Mühimmat tapaları ile ilgili yeni emniyet sistemlerinin geliştirilmesi /
Yazar: SERHAD YILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. ZÜHTÜ ONUR PEHLİVANLI
Kırıkkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Havan mühimmatları, zorlu muharebe alanlarında en çok kullanılan mühimmat türüdür. Tüm mühimmat türlerinde olduğu gibi havan mühimmatlarında da; atış öncesinden başlayıp, mühimmatın hedefte infilak olduğu ana kadar systemin güvenliğini sağlayan ve fonksiyon şartlarını belirleyen tapa mekanizmaları geliştirilmiştir. Ancak; mühimmatların sahada taşınma sırasında maruz kalacağı kötü şartlar, atış esnasında namlu içinde tapanın erken kurulması veya atış sırasında tapanın kazara fonksiyon yapması, mühimmatın istenmeyen bir zamanda patlamasına sebep olacaktır.Bunun sonucu olarak can kaybı ve maddi hasar meydana gelecektir. Bu nedenle, havan tapaları atış öncesi ve atış esnasında oluşabilecek kazaları önlemek ve güvenliği arttırmak için mühimmata uygulanan ivme kuvvetlerine tepki veren bir güvenlik kurma mekanizması (GKM) içerirler. Bu çalışma kapsamında; mevcut havan tapalarında oluşabilen olumsuzlukları gidermek ve ilave güvenlik mekanizmasına sahip yeni bir tapa geliştirmek amacıyla, tapa ateşleme iğne sistemi yeniden tasarlanmış ve yeni ateşleme iğne sistemiyle mevcut ateşleme iğne sistemi deneysel ve sayısal olarak karşılaştırılmıştır.
Yapılan analiz çalışması ile mevcut ateşleme sistemli ve yeni ateşleme sistemli havan tapalarının namlu içindeki ve namludan çıktıktan sonraki dinamik hareketleri incelenmiştir. Bu incelemede farklı tel çaplarına sahip yaylar kullanılarak mekanizma içinde kullanılacak nihai yay modeli ortaya çıkartılmıştır. Farklı yüksekliklerden yapılan düşürme testi ile de mekanizmaların dinamik hareketleri analiz edilmiş ve yapılan tüm analizlerin yardımıyla da yeni tapanın tasarımı doğrulanmıştır. Yapılan bu çalışmalarda, mevcut ateşleme iğnesinin, 1000 G eksenel ivme kuvveti ile namlu içinde 5,27 mm geri çekildiği ve alt kısmında yer alan detonatöre yaklaşık 3,6 mm nüfuz ederek detonatörü patlattığı görülmüştür. Ancak; yeni tasarlanan iğne sisteminin, 1000 G eksenel ivme kuvveti ile namlu içinde 2,548 mm geri çekildiği ve alt kısmında yer alan detonator ile temas etmediği gözlemlenmiştir. Yeni tasarlanan iğne sisteminin, mühimmat namluyu terk ettikten sonra eksenel ivme kuvvetinin sonlanmasıyla serbest kaldığı (mevcut ateşleme iğnesi ile aynı koşul) görülmüştür. Geliştirilen yeni ateşleme iğne sistemi sayesinde namluda patlama ihtimali de ortadan kaldırılmıştır. Stratejik hedefler nedeniyle tez içerisinde bazı kısımlar gizli tutulmuştur.

Abstract:
In challenging battlefields, mortar ammunition is the most widely form of ammunition. Mortar ammunition fuze mechanisms are desinged to guarantee the safety of the system and establish the functional conditions before the moment of system activation until the ammunition detonates on the target. However, the ammunition will detonate at an undesirable moment because of the bad conditions it will be exposed to during transportation in the field, the premature fuze arming while shooting or unintentional fuze arming during shooting. There will be fatalities and material damage as a result. For this reason, mortar fuzes have a safety arming mechanism (SAD) that reacts to the acceleration forces applied to the ammunition in order to enhance safety and prevent accidents that may occur before or during firing. Within the scope of this study, the fuze firing pin system was redesigned, and the new firing pin system was compared experimentally and numerically with the existing firing pin system in order to eliminate potential drawbacks in existing mortar fuzes and to develop a new fuze with an additional security mechanism.
With the analysis study, dynamic movements of the mortar fuzes both inside the barrel and after it leaving it, using both the new and the current firing systems. Using springs with various wire sizes, the final spring model for the mechanism was decided in this test. The dynamic movements of the mechanisms were analyzed with the drop test performed from different heights, and the design of the new fuze was confirmed with the help of all these analyses. In these studies, it was observed that the existing firing pin retracted 5.27 mm in the barrel with an axial acceleration force of 1000 G and penetrated the detonator located at the bottom by approximately 3.6 mm, thus detonating the detonator. However, it was observed that the newly designed firing pin system retracted 2,548 mm in the barrel with an axial acceleration force of 1000 G and did not come into contact with the detonator located at the bottom. It was also observed that the newly designed firing pin system is released when the axial acceleration force ends after the ammunition leaves the barrel (the same condition as the existing firing pin system). Thanks to the new firing pin system developed, the possibility of explosion in the barrel has been eliminated. Due to strategic objectives, some parts of the thesis have been kept secret.