Formula 1 takımları havacılık alanında yeniliklerin hızlanmasına nasıl yardım ediyor?

Zaman farklarının saniyenin binde biriyle ölçüldüğü, inanılmaz gergin bir rekabetin içinde teknolojinin sınırları zorlanıyor. Bu tanım havacılıkta pek çok sektörde geçerli olabilir, ancak aynı zamanda motorsporlarının en hızlı noktası, milyonlarca takipçisi olan küresel bir dev olan Formula 1’de de geçerli.

Formula 1 ve havacılıkta aerodinami, CFD ve rüzgar tünelleri ortak konular. Bu yarış takımları ise artık motorsporlarında yüksek baskı altındaki deneyimleri ve teknolojilerini havacılık ve diğer sektörlere aktarıyor.

Williams Advanced Engineering



Bu yarış takımlarından biri de Williams, geçmişte Nigel Mansell, Damon Hill, Nelson Piquet, Ayrton Senna ve Jacques Villeneuve gibi pilotlarla yarışan bu takım bu isimlerle şampiyonluklar ve zaferler kazandı. 1967’de Sir Frank Williams tarafından kurulan takım uzun bir süre önce Williams Advanced Engineering adındaki kendi ‘Skunk Works’ tipi teknoloji kolunu kurdu. Kökenleri Metro 6R4 ile ralli yapma projesine kadar dayanan bu şirket artık bu alandaki teknoloji mücadelelerini hibrid-elektrik süper otomobiller, HAPS İHA’lar ve hatta aerodinamik olarak iyileştirilmiş süpermarket buzdolaplarına kaydırdı.

Şirketin teknik şefi Paul McNamara şöyle anlatıyor:

“Tesisler, insanlar ve Ar-Ge türünden sahip olduğumuz kaynaklarımız Formula 1’in dışında kullanılabilir durumdalar. Bu şirket üç amaçla kuruldu.”

“Bir, ticari amaçla, varlıklarımızı, makine atölyelerini, 3B yazıcıları, simülatörleri, rüzgar tünellerini, hesaplamalı akışkanlar dinamiği yetenekleri (CFD) ile birlikte genel malzeme yeteneklerini kullanabilmek.”

“İkinci amaç ise Williams’ı partnerlerimiz veya sponsorlarımızla birlikte çalışabilecek özel bir konuma getirmek, çünkü şirket ile çalışarak doğrudan kendi işinizdeki teknoloji ve yaklaşımlarda uygulayabiliyorsunuz, sadece pazarlama değil.”

“Sonra üçüncü iş modelimiz Formula 1 topluluğunun dışındakilere ulaşarak malzemeler, fikirler sağlamak ve havacılık, askeri ve genel kullanım araçları gibi diğer endüstrilerden konseptleri Formula 1’e geri getirmek ve burada da yenilikler yapabilmek.”

Paralel olarak elektrikli otomobillere olan yönelim ve Formula E’nin bir motorsporu olarak büyümesi ile birlikte bu teknoloji Williams’ın bataryalar, güç depolama ve güç yönetimi konusundaki deneyimini genişletmesine yardımcı oldu. 2009’da Formula 1’de kullanılmaya başlanan KERS sistemindeki deneyimin üzerine koyan Williams, Formula E’nin ilk dört sezonunun tek batarya sistemleri tedarikçisiydi.

Bu lityum iyon bataryaların sadece Formula E araçlarını 225 km/saat hızlarına çıkarması değil, aynı zamanda da FIA’nın sıkı kaza testi kurallarına da uyması gerekiyordu. Dört yıllık yarış geçmişi içinde sadece iki pist üstü sorun yaşayan bu teknoloji, 2018’de şirkete Şirketlerde Yenilik alanında Kraliçe Ödülü’nü getirdi.

Williams Advanced Engineering, beklendiği gibi Formula 1’deki gelişmiş malzemeler ve bataryalar deneyimini ilgili diğer otomotiv partnerleriyle paylaşıyor. Örneğin Jaguar ile birlikte çalışıp sadece 18 ayda 320 km/saat hızın üzerine çıkabilirken, Toyota Prius’un emisyon değerlerini yakalayabilen C-X75 hibrid süper otomobili geliştirdiler. WAE 2015 James Bond filmi Spectre’de kullanılmak için altı C-X75 süper otomobili üretti.

WAE’nin birlikte çalıştığı bir diğer otomotiv birlikteliği ise Unipart Manufacturing Group. Bu şirketle yapılan ortaklıkta İngiltere’nin en büyük araç bataryası üreticisi Hyperbat kuruldu. İlk müşteri Aston Martin bu bataryaları ilk tamamen elektrikli aracı Rapide E’de kullanacak.

WAE, elektrikli otomotiv endüstrisi için sahip olduğu batarya ve gelişmiş malzeme teknolojilerini göstermek için FW-EVX adındaki entegre araç şasi, batarya ve güç ünitesi konseptini oluşturdu. Bu sistem geleneksel bir elektrikli araç şasisinden %40 daha hafif. Karbon fiber şasisine entegre edilmiş termodinamik soğutma özellikleri ile birlikte şirketin en son gelişmiş kompozitlerinden ikisini, RACETRACK (tek kalıptan yılda 500000 ünite üretime izin veren kalıp teknolojisi) ve 223TM’yi (3 boyutlu bir şekle getirilmeden önce düz olarak saklanabilen bir kompozit malzeme) kullanıyor.

Bu uygulama artık Formula 1’in dışındaki yüksek arz için kendisini kanıtlamış durumda ve otomotiv ile birlikte hibrid-elektriğe yönelmeye başlanan havacılık ve savunma gibi diğer endüstrilerde veya son teknoloji, yenilikçi ve hafif kompozitlere ihtiyaç duyulan yerlerde kullanılabilecek durumda.

Zephyr



Örneğin, WAE iki yıldır Airbus Defence ile bir işbirliği yaparak şirketin Zephyr güneşle çalışan İHA’sının gelişimine yardım ediyor, uçak yaz ayında 25 gün boyunca aralıksız uçarak büyük bir rekor kırmıştı.

McNamara anlatıyor: “Bize geldiler. Bakmamızı istedikleri bir sorunları vardı ve bataryalarını iyileştirmeye ihtiyaçları olduğunu biliyorlardı. Bizi motorsporlarıyla tanımışlar, elektrikli motorsporu, Formula E. Geldiler ve bizimle konuştular.”

Airbus, Williams’ın batarya hücrelerinin yönetilmesi gibi zorlayıcı bir sorun karşısındaki deneyimini kullanmak istiyordu. Stratosferde uçan İHA 70000 feet yükseklikte sıcaklık ve basınçta aşırıları yaşıyordu. Yassı batarya hücreleri yumuşak değiller, ancak sert de değiller ve bu da hacmin şarj ve basınca bağlı olarak genişlemesi anlamına geliyordu.

Williams’ın batarya yönetim sistemlerinde onları belirli sıcaklıkta tutabilme, izleme ve taşıyıcı kasa tasarlama konusundaki deneyimi ile birlikte kendilerine yardımcı olduklarını anlatan McNamara: “Tüm irtifalarda çalışabilen ve batarya hücreleri içindeki basıncı şarj durumuna göre kontrol altında tutabilen bir kasa tasarladık.”

Bu yardım sadece bataryalar ve güç yönetimini değil, Airbus’un WAE’nin diğer alanlarına girebilmesini de kapsıyor. WAE’nin Savunma ve Güvenlik konusunda İş Geliştirme Şefi Stuart Olden anlatıyor.

“Uzlaşımız kapsamında onlara platform için hafif yapılar konusunda da yardım ediyoruz. Batarya kimyası ve kompozitler konusunda teknoloji ve malzeme olarak güncel kalmakla ilgileniyorlar ve platformun hayatını nasıl geliştirebileceklerini anlamaya çalışıyorlar.”

Kompozit kokpitler



Williams Advanced Engineering’in kapısını çalan bir diğer şirket ise şirketi yeni simülasyon ve antrenman merkezini tasarlayıp geliştirmekte kullanan ve yakın zamanda kokpit tasarımları, artırılmış gerçeklik ve gelişmiş malzemeler konusunda uzun vadeli teknik yetenek ve deneyim işbirliği anlaşması imzalayan BAE Systems.

Williams ilk olarak BAE System’in Warton antrenman ve simülasyon merkezini F1 sihriyle buluşturdu. Şirket bu tesisin merkezi olarak yüksek oranda uyumlu, çok fonksiyonlu uçuş simülatörü kokpitine sahip olmak istedi ve bu kokpit hızlı bir şekilde Hawk, Typhoon, F-35 veya henüz BAE’nin tasarım aşamasında olan gelişmiş tasarımlara uyarlanabilmeliydi.

Olden açıklıyor: “Onlarla üç yıldır bir aradayız, kendilerine Warton’daki antrenman simülatörü tesisini tasarlamalarında yardım ediyoruz. Onlar için üç veya dört simülatör platformu yaptık. Farklı müşterilere sunacakları ergonomik değerlendirmeler ve denemeler için alternatif bir simülatöre bakmak istediler. Bu yüzden adapte edebilecekleri ve hareket ettirebilecekleri bir şey istiyorlardı. Bu da Formula 1 pilotları ve kendilerine özgü yarış koltukları gibi, oldukça uyumlu ve süreci yönetebilecek bir şeydi.”

“Sonra son parça var, yeni testlim ettik, bir antrenman simülatörüydü, ancak modüler olmak zorundaydı, çünkü bunu o hava taşıtı için gelecekteki güncellemelerde de kullanmak istemişlerdi. Bu yüzden panellerin içeriden değiştirilebilmesini istediler, kokpitin tasarımını ve görünüşünü değiştirebilmek, kullanmak istediklerine bağlı olarak dijital ekranlardan geleneksel ekranlara geçebilmek istediler.”

“Aynı zamanda bunu ergonomi için de bir şov cihazı olarak kullanmak istediler. Bu yüzden farklı müşteriler ve etkinlikler için tasarlanması gereken bir şeydi.”

“Bence bu modüler, esnek yaklaşım yine bizim işimize yaradı. Biz kendi yarış takımlarımızdaki ihtiyaçlara göre düzenli olarak değişime uyum sağlamaya alışığız.”

İlginç bir şekilde BAE’nin Williams’ın simülatörüne ve etkileyicisi müzesine yaptığı ziyaret ile başlayan bu birliktelik sadece bir mühendislik kaynağı olarak kullanılacak değil, aynı zamanda da hava taşıtlarını pazarlama konusunda müşteriler için showroom olarak kullanılabilecek bir simülatör merkezi fikrini ateşledi.

McNamara anlatıyor: “Simülatör odalarını nasıl yeniden tasarlayabilecekleri ile ilgileniyorlardı, bu bir nevi potansiyel müşterileri için bir satış aracı gibi bir şeydi, bunu dikkate aldık. Sonra işler giderek daha teknik hale geldi.”

Son anlaşmayla birlikte BAE daha da genişlemek istiyor. BAE Systems son 40 yıldır İngiltere’nin en büyük askeri uçak tasarımı projesi üzerinde çalışıyor ve Team Tempest, geleneksel havacılık sektörüne dışarıdan giren deneyim ve teknolojileri kullanarak İngiltere’nin gelecek nesil hava savaş stratejisini hazırlıyor.

Güvenli bebek taşıma yatakları ve F1’den ilham alan buzdolapları



Williams’ın güç ve veri dağıtım ve yönetim sistemini kullanan diğer savunma müşterilerinin arasında General Dynamics de bulunuyor. İngiliz ordusunun yeni Ajax zırhlı aracında kullanılan bu teknoloji, ordunun ilk tamamen dijital AFV’sinin altyapısını oluşturuyor. Thales ise şirketin rüzgar tünellerini kullanarak yeni bir biyolojik savaş algılayıcısı BSCS’nin testini yapıyor.

WAE’nin yenilikleri daha alışılmadık kullanımlara da sahip. Örneğin BabyPod, F1 pilotlarını yüksek hızdaki kazalarda korumak için geliştirilen teknolojiler kullanılarak bebeklerin ambulans veya helikopterde güvenle taşınabilmesini sağlayan kompozit bir yapı.

F1 aerodinamisinin süpermarket buzdolaplarında da kullanılabileceği akla gelmezdi. Ancak Aerofoil Energy ve WAE tarafından geliştirilen ve dolapların önlerine monte edilen F1 aracı kanadı stili kanatçıklarla soğuk havanın buzdolabı içinde kalması sağlanıyor. Bu basit cihaz eski buzdolaplarına da takılabiliyor ve süpermarketlerin yıllık enerji harcamalarını yüzde 30 düşürülebiliyor.

F1’den diğer sektörlere olan teknoloji akışı tek yönlü değil. Williams’ın yatırım yaptığı şirketin biri olan Oxford temelli Geospatial Insight, F1 pilotlarının pistleri analiz edebilmeleri için uydu görüntülerini kullanabilmesine yardımcı oluyor.

Formula 1’deki yoğun rekabet ortamında aracı ve teknik sırları korumak önemli ve Thales de Williams’ın siber güvenliğine yardımcı oluyor.

EVTOL’ler, devasa bir hedef



Williams, havacılığın hızlı gelişen eVTOL sektöründe büyük fırsatlar olacağına inanıyor. Elektrikli güç sistemleri ve hafif yapısal kompozitler üzerindeki deneyimi ile bu hızlı gelişen sektörde şimdiden ADS’nin Urban Mobility Group’unun sistemlerine yardım ediyor.

McNamara anlatıyor: “Bu tür elektrikli hava taksi tipi konseptlerle oldukça ilgileniyoruz. Çünkü bu hafifçi hikayemizle oldukça ilgili ve aynı zamanda hafif batarya konseptlerimizi de kullanabiliriz. Bu doğal bir ilgi alanımız.”

eVTOL alanında Williams için fırsatlar sadece hava taksilerle sınırlı değil, aynı zamanda geleceğin duraklarında hızlı şarj veya hızlı batarya değişimi için gerekli tüm elektrik gücü altyapısında da kendi sistemlerini kullanabilir. Olden anlatıyor: “Sadece platformun kendisine değil, aynı zamanda tesis bileşenlerine de ciddi şekilde bakıyoruz. Elbette bu platformları şarj edebilmek için devasa bir talep olacak. Batarya teknolojimiz hızlı şarj yetenekleriyle geliyor ve batarya teknolojimizi bu yer istasyonlarına bağlayabiliriz. Bu yüzden iki tarafın platform teknolojisi ile de ilgileniyoruz. eVTOL pazarı devasa bir hedef ve biz de pazardaki pek çok isimle görüşüyoruz.”

Big Data ve NATS



Havacılık alanında yenilikleri hızlandırmayı hedefleyen tek F1 takımı Williams değil. Kasım ayında İngiliz hava trafik hizmeti sağlayıcısı NATS ve McLaren F1 takımının big data kuruluşu Deloitte açıkladıkları birliktelik ile yarış verisi analizlerini hava trafik yönetimine aktararak trafik akışını iyileştirerek hızlandıracak.

Her F1 yarışında McLaren sürücülerine avantaj vermek için milyonlarca değişkeni öngörüp modelliyor. Bu deneyim Deloitte’nin analizleriyle birleştirilip hava sahası akışına uygulandığında, hava trafik kontrolcülerinin taktiksel kararlar alarak hava sahası kapasitesini iyileştirmesi ve gecikmeleri azaltmaları mümkün olacak.

Özet



Formula 1, sadece dünyanın her tarafında taraftarları heyecanlandıran bir motorsporu değil, günlük otomobillerde kullanılan pek çok teknolojiye öncülük etmiş bir yapı. Bugün ise değişiklikler daha hızlı oluyor, otomotive ve havacılığa gelen elektrik devrimi ile birlikte gelişmiş malzemeler ve big data’daki yenilikler, F1’in bitmek bilmeyen hız arayışı aracılığıyla hızlandırılabilecek.

]]]