Tiltrotor teknolojisi günümüzde yeni bir tasarım fikri. Uçakların ve uçak teknolojilerinin hızla geliştiği yıllarda birçok uçak tasarım fikri ortaya atıldı. Bu tasarımların bazıları klasik uçak yapıları ile klasik uçak görevleri üzerinde yoğunlaşırken, bazı tasarımlar klasik anlayışın oldukça dışındaydı. Bu tasarım fikirlerinden biri de yeni bir hava platformu konseptine kapı aralayacaktı. Bu konsept Tiltrotordu.

Tiltrotor fikri ortaya atılmadan önce de, uçakların kalkış ve iniş için uzun bir pist gerektirmesi ve havada asılı kalamamasından kaynaklanan kısıtlamalar bilinen ve yakınılan gerçeklerdi. Bu sorunların çözümü bazı alanlarda helikopter ile bulunmuştu. Helikopterin havada sabit kalabilme ve zorlu arazi koşullarına iniş ve kalkış yapabilmesi gibi oldukça kullanışlı özellikleri olmasına rağmen seyir hızının ve menzilinin düşüklüğü nedeniyle her alanda yeterli bir platform değildi. Böylece tiltrotor konsepti doğmuş oldu.

Hareketli motor yataklarıyla, sahip olduğu rotorların ve/veya motorların dikey eksenle yaptığı açıyı değiştirerek, aynı motor-pervane sistemini hem sabit kanatlı uçaklardaki gibi itki, hem de bir helikopterdeki gibi direkt olarak taşıma sağlaması için kullanabilen tiltrotor, bir uçağın uzun menzili ve yüksek hızı ile helikopterin asılı kalma ve dikey iniş kalkış özelliklerini birleştiren bir platformdu.

Tiltrotor Konseptinin İlk Çalışmaları

İkinci dünya savaşı, uçak teknolojilerinde inanılmaz bir gelişime sebep oldu. Jet motoru gibi havacılıkta çığır açan bir teknoloji dahil çoğu tasarım ikinci dünya savaşı yıllarında hayata geçirildi. Tiltrotor konsepti de yine bu yıllarda ilk kez tam anlamıyla uygulanmaya çalışıldı.

Focke-Achgelis Fa 269
Focke-Achgelis Fa 269

Focke-Achgelis Fa 2691943 yılında Almanlar tarafından tek kişilik savaş uçağı olarak geliştirilen bir uçak ayrıca tiltrotorun ilk örneklerinden biriydi. Yoğun rüzgar tüneli testlerinden, gücün aktarımını sağlayan mekanik sistemlerin tasarımına kadar bir sürü süreçten geçtikten sonra tam boy mock-up’ı da üretilen bu uçak maalesef tamamlanamadı. Çalışmaların çoğu düşman bombalamaları nedeniyle yok olunca projenin kalanı 1944 yılında rafa kaldırıldı.

Focke-Achgelis Fa 269
Focke-Achgelis Fa 269

Almanların Fa 269 denemesinden sonra bir kaç tiltrotor daha tasarlandı ancak hiçbiri uçamadı. Tarihte uçabilen ilk tiltrotor 1954 Amerikan yapımı Transcendental Model 1-G oldu. Gövdede tek motoru olan Model 1-G, gücü aktarım elemanlarıyla kanat uçlarında bulunan rotorlarına yönlendiriyordu ve ve bu rotorların yönünü değiştirerek tiltrotor özelliğini sağlıyordu.

Transcendental Model 1-G
Transcendental Model 1-G

Sadece bir adet üretilen Model 1-G prototipi ilk başarılı uçuşundan bir yıl sonra gerçekleşen bir kazada ağır kırıma uğradı. Kendisi yeniden üretilmese de 1956’da geliştirilmiş versiyonu Model 2 ile denemelere devam edilecekti. Model 2 de uçabiliyordu ancak hiçbir zaman düz uçuşa geçmekte başarılı olamadı.

Transcendental Model 2
Transcendental Model 2

Model 1-G kazasının gerçekleştiği 1955 yılında başka bir Amerikalı şirket olan Bell Textron Inc. tarafından yeni bir modelin testleri yapılıyordu. XV-3 ismindeki bu prototip Transcendental firmasına ait Model 1-G ve 2 de olduğu gibi gövdedeki tek motorun sağladığı gücü aktarım elemanlarıyla kanat uçlarındaki hareketli rotorlara ileterek çalışıyordu.

Bell XV-3
Bell XV-3

XV-3 istenilen performansı veremese de tiltrotor konseptinin başarılı bir örneği oldu. Üretilen iki prototipiyle 1966 yılına kadar çeşitli testler gerçekleştirilen XV-3 programı 1966 yılında rüzgar tüneli testlerinde gerçekleşen bir kaza sonucu sonlandırıldı. Bu uçaktan elde edilen tecrübe ve veriler daha sonraları V-22 Osprey’in öncüsü durumunda olan XV-15 modelinin başarıyla geliştirilmesinde anahtar rolü oynayacaktı.

XV-3 ün başarılı uçuşlarından sonra diğer Amerikan firmaları da bu konsepti uygulamaya çalıştı. 1958–1963 yılları arasında Doak VZ-4Curtiss-Wright X-100 ve daha sonra bu uçağın geliştirilmiş versiyonu olan Curtiss-Wright X-19 prototipleri Amerika’da üretilip test edilirken Almanya’da da Dornier Do 29 modeli üzerinde çalışılıyordu. Bir diğer Avrupa ülkesi Fransa ise ilginç bir tasarımla bu yarışa girmişti. Nord Aviation firmasına ait N 500 Cadet modeli başka hiç bir tiltrotor prototipine benzemiyordu. Maalesef bu model 1968 yılında yere iple bağlı yapılan test uçuşlarından öteye gidemedi.

 Nord Aviation N 500 Cadet
Nord Aviation N 500 Cadet

1970’li yılların başında Sovyetler Birliği de tiltrotor konseptini gerçeğe dönüştürmeye çalıştı. Mil Mi-30 adlı bir model konsept çalışması yapıldı. Ancak aksaklıklar hiç bitmedi ve Sovyetler Birliği dağılana kadar proje bitirilemedi. Sovyetler Birliği dağılınca çoğu projeye olduğu gibi Mi-30 projesi de rafa kaldırıldı.

 Mil Mi-30 Tasarımı
Mil Mi-30 Tasarımı

XV-15’in Geliştirilme Hikayesi

Mi-30 da dahil olmak üzere bu zamana kadar üretilen tiltrotor örneklerinde hep motor gövdenin içinde ve güç, aktarma elemanlarıyla kanat uçlarına kadar taşınıyordu. Bu yöntem taşıma elemanlarının uçağa eklediği ekstra ağırlık, ve güç o kadar uzak mesafelere taşınırken yaşanılan verim kaybı nedeniyle çok kazançlı bir yöntem değildi. NASA tarafından teşvik edilen yeni bir modelde motorları arada uzun aktarım elemanları olmayacak şekilde direkt rotorların olduğu yerde yani kanat uçlarında konumlandırılmasına karar verildi. Yine iki motor arasında acil durumlar için bir aktarım elamanı olacaktı ancak normal şartlarda kullanılmadığından çok ağır bir sistem olmayacaktı.

NASA’nın kullanmaya karar verdiği bu sistem elbette kolay değildi, eskiden uçak ve helikopter modu arasında geçiş için rotorların döndürülmesi yeterliyken bu yeni sistemde motorların da döndürülmesi gerekiyordu. Bu yeni ve karışık platform için NASA, yarım milyon dolar ödülü olan bir yarışma açtı ve dönemin büyük firmalarından Sikorsky Aircraft CorporationGrumman AircraftBoeing Vertol ve Bell Helicopter bu yarışmaya tasarım gönderdi. Final prototipi için Bell ve Boeing firmaları seçildi ve ikisi de ayrı ayrı tasarımlarının prototiplerini ürettiler. Yarışmanın sonunda Bell firmasının tasarımı seçildi ve XV-15 ismi altında geliştirilmeye ve test edilmeye başlandı.

Bell XV-15
Bell XV-15

1977 de ilk uçuşunu yapan ve NASA Ames Araştırma Merkezinde çok geniş kapsamlı rüzgar tüneli ve uçuş testlerine tabii tutulan XV-15’den oldukça faydalı veriler ve tecrübeler kazanıldı.

Tiltrotor Teknolojisinin Son Noktası Olan V-22’nin Doğuşu

Tiltrotor uçakların başarısının ve potansiyelinin arttığı sıralarda, ABD’nin İran’da gerçekleştirdiği Kartal Pençesi Harekâtı (İranda rehin alınan ABD büyükelçilerini kurtarma operasyonu) başarısız oldu ve yeni bir askeri hava aracına ihtiyaç olduğunu gösterdi. Bu araç hem zorlu arazilere dikey iniş-kalkış yapabilmeli, hem iyi bir miktarda faydalı yük (asker, kargo) taşıyabilmeli hem de hızlı yol alabilmeliydi. Bu isteklere mükemmel uyan bir hava aracı o sıralarda oldukça iyi gelişmeler gösteriyordu. Evet, tiltrotor platformlar bu iş için biçilmiş kaftandı. ABD Savunma Bakanlığı hemen yeni bir program başlattı. 1981 yılında başlatılan Deneysel Müşterek Dikey İniş-Kalkış Kabiliyetli Uçak Programı (Joint-service Vertical take-off/landing Experimental (JVX) aircraft program) için Bell ve Boeing firmaları birleşti. Program istekleri doğrusunda bir tasarım hazırladılar. Bu tasarım XV-15’in büyütülmüş ve geliştirilmiş hali V-22‘ydi.

Bell Boeing V-22 Osprey için Yapılan Tasarım Çalışmaları
Bell Boeing V-22 Osprey için Yapılan Tasarım Çalışmaları

1985 yılında tasarım çalışmaları ilk sonuçlarını verince ilk 6 prototipin üretimine başlandı. Bell firması kanatları, motor yataklarını, rotorları, aktarım sistemini, kuyruk yüzeylerini ve arka rampayı ürettikten sonra Boeing firması gövdeyi, kokpiti, aviyonik sistemleri ve uçuş kontrol sistemlerini üretip uçağa entegre ediyordu. İki adet Rolls-Royce motorun entegre edilmesi ve son testler ise yine Bell tesislerinde yapılıyordu. 1986’da geliştirme projeleri son hız devam ediyordu ve daha o noktada bile ABD’nin 4 askeri gücü de (Hava Kuvvetleri, Donanma, Kara Kuvvetleri ve Deniz Piyadeleri Kolordusu) V-22 siparişi vermişti.

1988’de ilk V-22 üretim hattından çıktı. Yakın zaman sonra V-22 projesi bir takım sıkıntılarla karşılaştı. Aynı yıl Kara Kuvvetleri, bütçesini daha öncelikli projelere harcamak istediğini belirterek projeden çekildi. 1989 yılında iki farklı senatoda projenin iptali için oylama yapıldı ama ikisinde de iptal edilmedi. Sonraki yıllarda senatoya rağmen yapılan bütçe kesintileri nedeniyle proje zor zamanlar geçirse de Bill Clinton Hükümeti projeyi destekledi ve fon bulmasını sağladı.

V-22 Osprey Prototipi
V-22 Osprey Prototipi

6 prototipten ilki Mart 1989’da helikopter modunda ilk uçuşunu yaptı, aynı yıl Eylül ayında ise sabit kanat-uçak modunda ilk başarılı uçuşu gerçekleştirdi. Üçüncü ve dördüncü prototipler uçak gemisi testlerini başarıyla geçerken dördüncü ve beşinci prototipler 1991 ve 1992 yıllarında gerçekleşen kazalarda düştüler.

V-22’nin İlk Uçuşu

Ekim 1992’den Nisan 1993’e kadar V-22, boş ağırlığı düşürmek, üretimi kolaylaştırmak ve maliyeti düşürmek için yeniden tasarlandı. Yeni modele V-22B adı verildi. 1993’de test uçuşları yeniden başladı ve bu ilk V-22 modellerinin testleri 1997’ye kadar devam etti.

1999’da ilk versiyonları teslim edilen V-22, operasyonel testlere tabii tutuldu. 2000 yılında gerçekleşen iki ölümcül kazada 23 asker öldü. Kazaların ardından V-22’ler yere indirildi. Kazaların sebebi araştırıldı ve çok sayıda parça yeniden tasarlandı. 2005 yılının ortalarında V-22 son operasyonel değerlendirmeyi de başarıyla geçerek 2007’de tam anlamıyla kuvvetlere entegre oldu.

CV-22
CV-22

V-22’nin günümüzde kuvvetlerde birden fazla varyantı bulunuyor. Bunların en çok sipariş alanları; muharip saldırı ve saldırı destek görevleri için Kara Kuvvetleri ve Deniz Piyade Kolordusunda (Marines) bulunan MV-22, Özel Harekat Kuvvetleri operasyonları için uzun menzilli CV-22 ve Donanma ve filolar arası lojistik destek için HV-22 modelleridir. V-22 Osprey ayrıca, özellikle uçak gemilerinde daha az yer kaplaması için katlanabilir yapıdadır. Tiltrotor olmasının getirdiği mekanik zorlukların yanında bir de katlanabilir olması, V-22’nin en etkileyici özelliklerinden biridir.

Katlanmış bir MV-22
Katlanmış bir MV-22

2012 yılına gelindiğinde V-22’ler bir yazılımsal ve donanımsal güncelleme daha geçirdi. Donanma Hava Sistemleri Komutanlığı tarafından uygulanan bu güncelleme, V-22’nin maksimum hızının, helikopter modunda maksimum irtifa sınırının ve taşıma performansının arttırılmasını içeriyordu. Üzerinde bir takım güvenlik güncellemeleri de yapılan V-22’nin güvenilirliği de doğru orantılı olarak arttı.

V-22 Kokpiti
V-22 Kokpiti

V-22 Osprey’in Teknik Özellikleri

Mürettebat: 3–4 (pilot, yardımcı pilot ve 1 veya 2 uçuş mühendisi/ekip şefi/kargo görevlisi/topçular)

Kapasite: 24–32 asker veya 9 ton kabin içi kargo veya 7 ton kabin dışı kargo

Uzunluk: 17.48 m (Katlanmış halde uzunluk: 19 m)

Kanat Açıklığı: 14 m

Genişlik: Rotorlar dahil 25.77 m (Katlanmış halde genişlik: 5.61 m)

Yükseklik: Motorlar dik konumdayken 6.73 m (Kuyruk yüksekliği: 5 m)

Boş Ağırlık: 14,432 kg

Muharebe Ağırlığı: 19,374 kg

Maksimum Kalkış Ağırlığı (Dikey Kalkış): 21,546 kg

Maksimum Kalkış Ağırlığı (Normal Kalkış): 24,948 kg

Güç Kaynağı: 2 × Rolls-Royce T406-AD-400 turboşaft motor

Ekim 2019 tarihinde 500,000 uçuş saatini geçen V-22 Osprey günümüzün en başarılı ve seri üretime geçen tek tiltrotorudur. V-22 Osprey şüphesiz askeri operasyonlarda başka hiçbir platformun dolduramayacağı bir operasyonel boşluğu dolduruyor ve bir süre daha doldurmaya devam edecek.

Bu yazımızda tiltrotor teknolojisinin V-22 Osprey’e kadar olan gelişimini inceledik. Tabii ki V-22’den sonra da geliştirilen tiltrotorlar bulunuyor. Bunları yakında başka bir yazımızda inceleyeceğiz.


Yararlanılan Kaynaklar