şükela:  tümü | bugün
  • performans gereksinimi ve çalışma prensibi nedeniyle sivil uygulamalara nazaran tasarımı oldukça zor olan soğutma sistemidir.

    askeri araçlarda, sivildeki gibi motor, şanzıman, klima kondenseri ve turbo kompresöründen çıkan havayı soğutan intercooler*a ek olarak, hidrolik sistemler ve varsa harici dişli kutularının da soğutulması gerekmektedir.

    sivil araçlarda olduğu gibi soğutma modülünü ön mazgalların hemen arkasına yerleştirerek, aracın hızından dolayı soğutma avantajı sağlayan ram etkisinden fayda sağlamak askeri araçlarda mümkün değildir. çünkü askeri araçların önüne yerleştirilecek bir soğutma modülü daha kolay hedef alınabilir bir hale gelerek aracın mobilitesini daha kolay kaybetmesine yol açabilir.

    bu nedenle, mazgallar aracın üst yüzeyine yerleştirilerek daha zor hedef alması sağlanmaya çalışılır. ayrıca mazgal bıçaklarının geometrisi tıpkı kompresör statorlarına benzeyecek şekilde tasarlanarak hava akışına direnci artırır. bunun nedeni genellikle 5083 zırh alümiyumu veya armox çelik zırhından tasarlanan mazgalların isabet alması durumunda hemen altında bulunan soğutma modülüne isabet gelmesini engellemektir.

    soğutma modülünde isabet nedeniyle meydana gelecek bir sızıntı, basınçlı soğutma suyunun sürekli akarak güç grubunun çok kısa sürede çalışamaz hale gelmesine neden olur.

    soğutma sisteminin tasarımındaki bu tarz kısıtlar nedeniyle, sivil uygulamalardakinin aksine çok daha güçlü bir soğutma fanına ihtiyaç duyulur. çünkü ram havasının avantajının kaybedildiği bir durumda soğutma fanı hava akışını 180 derece döndürerek çekmek modül üzerinden çekmek zorunda kalacaktır. buna ek olarak motor bölmesindeki sıkışık yerleşim de hava akışı üzerinde ek bir direnç yaratacaktır. askeri araçlardaki soğutma sistemini, sivil uygulamalardan ayıran en büyük fark budur.

    600 beygirlik dizel motora sahip ortalama bir zpt için soğutma fanının çöl ortamında yaklaşık 120 beygir güç çekmesini beklemek çok sıradışı olmayacaktır. askeri bir aracın soğutma sistemini en çok zorlayacak senaryoyu ortaya çıkarmak için proje sözleşmesini detaylıca incelemek gerekir.

    savunma sanayi müsteşarlığı açtığı projelerde genellikle nato iklim standardı olan stanag 2895’e göre a1 ve c1 iklim bölgelerini kullanır ve buna göre +49 ile -32 santigrat derece sıcaklıklar arasında proje isterlerinin sağlanmasını bekler. ortadoğu ülkelerinde bu sıcaklık limiti +55 santigrat dereceye kadar yükseltilir.

    sıcaklığın 55 dereceye göre tasarlanması durumunda aynı araç için kullanılacak fanın gücünün kabaca %15 oranında artırılması gerekir eğer soğutma modül alanını artırmak mümkün olmayacaksa ki genelde olmaz çünkü zırhlı araç üreticilerinin bu gövde modifikasyonunu yapması içinde başka riskler barındırır.

    bir diğer parametre ise aracın çıkacağı maksimum eğimdir. projelere/ülkelere göre değişmemekle birlikte maksimum eğim %60’tır. buna ek olarak maksimum muharebe ağırlığının da dikkate alınması gerekir.

    proje sözleşmesindeki sıcaklık, eğim ve muharebe ağırlığı verisi bir askeri aracın soğutma sistemi için en kritik üç veridir. yine de soğutma sistemi isterleri için yeterli değildirler. öncelikle aracın sahip olacağı diğer isterlerin de belirlenmesi gerekir.

    öncelik kuşkusuz motor ve şanzıman seçimindedir. net bir konsensüs olmasa da, askeri araçlardaki genel motor seçim kriteri ton başına 20 beygir olacak şekilde seçilir. bunun net olmamasının nedeni motor maksimum gücünün tek bir devir noktasını belirtmesi ve tork hakkında temel bilgi vermemesidir. bu konuyu tank motoru ve tork vs beygir gücü başlıklarında detaylıca işlemiştik.

    askeri araçlarda yüksek tork aktarım gereksinimi nedeniyle genellikle tork konvertörü olan otomatik şanzıman kullanılır. yalnız sivil şanzımanlı tork konvertöründen farklı olarak, bir üst vitesteki tork kaybının telafisinin olmayacağı düşük viteslerde lock-up clutch denilen ve krank ile şanzıman giriş dişlisi arasında bir mekanik bağlantıyı mümkün kılan bir debriyaj sistemi de bulunur.

    motor seçildikten sonra ona uygun şanzımanın da seçimi tamamlandıysa, aracın maksimum muharebe ağırlığında %60 eğimi hangi motor devrinde çıkacağını hesaplamak çok da zor olmayacaktır. bu hesaptaki tek noksan, palet veya tekerlek ile yol arasındaki kayıplar ve şanzıman çıkışındaki diğer güç aktarma elemanlarında yaşanacak kayıptır onu da önceki projelerden gelen data üzerinden veya uygun bir güvenlik katsayısıyla halledebilirsiniz. motorun tork/devir eğrisinde maksimum tork devir bandı tanımlıdır. araç genellikle bu bant içindeyken %60 eğimi çıkmaya çalışır.

    sıcaklık arttıkça, soğutma fanının çekeceği gücün dramatik bir şekilde artması gerektiğinden dolayı maksimum tork bandının alt devirlerine doğru ilerleyen bir devirde araç eğimi çıkmaya çalışacaktır. bunun nedeni devir arttıkça artan fanın güç gereksinimidir.

    ağırlık arttıkça ise, aynı eğimde yenilmesi gereken yerçekimi ivmesi bileşeni ile yol sürtünmesi artacaktır. max tork bandında ise eğer aktarma organlarının verimini sabit kabul edersek, palete veya tekerleğe aktarılan tork sabit kalacağından dolayı, %60 eğimin çıkılacağı hız ve motor devri düşecektir çünkü fan tarafından tüketilen güç aynı şekilde artacaktır.

    powertrain karakterine göre bu veriler de ortaya çıktıktan sonra, soğutma için kritik senaryolar çıkarılabilir. soğutma sisteminde, motor ve şanzıman birlikte soğutulur. soğutma hattında su önce motora oradan çıkıp şanzıman eşanjörüne bağlanır. birtakım uygulamalarda bu turbo havasının da bu suyla soğutulması denense de, motor firmalarının maksimum silindir giriş sıcaklığı kısıtları nedeniyle feasible olmadığından vazgeçilmiştir.

    soğutma için birkaç kritik senaryo vardır. bunlar aracın %60 eğimi tırmanırken ilk hızını aldığı devir, lock-up clutch açılmadan önceki son devir ve birinci vitesin %60 eğim sırasında kullanıldığı maksimum devirdir. bunların içinde soğutma için en kritik senaryo soğutma gereksiniminin maksimum olduğu senaryo değil, aracın %60 eğimi çıkabileceği en düşük hızı veren senaryodur.

    bunun nedeni, devir arttıkça motor soğutma suyu pompasının da deviri artarak daha çok soğutma debisi basması nedeniyle fan devrinin görece düşürülmesine veya aynı fan devrinde daha efektif bir soğutma performansına şans tanımasıdır. bu şans standart bir cross-flow ısı eşanjörü için çok yüksek olmamasına rağmen limitlerinde kullanılan bir soğutma sistemi için hayatidir. cross flow ısı eşanjörü için termal rezistansın çoğu hava akışında olduğundan dolayı iyileşen su debisinin eşanjör etkinliğine getirisi %1-2 arasında kalacaktır. bu noktada ısı eşanjörü modelleme adına yapılacak en iyi adım ntu modeli kullanmak, eşanjör üreticisinden alınan performans datasını bu modelle birleştirerek bu modeli fan devir algoritmasıyla entegre etmektir.

    tekerlekli askeri araçlar/paletli askeri araçlar

    tekerlekli araçların soğutma sistemi gövdenin diferansiyel ekseninin üzerinde kalmak zorunda olması ve askerî nedenlerle araç yüksekliğinin limitlenmesi nedeniyle paletli araçlara göre daha zordur. çünkü güç grubu yüksekliği daha dar olan bir alana sığdırılmak zorunda kalınır. bu da daha kompakt bir motor bölmesi demektir ve en sonunda havayı çevirecek soğutma fanı önünde daha çok basınç kaybına maruz kalacak bir akış görerek daha düşük debi üretir.

    aynı güçte motora sahip paletli versiyonuna göre tekerlekli araçta daha güçlü soğutma fanı kullanmak gerekir. aynı nedenle paletli araçlarda sıralı silindir dizilimine sahip motor kullanılırken, tekerlekli araçlarda v tipi motor kullanılır. bunun nedeni yüksekliği daha kısa olan v tipi motorun alçak gövdeli tekerlekli araca daha kolay sığmasıdır.

    özel maksatlı askeri araçlar

    sıradan amfibik araçlar sadece nehir gibi görece durgun suya sahip engelleri geçmek için kullanılırken, amfibik hücum aracı gibi bazı araçlar açık denizden salınarak karaya çıkartılmak üzere salınırlar. bunların en popüleri abd tarafından geliştirilen aav7 adlı araçtır. ssm de zırhlı amfibik hücum aracı adlı bir proje başlatarak bu tarz araçların kkk envanterine alınmasını sağlamak istemektedir.

    bu araçları özel yapan bir diğer nokta ise ton başına daha yüksek beygir gücüne ihtiyaç duymalarıdır. gerek sudaki yüksek drag kuvveti olsun, gerekse açık denizdeki güçlü akıntılara karşı koymak zorunluluğundan dolayı olsun, standart askeri araçlardaki ton başına 20 beygir gereksinimi, amfibik hücum araçlarında 28-30 beygir bandına kadar yükseltilir.

    tabii ki bu da çalışma senaryolarının yeni baştan değerlendirilmesi demektir. standart amfibik araçlara nazaran performans gereksinimlerinin özellikle de sudaki performans gereksiniminin yüksek olması nedeniyle, amfibik hücum araçları iki farklı soğutma sistemine sahip olacak şekilde tasarlanır. karadaki operasyonlarda konvansiyonel soğutma sistemi çalıştırılmakla beraber, suda sürüş boyunca araç deniz suyu kullanılarak soğutulur.

    suyun prandtl sayısı, havanınkinin yaklaşık 10 katı olduğundan dolayı ve denizde sonsuz su rezervi bulunduğundan dolayı, soğutma fanı tamamen durdurularak sintine pompasına benzer bir mantıkla çalışan pompalar suyu ikinci bir ısı eşanjörünün içine basarlar. suda operasyon boyunca motor/şanzıman hattındaki soğutma suyu ise yine bu eşanjöre basılarak soğutulur ve bu durumda fan tarafından çekilecek ton başına yaklaşık 2-3 beygirlik bir güç de fan yerine suda itki sistemine aktarılmış olur. kuşkusuz bunun aracın sudaki performansına %10-15’lik bir ekstra faydası olacaktır.
  • sen de son paragrafa kadar okuduysan;

    tıkla
  • askeri araçlardan soğuma sebepleri olarak gördüm bir an.

    ilgilileri için güzel ve detaylı açıklanmış sistem.
  • (bkz: acs)