili ürün inovasyonu örnekleri verilecektir. 5.1. Savunma Alanında Yapılan Akıllı Tekstil Çalışmaları: Nanoteknoloji kullanılarak oluşturulan akıllı tekstillerle ilgili gelişmlerin çoğu askeri alanda yapılan Ar-Ge çalışmaları sonucunda ortaya çıktığı söylenebilir. Cam elyafından yapılar, kurşun geçirmez yelekler, kimyasallara karşı koruyuculuk sağlayan giysiler, uçaklarda kullanılan bazı malzemeler bu araştırma örneklerinden sayılabilir (Anonim, 2015e). Savunma alanında yapılan akıllı tekstil çalışmalarından bazıları aşağıda sıralanmıştır; 5.1.1. Akıllı üniforma tasarımı : Nanoteknoloji kullanılarak, esnek ve yıkanabilen nano sensörlerin ve aygıtların kumaş içerisine entegre edilmesiyle üniformalar yeni boyut kazanabilecektir. Kimyasal ve biyolojik ajanları tesbit edebilecek bu akıllı elbiseler, aynı zamanda kalbi duran askere masaj yaparak hayata geri döndürebilecektir. Resim-3. Akıllı Üniforma(Bayındır, 2006) Savaş meydanında yaralanan askere ait bütün bilgileri kablosuz hatla merkeze bildirebilecek, gerektiğinde kısa süre içerisinde gerekli müdahalenin yapılmasına olanak sağlayacabilecektir. Üniforma, gerektiğinde çok sert bir zırha dönüşebileceği gibi, askerin gereksinim duyacağı enerjiyi güneşten sağlayabilecektir. 329 Her türlü tehlikeyi önceden hisseden ve askeri yönlendiren üniformalar, hem rahatlıkları hem de sahip oldukları fonksiyonlar bakımından tam bir teknoloji harikası olacağı değerlendirilmektedir (Bayındır, 2006). Nanoteknoloji ile üretilmiş üniformalar günümüzde kullanılanlardan %80 daha hafif olacaklar ve en önemlisi ise askerin manevra kabiliyetini kısıtlamayacaklardır (www.kimyaturk.net. 2015). Bu üniformalar, ortamdaki biyolojik veya kimyasal tehlike durumuna moleküler düzeyde adapte olarak ortamın sıcaklık, ışık, hava kalitesi vb. değişikliklerini kolayca fark edecekler ve nanokaplamayla geliştirilmiş özel lifler sayesinde karanlıkta dahi ayırt edilebilir olacaklardır. Bu durum ise, askerlerin birbirlerini kilometrelerce uzaktan seçebilmelerine ve karanlık ortamlarda dahi düşmanı ayırt edebilmelerine imkan tanıyabilecektir (Kut ve Güneşoğlu, 2005:224-230). Özetle, içindeki iletişim donanımı olan akıllı üniforma sayesinde, giyenin fiziksel durumunun takip edilmesi, askerin sürekli yerini bildirmesi, çevreden gelen ışığı algılayarak uygun kamuflaj düzenini sağlayabilmesi, ateşli silahlara, radyasyona, kimyasal ve biyolojik maddelere karşı koruma sağlayabilemesi mümkün olabilecektir (www.kimyaturk.net. 2015). 5.1.2. Diğer Akıllı Tekstil Uygulamaları: Du Pont firması ile Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (Massachusetts Institute of Technology) nanoteknoloji destekli akıllı ürünler üzerinde çalışmalar yapmaktadırlar (Anonim, 2015e); Askerleri yaralandıklarında tedavi edecek, kimyasal ve biyolojik silahlara karşı koruyacak giysiler, Vücut ısısı düştüğü zaman, vücuda ısı takviyesi yaparak vücut ısısının belli bir sınırın altına düşmesini ve donmayı engelleyecek tekstil malzemeleri, Farklı iplik kesitleri (oval, kare veya üçgen) kullanılarak, giysiyi giyeni dış ortam sıcaklığındaki değişimlere karşı koruması için genişleyip daralarak, ısıtan veya soğutan kıyafetler üretilebilmesi çalışmaları yapılmaktadır. Ayrıca, özel boyanmış iletken lifler kullanılarak, elektrik sinyaliyle renk yansıma kalitesinde değişim elde edilebilmekte ve giysi rengi değiştirilebilmektedir. Bu tip bir özellik sayesinde değişken bitki örtüsünde savaşan askerlerin arazi şartlarına uygun kamufle olabilmeleri daha kolaylaşabilecektir (Anonim, 2015f). 5.2. Vücut Sıcaklığını Düzenleyen Giysiler(Çoşkun ve Oğulata, 2008:102): Bu giysiler; İnsanın vücut sıcaklığını etkili bir şekilde düzenleyerek, vücut ısısını, giyen kişinin rahat edebileceği bir sıcaklık aralığında tutabilmektedir. İç giyimde, çoraplarda, ayakkabılarda, yorganlarda, uyku tulumlarında, yatak örtüleri vb. giysilerde kullanılabilmektedir. Şekil-1. Vücut Sıcaklığını Düzenleyen Giysilerin Termal Görüntüsü (http://(www.cuerposdeintervencion.com. 2015) 330 Vücut sıcaklığını düzenleyen giysilerin sağladığı ısı dengesinin termal olarak görüntüsünde (Şekil 1) görüldüğü gibi, tekstilde kullanılan malzemelere nanometre boyutlarında farklı özellikler kazandırılılabilmektedir. Çorap ipliğinin, gümüş nano parçacıkları ile katkılandırılması, çorap içerisinde bakteri ve mikrop barınmasını engellenerek çorapların kokmasının önlenebilmesi bunlardan biri olarak ifade edilebilir (Kargıoğlu, 2006). 5.3. Serinletme Fonksiyonuna Sahip Olan Giysiler: Bu tip giysiler genelde çalışırken vücut ısıları aşırı yükselen çalışanlar için ideal olabilmektedir (Coşkun, 2007:29). Yüksek sıcaklıktaki ortamlarda bu tip kumaştan yapılmış giysiyi giyen kişi aktif olarak serinletilmekte ve vücut sıcaklığı korunmaktadır. Giyen kişinin serinlemesi buharlaştırma yoluyla sağlanmaktadır (Anonim, 2015g). 5.4. Görünmezlik Sağlayan Kamuflaj Giysileri: Bu tip giysiler, geri - aksettirici materyal (retro-reflective material) adı verilen özel bir materyalden yapılmışlardır (Coşkun, 2007:37). Resim-4. Görünmezlik Özellikli Giysi (Anonim, 2015f) Geri aksettirici materyalin yüzeyi küçük yansıtıcılarla kaplıdır. Bu yansıtıcılar sayesinde materyale ışık çarptığında ışık tekrar aynı yönde geri yansımaktadır. Böylece ceket üzerinde parlaklığın düzgün olduğu bir görüntü elde edilebilmektedir (Norstebo, 2004). 5.5. Temasa, Dokunulmaya Karşı Duyarlı Kumaşlar: Bu akıllı tekstil yapıları dokunulmaya (basınca) karşı duyarlı bir yapıya sahiptirler. Bu özelliklerini, yapılarında bulundurdukları basit elektronik parçalar (sensörler vs.) ve bir yazılım sayesinde yapabilmektedir (Anonim, 2005h). Resim 5.Temasa-dokunulmaya karşı duyarlı kumaşlar (Anonim, 2015ı) Bu kumaşlar daha çok klavyeler, joypadler, uzaktan kumandalar, interaktif konsollar vs. gibi tekstil ürünlerinde kullanılabilmektedirler (Coşkun, 2007:42). 5.6. İnsan Vücudunun Hayati Sinyallerini Tespit Eden Giysiler: Bu tip elbiseler temel olarak insanın hayati sinyallerini (nabız, tansiyon, ateş vs. gibi) ölçüp, görüntüleyebilmekte ve gerekli yerlerle çift taraflı iletişim kurabilmektedir (Coşkun ve Oğuata, 2008:105). Şekil 2. Hayati Sinyalleri Tespit Eden Giysiler (Anonim, 2015i) Bu giysiler, genel olarak askeri personel, itfaiyeci, sağlık ekibi, kurtarma ekibi ve polis giysilerinde kullanılmaktadır (Jose, 2005). 331 5.7. Isıya Karşı Duyarlı (Yanması Geciktirilmiş) Giysiler: Yanması geciktirilmiş kumaşlar, 200 °C sıcaklığa sürekli maruz kaldığı halde fiziksel özelliklerini koruyarak herhangi bir bozulma göstermeyen kumaşlar olarak tanımlanabilirler (Kalın, 2008:5). Resim 6.Isıya Duyarlı Geliştirilmiş Pilot Montu (www.askerimalzeme.ticiz.com. 2015) Bu giysiler konvansiyonel giysilerden farklı olarak hava şartlarına göre uyum sağlamakta ve tekstilde örtme faktörü olarak bilenen özelliklerini değiştirebilmektedirler. Diğer bir deyişle bu akıllı tekstiller, sıklıklarını, hava geçirgenliklerini, giysi halindeki formlarında kol, bacak vs. uzunluklarını değiştirebilmekte, giyeni mevsim şartlarına göre en uygun durumda hazırlayabilmektedirler (Çoşkun ve Oğulata, 2008:102). Özellikle sıcaklık farklarının çok yaşandığı denizaltında, dalgıçlar için tasarlanan giysilerde kullanılan yanması geciktirilmiş kumaşlar savaş uçaklarının kullandığı uçuş montlarında da kullanılmaktadır. 5.8. Radyasyondan koruyucu kumaş: Bursa Işıklar Askeri Hava Lisesinde bir grup öğrenci tarafından "Milli Kalkan Sodyum Pentaborat" adlı proje çerçevesinde, radyasyondan korunmaya yönelik kumaş geliştirilmiştir. Öğrenciler, özel bir bor türevi olan sodyum pentaboratı ülkede ilk defa sentezleyerek radyasyondan koruyucu kıyafet üretimini gerçekleştirmişlerdir (Yeşilkavak, 2015). 2014 yılında Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından gerçekleştirilen projede birincilik ve 10-15 Mayıs 2015 tarihinde ABD'de gerçekleştirilen Uluslararası ISEF (İnternational Science And Engineering Fair) yarışmasında ise dünya ikinciliği kazanan proje ile üretilen kumaş, hastane, nükleer santral, üniversitelerde radyasyon deneyi yapılan laboratuvarlarda ve askeri alanlarda kimyasal, biyolojik ve radyoaktif saldırılara karşı korunmaya yönelik olarak kullanılabilecektir. Üretilen kumaş ile yüksek irtifada uçan pilotların maruz kaldığı, uzaydan gelen kozmik radyasyonların etkisinin de azaltılabileceği değerlendirilmektedir (Yeşilkavak, 2015). Resim 7.Radyasyondan koruyucu kumaş üretimi(Yeşilkavak, 2015) Işıklar Askeri Hava Lisesi öğrencilerinin “Milli Kalkan Sodyum Pentaborat" adlı proje ile bor madeninin türevini kullanarak yeni bir kumaş üretmeleri, ürün inovasyonu ve tekstil endüstrisinin geleceği açısından ümit verici bir gelişme olarak değerlendirilmektedir. 6. Sonuç ve Değerlendirme: Ürün inovasyonu; yeni veya var olan ürünlere daha iyi, daha kaliteli, daha üstün özellikler kazandırmak için değiştirmek ve farklılaştırmak yoluyla ürün yelpazesini ve kalitesini arttırarak piyasaya yeni bir ürün getirme eylemidir. Nanoteknoloji ise, büyük işleri çok küçük maddeciklerle yapma sanatı ve istisnai şekilde küçük yapıların ticari bir amaca hizmet edebilecek şekilde düzenlenmesidir. Nanoteknolojinin ürün inovasyonları gerçekleştirme sürecinde etkin olarak kullanılabilmesi günümüz işletmelerine, gelecek hedeflere ulaşması adına fırsatlar sunmaktadır. 332 Yukarıda verilen nanoteknoloji tabanlı ürün inovasyonu uygulama örneklerinde de görüldüğü gibi nanoteknoloji kullanılarak havacılık giyim ve teçhizatlarında ürün inovasyonun daha yaygın bir şekilde kulanabilirliği mümkün olacaktır. Türk Silahlı Kuvvetlerinde üretilmeye başlanan genel kamuflaj tipi kumaş ve Işıklar Askeri Hava Lisesi öğrencilerinin üretmeyi başardıkları ve 10-15 Mayıs 2015 tarihinde ABD'de gerçekleştirilen Uluslararası ISEF yarışmasında dünya ikincisi olmuş radyasyondan koruyucu kumaş örneklerinde olduğu gibi havacılık giyim ve teçhizatları üretiminde inovasyon kaynaklı yeni ve hızlı bir sürece girilmelidir. Çalışanların görev ve sorumluluklarını en etkin biçimde yerine getirmeleri kullanılan giyim ve teçhizatlarında sahip olduğu özellikler ile yakından ilgilidir. Bu amaçla Türk Silahlı Kuvvetleri ve havacılık çalışanlarının görev ve çalışma koşullarına has gereksinimler dikkate alınarak nano teknoloji tabanlı çalışmalara daha fazla ağırlık verilmeli ve bu sayede yeni ürün inovasyonları gerçekleştirilmelidir. Yapılacak nano teknoloji tabanlı ürün inovasyonları sayesinde, gelecekte giysiler sadece kişileri sıcak veya serin tutmakla kalmayacak, aynı zamanda yetenekleri sayesinde dışarıdan gelecek tehlikeler konusunda kişileri uyarabilecek, zararlı etkilerden koruyabilecektir. Bu elbiseler, vücut fonksiyonları hakkında bilgi verebilecek, tedavi amaçlı kullanılabilecek, giyen kişinin kaybolması halinde ise o kişinin bulunduğu yeri saptayabilecek ve fiziksel olarak herhangi bir aktiviteyi yerine getirmediği durumlarda da başkaları ile iletişim kurulmasını sağlayabilecektir. Bu amaçla, gerek işletme ve organizasyonlar ve gerekse de Türkiye ekonomisi olarak ihracat kapasitesi yüksek, yeni istihdam olanakları sunan katma değeri yüksek ürünlere yönelinmeli ve bu aşama da nanoteknoloji kullanarak daha fazla yeni ürün inovasyonları geliştirilmelidir. Havacılık sektör çalışanları da, yukarıda yazılı özellikler içerecek şekilde, nanoteknoloji tabanlı ürün inovasyonları sayesinde hem rekabet edebilir düzeyi yakalayacak hem de diğer sektörlere öncülük ederek çağıyla yarışabilecetir. Kaynakça Adıgüzel, B., (2012), “İnovasyon Ve İnovasyon Yönetimi: Steve Jobs” Gazi Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü İşletme Ana Bilim Dalı Yönetim Organizasyon Bilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Ankara Albeni, M., Karagöz, M., (2003), “Ekonomik Kalkınma ve Modern Yenilik Teorisi”, Süleyman Demirel Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, Cilt 8, Sayı 3, Isparta. http://sablon.sdu.edu.tr/fakulteler/iibf/dergi/files/2003-3-10.pdf (Erişim Tarihi: 01.08.2015) Anonim, 2015a. İnovasyon. http://aktifakademi.org/inovasyon/(Erişim Tarihi: 01.08.2015) Anonim, 2015b. İnovasyon. http://w3.gazi.edu.tr/~gyavuzcan/yonetim/files/inovasyon%202.pdf (Erişim Tarihi: 01.08.2015) Anonim, 2015c. TSK’ya nanoteknolojiyle üretilen yeni kiyafet, http://www.cnnturk.com/2008/turkiye/06/09/tskya.nano.teknolojiyle.uretilen.yeni.kiyafet/468463.0/ (Erişim Tarihi: 15.08.2015) Anonim, 2015d. Air Force News Service. “Air Force Unveils New Uniform.” <http://usmilitary. about. com/ cs/ airforce/ a / newafuniform.htm> (Erişim Tarihi: 01.08.2015) Anonim, 2015e. Akıllı tekstillerin tanımı ve sınıflandırılması.http://www.horizonav.com.tr/akilli-tekstillerintanimi-ve-siniflandirilmasi.xhtm (Erişim Tarihi: 14.08.2015) Anonim, 2015f. Akıllı tekstillerin tanımı ve sınıflandırılmas.http://tekstilsayfasi.blogspot.com.tr/ (Erişim Tarihi: 14.08.2015) 333 Anonim, 2015g. Serinletme fonksiyonuna sahip giysiler. http://www.bodyteq.com/ (Erişim Tarihi: 15.08.2015) Anonim, 2005h. Basınca karşı duyarlı kumaşlar, http://www.eleksen.com/ (Erişim Tarihi: 5.08.2015) Anonim, 2015ı. Temasa-dokunulmaya duyarlı kumaş https://www.google.com.tr/search?q=Temasa,+Dokunulmaya+Kar%C5%9F%C4%B1+Duyarl%C4%B1+Kuma %C5%9Flar&biw=1366&bih=643&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMIsZK99MOuxw IVy0kaCh0sJABc#imgrc=i_JaFCl6cLCJLM%3A (Erişim Tarihi:15.08.2015) Anonim, 2015i. Hayati Sinyalleri Tespit Eden Giysi https://www.google.com.tr/search?hl=tr&site=imghp&tbm=isch&source=hp&biw=1366&bih=599&q=smart +shirt+sensory+architecture&oq=smart+shirt+sensory+architecture&gs_l=img.12...21778.71357.0.73460.32 .15.0.17.2.0.158.1820.1j13.14.0....0...1ac.1j3j4.64.img..17.15.1660.oH-0yWd44CY#imgrc= I5S7nxNmRZPP M%3A (Erişim Tarihi: 04.08.2015) Anonim, 2015j. Nanoteknoloji nedir, http://techofnano.com/nano/sonhaberler/nano-teknoloji-nedir.html (Erişim Tarihi: 20.11.2014) Arslan, E.T., (2012). “İnovasyon İle İç Girişimcilik Etkileşimi: Bilişim 500 Şirketlerinde Bir Araştırma” Süleyman Demirel Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü İşletme ABD, Doktora Tezi, Isparta Baltalar, H. “Kurumsal İnovasyon” (15.07.2008). http://www.hasanbaltalar.com/index.php?id=42 (Erişim Tarihi: 03.08.2015) Batur, A. F., Kutman, K. G., & Bolat, M. S. (2015). Prostat Kanseri Tedavisinde ‘Nanoteknoloji Uygulamaları’. Bulletin of Urooncology, 14, 150-155. Bayındır,M., (2005) “Nano Teknoloji Destekli Akıllı Elbiseler”, Bilim ve Teknik, Agustos/2005:11 Bayındır, M. Aralık 2006, Nanoteknoloji Tekstilin Emrinde. Bilim ve Teknik, http://scholar.google.com.tr/scholar?start=0&anoteknoloji +ve+ Tekstil&hl=tr (11.11.2009) Sayı 469 Binzet, F., (2015). Nano teknoloji üretim Adıyamanda yapılıyor. http://www.hurriyet.com.tr/index/ArsivNews.aspx?id=9152858(Erişim Tarihi: 15.08.2015) Coşkun, E. (2007) Akıllı Tekstiller ve Genel Özellikleri. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekstil Mühendisliği Anabilim Dalı, Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi. Adana Çoşkun, E., Oğulata, R.T., 2008. Akıllı Tekstiller Ve Genel Özellikleri. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yıl:2008 Cilt:18-3 Drucker, Peter (November 2002). Innovation and Entrepreneurship. HarperCollins Pub., Adobe Acrobat EBook Reader edition v. 1. Elçi, Şirin; İnovasyon: Kalkınma ve Rekabetin Anahtarı, 2.baskı, y.y, Tecnopolisgrup, 2007 s.129-133 Erbudak, M. (2007). Fizikçi Gözüyle Nanoteknoloji. Ankara: TÜBA Akademi Forumu Dizisi 48 Greenhalgh, C., and Rogers, M. (2010). Innovation, Intellectual Property, and Economic Growth, New Jersey: Princeton University Press. Göktaş, H. (2009). Yöneticilerin Yeniden Yapılanma Sürecinde İnovasyona Bakış Açısı; Kardemir Örneği. Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Zonguldak. 334 Jose A.G. , 2005. Advances in Technology: Smart & Engineered Textiles. Protective Clothing Research Group, Department of Human Ecology, University of Alberta. Kalın, M.B. (2008)Tekstil Yüzeylerinin Yanmaya Karşi Dirençlerinin Arttirilmasi.Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsüs, Tekstil Mühendisliği Anabilim Dalı, Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi. Kahramanmaraş Kargıoğlu, A., (2006) “Nanotekstil ve Akilli Kumaşlar” http://www.yaklasansaat.com/dunyamiz/bilim_ve_teknoloji/akillikumaslar.asp (Erişim Tarihi: 05.08.2015) Kut ve Güneşoğlu, 2005. Nanoteknoloji ve tekstil sektöründeki uygulamaları. Tekstil&Teknik. Şubat. Norstebo, C.A., 2004. Intelligent Textiles, Soft Products. Norwegian University of Science and Technology, Department of Product Design NTNU, Norway OECD, Avrupa Birliği; Oslo Kılavuzu: Yenilik Verilerinin Toplanması ve Yorumlanması İçin İlkeler, çev. TUBİTAK, y.y., 2006, OECD, Frascati Kılavuzu: Araştırma ve Deneysel Geliştirme Taramaları İçin Önerilen Standart Uygulama, çev. TUBİTAK, 3.baskı, y.y., 2005 Özçalışkan, D., (2012), “Dönüştürücü Liderliğin Düşünsel İnovasyon Üzerine Eetkisi: Gaziantep İli Örneği” Gaziantep Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü İşletme Ana Bilim Dalı Yüksek Lisans Yeterlik Tezi, Gaziantep Özdoğan, E., Demir, A. G. A., ve Seventekin, N. (2006). Nanoteknoloji Ve Tekstil Uygulamalari. Tekstil Ve Konfeksiyon 3/2006 Üreyen, M.E. 2007. Nanoteknoloji ve Türk tekstil ve hazır giyim sektörleri. 24 Şubat 2007. http://www.nano.bilkent.edu.tr/Basin/ NanoTekstil.pdf Yeşilkavak, H., 2015. Askeri öğrenciler "radyasyondan koruyucu kumaş" geliştirdi http://www.aa.com.tr/tr/bilim-teknoloji/449268--askeri-ogrenciler-quot-radyasyondan-koruyucu-kumasquot-gelistirdi (Erişim Tarihi: 15.08.2015) (www.askerimalzeme.ticiz.com.)(Erişim Tarihi: 02.08.2015) http://www.cuerposdeintervencion.com/Web/Bomberos/Vestuario/Calzado/OUTLAST.htm (Erişim Tarihi: 15.08.2015) http://www.kimyaturk.net/index.php?topic=13776.0;wap2 (Erişim Tarihi: 03.08.2015) http://www.nanoprotech.com.tr/index.php?do=dynamic/view&pid=10). (Erişim Tarihi: 01.05.2015) http://nanoteknolojinedir.com/?page_id=6 (Erişim Tarihi: 15.11.2014) http://www.yeni-cag.com/ar-ge-inovasyon-ve-endustriyel-uygulama-destek-programi/(Erişim 15.08.2015) https://www.youtube.com/watch?v=Y2g-peWnayA(Erişim Tarihi: 15.08.2015) 335 Tarihi: Savunma ve Havacılık Alanında Aditif İmalat Yöntemlerinin Bakım ve Tamir Amaçlı Kullanımı Application of Additive Manufacturing Technologies on the Aerospace and Defence Sector for Maintenance and Repair Purposes Necmi Kara1 ABSTRACT: After defining maintenance and repair, their cost on the airliners over the service life of air vehicles and some measures taken to reduce cost and pressure on the companies are mentioned on this paper. The technology called additive manufacturing or 3D printing, which is already used by some companies is explained and classified in 7 groups per ASTM F2792-12A. This promising technology already adds value to the parts, which are manufactured through conventionel methods. Nowadays, some efforts are spent to achieve on site maintenance and repair of air vehicles by using direct digital manufacturing of spare parts. An additive manufacturing method, directed energy deposition, which is regarded as a proper process for air vehicle maintenance and repair applications is mentioned. 3 types of directed energy deposition, which are called laser engineered net shaping, (LENS), direct metal deposition (DMD) and laser metal deposition (LMD) are studied. The possible future of the issue in our country is evaluated on the basis of civil and military usage and it is concluded that the aircraft manufacturers will define the route for the civil applications, while it will be easier to apply this technology to the maintenance and repair of military air vehicles. Also some difficulties like certification, qualification, cost, quality and repeatability of this technology is reminded and it is emphasized that aerospace and defence industry would drive application of this process on the maintenance and repair jobs. Key Words: Additive Manufacturing, Defence and Aerospace, Maintenance, Repair ÖZET: Bu bildiride, bakım ve onarımın tarifi yapılmış, havayolu işletmelerinin uçakların idame ve işletilmesinde katlandığı maliyete ve bu maliyetin işletmeler üzerinde yaptığı baskıya değinilmiş ve bu maliyeti azaltmak için alınan bir takım önlemler anlatılmıştır. Aditif imalat veya 3 boyutlu baskı gibi isimlerle anılan ve şimdiden bazı şirketler tarafından kullanılan imalat teknolojisi tanımlanmış ve ASTM F2792-12A standardına göre 7 sınıfa ayrıldığına değinilmiştir. Gelecek vadeden bu teknoloji, klasik yöntemlerle imal edilmiş parçalara değer katma görevini hali hazırda yapmaktadır. Üzerinde çalışılan konulardan birisi ise, yedek parçaların bu teknoloji ile imal edilmesi sayesinde hava araçlarının yerinde bakım ve tamirini gerçekleştirmektir.Bu kapsamda, özellikle yönlendirilmiş enerji yayılımı olarak adlandırılan aditif imalat teknolojisinin hava aracı bakım onarımında kullanımının uyun olduğundan sözedilmiş ve bu teknolojinin 1 İmalat Mühendisliği Şefi, TUSAŞ, nkara@tai.com.tr 336 kapsadığı lazer ile net şekillendirme (LENS), yönlendirilmiş metal yayılımı (DMD) ve lazer metaL yayılımı (LMD) irdelenmiştir. Konunun ülkemizdeki muhtemel gelişiminin sivil ve askeri havacılık açısından ayrı değerlendirilmesinin uygun olacağı anlatılmış ve havayollarının bu konudaki gelişiminin üretici firmalara bağlı olacağından, askerialanda ise, bu teknolojiye geçişin daha kolay olacağından söz edilmiştir. Özel, resmi veya turistik amaçlarla kullanılan hava araçlarında bu yöntemin kullanım potansiyelinin yüksek olduğu; savunma ve havacılık alanında yeni geliştirilen özgün ürünlerin denenmesi için kullanılan ve eski hava araçlarından oluşan test platformlarının bakım ve idamesinde de aditif imalat ile üretilecek parçaların kolaylık sağlayacabileceği belirtilmiştir. Bildiride, aditif imalatın barındırdığı kalifikasyon, sertifikasyon, maliyet, kalite ve tekrarlanabilirlik gibi zorluklardan da söz edilmiş; savunma ve havacılık sanayiinin özellikle bakım ve onarım alanında bu teknolojiyi kullanmasının ve yaygınlaştırmasının önemli olduğu vurgulanmıştır. Anahtar Kelime:Aditif İmalat, Savunma ve Havacılık, , Tamir, Bakım 1. GİRİŞ: Bakım, bir sistemin kullanım ömrü boyunca bozulabilecek karakteristiklerini daha önceden belirlenmiş nitelik veya nicelik seviyelerinde tutmak veya bu seviyeye getirmek, bir ürünü restore etmek veya çalışılabilir durumda tutmak için servis, tamir, modifikasyon, revizyon, kontrol ve durum tespiti yaparak gerçekleştirilen işlemlerin tümü olarak tanımlanmaktadır. Hava aracı bakımının karakteristikleri emniyet, güvenirlik, uçuşa hazır durumda bulunma şeklinde sıralanabilir. Onarım ise, arızalanan veya hasarlanan elemanın sistem üzerinde veya atölyede daha önceden belirlenen standartlara geri getirilmesidir(1). Bakım giderleri birçok havayolu işletmesinin toplam operasyon maliyetlerinin önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Günümüzde kullanıcı işletmeler uygun parçaları ve servis kalitesini düşük maliyetle elde etmek istediklerinden, bakım yapan işletmeler önemli bir mali baskı altında kalmakdır. Üretici firmalar parça sayısını ve çeşitliliğini azaltmak için çalışmaktadırlar. Bu sayede yeni jenerasyon uçaklar daha az bakıma ihtiyaç duyacaktır. Ancak hava aracındaki parça sayısı azalınca farklı fonksiyonlar daha az sayıda komponentte toplanacağından bunlar karmaşık hale gelecek ve bakım/tamir işlemlerinin daha teknolojik yöntemlerle yapılması gerekecektir. Ayrıca maliyet açısından optimum işlem yapabilmek için her bir komponentin değiştirilmesi, tamir edilmesi ya da yeniden imal edilmesi kararının verilmesi önem arz etmektedir. Eğer karmaşık komponentlerin üretim ve tamirinin maliyeti önemli ölçüde azalabiliyorsa, karar otomatik olarak 'satın alma'dan 'imal etme'ye dönüşecektir. Aynı şekilde maliyeti düşürmek için işletmelerin, bakım tesislerinin olmadığı havaalanlarında neredeyse talebe bağlı olarak hafif bakımları yapacak şekilde yapılanması ihtiyacı ortaya çıkacak ve müşteriye yakın yerde parça imalatı söz konusu olacaktır(2). Ayrıca şekil 1’de görüldüğü gibi, her türlü gereksinimi öngörülebilen periyodik bakımların yanında, uçuş süresinden kaynaklanan değişken bakımlar önemli yer tutmakta olup, bu tür bakımların aniden ortaya çıkabilecek yedek parça ihtiyacının karşılanma hızı ve kolaylığı da önemlidir(3). 337 Şekil-1:Bakım Faaliyet Düzeyleri (3) Yukarıda sayılan nedenlerle, uçakların bakım ve onarımı konusunda büyük avantaj sağlayacağı öngörülen aditif İmalat teknolojisi ve bu teknolojinin bir alt kategorisi olan yönlendirilmiş enerji yayılımı (directed energy deposition) önem kazanmaktadır. 2. ADİTİF (KATMANLI) İMALAT 3 boyutlu model datasından objeler yapmak için, subtractive (azaltarak) imalat metodolojilerinin tersine, malzemeleri genellikle tabaka tabaka birleştirme prosesi olan aditif imalat veya daha çok bilinen ismi ile 3 boyutlu baskı teknolojisi ASTM F2792-12A standardında 7 ana kategoride değerlendirilmektedir(4). Bunlar: I. Vat fotopolimerizasyonu: Bir tanktaki sıvı fotopolimerin, ışığın etkinleştirdiği fotopolimerizasyon ile seçici olarak pişirildiği bir aditif imalat prosesidir. II. Malzeme püskürtme: İnşa malzemesi damlacıklarının seçmeli olarak yayıldığı bir aditif imalat prosesidir. III. Bağlayıcı püskürtme: Toz malzemeleri birleştirmek için sıvı yapıştırıcı bir ajanın seçmeli olarak yayıldığı bir aditif imalat prosesidir. IV. Malzeme çekme: Malzemenin seçmeli olarak bir lüle veya orifisten dağıtıldığı bir aditif imalat prosesidir. V. Toz yatağı füzyonu: Termal enerjinin, bir toz yatağının bölgelerini seçici olarak eritip birleştirdiği bir aditif imalat prosesidir VI. Tabaka laminasyonu: Tabaka malzemelerin, bir obje oluşturmak için yapıştırıldığı bir aditif imalat prosesidir VII. Direkt enerji yayılımı: Malzemelerin, gaz halinden katı hale geçerken odaklanmış termal enerji kullanılarak eritilip birleştirildiği bir aditif imalat prosesidir. Bu yöntemlerden toz yatağı füzyonu ve direkt enerji yayılımı savunma ve havacılık uygulamalarına elverişli olup, prototipleme, takım/kalıp ve nihai parça yapmak için kullanılmaktadırlar. 338 3. HAVA ARACI BAKIM VE ONARIMINDA ADİTİF İMALATIN YERİ: Aditif imalat, parça veya ürünlerin yeniden kullanımına ya da yeniden imalatına büyük katkıda bulunabilir. Bir parça veya ürün orijinal görevini yerine getirecek biçimde tamir edilerek kullanılabilirse, hem malzeme sarfiyatı ve atık alanı azalacak, hem de imalat için daha az enerji ve malzeme gerekecektir. Klasik yöntemler olan kaynak, yüzeye metal püskürtme veya mekanik basınç gibi tamir prosedürleri ile yapılan çatlakları kapatma ve doldurma gibi işlemler kalite ve maliyeti olumsuz etkilemektedir(5). Artık bir niş (özel) pazar konumundan çıkmakta olan aditif imalat yöntemleri hava aracı bakım, onarım ve revizyon (Maintenance, Repair and Overhaull, MRO) alanında uygulanmaya başlanmış olup, gelecek açısından da büyük potansiyel taşımaktadır. Bir çok ülkede yürütülen araştırma ve geliştirme çalışmaları aditif imalat proseslerinin teknoloji hazırlık düzeylerini arttırmaktadır. Şu anda bu pazarın %10’dan fazlasını savunma ve havacılık sektörü temsil etmektedir(6). Şekil 2'de görüldüğü gibi, aditif imalat prosesleri havacılık sanayiinin her aşamasında değer yaratacak bir potansiyel taşımaktadır. Komponentlerin planlama ve geliştirme safhalarında mühendisler bu teknolojinin tasarım kaynaklı faydalarını hayata geçirebilir. İlave olarak, karmaşık ve hareketli geometriler daha kolay, hatta daha hızlı bir montaja imkan sağlamaktadır. Bir başka değer yaratma potansiyeli ise gerek hasarlanmış parçaların tamirinin desteklenmesi, gerekse stok miktarının azaltılması yoluyla uçağın bakımında ortaya çıkmaktadır(7). Şekil -2: Havacılık Sanayii için Değer Ekleme Zinciri(7) Hava araçları genellikle öngörülen ömürlerinden daha uzun süre kullanıldıkları için ayrı bir önemi olan yedek parçaların yönetilmesi karmaşık, zaman alıcı ve pahalıdır. Bu yedek parçaların birçoğu da ihtiyaç duyulduğunda üretimden kalkmış olmakta ve klasik yöntemlerle yeniden imal edilmeleri uzun sürebildiği için hava araçlarının yerde kalmasına da neden olabilmektedir. Havacılık alanında aditif imalatın bakım ve onarım faaliyetlerinde kullanılması bir çok fayda sağlayacaktır: I. Parça değil dijital tasarım aktarılacaktır. II. Envanterde tutulan parça sayısı azalarak lojistik verim artacaktır. İsteğe veya ihtiyaca göre hızlı biçimde imal edilebileceği için envanterde daha az parça bulunacaktır. III. Takım, kalıp gerekmemesi, parçalarda yapılacak mühendislik değişikliklerinin de hızlı ve maliyet etkin olarak uygulanmasına imkan verecektir. IV. Minimum parti miktarı gerekmediği için tek parça imalatı bile yapılabilecektir. V. Özel bir üretim tesisi gerekmediğinden pazar ihtiyaçlarına karşı daha hızlı hareket etmek mümkün olacak; ihtiyaç sahiplerinin ve malzeme tesislerinin yakınlarına konuşlandırılabilen mobil imalat tesisleri veya yerel branşlar açılacaktır. 339 VI. Bu yöntem hasar görmüş değerli parça ve takımların tamiri için de kullanılabilecektir. VII. Mevcut parçalara ilave özellikler kazandırılabilecektir. Şekil 3’de, bir uçak motorunun özellik kazandırılmış titanyum fan muhafazası görülmektedir(8). VIII. Parça yapımında polimer ve plastiklerden reçine ve metallere kadar değişen aralıkta farklı malzemeler kullanılabilecektir. IX. Bakım, test ve servis amaçlı kullanılan yer destek ekipmanları da hızla üretilebilecektir. Şekil-3: Aditif imalatla özellik eklenmiş döküm fan muhafazası (8) 4. YÖNLENDİRİLMİŞ ENERJİ YAYILIMI Yönlendirilmiş enerji yayılımı (Directed Energy Deposition) adı verilen ve odaklanmıştermal enerji kullanılarak malzemelerin gazhalinden katı haline geçerken eritilipbirleştirildiği bir aditif imalat yöntemi olan proses, şu anda hava aracı bakım ve onarımında en fazla yer tutmaktadır. Proseste polimerler ve seramikler de kullanılabilir; ancak genellikle toz veya tel şeklindeki metaller tercih edilir. Yönlendirilmiş enerji yayılımı prensibine uyan başlıca yöntemler aşağıda açıklanmaya çalışılmıştır. 4.1. Lazer ile Net Şekillendirme (LENS) America Makes, Optomec ve diğer 23 şirket ile 4 milyon $ değerinde “Re-Born in the USA” adlı bir proje imzaladı. Proje, ABD Hava Kuvvetleri için metal komponentlerin tamirinde aditif imalat teknolojilerinin kullanımına odaklanacaktır(9). Kaynak ve diğer geleneksel tamir proseslerininin yerine aşınmış ya da hasar görmüş parçaların tamirinde maliyet etkin bir yaklaşım geliştirmek için, hali hazırda kullanımda olan Optomec firmasının Lazer ile Net Şekillendirme (Laser Engineered Net Shaping, LENS) 3D metal baskı teknolojisi seçilmiştir. Paslanmaz çelik, titanium ve kobalt alaşımları, takım çaliği gibi yaygın mühendislik alaşımlarının yanında bazı seramiklerin, ısıya dayanıklı (refractory) metallerin ve diğer bazı malzemelerin kullanılabildiği proseste yaklaşık olarak 3 kW gücündeki bir lazer ile 1 kg/saat hızında yayılım yapılabilmektedir. Şekil 4’te görüldüğü gibi LENS makinasının güç besleyicileri, hassas yayıcı kafa ve fiber lazer desteklerinden oluşan modüler komponentleri uçak parçalarının tamirine son derece uygundur. 340 Şekil-4 : Optomec firmasının geliştirdiği LENS tamir prosesi (9) İşletmeler parça tamirinin yanında bu yöntemle bakım işlemlerine de başladılar. BAE Sistemler BAe 146 bölgesel jeti için aditif imalatla yedek parça üretip sertifikalandırdı. Şimdi, diğer ticari uçakları için aynı yöntem üzerinde çalışmaktadır. Şekilde görülen ve orijinal kalıpları artık mevcut olmadığı için aditif imalat yöntemi ile imal edilen küçük boyutlardaki plastik yedek parçalar A310 ve BAe 146 uçaklarında Servistedir(10). Orijinali enjeksiyon kalıplama yöntemi ile üretilen plastik boruların kalıplarını yeniden yapmak £14,000 ($23,255) maliyet ve aylar mertebesinde süre demekti. Şekil-5 : A310 ve BAe 146 uçaklarında kullanılan plastik parçalar (10) İmalat ile bakım arasındaki çizgiler belirsizleşirken, ST Aero gibi bazı firmalar kalıp yapma süresini azaltacak biçimde döküm parçalar için aditif imalat teknolojisine yatırım yapmaktadır. 4.2 Yönlendirilmiş Metal Yayılımı (DMD) Oluşturuduğu güçlü metalürjik bağ ve ince, uniform mikro yapı sebebiyle bakım onarımda kullanılabilecek potansiyel aditif imalat yöntemlerinden en önemlisi, malzeme püskürtme yöntemlerinden direkt metal yayılımı (Direct Metal Deposition, DMD) prosesidir. Yüksek güçlü lazerin, gaz şeklinde atomize edilmiş metal tozlarından tabaka tabaka parça oluşturduğu bu yöntemin hareketli optikler sayesinde büyük parçalar yapma imkanı, hızlı imalat çevrimi, tasarım serbestliği gibi avantajları olup, temel karakteristikleri şunlardır (11): 341 0.005” boyutsal hassasiyet, Tamamen dolu metal, Kontrol edilebilir mikro yapı, Heterojen malzeme imalat kabiliyeti, İç geometri üzerinde control. Bu yöntemle parçalardaki aşınma ve korozyona karşı yüzey iyileştirme uygulamaları yapılmakta; gerektiğinde tamiri, yeniden imalatı ve yeniden konfigüre edilmesi (şekil, uygunluk ve fonksiyonellik değişikliği yapılması) mümkün olmaktadır. Şekil-6: Yönlendirilmiş metal yayılımı prosesi (DM3D teknolojisi)(11) 4.3 Lazer Metal Yayılımı (LMD) Bir başka yöntem ise lazer metal yayılımı ( Laser Metal Deposition, LMD) prosesidir. Şekilde görüldüğü gibi bu yöntemle iç ve dış tamir yüzeylerine tabaka eklenebilmektedir (12). Yöntem 1500*1500*2100 ebatlarına kadar olan parçaların tamiri için kullanılabilmektedir. 342 Şekil-7: Lazer metal yayılımı prosesi(12) 5. ÜLKEMİZ AÇISINDAN DURUM Ülkemizdeki muhtemel gelişmeleri sivil ve askeri havacılık açısından ayrı değerlendirmek uygun olacaktır. Havayollarının bu konudaki gelişimi, Büyük oranda üretici firmaların izleyeceği yola bağlı olacaktır. Askeri alanda ise, hem gereksinimin daha fazla olması, hem de sınırlayıcı faktörlerin azlığı sebebiyle geçiş daha kolay olabilir. Özel, resmi veya turistik gibi amaçlarla kullanılan bir çok hava aracı bulunduğu göz önüne alınırsa, bu yöntemin kullanım potansiyelinin yüksek olduğu görülür. Öte yandan, savunma ve havacılık alanında yeni geliştirilen bir takım özgün ürünlerin denenmesi için test platformlarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu test platform ihtiyacının nispeten eski hava araçları ile karşılanması, pratik bir yoldur. Bu gibi hava araçlarının bakım ve idamesinde de aditif imalat ile üretilecek parçalar kolaylık sağlayacaktır. Örneğin TUSAŞ’ta başarıyla böyle bir test platformuna dönüştürülen S2-E uçağının idamesinde kolaylık sağlayabilir. Savunma ve havacılık alanında bir çok ülkede olduğu gibi ülkemizde de bu teknolojiye gereken önemin verilmesi, özellikle teknolojik hazırlık düzeyini yükseltecek Ar-Ge projelerinin daha çok desteklenmesi ve prosese yönelik tasarımcı, teknisyen gibi kadroları yetiştirmek için eğitimlerin düzenlenmesi önemlidir. 6. SONUÇ: ‘Endüstri 4’ adı altında yeni bir sanayii devriminin konuşulduğu günümüzde bakım, onarım ve revizyon (MRO) açısından da yeni yaklaşımların ortaya çıkması kaçınılmazdır. Bakım için tasarım, kendi kendini iyileştiren malzemeler, kaplamalar, kompozit tamirleri, aviyonik yazılımları ve ileri İmalat yöntemleri bunlardan bazılarıdır. Bu kapsam değerlendirilen ve tasarım ile imalata farklı bir yaklaşım sergileyen aditif imalatın bakım/idame açısından dünyadaki durumu gelişmekte, mevcut teknolojik ve ekonomik sınırlamalar her gün biraz daha azalmaktadır. Bu gelişmiş teknoloji sadece istendiği yerde ve zamanda parça imalatını mümkün kılmakla kalmayıp, özel beceri gereksinimini de büyük oranda ortadan kaldıracaktır. O nedenle belirli bakım senaryoları için verimli ve kabul edilebilir çözümler sunacak ve şirketlerin bakım yapma ve tedarikçi konusunda yerleşik iş yapış şekillerinden kolay vazgeçmek istememelerine ragmen bakım, onarım ve revizyon (MRO) kavramını yeniden şekillendirecektir. 343 Ancak halen aşılması gereken engeller vardır. Bunlardan en kritik olanı kalifikasyon ve sertifikasyondur. Kalite ve tekrarlanabilirlik, malzemelerin özellikleri ve maliyet de şu an için dezavantaj yaratan hususlardır. Barındırdığı yüksek teknoloji nedeniyle her zaman için diğer sektörlere yol gösteren savunma ve havacılık sanayii, aditif İmalatı prototip, takıp, kalıp ve nihai ürün üretmek amacıyla kullanan ilk sektörlerden olup, bütün zorluklara ragmen bakım ve onarım alanında da bu teknolojiyi sürüklemesi sürpriz olmayacaktır. KAYNAKÇA: (1) http://genelhavacilik.blogspot.com/2011 08 01, [04/03/2015] (2) Aviation Week, December 9, 2013, p.12 (3) http://ataibaviationservice.co.uk, [05/04/2015] (4)ASTM F2792-12A, Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies, 2013 (5) Roadmap for Additive Manufacturing Identifying the Future of Freeform Processing, 2009, p.30 (6) http://www.additivemanufacturingsummit.com , [05/04/2015] (7) Gausemeier, Jürgen, Thinking ahead the Future of Additive Manufacturing, Analysis of Promising Industries, Heinz Nixdorf Institute, University of Paderborn Product Engineering, p.14 (8) Waltham (2015), 17001408 Titanium powder metallurgy USA: Elsevier Inc. (9) http://www.optomec.com[08/04/2015] (10) Aviation Week, March 31, 2014, p.18 (11) Dutta, Robles ve Giglio (2015), Manufacturing and remanufacturing of aerospace components with direct metal Deposition (DMD), Rapid 2015, Long Beach. (12) Efesto druckt metal bis über 2 m höhe, http://3druck.com, [23.06.2015]. 344 Gaz Türbinli Motorlarda KullanIlan Yüksek Teknoloji Prosesler Ve Uygulama Alanları High Technology Processes Used In Gas Turbine Engines And Applications Ali BAŞARAN1, Gürsev PİRGE2, Mehmet Alparslan NEŞELİ3 ABSTRACT: Aerospace industry has an important role in the advancement of technology. Many high technology processes are developed for aerospace industry and then developed into many uses in other technologies. In this study, certain high technology processes, which are used in turbine engines are discussed and their properties and their uses are detailed. These processes are metal spraying, brazing, laser cutting and drilling, shot peening, CODEP (aluminide coatings) and Thermal Barrier Coating (TBC) processes. These processes can be summarized as: Metal Spraying is a general name for a group of organic or inorganic coating processes. These processes are metal coating, flame spray, plasma arc spray and electric arc spray.Brazing is type of welding process, which is also called hard soldering. This process is very effective against distortion and warping problems due to welding. Brazing is widely used in the manufacturing of turbine vanes and combustion chambers of turbine engines.Shot Peening is a cold working process used to increase the fatigue strength of materials. Coating Processes: There are different types of coating processes with various purposes. These are mass filling, hard surface forming, heat insulation processes. TBS aims to form heat insulation, whereas borazon generates a very hard surface. Metal spraying can be used for the formation of soft surfaces.Laser Drilling and Cutting processes are used to cut and drill some certain materials that are difficult to drill and cut, in a shorter time and more effectively. Key Words: Metal Spray, Shot Peening, Codep Coating ÖZET: Teknolojinin bugüne gelmesinde havacılık sanayinin önemi çok büyüktür. Özellikle uzay ve havacılık alanında yapılan araştırmalar sonucu geliştirilen, ileri teknoloji proseslerin, hayatın her alanında kullanılmaya başlamasıyla hayatın daha refah bir seviyeye ulaşmasını sağlamasıdır. Bu çalışmada gaz türbinli motorlarda kullanılan; metal sprey, braze (sert lehim), bilya ile dövme (shot peening), Codep (Alumina ve TBC (Thermal Barrier Coating) kaplama ve lazer ile delme ve kesme gibi proseslerin neler olduğu ve nerelerde ne amaçla kullanıldığı açıklanacaktır. Metal Sprey; Organik veya inorganik kaplamalarla yapılan bir grup kaplama işlemi için kullanılan genel bir isimdir. Bu işlemler; metal kaplama, alev sprey (Flame sprey), plazma ark sprey ve alektrik-ark spreydir.Braze ; Literatürde sert lehim olarak geçen braze bir tür kaynak işlemidir. Özellikle kaynaktan kaynaklanan çarpılma problemlerinde etkindir. Uçak motor kompresör ve türbin vane'lerinde ve 1 Yrd.Doç.Dr., HHO, a.basaran@hho.edu.tr Doç.Dr., HHO, g.pirge@hho.edu.tr 3 Dr., Hv.Tek.Okl. mneseli@tekok.edu.tr 2 345 yanma odası imalinde yaygın olarak kullanılmaktadır.Bilya ile dövme; malzemelerin yorulma dirençlerini arttırmak için kullanılan bir soğuk işlem prosesidir. Kaplama prosesleri; değişik amaçlı kaplama prosesleri bulunmaktadır. Bunlar; dolgu amaçlı, sert yüzey oluşturma amaçlı, ısı yalıtımı oluşturma amaçlı gibi proseslerdir. TBC ısı yalıtımı, borazon kaplama sert yüzey oluşturma, metal sprey ise değişik amaçlar için kullanılmakla beraber yumuşak yüzeyler elde etmek için de kullanılmaktadır.Lazer ile delme ve kesme; Diğer konvansiyonel yöntemlerle delinmesi ve kesilmesi zor olan vaya uzun zaman alan malzemelerin daha kısa sürede ve daha efektif bir şekilde delme ve kesme işlemlerinin yapılmasında kullanılmaktadır. Anahtar Kelime:Metal Sprey, Bilyalı Dövme, Codep Kaplama. 1. GİRİŞ: Bir uçağın Ömür Çevrim Maliyetinin yaklaşık %30’u motorlara bağlanabilir ve parçaların değiştirilmesi (eskisinin çıkarılıp yenisinin kullanılması) yerine yenilenmesi (tamir edilerek yeniden kullanılması) ile önemli bir maliyet düşüşü sağlanabilir (Patnaick, 1999). Bir gaz türbinli motor belli periyotlarda bakım görmelidir. Bu işlem esnasında birçok parça yenisi ile değiştirilirken, bazıları onarılarak kullanılmaya çalışılmakta ve maliyetlerin azaltılması sağlanmaktadır. Gaz türbinli bir motorun en çok hasarlanan bölümü yüksek sıcaklığa maruz kalan bölümleridir. Yüksek sıcaklık korozyonu malzemelerin kullanım ömrünü kısaltmaktadır. Ömür arttırıcı tedbirler, yüksek teknoloji proseslerin kullanılmasını zorunlu kılmaktadır. Bu amaçla, seramik esaslı TBC kaplamalar, yüksek sıcaklıkta aşınma direncini arttıran bor esaslı veya aluminyum oksit esaslı (CODEP gibi) kaplamalar (Solomon, 2013) yaygın olarak kullanılmaktadır. Gaz türbinli bir motorun verimi kompresör verimi ile doğrudan orantılıdır. Kompresör verimini arttırmak için kompresör pale dizaynı üzerinde yapılan çalışmalar kadar pale uçlarında meydana gelen akış kayıplarını azalmaltmaya yönelik çalışmalar (Xuemin, 2015) da bulunmaktadır. Kompresör rotor ile casing (dış karter) arasındaki akış kayıpların azaltmak için farklı yöntemler kullanılmakla beraber yaygın olarak sürtünmeye karşı dirençli seal yataklar kullanılmaktadır. Yine pale uclarında meydana gelen kaçakları azaltmak için kompresör casing, sertliği düşük kaplamalarla kaplanmakta ve dönem rotor, casing üzerindeki kaplamaya sürterek hem pale hem casingin hasarlanmasını engellemekte hem de kompresör veriminin artmasını sağlamaktadır. Bu çalışmada gaz türbinli motorlarda yaygın olarak kullanılan yüksek teknoloji prosesler ve nerelerde kullanıldıkları örnekleriyle beraber anlatılmaya çalışılacaktır. Özellikle havacılık alanında çalışacak personelin, gas turbinli motorlarda kullanılan yüksek teknoloji proseslerin nerelerde ne amaçla kullanıldıklarını ve önemini kavramış olacaktır. 2. YÜKSEK TEKNOLOJİ PROSESLER: 2.1. Metal Sprey : Metal sprey organik veya inorganik kaplamalarla yapılan bir grup kaplama işlemi için kullanılan genel bir deyimdir. Bu işlemler alev sprey (flame spray), plazma ark sprey ve elektrik ark spreydir. Kaplamalar, toz, tel veya çubuk şeklindeki malzemelerden püskürtülebilir. Tel veya çubuk şeklindeki malzeme alevin içine doğru beslenir ve burada erir. Daha sonra, ergimiş malzemeyi çalışma parçası üstüne iten gaz yada basınçlı hava akımı ile ergimiş malzeme zerreciklere ayrıştırılır. Basınçlı hava yada gaz akımı malzemeyi havada tutar ve malzemeyi, ergimiş yada yarı ergimiş hale ısıtıldığı alevin içine gönderir. Malzeme çalışma parçasının üstüne püskürtülür ve buradaki çarpma ile bağ oluşur. Yaygın olarak yüksek ısıdan malzemeleri korumak için ısı kalkanı olarak yapılan metal sprey işlemi TBC (Thermal Barrier Coating) olarak adlandırılır. Kompresör 346 kademelerinde rotor pale ucları ile casing arasındaki kleransı minimumda tutmak amacıyla yumuşak kaplama malzemeleri de yaygın olarak kullanılmaktadır. Şekil-1’de F110 yanma odası TBC ile kaplanırken görülmektedir. Şekil-1 : F110 yanma odası TBC işlemi 2.2. Braze (Sert Lehim) Kaynak, malzemenin sınırlandırılmış bölgesini ısı veya basınç veya her ikisini birden kullanarak bir ilave kaynak malzemesi katarak veya katmadan birleştirmektir. Pasta, toz veya gaz gibi yardımcı kaynak malzemesi de işleme kolaylık sağlar (Anık, 1983). Braze; ana malzemeden daha düşük ergime sıcaklığına sahip bir dolgu malzemesi kullanımı ve 425 oC’nin üzerinde bir sıcaklıkta kapiler etki ile yapışmanın elde edildiği bir işlemdir. Ana malzeme ergimediği için diğer kaynak yöntemlerinden ayrılır. Birkaç istisna dışında birçok metal ve alaşımına uygulanır. Sert lehimin uygulandığı en genel malzemeler karbon çelikleri, paslanmaz ve alaşımlı çelikler, bakır ve princ alaşımları ve yüksek sıcaklık malzemleri olarak kullanılan nikel esaslı super alaşımlardır (Akyüz, 2004). Isıtma ortamı olarak farklı yöntemler kullanılmakla beraber havacılık uygulamalarında genellikle vakum ortamında atmosfer kontrollü fırınlar kullanılmaktadır. Kaynakta ortaya çıkan çarpılma problemleri, braze uygulamalarında olmadığı için çok büyük bir avantaj sağlar. Gaz türbinli motorların ana frame’lerinde bulunan yağlama boruların birleştirilmesinde (F110-GE-129, turbine frame), kompresör stator vanelerin hava kaçaklarının azaltılmasında (T56-A-15LFE), yanma odalarının imalatında (J79-GE-17C dumansız yanma odası), türbin nozzle vane değişimlerinde (değişik tip motorların hemen hemen hepsinde), nozzle segmentlerin dolgu kaynağı olarak tamirinde (F110-GE-129) yaygın olarak kullanılmakdır. Şekil 2’de F110 LPT nozzle vane değişimi sonrası şırınga ile uygulanmış olan breze görülmektedir. Bundan sonra atmosfer kontrollü fırında ısıl işlem ile kapiler bağın oluşması sağlanacaktır. 347 Şekil-2: F110 LPT nozzle braze işlemi 2.3. Elektron Işın Kaynağı, (Electron Beam Welding, EBW) : Elektron ışın kaynağı (EIK), yoğunlaştırılmış elektron ışınının oluşturduğu enerjinin, metallerin birleştirilmesinde kullanılan bir prosestir. Elektronların açığa çıkması, hızlandırılması ve bir noktada yoğunlaştırılması elektron ışın tabancasıyla yapılır. Elektron ışın kaynak tezgahında, elektronlar 150.000 km/s'den daha yüksek hızda elektron tabancasından fırlatılırlar. Elektrik ve manyetik alanlar kullanılarak, elektron ışını istenilen yere odaklanır ve dar bir elektron ışın demeti elde edilir. Elde edilen bu ışın kaynak edilecek yere yönlendirilir. Elektronların toplam kinetik enerjisi iş parçasının küçük bir yerinde yoğunlaştırıldığı için, enerji yoğunlaşması 108 W/cm2'ye kadar ulaşabilir. Yüksek hızdaki elektronlar kaynak edilecek parça tarafından engellendiği için sahip oldukları kinetik enerji ısı enerjisine dönüşür ve malzeme ile temas ettiği yerleri ergitir. Ergimiş metallerin birbiriyle teması, birleşmeyi sağlar. Hava yada herhangi bir gaz elektronların ışın formunu bozduğu için, kaynak işlemi yüksek vakum altında yapılır (Başaran, 2009). Şekil-3’te bir tank ana konik dişlinin EBW ile kaynak edilmiş hali görülmektedir. Şekil-3 : EBW uygulanmış konik bir dişli. 348 2.4. Bilya İle Dövme : Bilyalı dövme işlemi, dövülmesi istenen malzemeye göre daha sert, genellikle küre şekilli dökme demir, çelik, cam, seramik gibi malzemelerden yapılmış bilyaları dövülecek malzeme üzerine batmasını sağlayacak büyüklükte bir hız verilerek fırlatılması işlemidir. Çok fazla miktarda fırlatılan bilyaların akışı bir su jetine benzetilebilir. Yüksek hızlı bilya jeti içindeki bilyalardan bir tanesinin hareketi incelendiğinde, küre şekilli bilyanın düz bir yüzeye gelip çarpması sonucu bu bölgede dövülen malzemenin aktığı gözlenir. Dövülen parçanın yüzeyinde küre takkesine benzer bir iz meydana gelmektedir. Bütün olarak bilya jeti dikkate alındığında dövülen malzemenin, yüzeyinde kısa süreli bir akma görülür. Deformasyona uğramış bu bölgeler genişlemeye çalışacaktır. Ancak iç bölgelerde plastik deformasyon görülmeyecektir. Plastik deformasyona uğramış tabaka daha fazla hacim kaplamak isteyecek ancak iç bölgeler buna izin vermeyecektir. Bunun sonucu yüzey tabakası belli bir derinliğe kadar, kalıcı basma gerilmesine maruz kalacaktır. Plastik ve elastik şekil değişikliğinin bir arada görülmesi kalıcı basma gerilmesinin ortaya çıkmasında etkili olmaktadır (Başaran 2007). Dövme işlemi; taşlama, talaşlı işleme veya ısıl işlem ile malzemelerde oluşan istenmeyen gerilmelerin malzeme yüzeyindeki dağılımını düzenler. Özellikle, talaşlı işlem veya taşlanmış yüzeylerde etkilidir. Çünkü bu süreçler ile malzeme yüzeyinde meydana gelen istenmeyen çekme gerilmeleri, dövme işlemi ile faydalı basma gerilme şartlarına dönüştürülür. Bilyalı dövme, özellikle istenmeyen gerilme birikimlerine neden olan çap değişimlerine, keskin kenarlarda, yüzey hatalarında düşük mukavemetli malzemelerin karbon kayıpları etkilerine ve kaynaklı parçaların ısı tesiri altındaki bölgelerinde etkilidir (Kostilnik, 1994).Dövülmüş iş parçası yüzeyinde, dövülmesi hedeflenen yüzeyin ne kadarının dövüldüğü ve dövme işleminin etkisinin ne boyutta olduğunun bilinmesine ihtiyaç vardır. Bunun için gelişitirilmiş olan Almen testlerinden faydalanılır. Bilya ile dövme malzemenin yorulma dayanımını arttırmak için kullanılır. Yüksek çevrimli yorulmaya maruz gaz türbinli motorların kompresör rotor paleleri bunlara en güzel örnek teşkil etmektedir. Bilyalı dövme ile oluşturulan iç gerilmeler yüksek sıcaklıklarda ortadan kalktığı için sıcak kısım parçalarına, yorulma dayanımını artırmak için bilyalı dövme kullanılmaz. Şekil-4’te bir gaz türbinli motora ait bliskin (plade+disc) bilyalı ile dövülmesi görülmektedir. Şekil-4 : Gas türbinli kompresör bliskin bilya ile dövülmesi 349 2.5. CODEP Kaplama: Gaz türbinli motorların serviste bulunduğu süre boyunca sıcak kısım pale ve vanelerinde meydana gelen oksidasyonu minimize etmek için General Electric (GE) tarafından geliştirilen özel bir kutu semantasyon kaplama prosesidir. Codep kaplamada aluminyum oksitlenerek yoğun bir oksit tabakası oluşturur ve bu tabaka ana metalin oksitlenmesini önler. Codep kaplama aynı zamnada yüksek sıcaklıkta çalışan malzemeleri yüksek sıcaklık korozyonuna ve erozyona karşı da korur. Codep sayesinde nikel yada kobalt parçalar üzerine onların yüksek sıcaklık oksidasyonundan koruyacak ve bir miktarı ana malzeme içine difüze olmuş yüksek miktarda alüminyum oksit içeren bir kaplama yapılmaktadır. Gaz türbinli motorların sıcak kısım parçaları üzerine uygulanan bir yöntem olduğundan dolayı, türbine pale ve vanelerinde kullanılmakdır. Metal sprey ile kaplanan TBC’de benzer amaçlı kullanımları vardır. Ancak TBC tamamen bir kaplama prosesi iken Codep, kaplamayı da içeren bir difüzyon presesidir. Bu yüzden TBC’ye nazan daha uzun süre koruma sağlamaktadır 2.6. Lazer ile Delme ve Kesme : Tek renkli, oldukça düz, yoğun ve aynı fazlı paralel dalgalar halinde genliği yüksek güçlü bir ışık demeti üreten cihazdır. Lazer ingilizce Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation cümlesindeki kelimelerin baş harflerinden türetilmiştir. Optik bakımdan saydam, bir ucundan tam sırlı ve yansıtıcı, diğer ucunda yarı sırlı kısmen yansıtıcı iki ayna bulunan bir tüpe gaz, sıvı veya katı bir madde doldurulur. Dışarıdan bir enerji ile tüpdeki malzeme uyarılır. Enerji alan malzeme foton yayarak, daha fazla fotonun birbirlerine çarparak artmasını sağlar. Tübün uçlarına ulaşan fotonlar aynalardan yansıyarak geri dönerler ve ortamdaki foton miktarını arttırırlar. Atomların büyük bir kısmı foton yaymaya başlayınca kuvvetlenen ışık, yarı sırlı uctan dışarı çıkar ki bu lazer ışınıdır (Kaptan 2004). Yine optik merceklerle yönlendirilen bu ışın, işlem yapılmak istenen malzeme üzerinde odaklanarak malzemenin o bölgesinin ergimesi sağlanır. Ergimiş metali ortamdan uzaklaştırmak için hava kullanılır. Özellikle otomasyona çok uygun olan lazer prosesi, havacılıkta işlenmesi çok zor olan malzemelerin delinip kesilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. F-4’lerin dumansız yanma odalarının imalinde inner liner’ın delinmesi ve kesilmesinde lazer kullanılmıştır. Şekil-5’te F-4 uçaklarında kullanılan J79-GE-17C motoruna ait dumansız yanma odası imali esnasında lazerle delinip kesilmesi görülmektedir. 350 Şekil-5 : Lazer ile F-4 yanma odasının delinmesi ve kesilmesi. Günümüzde farklı lazer teknolojileri bulunmaktadır. Özellikle yüksek güç sağlayan CO2 lazeri sanayi uygulamalarında metal kesim işlemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, özellikle hassasiyetin gerekli olduğu, üretilen gücün kontrollü olarak kullanılması gerektiği durumlarda Nd-YAG katı hal lazerleri kullanılmaktadır. 3. SONUÇ: Havacılık sanayii yüksek teknolojiyi hem geliştirmekte hem de kullanmaktadır. Geliştirilen yüksek teknoloji prosesler hayatın diğer alanlarında da kendisine kullanım alanları bulmakta ve yaşamın daha da kolaylaşmasına katkıda bulunmaktadır. Lazerin havacılık alanındaki kullanımları bugün teknolojinin hemen hemen her sahasına girmiş bulunmaktadır. Gas türbinli motorlar belirli aralıklarla revizyon yapılması (tüm parçalarının sökülüp, hasar kontröllerinin yapılması, tamir edilebileceklerin onarılması veya değiştirilmesi, yeniden montaj ve test aşamalarından meydana gelmekte olup, overhaul karşılığı olarak kullanılmaktadır) zorunluluktur. Böyle bir tesis büyük altyapı yatırımları ve çok yüksek maliyetler gerektirmektedir. Bundan dolayı motor revizyon maliyetleri de çok pahalı olmaktadır. Ayrıca, parçaların onarımı esnasında kullanılan yüksek teknoloji prosesler de maliyetlerin artmasına neden olmaktadır. Ülkemizde gas turbinli motor revizyon kabiliyetine sahip sınırlı sayıda kurum bulunmaktadır. Özellikle parça onarımında yüksek teknoloji prosesleri kullanan kurum sayısı çok azdır. Bu alanda en yetkin kurumlardan biri Eskişehir’de konuşlu 1’nci Hava İkmal Bakım Merkezi Komutanlığı olup, yüksek teknoloji proseslerin birçoğuna sahiptir. Teknolojiyi kullanmanın yanında geliştirilmesine katkıda bulunmak ve bu amaçla milli teknolojiler üretebilmek için akademik eğitime önem verilmeli ve desteklenmelidir. 351 KAYNAKÇA: Akyüz, Ergün, (2004), “Braze ve Jet Revizyon Müdürlüğündeki Uygulamaları” Jet Revizyon Müdürlüğü. Anık, Selahaddin (1983), “Kaynak Teknolojisi El Kitabı”, (Güngör matbaası), İstanbul, pp.15-18. Başaran Ali, (2009), “Elektron Işını ve TIG Kaynağı Yöntemleriyle Birleştirilmiş İnconel 718 Malzemenin Mekanik Özelliklerinin Karşılaştırılması”, Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi” Temmuz 2009. Cilt 4 Sayı 2 (1-6). İstanbul-Turkey. Başaran, A., Varol, R., Pirge, G., Baştürk, S., Varol, H., (2007), “Bilyalı Dövme İşlemi ve Yüksek Sıcaklığın, Bakır İlaveli Toz Metal Çelik Parçaların Yorulma Dayanımına Etkisi”. Uluslar Arası Kırılma Konferansı. 7-9 Kasım 2007. Yıldız Teknik Üniversitesi. İstanbul. Kaptan, Serkan, (2004), “Lazerle delme ve Kesme ve Jet Revizyon Müdürlüğündeki Uygulamaları” Jet Revizyon Müdürlüğü. Kostilnik, T., (1994), “Shot Peening”. Metals Handbook Tenth Edition. Vol.5. Surface Engineering, 126-135, Ohio. Patnaick, P.C. ve Thambutaj R, “Development of a qualification methodology for advenced gas turbine engine repairs/reworks” (1999), NATO RTO Meeting Proceedings 17, Canada Communucation Group Inc., Quebec, Canada, 11p. Solomon, Reut, (2013), “Enhancing Production of Coatings for Turbine Components: Pre-Mixing Codep Powder with a Microencapsulated Activator”, Metal Finishing, Volume 111, Issue 6, November–December 2013, Pages 54-56 Xuemin Ye, Pengmin Li, Chunxi Li, Xueliang Ding, (2015), “Numerical investigation of blade tip grooving effect on performance and dynamics of an axial flow fan” , Energy, Volume 82, 15 March 2015, Pages 556569 352 Uçak Bakım Hangarlarında Radyant Isıtma Sisteminin İncelemesi Study of Radiant Heating Systems in Aircraft Maintenance Hangar Hakan Keskin1 ABSTRACT: In the aviation industry, hot water blower systems that based on the principle of heating air in the ambient are widely used for heating. In this system, fuel-burning boiler, burner the fuel is sprayed, pipes and blowers where the heated water is distributed overally feature. As is known, the heated gas expand and density of heated gas decreases. Similarly, density of air decreases as the air heats up and air rises up in the ambient. In working environment used hot water blower, rise of heated air causes a formation of a layer of colder air according to the roof at working height and rise of the temperature on the roof. At the same time the energy of the heated air is transferred outside by the roof. In hot water systems, the heated water is taken from the boiler with the help of a pump distributed by pipes, energy losses are occured due to the lenght of the process and abundance of energy consuming elements. In addition, in the hangar structures, opening and closing the door according to entry and exit of aircrafts bring with losses depends on the weather changes. Because of that reason, that systems are not suitable for structures have more height of the floor and radiant systems are preffered. Efficiency of the radiant systems is very high and the basic logic is heating with radiation. Heat transfer occurred with radiation, is minimized the effects related to air circulation. Radiant systems provide the chemical energy of the fuel converted into heat energy and transferred to the surface in the form of light. It is not affected by air circulation because it is not a process that is related to the heating of air. Because of not having boiler, distribution pipes and blower in the radiant system, energy losses in the radiant system are less than hot water heating system . Key Words: Radiant Systems, Energy Efficiency in Hangar. ÖZET: Havacılık endüstrisinde ısıtma amaçlı olarak, ortamda bulunan havanın ısıtılması esasına dayalı sıcak sulu üfleyici sistemler yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sistemde genel olarak yakıtın yandığı kazan, yakıtın püskürtüldüğü brülör, ısınmış suyun dağıtımının yapıldığı borular ve üfleyiciler bulunmaktadır. Bilindiği üzere ısınan gazlar genleşir ve öz kütlesi azalır. Benzer şekilde hava ısındıkça öz kütlesi azalır ve bulunduğu ortamda yükselir. Sıcak sulu üfleyici kullanılan çalışma ortamlarında havanın bu şekilde ısınarak yükselmesi çalışılan yükseklikte çatıya göre daha soğuk bir hava tabakasının oluşmasına ve çatıda sıcaklığın yükselmesine sebep olmaktadır. Aynı zamanda ısınmış havanın enerjisi dış ortama çatı yardımıyla aktarılmaktadır. Sıcak sulu sistemlerde ısınmış olan suyun kazandan pompa yardımıyla alınarak borularla dağıtılması, üfleyici kullanılması, sürecin uzunluğu ve enerji tüketen elemanların fazlalığı sebebiyle kayıplar yaşanmaktadır. İlave olarak hangar yapılarında uçak giriş çıkışına bağlı olarak kapıların açılıp kapanması hava değişimine bağlı kayıpları da beraberinde getirmektedir. Bundan dolayı kat yüksekliğinin fazla olduğu yapılarda bu sistemler pek elverişli değildir ve radyant sistemler tercih edilmektedir. Radyant sistemlerin verimlilik değerleri oldukça yüksektir ve temel mantık ışınımla ısıtmadır. Işınımla gerçekleşen ısı geçişinde, 1 Yüksek Mühendis, Hava Teknik Okullar Komutanlığı, hkeskin_38@windowslive.com 353 havanın dolanımına bağlı etkiler en aza indirilir. Radyant sistemler yakıtın kimyasal enerjisinin ısı enerjisine çevrilmesini ve ışık şeklinde yüzeye aktarılmasını sağlar. Havanın ısınmasına bağlı bir süreç olmadığı için de hava dolanımından etkilenmez. Kazan, dağıtım boruları ve üfleyici radyant sistemde olmadığı için kayıp enerji miktarı sıcak sulu ısıtma sistemlerine göre daha azdır. Anahtar Kelime: Radyant Sistemler, Hangarlarda Enerji Verimliliği. 1. ENERJİDE VERİMLİLİK GEREKSİNİMİ Gelişen teknoloji beraberinde toplumların/ülkelerin/kişilerin toplam enerji tüketim miktarını arttırmıştır. Günümüz insanı ile yüz yıl öncesinin orta veya alt düzey gelir seviyesine sahip bir bireyi kıyasladığımızda; -Araç/ulaşımda kullanılan enerji girdilerinin, -İletişim araçlarının kullanım, erişim ve çeşitliliğinin, -Evlerde kullanılan enerji tüketen cihaz çeşitliliğinin ve kullanım sürelerinin, -Sanayileşme ve buna bağlı olarak enerji tüketiminin artması enerji girdilerinde ki artışın sebepleri arasında sıralanabilir. Enerji kullanım miktarlarının artması gerekli enerji miktarını tartışılır hale getirmektedir. Enerji kullanım miktarlarının ve maliyetlerin azaltılması üzerinde durulması gereken bir konu haline gelmiştir. Artan enerji kullanım miktarları çevre kirlenmesi ve küresel ısınma sorunlarını da beraberinde getirmiştir. Bununla birlikte enerjiye olan gereksinim, gelişen teknoloji ile artan bir eğilim göstermektedir. Artan enerji giderlerinin azaltılması, maliyetlerin makul seviyeye düşürülmesi ve konfor/gereksinim şartlarının sağlanması enerji verimliliği kavramını önemli hale getirmektedir. Enerjinin verimli kullanılması ihtiyaçlarda/gereksinimlerde herhangi bir kısıtlamaya gitmeyi değil iyileştirmeyi gündeme taşımaktadır. Artan enerji tüketim değerleri, havacılık sektöründe de diğer sektörler gibi incelenmesi gereken bir konudur. 2. RADYANT ISITMA SİSTEMLERİNİN ÇALIŞMA PRENSİBİ Işınımla gerçekleşen ısı geçişi günlük hayatta örneğine hep rastladığımız fakat çok da farkında olamadığımız bir ısıtma/ısınma yöntemi olabilir. Havanın çok soğuk olduğu bir günde, güneşin çok uzakta olmasına rağmen dünyamızı ısıtması ışınımla gerçekleşen ısı iletiminin bir örneğidir. Işınımla gerçekleşen ısı iletiminde yüzeylerin ışığı soğurma durumu daha öncelikli olduğu için, yüzey durumları önemli olacaktır.Radyant sistemlerin temel mantığı ışınımla gerçekleşen ısı iletimidir. Yakıt olarak genellikle doğalgaz, LPG ve motorin kullanılabilmektedir (Çukurova ısı, 2015). Kullanılacak olan yakıtın şekli işletmenin kendi istekleri doğrultusunda seçilebileceği gibi, emniyet, maliyet, ulaşılabilirlik gibi faktörler de yakıt seçiminde etkili olabilir. Bu sistemler genellikle kullanım yeri kat yüksekliğinin ve hava değişiminin fazla olduğu yapılarda tercih edilmektedir (Energy Experts, 2015). 354 Şekil 28 : Sıcak sulu üfleyici sistem ve radyant sistem sıcaklık dağılımları (Çukurova Isı, 2015). Radyant bir ısıtıcı, yakıtın püskürtüldüğü bir brülör, yakıtın yandığı kanal ve egzoz kısımlarından oluşmaktadır. Elde edilen ısı ışıma ile ısı iletimi şeklinde yüzeylere yansıtılmaktadır. Hangar tipi yapılarda sıcak sulu üfleyici sistemler kullanıldığında, yakıtın kazanda yandığı süreçte yaşanan kayıplar, ısının akışkana aktarımında gerçekleşen kayıplar, sıcak akışkanın taşınması sürecinde gerçekleşen kayıplar, sızıntılar ve ilave elektrik giderleri radyant sisteme göre verimsiz olan taraflardır. Bunun yanında sıcak sulu üfleyici bulunan sistemlerde, ısıtılan ortamda konfor şartlarının sağlanamaması da radyant sistemi tercih edilebilir kılmaktadır. Radyant ısıtma sisteminin ve sıcak sulu ısıtma sisteminin sıcaklık dağılımı Şekil-1’de gösterilmiştir. 3. UÇAK BAKIM HANGARLARINDA RADYANT ISITMA SİSTEMLERİNİN İNCELENMESİ Bu çalışmada, uçak bakım işlemlerini gerçekleştiren endüstriyel bir işletmenin, mevcut durumda kullandığı sıcak sulu üfleyici sisteminin yerine radyant sistem kurulması durumunda, işletmedeki enerji giderleri durumu, radyant sistemin kurulum maliyeti ve geri ödeme süresinin hesaplaması yapılmıştır. Işletmede 6m ve daha fazla kat yüksekliğine sahip binalar radyant sistem kurulabilir şeklinde kabul edilmiştir. Incelenen işletmede bu şartı sağlayan 36 adet bina tespit edilmiştir. Çalışmada ilk adım olarak mevcut işletmede bulunan sıcak sulu üfleyici sistemin enerji tüketim değerleri, enerji tüketiminde rol oynayan elektrik motoru, kazan ve brülör enerji tüketim değerleri incelenmiştir. Işletmenin kullandığı ısıtma sistemlerinin mevcut etiket değerleri hesaplamalar esnasında kullanılmıştır. Mevcut durumda işletmede yakıt olarak kalyak kullanılmaktadır. Çalışma kapsamında, iletimle gerçekleşen ısı geçişi alan ”A”, ısı iletim katsayısı ”k”, sıcaklık farkı “ΔT” ve kalınlık “L” olmak üzere, qiletim A.k .T L (1) denklemi, toplam ısı transfer katsayısı, artırımız ısı kaybı ”Qo”, ısı geçirme katsayısı “U”, taşınım katsayısı “h” ve yapı elemanı kalınlığı “d” olmak üzere, d 1 1 d1 1 n U hiç k1 kn hdış 355 Q0 U . A.T (2) denklemleri, sızıntıyla meydana gelen ısı kaybı(Qs), havanın özkütlesi “ρ”, özgül ısı “c”, hava değişim katsayısı “n” ve hacim “V” olmak üzere, QS .c.n.T .V (3) denklemi, ZR kazan ısı yükü artırım katsayısı ve toplam ısı gereksinimi Qh ve kazan ısı yükü Qk olmak üzere, Qh Qs Q0 (4) Qk Qh 1 Z R (5) denklemleri[3] kullanılmıştır. Ayrıca, verim(ƞk) ve yakıt alt ısıl değeri(Hu) dikkate alınarak brülör yakıt kapasitesi(B), B Qk k H u (6) denkleminden, günlük ve yıllık yakma süresi(Zg ve ZY) dikkate alınarak yıllık yakıt sarfiyatı(By) da, By 3, 6.Z g Z y Qk 2k H u (7) Stefan-Boltzman sabiti(σ), ışınım yayınım katsayısı(ε) ve alan(A) dikkate alınarak ışınımla gerçekleşen ısı kaybı, qışınım . . A Ts4 Tç4 (8) denkleminden yararlanılarak hesaplanmıştır (Karakoç,2006). Çalışma kapsamında incelenen endüstriyel işletme, fiziki olarak bölümlere ayrılmıştır. 6 m veya daha fazla kat yüksekliğine sahip kısımlar radyant ısıtma sistemi uygulanabilir olarak kabul edilmiştir. Bu durumu sağlayan işletmede 36 adet tesisin olduğu tespit edilmiştir. İncelenen işletmede mevcut durumda yakıt olarak fuel oil kullanılmakta olup, mevcut durumu analiz etmek amacıyla ısınma amaçlı kullanılan elektrik ve sıvı yakıt sarfiyatı hesaplanmıştır. Hesaplama esnasında sistemde kullanılan kazan, üfleyici, dolaşım pompası, 356 brülör ve ön ısıtmaya ait enerji tüketim miktarları dikkate alınmıştır. Hesaplamalarda, 53,5 kW değerinde üfleyici ve 50 kW değerinde doğalgazlı radyant sistem kullanılmıştır. Hesaplanan bu değerler işletmeye radyant sistem kurulması durumunda, radyant sisteme ait brülör elektrik tüketimi ve yakıt miktarıyla karşılaştırılmıştır. Radyant sistem kurulum maliyetleri, işçilik giderleri, faiz oranları(i=yıllık %10), elektrik ve yakıt fiyatları dikkate alınarak geri ödeme süresi ve kar oranları hesaplanmıştır. Yıllık ortalama iç, dış ve toprak sıcaklığı için sabit bir değer alınmış ve günlük hava değişim katsayısı da dikkate alınarak ihtiyaç duyulan ısı miktarı hesaplanmıştır. Üfleyici kullanılması durumunda kazan dairesinde bulunması gereken 2 çalışanın maliyetleri de eklenerek, objektif bir karşılaştırma yapılması amaçlanmıştır. Tablo 1 ve Tablo 2’de bina ve sistem durumu gösterilmektedir. Faaliyet süresi radyant sistemin kullanımda kalacağı süredir ve 15 yıl olarak hesaplamalarda kullanılmıştır. “n” faaliyet süresi “i” faiz olmak üzere, finansal hesaplamaların yapılması amacıyla (ÜNLÜ Kerem, 2007); Yıllık İlk Yatırım Maliyeti YİYM İYM i 1 i 1 i n n 1 Yıllık Toplam Maliyet Yıllık Giderler YİYM (9) (10) Net yıllık kâr miktarı, ilk ve son durumdaki giderlerin farkından, YİYM değerinin çıkartılmasıyla elde edilir. Net Yıllık Kar İlk ve son durumlar yıllık giderler farkı YİYM (11) Geri ödeme süresi(GÖS) ve geri ödeme oranı(GÖO) birbirinin tersi olan iki denklemdir. Geri ödeme süresi yatırım kararının verilmesinde önemlidir ve yatırımcıya/işletmeciye kararında yol göstericilik yapar. Geri ÖdemeOranı GÖO Net yıllık kar İlk yatırım işletme sermayesi (12) Geri ödeme süresi GÖS İlk yatırım işletme sermayesi Net yıllık kar (13) 357 Tablo 1: Yapı Bileşenlerine ait özellikler. YAN DUVARLAR İletim Katsayısı(W/m.K) Taşınım Katsayısı(W/m2.K) ÇATI TABAN ARTTIRIMLAR (%) ZD ZW ZH Yapı Bileşeni Çinko Kaplama (1mm) Yalıtım Malzemesi(198mm) Çinko Kaplama (1mm) İçeride Dışarıda Çinko Kaplama (1 mm) Yalıtım Malzemesi (50 mm) 50 cm Beton Zemin k,h 112 0,035 112 8,14 25 112 0,035 2 1/U U(W/m2.K) 5,820011 0,171820986 1,59143 0,628365494 0,37285 2,682042834 15 0 0 Tablo 2: Sistem Bileşenleri ve özellikleri. Sistem Elemanı Sayısı Özellik Kazan 4 1.200.000 kcal/h Kapasiteli Brülör 4 İki kademeli, fotosel alev kontrollü, 3500W ön ısıtıcı, 6000W ısıtıcı ve 2200 W elektrik motoru. Üfleyici 97 1,1 kW elektrik motorlu, 46.000 kcal/h kapasiteli. Sirkülâsyon Pompa Motoru 4 18,5 kW gücünde. Tablo 3: Radyant sistem hesaplamalarında kullanılan sabit değerler. Tiç(oC) Tdış(oC) o Ttoprak( C) o Çatı Açısı( ) Q(kW),Toplam ısı kaybı 17 Qk(kW), Kazan ısı kapasitesi -15 Kazan kapasite ve adedi 3 0 ρ(kg/m ), Hava özkütlesi 15 n(defa/saat), Hava değişim sayısı 5172 kW c(J/kg.K), Havanın özgül ısısı 358 5689 kW 1400 kW, 4 adet 1,413 6/24=0,25 1003 4. SONUÇLAR ve DEĞERLENDİRME Radyant ısıtma sistemi uygulanması durumunda sıcak sulu sisteme göre, yakıt alış fiyatlarına bağlı olmakla birlikte maliyetlerde azalma meydana gelmektedir. Radyant ısıtma sisteminin havanın ısıtılması esasına dayanmadığı için ortamda bulunan toz parçacıklarının hareketinde de azalma meydana getireceğinden çalışan sağlığı açısından olumlu etkileri olacaktır. Şekil 1’ de de görüldüğü üzere sıcaklık dağılımının çalışanın bulunduğu yükseklikte istenilen düzeyde olması çalışan verimliliğine katkı sağlayacaktır. İncelenen işletmede yakıt olarak kullanılan kalyak kullanım maliyetleri Tablo 4’ de gösterilmiştir. Toplam giderler içerisinde %83’ lük bir oranda yakıt giderleri en fazla kısmı oluşturmaktadır. Elektrik giderleri içerisinde brülörde, kazanda ve pompalarda tüketilen elektrik enerjisi belirtilmiştir. Elektrik enerjisi giderlerinin(Kazan dairesi aydınlatmasında kullanılan elektrik hariç) yıllık işçilik giderlerine yakın olduğu görülmektedir. Radyant sistem kurulması durumunda ısıtma sisteminin açılıp kapanması için sürekli personele, dağıtım hatlarına, dolaşım pompasına, ön ve ısıtmaya ihtiyaç duyulmaması enerji giderlerinde azalma meydana getirmektedir.Radyant sistemin birbirinden bağımsız olarak çalışma ortamına yerleştirilmesi mümkün olduğundan, bölgesel çalışmaların yapıldığı zamanlarda tüm işyerinin ısıtılmasının önüne geçilmekte ve enerji giderleri azaltılmaktadır. Tablo 4: Kalyak Maliyetleri [TL] İşçilik giderleri 2*4000*12=96.000 Yıllık Yakıt Giderleri* 469707,665kg/yıl*2TL/kg=939.415 Elektrik Giderleri** 86.032 Toplam Yıllık Sabit Gider 1.121.447 *Yıllık yakıt giderleri(elektrik dâhil) işletmenin yakıt alış fiyatına göre farklılık gösterebilir. **Elektrik giderleri içerisinde, pompa elektrik motorları, üfleyici ve brülöre ait tüketim değerleri dikkate alınmıştır. Tablo 5: Doğalgazlı radyant sistem maliyetleri [TL] Malzeme+işçilik giderleri(sistem kurulumu) 643.750 Yıllık Yakıt Giderleri 590.954 Elektrik Giderleri 7.166 Toplam Yıllık Sabit Gider* 598.121 *Yakıt+elektrik giderleri. 359 Tablo 6 : Radyant ve sıcak sulu sistemlerin karşılaştırması. Yıllık gider(TL) İlk yatırım Net yıllık kar(TL) GÖS(ay) maliyeti(TL/YIL) Kalyak 1.121.447 0 0 Doğalgazlı radyant 598.121 643.750 438.689 17,6 Sıcak sulu üfleyici kullanımı ve buna bağlı maliyetler Tablo 4. de ve Doğalgazlı radyant sistem kullanımı Tablo 5. de ifade edilmiştir. Tablo 6. da finansal hesaplamalar sonucu elde edilen değerler ifade edilmiştir. Sonuçlar irdelendiğinde radyant sistem kullanımı durumunda, 1. 6 aylık yıllık ısıtma periyoduna karşılık olarak 17 ay (yaklaşık 3 yıl) da radyant sistemin elde edilen kar ile ilk yatırım maliyetini geri ödeyeceği, 2. %91 oranında elektrik giderlerinde azalma, 3. %37 oranında yakıt giderlerinde azalma tespit edilmiştir. 4. Sirkülâsyona bağlı toz oluşumu azalacak çalışan sağlığında olumlu etkiler elde edilecektir. 5. Elektrik, yakıt ve işçilik giderlerine bağlı olmakla birlikte radyant sistem kurulması durumunda enerji giderlerinde %46 oranında bir azalma olacağı tespit edilmiştir. 6. Üfleyicilerin oluşturduğu ses radyant sistem kurulması durumunda ortadan kalkacaktır. 7. İçeride bulunan havanın radyant sistemlerde ısıtılmaması, uçak giriş ve çıkışlarında hangar kapılarının açılıp kapanması esnasında oluşan hava değişimine bağlı kayıpları azaltacaktır. Sonuçlardan hareketle, uçak bakım hangarı ve benzer tipteki atölye gibi yapılarda radyant sistem kurulması çalışanların veriminde, iş sağlığı ve güvenliğinin sağlanmasında, işletmede maliyetlerin azalmasında olumlu etkiler sağlayacaktır. Enerji giderlerinde yaşanan azalma beraberinde emisyon değerlerinde azalmayı da getireceğinden, çevre kirliliğinin önüne geçilmesinde sıcak sulu sistemlere göre tercih edilebilir bir sistem olarak radyant sistemler karşımıza çıkmaktadır. KAYNAKÇA Çukurova ısı, http://www.cukurovaisi.com,[26.08.2015 tarihinde erişilmiştir.] EnergyExperts, http://energyexperts.org/EnergySolutionsDatabase/ResourceDetail.aspx?id=5036,[26.08.2015 erişilmiştir.] tarihinde Karakoç Hikmet(2006), “Kalorifer Tesisatı Hesabı”, Demirdöküm Teknik Yayınları -9 ÜNLÜ Kerem (2007), “Gazla Çalışan Radyant Isıtıcıların Avantajları ve Projelendirme Detayları”, 8.Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi ve Sergisi Bildirileri, İzmir. 360 Küresel Perspektiften Türkiyede Bölgesel Uçak Üretimi Ve Kullanımı Üzerine Bir Değerlendirme An Evaluation Of Production And Usage Of Regional Aircraft In Turkey From A Global Perspective Volkan Yavaş1, Rüstem Barış Yeşilay2 ABSTRACT One of the key items of Turkey's 2023 targets is seen as “regional domestic aircraft” project. This project is considered to be a significant investment to technological and economic future of the country. At this point, with both a local and global perspective, some questions come to mind regarding this project as economically and technologically. Is there a technical / economic infrastructure in Turkey in order to produce this technology? What should be the main objectives in the domestic aircraft production? What is the situation of supply and demand balance in the regional aircraft sector? Is Turkey appropriate market for regional air transport, with its aviation infrastructure and demographic characteristics? With answers to these questions, Turkey's "regional domestic aircraft" project related technical and economic details can be demonstrated. In this study, we tried to give answers of the questions listed above and related to production of "regional domestic aircraft". In the first part, the basic concepts are addressed about regional air transport and regional aircraft. "Regional aircraft" assessment and point of view the concept of International Aviation Authorities were discussed. In second part, Regional aviation market in the world was examined. In this point, priority is given to regional aircraft that are used extensively in the global market. Afterwards, information about the regional aircraft manufacturers and the countries have been compiled. In the third part, details are given about the objectives of the use of regional aircraft in Turkey. In addition, it is attempted to introduce the details about Turkey's regional aircraft production targets. Key Words: Domestic Aircraft, Regional Air Transportation, Turkey ÖZET Türkiye’nin 2023 yılı hedefleri arasındaki önemli maddelerden biri “bölgesel yerli uçak” projesi olarak görülmektedir. Bu projenin, ülkenin teknolojik ve ekonomik geleceğine yönelik önemli bir yatırım olacağı düşünülmektedir. Bu noktada, hem yerel hem de küresel bakış açısıyla, ekonomik ve teknolojik olarak bu proje ile ilgili bazı sorular akla gelmektedir. Türkiye’nin bu teknolojiyi üretecek teknik / ekonomik altyapısı var mıdır? Yerli uçak üretimindeki temel hedefler ne olmalıdır? Bölgesel uçak sektöründe arz talep dengesi ne durumdadır? Türkiye, havacılık altyapısı ve demografik özellikleri ile bölgesel hava taşımacılığı için uygun bir pazar mıdır? Bu sorulara verilecek cevaplar ile Türkiye’nin “bölgesel yerli uçak” projesi ile ilgili teknik ve ekonomik detaylar ortaya konabilir. 1 2 Öğr. Gör., Ege Üniversitesi – Ege Meslek Yüksekokulu, volkan.yavas@ege.edu.tr Yrd.Doç.Dr., Ege Üniversitesi – Ege Meslek Yüksekokulu, rustem.baris.yesilay@ege.edu.tr 361 Bu çalışmada, “bölgesel yerli uçak” üretimi ile ilgili yukarıdaki soruların cevaplarına yer verilmektedir. İlk bölümde, bölgesel hava taşımacılığı ve bölgesel uçak ile ilgili temel kavramlara değinilmiştir. Uluslararası havacılık otoritelerinin “bölgesel uçak” kavramına bakış açıları ve değerlendirmeleri ele alınmıştır. İkinci bölümde, Dünyadaki bölgesel havacılık sektörü irdelenmiştir. Bu noktada öncelikli olarak küresel pazarda yoğun olarak kullanılan bölgesel uçaklara yer verilmiştir. Daha sonra, bölgesel uçak üreticileri ve ülkelerine dair bilgiler derlenmiştir. Üçüncü bölümde ise, Türkiye’deki bölgesel uçak kullanım hedefleri hakkında ayrıntılara yer verilmektedir. Ek olarak, Türkiye’nin bölgesel uçak üretim hedefi ile ilgili detaylar aktarılmaya çalışılmıştır. Anahtar Kelimeler; Yerli Uçak, Bölgesel Hava Taşımacılığı, Türkiye 1. GİRİŞ Türkiye, 2023 Hedefleri doğrultusunda kendi uçağını yapabilen bir ülke olma vizyonunu ortaya koymuş ve bu hedefle çalışmalara başlamıştır. Türkiye’nin sahip olduğu teknolojik kapasiteyi de geliştirmek adına önemli bir adım olan bu projeyle ilgili, 2015 yılı Mayıs ayında Türkiye Cumhuriyeti Başbakanı, Türkiye’nin üretmeyi planladığı ilk yerli uçağın tanıtımını yapmıştır. Bu toplantıda, “bölgesel yolcu uçağı” konseptinden hareketle iki farklı motor tipine sahip, 32 ve 60 – 70 yolcu kapasiteli iki farklı bölgesel uçak üretimi yapılacağı duyurulmuştur (UDHB, 2015). Özellikle ABD’de ve Avrupa’nın bazı bölümlerinde yoğun olarak kullanılan bölgesel havayolu taşımacılığının, Türkiye’de de etkin bir şekilde gerçekleştirilmesi ve yaygınlaştırılmasının ne şekilde olacağı büyük önem teşkil etmektedir. Ülkenin sahip olduğu teknolojiyi geliştirmek ve ekonomik büyümeyi hızlandırmak adına yola çıkılan bu girişimde yüksek öneme sahip diğer bir nokta ise bölgesel uçak sektöründeki arz talep dengesidir. Nitekim bölgesel uçak üretiminde küresel ölçekte bir arz fazlası olduğu Steenhuis, H. vd. (2005) tarafından dile getirilmektedir. Ayrıca Türkiye içinde bölgesel taşımacılığın, yapılması planlanan şehir / bölge çiftleri arasında farklı ulaştırma modlarıyla olası rekabeti de bir diğer ayrıntı olarak karşımıza çıkmaktadır. Yukarıda bahsedilen gelişmeler ışığında, en geç 2023’te Türkiye’nin bölgesel hava taşımacılığı yapılan bir ülke olacağı çok yakın bir olasılıktır. Bu noktadan hareketle bölgesel havayolu taşımacılığı ve bölgesel uçak kavramlarını, uluslararası yazına atıfla, netleştirmek faydalı olacaktır. Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü (ICAO), 2004 Yılında “Manual on the Regulation of International Air Transport” adlı raporunda havayolu işletmelerini, ulusal / uluslararası pazardaki rolleri ve faaliyet ölçeklerine göre beş temel başlık altında sınıflandırmıştır. Bu sınıflandırmada yer verdiği bölgesel havayolu işletmelerini ise “kısa mesafelerde tarifeli yolcu ve yük taşımacılığı hizmeti sağlayan, operasyonlarında genellikle turboprop ve / veya küçük jet uçakları ile büyük şehirler ve toplanma merkezler ile küçük ve ortak büyüklükte yerleşim yerleri arasında faaliyetlerini gerçekleştiren taşıyıcılar” şeklinde tanımlamıştır (ICAO, 2004: 5.1-2) ABD Merkezli Bölgesel Havayolları Birliği (RAA) ve Avrupa Bölgeleri Havayolu Birliğinin (ERA), bölgesel havayolu taşımacılığı ile ilgili birbirlerine yakın tanımlar yaptıkları görülmektedir. Tanımları özetlemek gerekirse, “bölgesel iki nokta arasında ya da bölgesel bir nokta ve büyük bir havaalanı arasında, 19 - 120 koltuklu turboprop / bölgesel jet (turbofan) uçaklarla kısa mesafelerde taşımacılık hizmeti veren işletmelerdir” (Sarılgan, 2007: 41). Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü (ICAO), 2004 Yılında “Manual on the Regulation of International Air Transport” adlı yayınında bölgesel ve commuter (banliyo) uçaklarını, “kısa mesafe veya bölgesel hava hizmetlerinin operasyonu için kullanılan, genellikle nispeten küçük oturma (10 ila 70 koltuk arasında değişen) veya yük kapasitesine sahip nakliye uçakları” şeklinde değerlendirmiştir. Ayrıca bölgesel jet için “jet motorlu banliyö (commuter) uçağı veya bölgesel uçak” tanımını kullanmıştır (ICAO, 2004: 5.1-2). 362 Heerkens, H. vd. (2006) bölgesel uçağı, “1000 kilometre mesafeye kadar olan kısa rotalarda hizmet veren ve kapasitesi 100 kişiye kadar olan uçaklar” olarak tanımlamışlardır. Yine Steenhuis, H. vd. (2005) yaptıkları çalışmada bölgesel jetleri; “200 – 1500 nm (350 – 2700 km) aralığındaki kısa mesafelerde, 100 kişiden daha az kapasitede, küçük jet uçaklar” olarak tanımlamışlardır. Wong, Pitfield ve Humphreys’in 2005 yılında yaptıkları çalışmada ise “Bölgesel jetlerin havayolu endüstrisinde ve ABD kanun ve düzenlemelerinde uluslararası anlamda kabul edilen bir tanımının olmadığı ancak sektörde yaygın bir şekilde 100 koltuk kapasitesi ya da daha altındaki uçakların bu tanım altında değerlendirilebileceği belirtilmiştir.” Bu çalışmada, “kısa mesafeli hatlarda hizmet veren ve yolcu kapasitesi 100’ün altında olan turboprop ya da bölgesel jetler” bölgesel uçak olarak değerlendirilecektir. 2. DÜNYADA BÖLGESEL HAVACILIK SEKTÖRÜ Avrupa Bölgeleri Havayolu Birliği (ERA), “The Case of Investing in the Regional Airline Industry” isimli yayınında dünyadaki bölgesel havacılık sektörüne dair bazı ayrıntılara yer vermiştir. İlgili yayında, dünya genelinde havayolu taşımacılığını kullanan yolcuların % 50’sinin 500 nm (926 km) mesafenin altında, % 30’unun da 300 nm (555 km) mesafenin altında uçtuğunu, bu mesafelerin de potansiyel olarak bölgesel uçaklara daha uygun olduğunu belirtmiştir (ERA, 2014: 1). Bu verilerden hareketle Türkiye, havacılık altyapısı ve demografik özellikleri ile bölgesel hava taşımacılığı için uygun bir pazardır denebilir. Çünkü yurt içi uçuşlarda bu mesafelerde havaalanları hem mevcuttur hem de maalesef çoğu atıl durumdadırlar. Ayrıca low cost (düşük maliyetli) uçuş imkânlarının artması ile birlikte bahsi geçen mesafelerde insanımızın bölgesel havacılığı tercih etmemesi için ciddi engeller olmadığı ifade edilebilir. Ek olarak, dünyadaki tüm bölgesel hatlarda 300 nm (555 km)’nin üzerindeki rotalarda Kuzey Amerika % 48, Avrupa % 20 oranında pay sahini iken, bu mesafenin altındaki rotalarda Avrupa’nın payının % 45’e yükseldiği belirtilmiştir (ERA, 2014: 7). Avrupa’nın payının kısa mesafelerde artışı da, coğrafi yakınlıktan dolayı, Türkiye için bir avantajdır. Bölgesel hava taşımacılığı sektörü ile ilgili bu veriler, sektördeki bölgesel uçak kullanım ve üretim pazarında da belirleyici bir rol oynamakta ve gelecek adına da öngörüler sunmaktadır. Bu noktada, AirInsight adlı internet sitesinin hazırlamış olduğu tabloda 2014 yılında dünya genelinde hizmette olan uçakların koltuk sayısına göre pazar paylarına yer verdiği çalışmaya bakmak faydalı olacaktır (AirInsight, 2014). Bu tablo, dünyadaki bölgesel uçak kullanımı ve üretimi adına belirleyici bir bilgi olarak değerlendirilebilir. Şekil 1: Koltuk Kapasitelerine Göre Uçak Üreticilerinin Pazar Payları* Kaynak: AirInsight: 2014’ten özetlenmiştir. *Tabloda yer alan BDT, Bağımsız Devletler Topluluğu uçak üreticilerini ifade etmektedir. 363 2.1. Dünyada Bölgesel Uçak Kullanımı Dünyada bölgesel havayolu taşımacılığının yaygınlaşmasında ABD’nin önemli bir rol oynadığı bilinmekle beraber, günümüzde ABD’nin yanı sıra Avrupa ve Asya-Pasifik de bölgesel havayolu taşımacılığı sektörünün önemli paydaşları olarak karşımıza çıkmaktadır. Airline Business dergisinin yayımlamış olduğu “2014 – Bölgesel Havayolu Sıralaması”na göre ilk 10 havayolu şirketi; 6 Amerika, 2 Avrupa, 1 Kanada ve 1 Çin taşıyıcısı olarak görülmektedir (Airliners Inform: 2014). Bölgesel havayolu taşımacılığında kullanılan turboprop ve bölgesel jetlerin coğrafik dağılımlarına ilişkin aşağıdaki grafik de ilgili listeyi desteklemektedir. Şekil 2: Eylül 2013 İtibari İle Teslimatı Yapılmış Uçakların Coğrafi Dağılımı Kaynak: ERA, 2014: 32 Bunun yanı sıra, Flight Global’ın 2015 yılında yayımladığı World Airliner Census isimli raporda da en çok kullanılan 10 bölgesel uçak ile ilgili aşağıdaki tablo paylaşılmıştır (Flight Global, 2015: 4). Tablo 1: Dünyada En Çok Kullanılan Bölgesel Uçaklar KULLANIMDA OLAN FİLO ÜRETİCİ VE UÇAK TİPİ/SERİSİ 2015 2014 Embraer 170 / 175 / 190 / 195 1102 1002 Değişim Bombardier CRJ 700 / 900 / 1000 696 647 %7,6 ATR 72 644 579 %11,2 Embraer ERJ – 135 / 140 / 145 620 669 - %7,3 Bombardier CRJ 100 / 200 563 650 - %13,4 Bombardier Dash 8 Q400 454 422 Bombardier Dash 8 100 / 200 / 300 428 441 - %2,9 Beechcraft 1900 341 353 - %3,4 De Havilland Canada Twin Otter 267 263 ATR 42 250 252 %10,0 %7,6 %1,5 -%0,8 Kaynak: (Flight Global, 2015: 4). Yukarıdaki tablo dikkate alındığında bölgesel uçak endüstrisinde, Fransız ATR firması da oldukça popüler bir bölgesel uçak üreticisi olmakla beraber, pazar payı bazında Embraer ve Bombardier firmalarının sektörün lider firmaları olduğunu söylemek doğru olacaktır. Bu iki dev firma ile rekabet oldukça ciddi bir zorluk olarak gözükürken, “Dünyada Bölgesel Uçak Üretimi” başlığında ayrıntılarına yer verilen sektörün büyüme trendi de cazip bir fırsat olarak değerlendirilebilir. 364 2.2. Dünyada Bölgesel Uçak Üretimi ERA’nın istatistiklerine göre dünya üzerindeki hava taşımacılığı faaliyetlerinin yarısının bölgesel havacılık faaliyetleri şartlarında gerçekleşmesi, bölgesel uçak sektörünün iki büyük paydaşı Embraer ve Bombardier haricinde mevcut ve yeni üreticileri de sektöre girme ve varlıklarını devam ettirme adına teşvik etmektedir. Aşağıdaki tabloda, bölgesel uçak sektöründeki faaliyetlerini durdurmuş ancak uçakları hala kullanımda olan üreticiler, mevcut üreticiler ve pazara girmek üzere olan üreticilerin bir listesi derlenmiştir. Tablo 2: Bölgesel Uçak Endüstrisinde Yer Alan Üreticiler SIRA FİRMA ÜLKE* MODEL KAPASİTE UÇUŞ MENZİLİ (Km) ÜRETİM DURUMU 98 3048 - 4578 Present 1 SUKHOI C.I.S. + IT SUKHOI SUPERJET 100 2 YAKOVLEV DESIGN BUREAU C.I.S. YAK 42D 90 126 1960 - 2790 2003 3 EMBRAER BR E JETS E-2 (E 175 / E 190) 80 97 3815 - 5186 2018 - 2020 4 MITSUBISHI JP MRJ 70 / 90 78 92 1530 - 3380 2017 5 COMAC CN ARJ 21 78 90 2225 - 3700 2015 6 HINDUSTAN AERONAUTICS IN RTA 70 70 90 2500 2017 7 BOMBARDIER CA Q 400 70 86 1295 - 2063 Present 8 Xİ'AN AIRCRAFT IND. (Modern ARK) CN XİAN MA 60 / 600 / 700 70 80 2700 Present 2019 9 BAE / AVRO UK BAE 146 100/200/300 70 112 2174 - 2365 2001 10 BAE / AVRO UK AVRO RJ 70/85/100 70 112 3150 - 66 114 4074 - 4537 Present 11 EMBRAER BR E 170 / 175 / 190 / 195 12 BOMBARDIER CA CRJ 700 / 900 / 1000 66 104 1982 - 3132 Present 13 ATR FR + IT ATR 72 - 200/500/600 66 70 1614 - 1527 Present 14 ILYUSHIN C.I.S. + UZ Il-114-100 1400 - 4650 2012 15 ANTONOV C.I.S. An 74 / 140 / 148 / 158 2100 - 4400 Present 16 BOMBARDIER CA CRJ 100 / 200 50 3000 - 3710 - 17 ATR FR+ IT ATR 42 - 200/500/600 48 844 - 1326 Present 37 50 2873 - 3243 Present 64 52 99 18 EMBRAER BR ERJ 135 / 140 / 145 / 145XR 19 SAAB SE SAAB 340B / 2000 33 58 1732 - 1850 - 20 YAKOVLEV DESIGN BUREAU C.I.S. YAK 40 32 36 820 - 1280 1981 21 EMBRAER BR EMB 120 30 1750 2001 22 ANTONOV C.I.S. An 38 27 1750 Present EU ACJ 330 / 340 / 350 / 380 14800 - 18600 Present 23 AIRBUS 365 25 50 24 BEECHCRAFT USA BEECHCRAFT 1900 19 707 2002 25 AIRBUS EU ACJ 318 / 319 / 320 8 7800 - 11100 Present Kaynak: Uçak üreticilerinin internet sitelerinden yararlanılarak hazırlanmıştır. Şekil 1 ve Tablo 1’deki veriler değerlendirildiğinde, pazar payının çok büyük bir kısmını yalnızca iki firmanın (Boeing ve Embraer) elinde bulundurmasının bazı üreticilerin yakın geçmişte faaliyetlerine durdurmasına sebebiyet verdiği ifade edilebilir. Bunun yanı sıra, sektörün bu iki dev firması pazar paylarındaki mevcut durumlarını korumak ve arttırmak adına geleceğe yönelik yatırımlar yaptığı ve uçak tip / projelerini geliştirmekte olduğu görülmektedir. Buna örnek olarak Bombardier’ın C serisinin günümüz operasyon gerekliliklerini karşılamak adına %100 yeniden dizayn edilmesi ve Embraer’in E-Jets serisini yaklaşık %16 yakıt tasarrufu sağlayan E-Jets E2 serisi ile güncellemesi gösterilebilir. Bu noktada, sektörden çekilenler ve büyük paydaşlar haricinde, “bölgesel uçak” üretiminde yer alan ve üretime başlamak isteyen birçok firmayı hem kendi aralarında hem de pazar liderleriyle büyük bir rekabetin beklediği de vurgulanmalıdır. Önümüzdeki 5 – 10 yıllık süreç içerisinde uzak doğu ülkelerinin de (Çin ve Japonya) sektöre girmesi rekabeti kızıştıracağı gibi arz – talep dengesinde de belirleyici olacaktır. Buna paralel olarak, bölgesel hava taşımacılığın geleceğine yönelik büyüme tahminlerini değerlendirmek de faydalı olacaktır. Curtis, Rhoades ve Waguespack’in 2013 yılında yaptıkları çalışmada FAA’in 2010 – 2029 tahminlerine yer verilmiştir. Buna göre, 70 – 90 yolcu kapasiteli bölgesel jet talebinin artacağı, 50 ve altı kapasiteli uçak talebinin ise azalacağı belirtilmiştir. Şekil 3: 2010 – 2029 Coğrafik Bölgesel Jet Talebi Kaynak: Curtis, Rhoades ve Waguespack: 2013 Kanadalı üretici Bombardier’in 2014 – 2033 sektör öngörüleri ile ilgili hazırladığı raporda, 20 yıllık süre içerisinde 29 – 144 yolcu kapasite segmentinde dünya genelinde toplamda 13.100 adet sipariş tahmini beklenmektedir (Bombardier, 2014: 22). Yine aynı rapora göre 20 – 59 kapasitede yalnızca 400 sipariş tahmini yapılmış ve yaklaşık 2.800 uçağın emekliye ayrılacağı ya da kargo sektörüne yönlendirileceği 366 beklentisine yer verilmiştir (Bombardier, 2014: 22). 60 – 99 kapasitede ise 5.600 sipariş tahmini ile hem bölgesel jet hem de turboprop uçaklarda güçlü bir büyüme tahmini yapılmıştır (Bombardier, 2014: 22). Brezilyalı üretici Embraer’in 2015 – 2034 sektör öngörü raporuna göre ise, 70 – 90 kapasitede 2.250 bölgesel jet talebi, 70 ve üzeri kapasitede de 2.050 turboprop talebi olması beklenmektedir (Emb. – Market Forecast). Fransız – İtalyan ATR ise, 2014 – 2033 tahminlerinde dünya genelinde 30 – 60 kapasitede 400 adet, 61 – 90 kapasitede 1.600 adet, 90 ve üzeri kapasitede ise 1.400 adet talep ile toplamda 3.400 turboprop uçak talebi tahmininde bulunmaktadır. Bölgesel dağılım olarak ise, %37’sinin Asya-Pasifik, %20 Latin Amerika, %18 Avrupa, %14 Kuzey Amerika ve %11’inin Ortadoğu – Afrika pazarı şeklinde olacağını belirtmektedir (ATR, 2015: 15). Sektördeki kurum/kuruluşların sektörün geleceğine dair yaptıkları öngörüleri dikkate alarak, önümüzdeki 20 yıl süre içerisinde, bölgesel uçak konseptinde 50 kapasitenin bir sınır olarak kabul edilebileceği ifade edilebilir. Bu doğrultuda, 50 kapasiteye kadar olan bölgesel uçaklara olan talebin azalacağı, 50 ve üzeri kapasiteli uçaklara ise talebin artacağı şeklinde özet bir sonuç çıkarılabilir. 3. TÜRKİYE’DE BÖLGESEL HAVACILIK SEKTÖRÜ Dünyadaki bölgesel havacılık sektörünün uzun geçmişinin aksine, Türkiye’de bölgesel havacılık ile ilgili ilk ve tek faaliyetin 2010 yılında Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü’nden uçuş izni alan Borajet firması ile başladığı ifade edilebilir (SHGM, 2010). Bu gelişme ile birlikte, Türkiye’de bölgesel havacılık kavramı “hava dolmuş” tanımıyla beraber popülerlik kazanmaya başlamış ve atıl durumda kalan havaalanlarının bazıları da bu gelişme ile birlikte tekrar faaliyete açılmıştır. Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı’nın 2011 yılında yayımladığı “Türkiye Ulaşım ve İletişim Stratejisi – Hedef 2023” isimli raporun “Ulaştırma Alanında – Havacılık / Altyapı Hedef ve Önerileri” başlığında bölgesel havacılık ile ilgili şu maddelere yer verilmiştir; Her türlü hava aracının operasyon düzenleyebileceği 7 bölgede en az iki yerde bölgesel havaalanı, kargo havaalanı olarak dizayn edilecek ve bu havaalanlarının doğudan batıya, kuzeyden güneye dünyanın önemli transit kargo merkezleri arasına girmesi sağlanacaktır. Ticari amaçlı, özellikle bölgesel uçuşa yönelik uçak üretimi yapan, uluslararası tanınırlığı olan bir Uçak Fabrikası Kurulacak ve imalata başlanacaktır. Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı’nın 2013 yılında yayımladığı “11. Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Şurası – Havacılık ve Uzay Teknolojisi Çalışma Grubu Raporu”nda ise “Önerilen Hedef ve Stratejiler Özet Tablosu”nda bölgesel havacılık ile ilgili aşağıdaki maddelere yer vermiştir; Bilimsel analize dayalı olarak yapılacak etüt çalışmaları neticesinde “atıl” durumda olduğu anlaşılan havalimanlarına yönelik olarak operasyonel talep yönetimi uygulanması yahut potansiyel olmadığının analizlere tespit edilmesi durumunda diğer ulaşım modlarının (intermodal erişimin) ve "bölgesel havalimanı" konseptinin değerlendirilmesi. Bölgesel havayolu taşımacılığının geliştirilmesi; kârlı olmayan noktalara da sefer düzenleyerek kamu hizmeti sağlayan havayolu şirketleri için teşvik mekanizmalarının geliştirilmesi. Her iki raporda da öne çıkan “atıl havaalanları”, bölgesel havayolu taşımacılığı açısından kilit noktalardan biri olarak görülmektedir. “Her ile bir havaalanı” düşüncesiyle geçmiş zamanlarda büyük yatırımlarla yapılan ve çeşitli sebeplerden ötürü atıl durumlarda kalan birçok havaalanı için de bölgesel hava taşımacılığı yeni bir 367 seçenek olarak ortaya çıkacaktır. Ülkemizdeki atıl havaalanlarının bir kısmının tekrar aktif hale getirilebilmesi, hem sivil havacılık sektörü hem de bölge ve ülke ekonomisin açısından olumlu bir katkı olacaktır. 3.1. Türkiye’de Bölgesel Uçak Kullanım Hedefleri Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı, “11. Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Şurası – Havacılık ve Uzay Teknolojisi Çalışma Grubu Raporu”nda “Geleceğe Yönelik Öngörü ve Beklentiler” başlığında, bölgesel havacılık faaliyetlerine ilişkin beklentilerini de paylaşmıştır. İlgili rapora göre, Türkiye iç hat pazarında birçok yerel havaalanının yolcu potansiyeli düşük gözüktüğü, bazı havaalanlarının ise teknik altyapı ve coğrafi şartlardaki yetersizlik sebebiyle Türkiye’deki mevcut Airbus ve Boeing filoları ile operasyon yapılmasına elverişli olmadığı belirtilmiş ve bu noktada bölgesel jet ve turboprop uçak ihtiyacının doğduğu belirtilmiştir (UDHB, 2013). Yine aynı rapora göre, atıl durumda bulunan havaalanlarımızdan uygun olanların, gereken bakım ve tamamlayıcı tesis faaliyetlerinin yapılmasının ardından, uygun turboprop uçakların seçimi ve iyi bir işletmecilik modeli ile çok düşük bölgesel taşımacılık maliyetlerine erişilebileceği belirtilmiştir. Buna ek olarak, bölgesel havacılık faaliyetlerinin destekleyen “vergi indirimleri, yatırım teşvikleri, tarife indirimleri, slot öncelikleri gibi” unsurların da geliştirilmesi ile yolcu talebinin artması, sektörün daha karlı ve daha güçlü hale gelmesi beklenmektedir (UDHB, 2013). İstanbul Ticaret Odası 2013 yılında yayımladığı “Türkiye’de Sivil Yerli Uçak Üretiminin Stratejik Analizi” başlıklı raporunda, bölgesel uçak olarak kullanılan turboprop ve bölgesel jetlerin kullanım / maliyet açısından karşılaştırmasına yer verdiği aşağıdaki tabloyu paylaşmıştır. Tablo 3: Turboprop ve Jet Uçakların İşletme Maliyeti/ Kullanım Açısından Karşılaştırması AVANTAJLAR TURBOPROP BÖLGESEL JET DEZAVANTAJLAR Gürültü Yakıt Ekonomisi Düşük Bakım Maliyeti Orta Menzil Yüksek Hız Az Gürültü Kaynak: İTO, 2013 368 Kısa Menzil Düşük Hız Yüksek Yakıt Kullanımı Yüksek Bakım Maliyeti Şekil 4: Bölgesel Jet – Turboprop Uçakların Karşılaştırması Kaynak: ATR, 2014. ITO’nun paylaşmış olduğu tablo ve ATR’nin raporunda yer verilen bilgiler ışığında turboprop uçak ve bölgesel jetin karşılaştırması yapıldığında ilk ön plana çıkan unsurun maliyet olduğu görülmektedir. Turboprop uçaklar yakıt ve bakım maliyetlerinde daha önde gözükürken, bölgesel jetlerin de daha hızlı olması ve uzun mesafelerde operasyon yapabilmesi öne çıkmaktadır. Bunun yanı sıra başta gürültü olmak üzere diğer etmenler de ele alındığında bölgesel jetlerin konfor açısından da bir adım önde olduğu ifade edilebilir. Yukarıdaki bilgiler haricinde, bölgesel uçak kullanım tercihi açısından potansiyel bölgesel havayolu kullanıcılarının da görüşünü almak faydalı olacaktır. Türkiye’nin ilk bölgesel havayolu Borajet, faaliyetlerine üç adet turboprop uçakla başlamış, sayısını daha sonra beşe çıkarmış ancak yolculardan gelen olumsuz geri dönüşler sebebiyle tüm filosunu turbofan (bölgesel jet) uçaklarla yenilemek durumunda kalmıştır (Airport Haber, 2014a). 3.2. Türkiye’de Bölgesel Uçak Üretim Hedefleri Türkiye’nin 2023 hedefleri arasındaki önemli unsurlardan biri milli uçak projesi olarak gösterilmektedir. Hem ülke ekonomisine getireceği katkı, hem de ülke teknolojisinin gelişimi adına birçok kurum / kuruluş tarafından da bu yatırımın desteklendiği ifade edilebilir. Buradaki en önemli soru olarak, Türkiye’nin kendi uçağını üretebilecek bilgi ve teknolojiye sahip olup olmadığı karşımıza çıkmaktadır. Yakın gelecekteki “milli uçak” projesiyle ilgili ayrıntılara geçmeden önce, Türkiye tarihinde Cumhuriyetin ilk yıllarından itibaren yaklaşık 20 yıllık süreci kapsayan uçak üretim sürecine göz atmakta fayda olacaktır. İsmail Yavuz’un 2013 yılında yayımladığı “Mustafa Kemal’in Uçakları – Türkiye’nin Uçak İmalat Tarihi (1923-2012)” adlı kitabında yer verdiği bazı ayrıntılar şu şekildedir; Vecihi Hürkuş, motoru savaştan kalan Yunan uçaklarından alınarak, gövdesi ve kanatları dâhil tüm diğer parçaları yerli malzemeler kullanarak 1923 yılında ilk Türk tayyaresini yapmıştır. Türkiye, 1926 yılında TOMTAŞ (Tayyare ve Motor Türk Anonim Şirketi) bağlı Kayseri Tayyare Fabrikasının dünyanın o zamanki en gelişmiş teknolojisiyle kurulmasını sağlamış ve 1939 yılına kadar tam 212 adet uçak lisans altında imal edilmiştir. Nuri Demirağ, 1936 yılında NuD-36 ve 1938 yılında NuD-38 uçaklarının tasarımları ile tüm parçalarını, motor haricinde kendi fabrikasında üreterek imal etmiştir. 1941 yılında Etimesgut Tayyare Fabrikası kurulmuş, 1950 yılına kadar THK-1’den THK-16’ya kadar özgün projelerle planör ve uçaklar imal edilmiştir. 369 Aynı hedef çerçevesinde 1948 yılında THK Gazi Uçak Motor Fabrikası, 1950 yılında ise Ankara Üniversitesi Rüzgâr Tüneli kurulmuştur. “Mustafa Kemal’in Uçakları” kitabında ayrıntılara fazlasıyla yer verilmekle birlikte, Thornburg Raporları adıyla anılan ve Türkiye’ye biçilen “basit tarım araçlarının imalatı ve montajından öteye geçilmemeli” düşüncesi nedeniyle, uçak fabrikalarımıza olan siparişler durmuş ve 1950’li yıllara gelinmeden tüm üretim sürecimiz sona ermiştir (Yavuz, 2013). Türkiye Cumhuriyetinin ilk yıllarında gerek özgün projelerle gerekse lisanslı üretim ile “uçak üretimi” konusunda kabiliyetini gösterdiği aşikârdır. Bunun yanı sıra, son yıllarda çeşitli kurum / kuruluşlarının da havacılık teknolojisi adına önemli çalışmalar yaptıkları bilinmektedir. Buna örnek olarak ülkemizin havacılık sanayisine dair çalışmaları aşağıdaki tablo ile özetleyebiliriz; Tablo 4: Türkiye’nin Havacılık Sanayindeki Projeleri KURUM THK Uçak İmalat A.Ş. HAVAARACI Türkkuşu / Speedfire Hürkuş Anka (İnsansız Hava Aracı) T129 Atak Helikopteri TAI MEVCUT DURUM 2015 Yılının 2. Yarısı Seri Üretime Geçilecek 29.08.2013’de ilk uçuşunu gerçekleştirdi. 30.01.2015’de ilk uçuşunu gerçekleştirdi. 17.01.2011’de ilk uçuşunu gerçekleştirdi. 2017 – 2020 arasında ilk teslimatların yapılması bekleniyor. JSF / F35 ORTAK (TAI, TEI, Havelsan, Roketsan, Aselsan) FX / TX 2023 yılında ilk prototip üretilecek. Kaynak: ilgili kurumların web sitelerinden derlenmiştir. Yukarıdaki tabloda bazı örneklere yer verilmekle beraber, “TAI, TEI, Roketsan, Havelsan ve Aselsan” gibi birçok kurum/kuruluş da yukarıdaki projelerin dışında birçok havacılık projesine aktif olarak destek vermekte ve ortaklık yürütmektedir. Geçmişte ve günümüzde yaşanan bu tecrübelerin yakın gelecekteki “milli uçak” projesine olumlu yansıyacağı da düşünülebilir. Bu noktada ilgili birçok kurum / kuruluş da yaptıkları çalışmalarla görüş, öneri ve tahminlerini paylaşmaktadır. İstanbul Ticaret Odası 2013 yılında yayımladığı “Türkiye’de Sivil Yerli Uçak Üretiminin Stratejik Analizi” başlıklı raporunda, “Sektörün Üretim Hedefleri” başlığında, “10. Ulaştırma Şurasının "Türk Sivil Havacılık filosunun 2023 yılında 100 geniş gövde, 450 dar gövde ve 200 bölgesel uçaktan oluşacağı tahminine” yer vermiştir (İTO, 2013). Dünya genelindeki tahminlerine ise aşağıdaki tabloda yer verilmektedir. Tablo 5: Küresel Temelde Bölgesel Uçak 2008 – 2028 Sektörel Öngörü Rakamları 20 – 59 Kapasite 60 – 99 kapasite 2008 Filosu Teslimatlar 3800 2100 300 5800 Uçuştan Ayrılanlar 2600 1000 2020 Tahmini Filosu 1500 6900 Kaynak: İTO “Türkiye’de Bölgesel Uçak Kullanımı” başlığında da bahsedildiği üzere, ülkedeki bölgesel havaalanların teknik altyapısı ve bölgedeki potansiyel yolcu sayısı dikkate alındığında, iç hatlarda bölgesel taşımacılık yapmak adına “bölgesel uçak” fikrinin daha uygun olduğu görülmektedir. Bu noktada, Alman Dornier firması ile 370 yapılan anlaşma ile ayrıntıları netleşen milli uçak ile ilgili bilgilere aşağıdaki tabloda yer verilmiştir (UDHB,2015). Tablo 6: Milli Uçak Projesinde Tanıtılan Bölgesel Uçaklar ve Özellikleri MODEL TRJ – 328 (Jet) T – 328 (Turboprop) TRJ – 628 (Jet) TR – 628 (Turboprop) KAPASİTE MENZİL (Km) HIZ (Km/s) 32 3270 750 60 - 70 1850 620 Milli uçak projesi konuşulmaya başlandığı andan itibaren özellikle yolcu kapasitesi ile ilgili birçok düşünce ve tahmin ortaya konmuştur. Sonuç olarak iki farklı tipte 32 ve 60 – 70 yolcu kapasiteli uçaklarda karar kılınmıştır. Bunun sebebine dair Devlet Hava Meydanları İşletmesi Genel Müdürü Serdar Hüseyin Yıldırım, “Türkiye’nin ihtiyacı olan uçakların 30 – 35 kişi kapasiteli olması, taksi – dolmuş uçak gibi kullanılması ve pervaneli olması gerektiği, 70 – 100 kişilik uçaklar ile sektörde rekabet şansı olmadığını” belirtmiştir (Airport Haber, 2015). DHMİ Genel Müdürü S.H.Yıldırım’ın belirttiği üzere 70 – 100 kişilik kapasite rekabetinde çok ciddi ve gelişmekte olan rakipler olduğu görülmektedir. Bunun yanı sıra Tablo – 1’de de detaylarını verdiğimiz, 30 – 35 kapasite civarında üretimini durduran üreticileri dışarıda bırakırsak Embraer gibi çok ciddi bir rakibimiz olduğu görülmektedir. Ayrıca 50 – 70 kapasitede, Embraer, Bombardier ve ATR gibi ciddi rakiplerin yanı sıra, Çin merkezli 70 – 80 kapasiteli modellerini tanıtan Xian Mia’nın da 2019 yılında sektöre adım atması beklentisi de büyük bir tehdit olarak düşünülebilir. Bu noktada, Türkiye’nin üreteceği bölgesel uçakların ekonomik ayrıntıları da sektörde rekabet adına önemli bir veri olarak değerlendirilmelidir. “Milli uçak” ile ilgili ayrıntılı bir bilgi henüz açıklanmamış iken üretim süreci için Türkiye’nin toplam 1,5 Milyar Amerikan Doları yatırım yapması beklenmektedir (NTV, 2015). Ayrıca bölgesel uçak sektöründeki arz talep dengesi de dikkate alınması gereken bir diğer ayrıntı olarak karşımıza çıkmaktadır. Son olarak, “yerli uçak” üretimi ile ilgili hedefler ortaya konulduktan sonra Savunma Sanayi İcra Kurulu (SSİK) çeşitli firmalarla yaptığı görüşmeler sonucu, tasarım ve imalat hakları Sierra Nevada Corperation’a (SNC) ait 2002 yılında iflas eden Alman Dornier firmasında karar kılındığı belirtilmiştir (Kokpit Aero, 2015). Buna ilaveten, bölgesel uçak sektöründe yaşanan yoğun rekabetle 2000’li yıllarda Hollandalı ünlü üretici Fokker, Birleşik Krallık’tan BAE ve Dornier’in iflasları sektörü duopolistik bir yapı haline getirmişti (Aviation Strategy, 2002). Bu bilgi doğrultusunda, Alman – Amerikan merkezli ve zamanında Avrupa Birliği komisyonlarında yardım ve destek almış ancak yine de iflastan kurtulamamış bir firmanın tercih edilmesi de eleştirilen konulardan biri olarak karşımıza çıkmaktadır (European Commission, 2003). 4. DEĞERLENDİRME Türkiye’nin çeşitli kurum / kuruluşlarla son yıllarda havacılık ve uzay sanayine yönelik teknolojik yatırımlar yapmakta olduğu bilinmektedir. TAI, TEI, HAVELSAN gibi çok önemli kurumların yaptıkları özgün tasarımlar / ortaklık / alt yüklenicilik gibi havacılığa yönelik faaliyetler, Türkiye’nin kendi uçağını üretebilecek bilgi / beceri / tecrübeye sahip olduğunu görebilmek açısından önemli işaretlerdir. Bunun yanı sıra, cumhuriyetin ilk yıllarında gösterilen kabiliyetler de bu noktada önemli teşvik unsurlarından biri olarak kabul edilebilir. Ancak tüm bunlar, bir ülkenin kendi uçağını üretebilmesi adına yeterli unsurlar mıdır sorusu da akıllara gelmektedir. Teknolojik altyapı / becerinin yanı sıra, bu sürecin ticari / ekonomik bir boyutunun da olduğu gözlerden kaçmamalıdır. 371 Bu noktada, Türkiye’nin “yerli uçak” üretimindeki misyonunun ne olduğunu anlamak önemlidir. Burada çeşitli ihtimallerden bahsedilebilir. İlk hedef teknolojik / ekonomik anlamda yatırımlar yaparak dünyada bu alanda öne çıkan ülkelerden biri olma isteği olabilir. Bunun yanı sıra, yerli uçak üretimi ile sadece bölgesel uçak pazarında pay sahibi olmak, diğer ülkelere ihracat yapmak değil, ülke teknolojisini geliştirebilmek de düşüncelerden biri olabilir. Bir diğer ihtimal olarak da, Türkiye’de atıl durumda bulunan havaalanları ve paralelinde o bölgeleri ekonomik / sosyal anlamda canlandırabilmek ve hava taşımacılığı hizmetini tüm halka yayabilme düşüncesinden de söz edilebilir. İlk olarak, Türkiye’nin üretmeyi planladığı modeller ve sektördeki durumu ele almak faydalı olacaktır. Ancak görünen bir gerçek var ki, üretimi planlanan her iki segmentte de ciddi üreticilerle rekabet yaşanması söz konusu olacaktır. TRJ – 328 ve T – 328 modellerinin (32 Kişi Kapasite) karşısında sektörün dev firmaları Embraer, Bombardier ve ATR rakip olarak gözükmektedir. Bunun yanı sıra ilgili araştırma / raporlarda da belirtildiği üzere 50 kapasite ve altı segmentte önümüzdeki 20 yıllık süre içerisinde bölgesel uçak talebinin ciddi oranda azalacağı tahmin edilmektedir. Bu noktada, TRJ-328 ve T-328 modellerinin ihracat düşüncesi ve sektörde pazar payı alabilme ihtimalinde oldukça zor ve ciddi bir rekabetle karşı karşıya kalınacağı anlamına gelmektedir. 60 – 70 yolcu kapasiteli TRJ – 628 ve TR – 628 modelleri için ise rekabet açısından benzer bir durum söz konusudur; bir farkla ki, 60 – 70 yolcu segmentinde 50 ve altı kapasiteye oranla ciddi bir talep artışı tahmin edilmektedir. Ancak, pazara Çin Halk Cumhuriyeti’nin de dâhil olması, yine rekabet açısından zorlayıcı bir faktör olarak öngörülebilir. Sektörün iki lider firması Embraer ve Bombardier’ın ise yeni modellerinde yolcu kapasitesini 100 ve üzerine taşımayı planlaması da aynı pazarda rakiplerin azalması anlamında bir avantaj olarak düşünülebilir. Bir diğer unsur olarak, üretimi planlanan 4 farklı projenin (2 farklı kapasite, 2 farklı motor) ekonomik anlamda da değerlendirilmesi gerekmektedir. Henüz “yerli uçak” ile ilgili kesin veriler paylaşılmadığı için çok detaylı ve net tahminlerde bulunmak çok doğru olmayacaktır. Ancak, her iki segmentte de uçakların operasyon maliyetleri ve doluluk oranları doğrultusunda birim maliyetleri, havayolu işletmelerinin bu uçaklara olan talebinde ciddi anlamda belirleyici olacaktır. Aynı şekilde, havayollarının kendi maliyetleri doğrultusunda belirleyeceği bilet ücretleri de uçaklara ve dolayısıyla ilgili havayolu firmasına olacak yolcu talebini de etkileyecektir. Şüphesiz ki, hem havayolu firmaları hem de yolcular açısından bu arz talep dengesini öngörebilmek için de uçaklar ile ilgili daha net veri / bilgilere ihtiyaç duyulmaktadır. Son olarak, “bölgesel yerli uçak” projelerini özetlemek gerekirse; her iki motor tipi arasında; turboprop uçakların yakıt ekonomisi ve pist performansında, bölgesel jetlerin ise hız, konfor ve ulaşım ağı konusunda birbirlerine oranla önde oldukları bilinmektedir. Türkiye pazarında her iki uçağın da kullanım hedefleri değerlendirildiğinde, yapılan açıklamalar doğrultusunda 32 kapasiteli T – 328 (Turboprop) modelinin öne çıktığı ifade edilebilir. Bunun sebebi ise Türkiye’deki atıl durumda bulunan havaalanlarının pist performanslarının ve bölgedeki halkın yolcu potansiyeli örnek olarak gösterilebilir. Bu noktada, bölgesel hava taşımacılığının atıl havaalanlarının değerlendirilebilmesi açısından önemli bir proje olduğu aşikârdır. Ancak, o bölgelerdeki diğer ulaşım alternatifleri ve havayolu taşımacılığına olan talebin çok iyi bir şekilde değerlendirilmesi zorunludur. Bunun yanı sıra, daha önce Borajet’in tecrübe etmiş olduğu ve filosunu değiştirmek zorunda hissettiği, yolcu algısı da önemli bir diğer faktördür. Turboprop uçakların gürültüsü ve yolculara güvensiz / emniyetsiz gelmesi konusunda da yolculara olumlu anlamda bilgilendirme / teşvik yapılması da gerekebilir. 5. SONUÇ Türkiye’nin “yerli uçak” üretimi projesinde hassas bir denge olduğu görülmektedir. Mutlaka, ekonomik ve teknik olarak bu projelerin detaylı bir değerlendirilmesi yapılmıştır. Bu bilgilerin kamuoyu ile paylaşılması ile beraber akıllarda oluşan tereddütler giderilebilir. Ayrıca, daha önce sektörde rekabet halinde ancak iflas etmiş olan bir üreticinin projesinin seçilmesi, hem kamuoyunda yine bir tereddüt olarak karşılanma, hem de “yerli uçak” kavramı konusunda inandırıcılığını kaybetme ihtimali de söz konusudur. Türkiye’nin üretim 372 kapasitesini arttırmayan ve teknolojik gelişime katkısı çok düşük (inşaat vb.) yatırımlar yapmak yerine, bu ve benzeri teknolojik yatırımlar yapması olumlu bir adım olarak görülmekle beraber “yerli uçak” projesine yapılacak yatırım maliyeti de arz – talep dengesi göz önüne alınarak değerlendirilmesi gereken önemli bir diğer unsurdur.Yerli uçak projesinin şekillenmesi ve detaylanması ile ileriki araştırmalar için hem daha teknik konuların hem de yatırım / operasyon maliyetlerin incelenmesi de faydalı olacaktır. Bunun yanı sıra, çalışmamızda yer verilmeyen ancak yerli uçak projesinin kullanımı ile dikkate alınmak zorunda olunan bakım faaliyetleri / bakım personeli gibi unsurlar da ileriki çalışmalar için önemli bir değerlendirme konusu olarak dikkate alınmalıdır. KAYNAKÇA Air Insight (2014), The 2014 Big Picture, http://airinsight.com/2015/03/20/2014-fleet-big-picture/, [08.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] Airliners Inform (2014), Regional Airline Ranking 2014, inform.com/rankings/regionals_2014.html, [29.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] http://www.airlines- Airport Haber (2014a), Borajet’ten Şok Karar!, http://www.airporthaber.com/havacilik-haberleri/borajettensok-karar.html, [12.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] Airport Haber (2014b), Yerli Savaş Uçağı İçin Son Aşamaya Gelindi, http://www.airporthaber.com/taihaberleri/yerli-savas-ucagi-icin-son-asamaya-gelindi.html, [06.08.15 tarihinde erişilmiştir.] Airport Haber (2015), Yerli Uçakta Detaylar Belli Oldu, http://www.airporthaber.com/havacilikhaberleri/yerli-ucakta-detaylar-belli-oldu.html, [06.08.15 tarihinde erişilmiştir.] ATR (2015), Regional Turboprop Market Outlook 2014 http://www.atraircraft.com/datas/download_center/42/market_outlook_2014_42.pdf, tarihinde erişilmiştir.] – 2033, [29.07.2015 Aviation Strategy (2002), Fairchild Dornier's insolvency: an RJ duopoly https://www.aviationstrategy.aero/newsletter/articles/1206/show, [17.08.15 tarihinde erişilmiştir.] now?, Bombardier (2014), Market Forecast 2014 – 2033, http://www.bombardier.com/content/dam/Websites/bombardiercom/supportingdocuments/BA/Bombardier-Aerospace-20140717-Commercial-Aircraft-Market-Forecast_2014-33.pdf, [29.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] Curtis, Rhoades ve Waguespack (2013), “ Regional Jet Aircraft Competitiveness: Challenges and Opportunities”, WorldReview of Entrepreneurship, Management and Sustainable Development, 9(3). ERA – European Regional Association (2014), The case for investing in the regional airline industry, http://www.eraa.org/sites/default/files/The%20case%20for%20investing%20in%20the%20regional%20airli ne%20industry.pdf, [08.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] European Commission (2003), Commission investigates second rescue aid package to German aircraft manufacturer Fairchild Dornier, http://europa.eu/rapid/press-release_IP-03-174_en.htm?locale=en, [22.08.15 tarihinde erişilmiştir.] Flight Global (2015), World Airliners Census 2015, Heerkens, Bruijn ve Steenhuis (2006), “The Rıght Product At The Wrong Tıme:The Downfall Of European RegıonalAırcraft Manufacturers”, EurOMA: European Operations Management Association, 2, 281-290. 373 https://d1fmezig7cekam.cloudfront.net/VPP/Global/Flight/Airline%20Business/AB%20home/Edit/WorldAirl inerCensus2015.pdf, [21.08.2015 tarihinde erişilmiştir.] ICAO – International Civil Aviation Organization (2004), Doc 9626: Manual on the Regulation of International Air Transport, http://www.icao.int/Meetings/atconf6/Documents/Doc%209626_en.pdf, [25.06.2015 tarihinde erişilmiştir.] İTO – İstanbul Ticaret Odası (2013), Türkiye’de Sivil Yerli Uçak Üretiminin Stratejik Analizi, Vezir Stratejik Danışmanlık & Kurumsal Finansman, İstanbul. Kokpit Aero (2015), SSİK’ten yerli yolcu uçağında Dornier 328 kararı çıktı, http://kokpit.aero/yerli-yolcuucagi-dornier-328, [12.08.15 tarihinde erişilmiştir.] NTV (2015), Yerli Uçağın Maliyeti 1,5 Milyar Dolar, http://www.ntv.com.tr/turkiye/yerli-ucagin-maliyeti-1-5milyar-dolar,ou3ddzwcdUOLpii5SFeu2w, [12.08.15 tarihinde erişilmiştir.] Sarılgan, A.E. (2007), Bölgesel Havayolu Taşımacılığı ve Türkiye’de Bölgesel Havayolu Taşımacılığının Geliştirilmesi İçin Yapılması Gerekenler, Eskişehir, Anadolu Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Doktora Tezi. SHGM – Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü (2010), Dolmuş Uçak İçin İzin Çıktı, http://web.shgm.gov.tr/tr/haberler/1325-dolmus-ucak-icin-izin-cikti [08.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] Steenhuis, Bruijn ve Heerkens (2005), “Overcapacıty In Regıonal Aırcraft Productıon”, EurOMA International Conference on Operations and Global Competitiveness, Budapest, Hungary, June 19-22, TAI - TUSAŞ Türk Havacılık ve Uçak Sanayi A.Ş., https://www.tai.com.tr/tr, [05.08.15 tarihinde erişilmiştir.] THK – Türk Hava Kurumu, Mevcut Projeler, http://www.thk-ucak.com/18-mevcut-projeler, [05.08.15 tarihinde erişilmiştir.] UDHB – Ulaştırma Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı (2015), İlk Yerli Uçağın Tanıtımı Yapıldı, http://www.udhb.gov.tr/haber-123-ilk-yerli-ucagin-tanitimi-yapildi.html, [05.07.2015 tarihinde erişilmiştir.] UDHB – Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Bakanlığı (2011), Türkiye Ulaşım ve İletişim Stratejisi: Hedef 2023, Ankara. UDHB (2013), 11.Ulaştırma, Denizcilik ve Haberleşme Şurası – Havacılık ve Uzay Teknolojileri Çalışma Grubu, Ankara. Wong, Pitfield ve Humphreys (2005), “The impact of regional jets on air service at selected US airports and markets”, Journal of Transport Geography 13 (2005) 151–163. Yavuz, İsmail (2013), “Mustafa Kemal’in Uçakları – Türkiye’nin Uçak İmalat Tarihi (1923-2012)”, İş Bankası Kültür Yayınları 374 Türk Hava Kuvvetlerinde Malzeme İhtiyaç Planlamasının (Mip) Lojistik Sistem Açısından Değerlendirilmesi Evaluation Of The Material Requirment Plan (Mrp) In Terms Of The Logistic System In Turkish Air Forces Süleyman Eray Yıldız1, İlhan Atik2 ABSTRACT: It’s a fact that logistics, a mean to survive on the battle field, was disciplined by military organizations and institutionalized between 1960 and 1970 after being accepted by civil sides. Decision support systems based on delivery of the necessities with the minimum cost and effective use of the resources. Decision support systems provides real-time and reliable information to managers to help making logic decisions using the system. The purpose of this study is to investigate Material Requirment Plan (MRP) which is used in resorce managment modüle of information system by Turkish Air Force and research is to present an understanding of the logic behind the MRP for both consumable and repairable materials. Data of MRP, parameters of MRP, operation of system for consumable and repairable items and obtaining the calculation results is the scope of the study. Key Words: Material Requirement Plan1, MRP 2, consumable and repairable materials 3. ÖZET: Temelde kökleri muharebe alanında hayatı idameye dayanan lojistiğin, askeri organizasyonlar sayesinde disiplin kazandığı ve sivil dünyada da kabul görerek özellikle 1960-1970 yılları arası kurumsallaştığı yadsınamaz bir gerçektir. Rekabet gücünü doğrudan etkileyen karar destek sistemleri, ihtiyacın farklı yerlerde bulunan ihtiyaç sahiplerine en kısa sürede asgari maliyet ile kaynakların etkin bir şekilde kullanılarak ulaştırılmasında büyük önem arz eder. Karar destek sistemleri sayesinde yöneticilere anlık, güvenilir bilgi akışı sağlanarak mantıklı kararlar almaları sağlanabilecektir. Bu çalışmanın amacı, Türk Hava Kuvvetleri Bilgi Sistemi Kaynaklar Yönetim Modülünde kullanılan Malzeme İhtiyaç Planlamasını (MİP) incelemek ve MİP’in tamirlik ve sarf malzemeler özelinde hesaplama mantığını ve fonksiyonlarını irdelemektir. MİP idame-işletmenin aksaksız olarak gerçekleştirilebilmesi amacıyla merkezi olarak yönetilen malzemelerin ihtiyaç sahiplerine ulaştırılabilmesi için karar vericiler ile tedarik faaliyetlerinde görevli personele, bir perspektif ve öngörü sunmayı amaçlar. Bu çalışmada, MİP hesaplanırken esas alınan veriler, MİP parametreleri, sarf ve tamirlik malzemeler için sistemin çalışması ve hesaplama sonuçlarının elde edilmesi fonksiyonları irdelenmiştir. Anahtar Kelime: Malzeme İhtiyaç Planlaması 1, MİP 2, Sarf ve Tamirlik Malzeme 3 1 2 Hv.ikm.Yzb., Hava Teknik Okullar Komutanlığı, erayyildiz15@hotmail.com Yrd.Doç.Dr.İkm.Yb., Hv.Astsb. Meslek Yüksek Okulu, iatik@tekok.edu.tr 375 GİRİŞ: İnsanlar yaşamın her safhasında, gerek özel gerekse iş hayatında sürekli olarak karar vermek zorundadırlar. İlgilenilen sorunlar çok basit olabildiği gibi içeriden ve dışarıdan bir çok faktörün etkilediği oldukça karmaşık sorunlar da olabilir( Rue &Byers,2003:68 ). Bu bağlamda karar verme nihai amaca ulaşma yolunda gerçekleştirilecek eylemlerde bulunmak için, seçeneklerin saptanıp, saptanan seçenekler arasından ussal olarak en doğru olanın seçilmesi olarak tanımlanabilir( Sucu, 2000:105 ). Kararların sadece verildiği anın ve sonuçlarının görülmesi yanıltıcı olabilir. Bir karar geçmiş bir davranışı ve gelecekteki sonuçları yansıtır. Bu nedenle karar vermeyi çeşitli safhalardan geçen bir süreç olarak görmek gerekir. Sadece kararın verildiği ana yani seçim aşamasına odaklanmak, bu seçimin yapılmasına ön ayak olan araştırma ve analiz etme gibi karmaşık süreçleri gözden kaçırmak olacaktır( Can,1991:208 ). Yöneticilerin asli görevlerinin karar almak ve alınan kararları uygulatıp takibini yaparak elde ettikleri dönütler neticesinde gerekli düzeltme ya da düzenlemeleri yapmak olduğunu söylemek yanlış olmaz. Özellikle büyük ve karmaşık organizasyonlarda görev yapan karar alıcılar yoğun bilgi akışı nedeniyle doğru kararlar alabilmek için sürekli akan bu bilgilerin anlamlandırılmasına ihtiyaç duyarlar. Bu ihtiyaç nedeniyledir ki Karar Destek kavramı Carneigie Institute of Technology’de 1950-1960 yıllarında yapılan teorik organizasyonel karar verme çalışmaları ile Massachusetts Institude of Technology’de 1960’lı yıllarda yapılan etkileşimli bilgisayar sistemlerinde teknik iş çalışmaları neticesinde ortaya çıkmıştır( Gökçen Y., Kılıç S, 2001: 81-95 ). Karar Destek Sistemi karar alıcıları belirli bir konuda desteklemeyi amaçlayan bilgisayara dayalı bilgi sistemi( Liang vd., 1997: 303-315 ) veya kendi başlarına karar vermeyen ve karar vericilere muhakeme yeteneklerini de kullandırarak karar verme esnasında yardımcı olan bilgisayar tabanlı bilgi sistemleri olarak tanımlanabilir( HERSH, M.A. ,1999 ). Karar Destek Sisteminin karar vericiye sağladığı başlıca faydaları şu şekilde sıralamak mümkündür: Karar vericinin bilgi sunma ve işleme kapasitesini ve karar verme etkinliği ile üretkenliğini arttırır. Karar vericiyle veri arasındaki iletişimi ve karar vericinin çok fazla zamanını alacak karmaşık problemlerin çözümünü kolaylaştırır. Verilen kararın kalitesini arttırır ve tutarlılığını sağlar. Problem çözümlerinde karar vericiye nazaran daha hızlıdır ve hata payı doldukça düşüktür. Sorun çözümü yerine sorunla ilgili düşüncelerin tanımlanması ve analizi veya çözülmüş problemlerin çözümlerini doğrulamak için kullanılabilir(Topçu,1995). 1. TARİHÇE: Türk Hava Kuvvetlerinin temelleri 1 Haziran 1911 tarihinde Harbiye Nazırı Mahmut Şevket Paşa tarafından Yeşilköy’de atılmıştır. 1939 yılına kadar Alman ve Fransız lojistik sistemleri benimsenmiştir. II. Dünya Savaşı sırasında İngiltere’den uçak tedarik edilmesi nedeniyle 1949 yılına kadar İngiliz lojistik sistemi uygulanmıştır. 1948 yılına gelindiğinde Truman Doktrini ve Marshall Planı doğrultusunda ABD’nin yaptığı malzeme yardımı dolayısıyla Amerikan lojistik sistemi Türk Hava Kuvvetleri tarafından benimsenmiştir. 1980’lerde F-16 uçaklarının envantere girmesi ve teknoloji alanındaki hızlı değişim ile ilk karar destek sistemi olan İhtiyaçlar Dağıtım Sistemi (İDS) 1988 yılında yapılandırılmaya başlanmış ve 1 Ekim 2011 tarihine kadar kullanılmış ve bu tarihten sonra yerini SAP tabanlı bir karar destek sistemi olan HvBS Kaynaklar yönetim modülü Malzeme İhtiyaç Planlamasına (MİP) bırakmıştır(Gnkur. Harp Tarihi Bşk.lığı,2014). 2. İDS’YE GENEL BAKIŞ İDS ihtiyaç hesaplaması malzeme bazlı olarak,. envanterde bulunan malzemelerin, ana muadil ilişkisi hariç birbiri arasında herhangi bir bağlantı olmadığı, malzeme hareketlerindeki talep değişiminin tedarik ve tamir için bağımsız olarak gerçekleşeceği, tedarik için gerekli kaynakların sınırsız olduğu ve belirlenen seviyelere uygun olarak depo doluluk oranının sağlanmasının yeterli olacağı gibi temel varsayımlar üzerinden hesaplama yapmaktadır. İDS sistemi, envanter yönetim modellerinden Metric algoritmik hesaplama yaklaşımını kullanarak, geçmiş 3 yılın kullanımını değerlendirmek suretiyle, gelecek 10 yılın tahminini hesaplamaktadır(RDS User Manual and System Functions Document,1994).Yapılan hesaplama neticesinde 376 yöneticiler, beklenmedik durumlar, plansız faaliyetler, hesaplamada kaynakların sınırsız kabul edilmesi, bütçenin yıllara sari ve 3 yıllık olarak kullanılması vb. özellikle tecrübeye dayalı kritik nedenlerle, üretilen işlem maddeleri üzerinde sistem kolaylıklarını kullanmak ve gerekçe belirtmek suretiyle değişiklik yapmakta ve tedarik süreci bu şekilde tamamlanmaktadır. Dolayısıyla İDS hesaplama mantığı, temel aldığı veriler üzerine ürettiği sonuçlarla her ne kadar doğru hesaplama yapsa da, hesaplama sonuçları birebir olarak düşük yüzdelerle gerçekleşebilmektedir. 2004 yılı 3’ücü dönemi ile 2010 yılı 3’üncü dönemi arası incelendiğinde; ortalama 9.464 kalem alım ihtiyacı çıkmış olmasına rağmen, dönem sonunda gerçekleşen kalem miktarının ortalama 3.803 seviyesinde, hesaplama sonucu üretilen stok numaralarından farklı stoklar ile gerçekleşen kalem miktarının ortalama 3.009 kalem seviyesinde, hesaplama ile birebir gerçekleşen kalem miktarının ortalama 794 kalem seviyesinde ve alımı gerçekleşmeyen kalem miktarının ise ortalama 5.508 kalem seviyesinde olduğu görülmüştür. Gerçekleşen rakamların içerisinde daha önceki hesaplama dönemlerinden devreden tedarikler de bulunmakla birlikte, bu durum tüm dönemler için geçerli olduğundan olarak ihmal edilmiştir. Hesaplama sonucunda tedarik işlem maddesi yaratılmasına rağmen tedarik kaynağı değişerek gerçekleşen alımlar ise ortalama yaklaşık 25 kalem olup, birebir gerçekleşen miktar içerisinde değerlendirilmiştir. Gerçekleşme miktarlarının hesaplama miktarına oranları değerlendirildiğinde ise, hesaplama sonucuüretilen alım ihtiyaçlarının ortalama %57’sinin gerçekleşmediği, ortalama %9’unun birebir, ortalama %35’inin ise farklı bir stok numarası ile gerçekleştiği görülmektedir. 2007 yılı ortaları ile birlikte, alımı güncellenerek/değişerek gerçekleşen hesaplama kalem oranında artış, alımı gerçekleşmeyen kalem oranında azalış ve alımı hesaplama ile birebir gerçekleşme oranında ise artış trendi gözlemlenmektedir. Bu durum, 2010 yılında HvBS’nin de aktivasyon çalışmaları ile birlikte beklenen şekilde negatif bir trend ile hafif olarak tersine dönmektedir. Bununla birlikte, ortalama gerçekleşen miktar, hesaplama ile üretilen sonuçtan ortalama yaklaşık olarak %60 daha düşüktür. Bunun nedeni, askeri ortamlarda yaşanan belirsizlik ve sürekli harbe hazır olma ihtiyacının bütçesel ihtiyaçların önüne geçiyor olması olarak değerlendirilse de, hesaplama ile birebir gerçekleşen oranın hesaplamanın ortalama yaklaşık %9 civarında kalması, hesaplama ve tedarik sürecinde sistemsel ve teknik yetersizlikler de bulunduğunu ortaya koymaktadır(Güler,2012). 3. MİP GENEL BAKIŞ: Türk Hava Kuvvetlerinde, Sarf ve Tamirlik malzemeler özelinde MİP’in amacı; merkezi olarak yönetilen malzemelerin tedarik, modifikasyon, tamir, devam eden tedariki sona erdirme ve ihtiyaç fazlası malzeme ihtiyacını, stok numarası ve birlik bazında sevk ile stok seviyelerini hesaplamak ve bu faaliyetler için ihtiyaç duyulan bütçelemeyi yapmaktır. MİP geleceğin, geçmişte olduğu gibi devam edeceği kabulüyle geleceğe yönelik öngörülen ihtiyaçları hesaplayan ve geçmiş kullanımlara dayanan bir sistemdir. Bununla birlikte silah ve destek sistemlerindeki uçuş saatleri, sorti sayıları, motor çalışma saatleri ve silah atım sayılarındaki artış ve azalışları ‘Program Farklılığı’ adı altında hesaplamaya katarak ihtiyaçlardaki artış ve azalışları da tahmin edebilmektedir. Geçmiş kullanım verilerinin geleceği doğru olarak temsil etmediği durumlarda ise stok numarası için öngörülen artış ve azalışlar ile mevsimlik değişimler, “Teknik Farklılık” kullanımı ile hesaba katılır. MİP Ocak, Nisan, Temmuz ve Ekim aylarının ilk günü toplu olarak tüm stok numaraları için ya da ihtiyaca binaen ilgili Malzeme Yöneticisi tarafından ise günlük olarak koşturulabilir. Dönemsel MİP başarı ile koşturulduğunda sistem tarafından sonuç listeleri oluşturulur. MİP süreçleri, ihtiyaç listelerinin oluşturulması ile sonra erer ve yaratılan planlı siparişler ile Hv.K.K.lığı merkezi tedarik süreçleri başlar. Planlı sipariş üretilemeyen hesaplamalar için ise ayrı bir rapor üretilir. Herhangi bir ihtiyaç hesaplanmamış ve işlem görmesine gerek olmayan malzemeler ihtiyaç listesinde görüntülenmez; ancak söz konusu malzemelere ait hesaplamalar için hesaplama sonuç tabloları oluşturulur. Dönemsel hesaplama sonuçları için kullanılan ana veriler ile tedarik makamlarınca elle girilmiş ise hesaplamaya etki eden tüm parametreler ayrı tablolarda tutulur. Ayrıca söz konusu veri ve parametreler hesaplama anında hesaplamaya yönelik veri bütünlüğünü, tutarlılığını ve gelecekte olacak incelemeleri kolaylaştırmak amacıyla dondurulmaktadır, dolayısıyla geçmişte yapılmış bir hesaplamada çıkan sonucun sebebi istenildiğinde dondurulmuş tablodan çağırılarak incelenebilmektedir. 377 4. SİSTEMİN ÇALIŞMASI: MİP dönemsel ve özel hesaplama olarak ikiye ayrılır. Dönemsel hesaplama aşağıda belirtilen kriterlere göre seçilen stok numaralarının tamamı için üç ayda bir çalıştırılır. Planlı siparişlerin silinmesi, Eldeki ve sipariş durumundaki stokların okunması, MİP çalışması öncesi kontrollerin yapılması, Kullanımların MİP çalışma dönemi için sabitlenmesi, Stok seviyelerin belirlenmesi, MİP hesaplamasının yapılması, Planlı siparişlerin yaratılması, yaratılamayanların raporlanması ve çalışmasının tamamlanması işlem adımlarının çalıştırılması suretiyle gerçekleştirilir. Dönemsel hesaplamanın ilk iki adımının dönem başında mutlaka çalıştırılması gerekmektedir. Aksi takdirde eldeki ve sipariş durumundaki stok miktarları değişebilir. Diğer adımlar dönem başında çalıştırılmasa dahi dönemsel hesaplamayı olumsuz etkilemeyecektir. Bunun nedeni, sonraki adımlarda kullanılacak olan verilerin sistemde dönemsel hesaplama tarihi bazında kontrol edilerek geçmişe yönelik olarak alınabilmesidir. MİP sonucunda işlem yapılmak üzere 4 farklı işlem listesi üretilmektedir. Bunlar, 1. İdame İşletme faaliyetlerinde kullanılmak üzere stok seviyesi yetersiz olan malzemelerin belirlendiği Satın Alma Tavsiyesi İşlem listesi, 2. Onarım/revizyon ihtiyacı olan tamirlik malzemelerin belirlendiği Tamir tavsiye listesi, 3. Önceki dönemlerde tedarik/imalat faaliyeti başlatılan ve gelişen durum nedeniyle tedarik/imalatına ihtiyaç olmadığı değerlendirilen Sona Erdirme Tavsiyesi İşlem Listesi, (Tedarik ve İmalat faaliyeti henüz tamamlanmamış malzemeler için) Geçmiş üç yıllık kullanım durumu dikkate alındığında gelecek 10 yıllık ihtiyaç belirlendikten sonra hala fazla olduğu değerlendirilen ihtiyaç fazlası Tavsiyesi İşlem Listesi üretilmektedir. Malzeme İhtiyaç Planlaması, genel kapsamda Tedarik Tavsiye Koduna (TTK) göre dört farklı hesaplama yöntemi içerir. Bunlar TTK "J" olan malzemeler (Teçhizat), TTK "Z" olan malzemeler (Seviye ile yönetilen), TTK "C" olan Sarf Malzemeler ve TTK "C" olan Tamirlik Malzemelerdir (Birlik / Merkez). 5. TTK “Z” OLAN MALZEMELER: Bu malzemeler tahminleme yapılabilmesi için yeterli miktarda geçmiş kullanım verisi bulunmayan ve bu nedenle Sistem ve Malzeme Yöneticilerin yapmış oldukları girdilere istinaden belli bir seviyede stoklanması gereken malzemeler ile emniyet yedeği olarak tutulan malzemelerdir. Seviye ile yönetilen malzemeler, TTK "Z" verilerek yönetilir. Bu malzemelerin ihtiyaç hesaplaması, belirlenen seviyelere (Yönetim Seviyesi ve Kritik Seviye) istinaden yapılır. Geçmiş kullanım, ihtiyaç miktarını etkilemez. Seviyeler, malzeme yöneticisi tarafından girilir. Ancak sistem yöneticisinden de teknik konularda destek alınabilmektedir. Malzeme Yönetim Seviyesi, Envanterimizde olmasını istediğimiz miktardır ve girilmesi zorunludur. Kritik Seviye ise girildiği durumlarda, tedarik faaliyetini tetikleyecek miktardır. Zorunlu değildir ve Malzeme Yönetim Seviyesinden büyük olamaz. TTK "Z" olan malzemeler düzensiz kullanılan geçmiş kullanımı, sık olmayan, periyodik arıza yapmayan veya değiştirilmeyen malzemelerdir. Sadece emniyet yedeği olarak tutulan ne zaman kullanılacağı belli olmayan ama ihtiyaç anında hemen karşılanması gereken malzemelerdir. 6. TTK “C” OLAN MALZEMELER: Tedarik tavsiye kodu "C" olan sarf ve tamirlik malzemeler, düzenli ve aktif olarak kullanılan malzemelerdir. Bu malzemelerin ihtiyaç hesaplaması, başta geçmiş kullanım bilgisi olmak üzere birçok parametre kullanılarak hesaplanır. "C" kodu verilen malzemelerde, malzeme yöneticisinin girdisine ihtiyaç duymaksızın, ihtiyaç hesaplamasında belirlenen birlik destek seviyelerine istinaden itme sistemi vasıtasıyla sistem tarafından yönetim desteklenir. Bir anlamda bu malzemelere "kendi kendini yöneten malzemeler" denilebilir. 378 Hesaplama anından, geriye dönük son 12 dönemlik kullanımlar, hesaplamaya alınır. Malzemenin ilk kullanımının üzerinden 6 aydan (180 gün) az bir süre geçmiş ise, henüz yeterli istatistiki ortalama veri oluşmadığı için ihtiyaç hesaplamasının geçmiş kullanıma yönelik kısmı yapılamaz. Gelecek ihtiyaçlar belirlenirken, ilerideki çeşitli takvim noktaları seçilir ve bu noktalardaki ihtiyaçlar belirlenerek karşılaştırılır. 7. MİP’i ETKİLEYEN PARAMETRELER: MİP’in sonucuna direkt olarak etki eden parametreler aşağıda verilmiştir. 7.1. İstek ve Gönderme Süresi: Faal bir malzemenin bir birlik deposundan çıkıp diğer birlik tarafından irat edilerek depolandığı süre toplamıdır. 7.2. Birlik Tamir Süresi: Gayri faal bir malzemenin ikmal deposundan alınarak birlik onarım atölyelerinde onarılıp tekrar ikmal sistemine faal olarak iade edildiği süre toplamıdır. 7.3. Merkez Tamir Süresi: Gayri faal bir malzemenin bulunduğu birlikten onarım merkezine gönderilerek faal edildiği ve ikmal sistemine (merkez deposuna) faal olarak iade edildiği süre toplamıdır. 7.4. Tedarik Temin Süresi: Malzeme ihtiyacının yaratıldığı günden (dönemlik MİP veya manuel), malzemenin envantere girdiği güne kadar geçen süre toplamıdır. 7.5. Yeniden İstek Periyodu: Satın alma ihtiyacının kaç dönem için hesaplanacağını gösteren sayıdır. Yeniden istek periyodu her kullanımdan sonra yeni dönemde satın alma ihtiyacı çıkmasını engeller ve satın alma ihtiyacının toplu olarak belirlenen periyotlarda çıkmasını sağlar. Örneğin, periyodu 4 olan malzemenin satın alma ihtiyacı 1 yıllık hesaplanarak satın almaya çıkılacaktır. Yeniden İstek Periyotları, Hv.K.K.lığı tarafından belirlenen standart değerlerdir. değiştirilemez bir parametredir. 7.6. Tarih Kısıtlamaları: Geçmiş kullanımda oluşan düzensizliklerin önlenmesi veya geçmişteki kullanımların ve sürenin dikkate alınmasının engellenmesi amacıyla kullanılan özel kontrol sistemleridir. Tarih kısıtlamaları, NSN Ana Verisi Güncelleme Ekranında veya Planlı Sipariş iş akışında girilebilir. Tarih kısıtlaması ikiye ayrılır; Özel Tarih Kısıtlaması, sistem yöneticisi tarafından sistem ve birlik bazında girilir ve NSN’in sadece o birlikteki seçilen sistem kullanımlarını kısıtlar. Tam Tarih Kısıtlaması ise Malzeme yöneticisi tarafından stok numarası bazında girilir ve o NSN'nin tüm kullanımlarını kısıtlar. 7.7. İhtiyaç Üzerini Hesaplama: MİP esnasında, malzeme için ihtiyaç fazlası (disposal) hesaplamasının yapılmasını engeller. 10 yıllık zaman dilimi için ihtiyaç hesaplaması yapar. 10 yılın ihtiyacını karşılayacak miktardan daha fazla malzeme varsa bu stok numaraları, incelenerek işlem yapılmak üzere ihtiyaç fazlası irdeleme listelerinde (disposal list) yer alır. Ancak gerekçeleri belgelendirilerek 10 yılın üzerindeki ihtiyaçları karşılayacak miktarda malzeme tedarik edilmesi vb. durumlarda, bu malzemelerin ihtiyaç fazlası irdeleme listelerinde yer almasını engeller. 7.8. Önceden Dağıtım Seviyesi: Birlikler tarafından görev etkinliğinin kısa sürede yerine getirilebilmesi amacıyla bulundurulması gereken tamirlik malzemeler için oluşturulan seviyedir. Birlik tarafından teklif edilen seviyeler, malzeme yöneticisinin onayı ile oluşur. Bu seviye, Birlik Destek Seviyesi içine doğrudan eklenir. 7.9. Sabit Seviye: Sistem tarafından hesaplanan birlik stok seviyesinin yeterli olmadığı durumlarda, malzeme yöneticisinin belirleyeceği seviye sisteme girilebilir. Sabit seviye kurulması durumunda, sistem tarafından belirlenen Birlik Destek Seviyesinin yerini alır. Sabit seviye kurulan birlikler için, her kullanımdan sonra eksilen miktar kadar gönderme çıkar. 7.10. İlk Destek Yedek Seviyesi (ISSL): Üç amaçla kullanılabilir; envantere yeni giren bir sistem/ünitenin ilk çevrim yedeklerini oluşturmak, envanterde olmasına rağmen herhangi bir birlikte ilk defa konuşlandırılacak 379 sistemler için çevrim yedekleri oluşturmak, NSN'si değişen malzemeler için çevrim yedekleri oluşturmak. Sistem yöneticisi tarafından sistem ve birlik bazında girilir ve Birlik Destek Yedek Seviyesi içine doğrudan eklenir. 7.11. Program Farklılığı: Uçuş tasarısı, kullanım sıklığı gibi programlarda yapılan değişiklikleri sisteme yansıtarak kullanım tahminlerini şekillendirmeye yarar. Malzeme ihtiyaç planlaması, geçmiş koşulların devam edeceği varsayımına dayanarak çalışır. Örneğin; geçmiş üç yılda 1200 saat uçuş gerçekleştirildiğinde 20 kere arızalanan bir ünite için gelecek üç yılda yine 1200 saat uçuş gerçekleşecek ve ünite 20 kere arızalanacak varsayımında bulunur. Ancak uçak, radar vb. sistemler ile ünitelerin çalışma programları (tasarılar) dönemlik bazda değişiklik gösterebilir. İşte bu uçuş tasarısı, kullanım sıklığı vb. oluşan değişikliklere program farklılığı adı verilir. Bu durumda, daha doğru bir ihtiyaç planlaması için bu program değişiklikleri (+ veya -) sisteme tanıtılmalıdır. Program farklılığı girilmeden önce, farklılık bilgisinden etkilenmesi istenilen malzemenin hangi farklılık tipinden etkilenmesi gerektiği stok numarası bazında belirtilir. Dört farklı program farklılık tipi mevcuttur: Sorti Sayısı, Uçuş veya Çalışma Saati, Motor Çalışma Saati, Silah Atım Sayısı. Program Farklılık Tipi, sistem yöneticisi tarafından girilir. 7.12. Teknik Farklılık: Korozyon, modifikasyon vb. teknik nedenlerden dolayı malzemenin normal kullanımının dışında (yukarısında veya aşağısında) bir kullanım ön görülüyorsa, bu öngörüyü sisteme yansıtarak kullanım tahminlerini şekillendirmeye yarar. Malzeme ihtiyaç planlaması, geçmiş koşulların devam edeceği varsayımına dayanarak çalışır. Örneğin; geçmiş üç yılda 20 kere arızalanan bir ünite için gelecek üç yılda yine 20 kere arızalanacağı varsayımında bulunur. Ancak modifikasyon, revizyon, korozyon gibi teknik nedenlerle ünite veya MRL'in arıza karakteristiği değişiklik gösterebilir. İşte bu değişikliklere, teknik farklılık adı verilir. Bu durumda, daha doğru bir ihtiyaç planlaması için bu teknik değişiklikler (+ veya -) sisteme tanıtılmalıdır. 7.13. Tamir Farklılığı: Tamirlik malzemelerin onarım sıklığı değiştiğinde, bu değişikliklere oranla MRL malzemelerin ihtiyacını şekillendiremeye yarar. Sistem tarafından hesaplanır; değiştirilen bir değer değildir. 7.14. Harp Yedeği Farklılığı: İstenilen oranda harp yedeği miktarının hesaplanarak ihtiyaç miktarının içerisinde yer almasını sağlar. Malzeme ihtiyaç planlaması, işletme idame yedeklerini hesaplamak amacıyla kullanılmaktadır. Bunun yanında, belirtilen oranlarda harp yedeği hesaplaması yapabilecek yeteneğe sahiptir. 7.15. Standartlar Tablosu: Malzeme ihtiyaç planlamasında kullanılmak üzere bazı değerler standart olarak belirlenmiştir. Bu değerlerden bazılarının yerine stok numarası bazında girilecek özel değerler kullanılabilir. Standartlar tablosunda yer alan değerler; Merkez Tamir Süresi, Yeniden İstek Periyodu, Birlik Tamir Süresi, Birlik Güvenirlik Derecesi, İstek ve Gönderme Süresi, Toplam Güvenirlik Derecesi, Tedarik Temin Süresi, Poisson Dağılım Süresi. 7.16. Birlik Güvenirlik Derecesi: Birlik güvenlik derecesi, gelecek dönem birlik kullanımlarını tahmin ederken eklenen emniyet payını hesaplamada kullanılır. Örneğin, bir malzeme 30 günde 4 adet kullanılacak diye tahminde bulunabilir. Ancak gerçek kullanımın tahminimizin üzerinde (5, 6, 7 vb.) gerçekleşme olasılığı vardır. Bu durumda, bu olasılığı "birlik güvenlik derecesi" oranında hesaba katılır. 380 7.17. Toplam Güvenirlik Derecesi: Toplam güvenlik derecesi, gelecek dönemlerin toplam kullanımlarını tahmin ederken eklenen tedarik emniyet payını hesaplamada kullanılır. Örneğin, kullanımda olan bir malzeme yeniden tedarik edilene kadar geçen sürede 225 adet kullanılacak diye tahminde bulunabilir. Ancak gerçek kullanımın tahminimizin üzerinde (250, 300, 320 vb.) gerçekleşme olasılığı vardır. Bu olasılığı "toplam güvenlik derecesi" oranında hesaba katılır. 8. SARF MALZEME KULLANIMLARI: Sarf malzemeler için rapor edilen üç tip kullanım vardır. Bunlar, Kullanımı artış yönünde etkileyen, fiilen tüketimler (sarf) (+) Kullanıma azaltma yönünde etki ederek tüketimden düşülen ters kayıtlar (-) ve Faal iadelerdir (-). Tüketim miktarlarının sistemdeki malzeme hareketleri üzerinden elde edilebilmesi için faal depolarda yapılan; Sarf malzeme tüketimi” ve Sipariş için tüketim hareketi ile yapılan sarf miktarları toplanır. Sarf malzeme tüketimi” ve Sipariş için tüketim” hareketleri ile yapılan ters kayıt miktarları (iptal) ve yine aynı hareketler ile yapılan faal iade miktarları bu toplamdan düşülür. Çıkan miktar kullanım miktarı olup, bu miktar yukarıda da belirtildiği gibi günlük olarak kaydedilir. Ters kayıtlar ve iadeler her zaman içerisinde bulunulan döneme ait tüketim miktarını azaltır. Bu azalma tüketim miktarını negatif yapsa da devam eder. Dönemsel geçmiş 12 dönemlik kullanım tablosundan faydalanılarak günlük tüketim oranı hesaplanırken, negatif tüketim miktarları kendinden bir önceki dönem ile mahsuplaştırılır. Eğer hesaplamaya esas teşkil eden geçmiş dönemler boyunca yapılan tüketimlerin mahsuplaştırma sonucu negatif ise tüketim değeri sıfır olarak alınır (Güler Ç.U., Toydaş M., Güzey R., Topaloğlu İ., Geçer A., Güçlü H, 2013:52-55). 9. BİRLİK TAMİRLİK MALZEME KULLANIMLARI: Birlik seviyesi tamir edilebilen bir malzeme arızalandığında birlik tamir atölyelerinde tamir veya kal edilebilir. Eğer malzeme tamir edilebilirse malzeme o birliğe RTS (birlikte tamir edildi) olarak yazılır. Eğer malzeme tamir edilemez de kal edilirse birlik seviyesi kal edildi şeklinde bir KAL kaydı yazılır. Bu malzemeler için bunlar dışında bir kayıt alınmayıp tüketim miktarı olarak RTS ve KAL miktarlarının toplamı alınır.RTS miktarını elde edebilmek için sistemdeki tüm malzeme hareketlerinden tamirden faal depoya yapılan malzeme hareketleri toplanır. Bu hareketler tamir siparişlerinin aktif olarak kullanılmakta olduğu birliklerde tamir siparişlerine istinaden faal depoya yapılan MG mal girişi” hareketleri ile diğer birliklerdeki merkezi ve birlik onarımlarına ait kontrol numaralarına istinaden faal depoya yapılan Malzeme Tüketimi” hareketleridir. Eğer RTS kaydının oluşmasına neden olan bu hareketleri için daha sonra herhangi bir nedenle ters kayıt alınırsa bu ters hareketler de RTS miktarından düşülür. Tüketim miktarının bir diğer bileşeni olan KAL miktarları da depolardan kal hareketi olan Hurdaya çıkarma” ve Hurda bloke stok” hareketleri ile yapılan çıkış miktarlarının toplamıdır. Eğer KAL miktarını oluşturan bu hareketler ile ilgili daha sonra ters kayıt alınırsa bu ters hareketler de KAL miktarından düşülür (Güler Ç.U., Toydaş M., Güzey R., Topaloğlu İ., Geçer A., Güçlü H, 2013:55-57). 10. MERKEZ TAMİRLİK MALZEME KULLANIMLARI: Merkez seviyede tamir edilebilen tamirlik malzemeler için hem birlik hem de merkezi kullanımlar söz konusudur. Birlik Tamirlik malzemelerinde olduğu gibi, arızalanan bir malzeme öncelikle birlik imkânları ile tamir edilmeye çalışılır, eğer tamir edilebilirse bu kayıt birlik seviyesinde bir RTS olarak yazılır. Malzemenin tamir edilemediği durumda ise, birlik KAL yetkisi olmadığından tamir merkezine gönderilir ve birlik seviyesinde bir NRTS (birlikte tamir edilemedi) kaydı atılır. Dolayısıyla birlik seviyesinde bu malzemeye atılan iki kullanım kaydı tipi RTS veya birlik NRTS olabilir. Birlik seviyesindeki RTS miktarları Birlik Tamirlik tipi malzemelerde olduğu gibi Mal girişi ve malzeme tüketimi ve bunların ters kayıtları üzerinden hesaplanarak yazılır. NRTS miktarlarını elde edebilmek için ise sistemdeki tüm malzeme hareketlerinden gayri faal malzeme deposundan (Hava İkmal Bakım Merkezi) HİBM’lere yapılan Birlikler arası Gönderme Çıkışı hareket miktarları alınır. Herhangi bir sebeple bu hareketlerden iptal edilip terse alınan miktarlar da NRTS miktarından düşülür. 381 Merkezi Tamirlik malzemelerde NRTS olarak merkeze gelen malzemeler ya tamir edilerek merkezi seviye tamir kaydı (RTS) atılır, ya da kal edilerek merkezi seviye kal (KAL) kaydı atılır. Dolayısıyla merkez seviyesinde tamirlik malzemeye atılan iki kullanım kaydı tipi merkez seviye RTS veya merkez seviye KAL dir. Merkez seviyedeki birliklerde atılan NRTS kayıtları, o merkeze birlik kullanımı olarak yansıtılmaktadır (Güler Ç.U., Toydaş M., Güzey R., Topaloğlu İ., Geçer A., Güçlü H, 2013:56). 11. TÜKETİM ÖNGÖRÜSÜNÜN HESAPLANMASI: Brüt ihtiyacın, gelecek tüketimle ilgili öngörüsüne (hesaplama tarih aralığı için öngörülen malzeme kaybı) istinaden hesaplanan bileşeni, 40 dönemlik hesaplama zaman aralığındaki her bir dönem içindeki gün sayısı ile toplam günlük kullanım oranının (TDDR Tüm Birlik DDR’larının Toplamı) çarpımı ile elde edilir. Unutulmamalıdır ki, hesaplama dönem başında değil, dönem içindeki herhangi bir günde yapılıyorsa, mevcut dönem 91 günden az olacaktır (Güler Ç.U., Toydaş M., Güzey R., Topaloğlu İ., Geçer A., Güçlü H, 2013:101109). 12. SARF MALZEME HESABI: Sarf malzeme hesabı, aktif malzemeler grubu hesaplamalarının en basit olanıdır. Tüm aktif malzemelerin ihtiyaç hesaplaması tüketime dayalı olarak yapılır. Bir diğer ifadeyle, geleceğe yönelik tahminler, geçmiş tüketim tarihçesine bakılarak yapılmaktadır. Tamirlik ve sarf malzemeler arasındaki temel fark, tanımlamalarından da anlaşılacağı üzere tamirlik malzemelerde tamir plan ve programı bulunmasıdır. Bundan dolayı, sarf malzemelerde ilgilendiğimiz tek kullanım, tüketimdir. Hesaplama öngörüsü 10 yılı (mevcut ve devam eden 39 dönem) kapsar. Hesaplamada kullanılan oran ve yüzdelerin geliştirilmesinde temel alınan geçmiş zaman aralığı ise en fazla 3 yıl olabilir (Güler Ç.U., Toydaş M., Güzey R., Topaloğlu İ., Geçer A., Güçlü H, 2013:101). 13. MERKEZ SEVİYE TAMİRLİK MALZEME HESABI: Merkez seviyesi tamirlik malzemeler birlik atölyelerinde tamir gören ya da tamir merkezine gönderilen malzemelerdir. Birlik tamir atölyelerinde tamir gerçekleşirse ‘Birlikte Tamir Edildi (RTS)’ kullanım kaydı, tamir merkezine gönderilen tamir için gönderilen tamirlik malzemeler iç