Aerodinamik yüklerin belirlenmesi amaçlandığında yük ölçüm testleri yapılmaktadır. Farklı hız, açı ve model konfigürasyonlarında modele etkiyen aerodinamik kuvvetleri ve momentleri bulmak için dış balans ve iç balanslardan, test modelini istenen açıya getirebilmek için ise model hareketlendirme sisteminden faydalanılmaktadır. Çeşitli donanım ve yazılım bileşenlerinden oluşan rüzgâr tüneli balansları yüksek doğruluğa ve güvenilirliğe sahip ölçüm yapmayı mümkün hale getirmektedir. Dış balans sistemi test odasının dışında yer alırken farklı çap ve yük limitlerine sahip iç balanslar ise modelin içinde yer almaktadır. Tüm balanslar 3 kuvvet ve 3 moment olmak üzere 6 bileşenlidir. Test edilecek cismin geometrik ve aerodinamik özelliklerine göre hangi balansın kullanılacağına test öncesi yapılacak değerlendirmelere göre karar verilmektedir. Balans sistemleri -10 ile +45 ˚C sıcaklık değerleri arasında çalışmaktadır.

Yük aralıkları ve çalışma prensipleri birbirinden farklı olan balans tiplerinin kuvvet ve moment değerleri modelin ölçeğine ve bütünlenme şekline bağlıdır.

Dış Balans Sistemi

Ankara Rüzgâr Tüneli’nde bulunan dış balans sistemi test odasının altına yerleştirilmiştir. Elektromekanik olarak çalışan 6 bileşenli dış balans sistemi ile yüksek yük limitlerine sahip modellerin testleri gerçekleştirilebilmektedir. Dış balans sistemi birçok yük hücresi ve farklı tipte çelik iskelet yapıları içermektedir.

Yük Ölçüm Testleri 2

Dış Balans Limitleri

BİLEŞEN± AralıkTam Ölçekli Hassasiyet (0.02%)
Eksenel Kuvvet (N)35601,42
Yanal Kuvvet (N)89003,56
Normal Kuvvet (N)89003,56
Yuvarlanma (İng. Roll) Momenti (Nm)19000,76
Yunuslama (İng. Pitch) Momenti (Nm)35001,40
Yalpalama (İng. Yaw) Momenti (Nm)11000,044

İç Balans Sistemi

Ankara Rüzgâr Tüneli’nde 22 mm, 35 mm ve 44 mm çaplarında farklı yük limitlerine sahip 3 adet 6 bileşenli tutucu kol tipi (İng. Sting) iç balanslar kullanılmaktadır. Kullanımda olan iç balanslar %0.2’den küçük kalibrasyon hassasiyetine sahiptirler. 22 mm’lik iç balans ile maksimum 10 kg, 35 mm’lik ile maksimum 30 kg ve 44 mm’lik iç balans ile maksimum 50 kg ağırlığa sahip modeller test edilebilmektedir. İç balansların yük limitleri aşağıdaki tabloda verilmiştir. Tabloda yer alan normal kuvvet değerleri modelin ağırlığını da içermektedir. Model ölçeğinde beklenen aerodinamik yükler ve model büyüklükleri dikkate alınarak hangi iç balansın kullanılacağına yapılan analizlerle karar verilmektedir.

İç Balans Limitleri

BİLEŞENØ22mmØ35mmØ44mm
Eksenel Kuvvet (N)±80 N±375 N-500/+200 N
Yanal Kuvvet (N)±225 N±1000 N±1250 N
Normal Kuvvet (N)±225 N±1000 N±2500 N
Yuvarlanma (İng. Roll) Momenti (Nm)±10 N.m±150 N.m±200 N.m
Yunuslama (İng. Pitch) Momenti (Nm)±15 N.m±150 N.m±400 N.m
Yalpalama (İng. Yaw) Momenti (Nm)±15 N.m±100 N.m±200 N.m

Tünel bünyesinde bulunan model hareketlendirme sistemi kurulum ve devreye alma işlemlerinden sonra kullanıma hazır hale getirilmiştir. Model hareketlendirme sistemi dış balans sistemine entegre bir şekilde ve tutucu kol tipi iç balanslar ile de uyumlu şekilde çalışabilmektedir. Bu sistem sayesinde yüksek pozisyonlama hassasiyeti, hızlı ve hassas kuvvet ölçümü mümkündür. Bu sistem ile farklı hücum, yana kayma ve yuvarlanma açılarında otomatik bir şekilde testler gerçekleştirilebilmektedir. Test modeline yay sektörünün kılavuz rayı üzerinde hareket etmesiyle hücum açısı, tutucu kolun arka kısmında bulunan dairesel kısmın dönmesiyle ise yuvarlanma açısı verilmektedir. Yana kayma açısı ise dış balans sisteminde alt kısımda görülen döner iskelet yapısı kullanılarak verilmektedir. Model hareketlendirme sisteminin teknik özellikleri ve yük limitleri aşağıda verilmiştir.

Yük Ölçüm Testleri 3

MHS Teknik Özellikleri

EksenKapasiteHassasiyetHız
Hücum Açısı (α)-20º -> +50º0.025º0.1-2°/s
Yana Kayma Açısı (β)-30º -> +30º0.025º0.1-2°/s
Yuvarlanma Açısı-90º -> +270º0.025º0.1-6°/s
Sabit α β Taramaα: -20º+30º, β: -30º+30º  
Sabit α β Taramaβ: -30º+30º, α: -20º+30º  
Pozisyonlama Hassasiyeti ± 0.01º 

MHS Yük Limitleri

BileşenMin - Max
FX(-100) – (850) N
FY2500 N
FZ5000 N
MX250 Nm
MY500 Nm
MZ250 Nm

Model hareketlendirme sistemi ve dış balansın bütünlenmiş hali aşağıdaki fotoğrafta verilmektedir.

Yük Ölçüm Testleri 1