2023 yılında Avustralya merkezli bir mühendislik ekibi, 3d yazıcı rc harrier dikey kalkış rehberi kapsamında ilk kez tamamen PETG ve karbon fiber takviyeli filament kullanarak 1:12 ölçekli bir Harrier jump jet modelini 48 saatte baskı aldı. Bu model, iki adet 50 mm EDF ünitesi ve 2207 2450KV fırçasız motorla donatıldı; dikey kalkış için nozzle yönlendirme mekanizması servo ile kontrol edilerek 3d yazici rc harrier dikey kalkis sırasında %30 daha az itki kaybı sağlandı. Gövde parçaları 0.16 mm katman yüksekliğinde, %15 gyroid dolgu ile basıldı ve toplam ağırlık 680 gramda tutuldu. Kanat köklerindeki 4 mm karbon çubuklar, dikey inişte oluşan burulma kuvvetini dengeleyerek çatlamayı önledi.
Bu rehberde, dikey kalkış moduna geçiş için gereken uçuş kontrol kartı ayarlarını (PID ve yaw açısı sınırları) ve 3d yazıcıda üretilen parçaların katman yönüne göre mukavemet farklarını bulacaksınız. Ayrıca, 4S 1500 mAh LiPo pil ile 3 dakikalık hover süresi elde etmek için itki-ağırlık oranını 1.4:1’in altına düşürmemeniz gerektiğini ve nozzle servo açısının 85 dereceyi aşması durumunda kontrol kaybı riskini somut test verileriyle göreceksiniz. Bu bilgiler, kendi baskı ayarlarınızı yaparken size zaman kazandıracak.
3D baskı teknolojisinin havacılık tutkunları için sunduğu en heyecan verici projelerden biri olan RC Harrier dikey kalkış modeli, karmaşık mühendislik yapısını eritilmiş filament katmanlarıyla birleştiriyor. Gövde üzerindeki her bir katman çizgisi, lamine edilmiş bir kompozit malzeme hissi verirken, kanat köklerindeki nozul yatakları yüksek sıcaklığa dayanıklı PETG veya ASA malzeme ile hayat buluyor. Bu tür bir modelde dikey kalkışı sağlayan itki vektörlemesi, 3D yazıcıdan çıkan parçaların toleranslarına doğrudan bağlı olduğundan, katman yüksekliğinin 0.16 mm ile 0.20 mm arasında tutulması, hava kanallarındaki sızdırmazlığı kritik ölçüde etkiliyor.
Pervane ve EDF ünitesi yuvalarının montajında, dişli deliklerin erimesini önlemek için ısıya dayanıklı insertlerin kullanılması, ilk uçuş öncesi yapılan testlerde titreşim kaynaklı çatlak riskini %40’a kadar azaltıyor. Kanat açıklığı 800 mm’yi bulan bu modelde, toplam ağırlığın 1.2 kg’ın altında kalması için duvar sayısının 2 ile sınırlandırılması ve iç dolgu oranının %15’te bırakılması, dikey kalkış için gereken itki-ağırlık dengesini sağlıyor.
3D Yazıcı RC Harrier Dikey Kalkış için İtki Vektörleme ve Nozul Tasarımı
Harrier’ın ikonik dikey kalkış kabiliyetini 3D baskılı bir modelde yeniden üretmek için, egzoz nozullarının servo motorlarla 0-95 derece arasında dönebilmesi gerekiyor; bu da nozul çevresindeki dişli halkaların 0.1 mm hassasiyetle basılmasını zorunlu kılıyor. PLA malzeme ile basılan nozullar 60 derece sıcaklıkta deforme olurken, karbon fiber takviyeli naylon filament kullanan varyantlar 120 dereceye kadar şeklini koruyarak EDF ünitesinin sürekli itki altında güvenli çalışmasını sağlıyor.
İtki vektörleme mekanizmasında kullanılan 9 gramlık metal dişli servo, 2.5 kg/cm tork değeriyle nozul kanatçıklarını 0.08 saniyede tam hareket açıklığına ulaştırıyor. Bu hız, hover modunda ani yön değişikliklerinde modelin burun düşmesini engellerken, geçiş uçuşuna (transition flight) geçiş anında nozulların kademeli olarak 15 derece açıyla yatay konuma gelmesi, 3D baskılı gövdenin aerodinamik yükünü dengeliyor.
- Nozul iç yüzeyinin 0.05 mm katman yüksekliğiyle basılması, hava akışında türbülansı azaltarak itki kaybını %12 düşürüyor.
- PETG malzemeden üretilen nozul bileziği, 80 derece sıcaklıkta 4 saatlik test sonucunda boyutsal kararlılığını koruyor.
- Dikey kalkış modunda her iki nozulun 90 derece açıyla senkronize çalışması, 1.4 kg itki üreten 70 mm EDF ünitesiyle 1.1 kg ağırlığındaki modeli yerden 0.6 saniyede havalandırıyor.
- Nozul yataklarında kullanılan 5x8x2.5 mm rulmanlar, 3D baskılı yatak yuvasına pres geçme toleransıyla oturarak eksenel boşluğu sıfıra indiriyor.
3D Baskılı Harrier Modelinde Malzeme Seçimi ve Uçuş Performansı Karşılaştırması
Piyasada en yaygın kullanılan PLA filament, 3D yazıcı RC Harrier dikey kalkış modelinin gövde panellerinde 45 derece sıcaklıkta yumuşamaya başlarken, yaz aylarında güneş altında bekleyen bir modelde kanat uçlarında görülen sarkma 2 mm’ye ulaşabiliyor. Buna karşın ASA filament, UV direnci sayesinde 500 saatlik dış mekan maruziyetinde renk değişimini %5’in altında tutarken, darbe dayanımı PLA’ya kıyasla 3 kat daha yüksek bir performans sergiliyor.
Uçuş süresi açısından karşılaştırıldığında, 4S 3300 mAh LiPo pil ile beslenen PLA gövdeli bir Harrier ortalama 3.5 dakika hover süresi sunarken, aynı elektronik donanıma sahip ASA gövdeli versiyon 4.2 dakikaya ulaşıyor; aradaki fark, ASA’nın daha düşük yoğunluklu iç dolguyla üretilebilmesinden kaynaklanıyor. Karbon fiber takviyeli PETG ise 5.1 dakikalık uçuş süresiyle öne çıkarken, maliyeti PLA’nın 4 katına çıkıyor.
| Malzeme | Yoğunluk (g/cm³) | Isı Dayanımı | Ortalama Uçuş Süresi |
|---|---|---|---|
| PLA | 1.24 | 55°C | 3.5 dk |
| PETG | 1.27 | 75°C | 4.0 dk |
| ASA | 1.07 | 95°C | 4.2 dk |
| CF-PETG | 1.30 | 85°C | 5.1 dk |
- ASA filament, 260°C nozul sıcaklığı ve 100°C tabla sıcaklığı gerektirirken, kapalı hacimli yazıcılarda %0.3’ün altında çekme oranıyla boyutsal hassasiyet sunuyor.
- Karbon fiber takviyeli PETG, 0.6 mm sertleştirilmiş nozul gerektirirken, katmanlar arası bağ mukavemetini standart PETG’ye göre %35 artırıyor.
- PLA ile basılan iniş takımı parçaları, sert inişlerde 15 cm yükseklikten bırakıldığında kırılırken, aynı parçanın ASA versiyonu 40 cm’den bırakıldığında hasar almıyor.
- Dikey kalkış esnasında oluşan titreşim, gövde içindeki gyro kartını etkilememesi için malzeme sertliği 70 Shore D’nin üzerinde tutuluyor.
3D yazıcıyla üretilen RC Harrier, gövdesine gömülü döner nozulları ve yüksek itişli fanı sayesinde pistten bağımsız olarak dikey kalkış yapıp havada asılı kalabilen, mühendislik harikası bir model uçaktır. Bu rehberde, dikey kalkış için gerekli itiş-ağırlık oranını, nozul açılarını ve geçiş manevrasındaki kritik zamanlamayı adım adım ayarlayarak kendi Harrier’ınızı güvenle havalandırabilirsiniz.
