Bir İHA'nın gövdesini tamamen karbon fiberden yaparsanız ne olur? Evet, çok hafif ve sağlam olur ama aynı zamanda "kör ve sağır" kalır. Karbon fiber iletkendir ve tıpkı bir metal kafes gibi radyo sinyallerini bloklar. Oysa İHA'nın burnundaki radarın dışarıyı görmesi, sırtındaki uydu anteninin uzayla konuşması gerekir.
İşte bu noktada mühendisler, Dielektrik Malzemeleri kullanır. Bu malzemeler, yapısal olarak sağlamdır ancak elektromanyetik dalgalara karşı "şeffaftır". Yani radyo dalgaları bu malzemelerin içinden, camdan geçen ışık gibi kayıpsız geçer.
Bu yazımızda, İHA'ların "gören gözlerini" koruyan dielektrik malzemelerin ne olduğunu, neden karbon fiber yerine kullanıldığını ve kritik uygulama alanlarını inceliyoruz.
En basit tabirle dielektrik malzeme, elektriği iletmeyen (yalıtkan) ancak elektrik alanla etkileşime girebilen maddedir. İHA dünyasında ise şu anlama gelir: "Radyo dalgasını yansıtma, emme, olduğu gibi geçir."
Bir malzemenin dielektrik kalitesi iki parametreyle ölçülür:
Dielektrik Sabiti (Dk): Sinyalin malzeme içindeki hızı. Düşük olması istenir.
Kayıp Tanjantı (Df): Sinyalin geçerken ne kadarının ısıya dönüştüğü (kaybolduğu). Sıfıra yakın olması istenir.
Dielektrik malzemeler İHA'nın her yerinde değil, sinyal alışverişinin yapıldığı stratejik noktalarda kullanılır.
İHA'ların (örneğin ANKA, TB2 veya AKINCI) burun kısmı genellikle gövdeden farklı bir renkte veya dokudadır. Bu kısım "Radome"dur. İçinde sentetik açıklıklı radar (SAR) veya hava radarı bulunur.
Sorun: Burun kısmı hava sürtünmesine en çok maruz kalan yerdir, çok sağlam olmalıdır. Ancak metal veya karbon fiber yaparsanız radar sinyali dışarı çıkamaz.
Dielektrik Çözümü: Burada E-Glass (Cam Elyaf), Kuvars (Quartz) veya Aramid (Kevlar) kompozitler kullanılır.
Örnek Senaryo: Bir SİHA bulutların üzerinden yerdeki tankları tarıyor. Radar sinyali, burnundaki kuvars bazlı epoksi kompozitten geçerken enerjisinin %99'unu korur. Eğer burun karbon fiber olsaydı, sinyal geri teper ve radar kendi kendini kör ederdi.
Büyük İHA'ların sırtında "kambur" gibi duran şişkin bir bölge vardır. Bunun altında çanak anten döner ve uyduyla haberleşir.
Sorun: Bu kaplamanın (fairing) aerodinamik olması gerekirken, uydu sinyallerini (Ku-Band veya Ka-Band) zayıflatmaması gerekir.
Dielektrik Çözümü: Genellikle Petek (Honeycomb) Yapılı Nomex veya Köpük Çekirdekli Fiberglas sandviç paneller kullanılır.
Örnek Senaryo: İHA, yer kontrol istasyonundan 1000 km uzakta operasyon yapıyor. Komutlar uydu üzerinden geliyor. Dielektrik kaplamanın "düşük kayıp tanjantı" sayesinde, zayıf uydu sinyalleri bile antene net bir şekilde ulaşır.
İHA'nın içindeki GPS modülleri ve telemetri kartları standart plastikten yapılmaz.
Sorun: Yüksek frekanslarda standart FR4 (epoksi) kartlar sinyali emer ve ısınır.
Dielektrik Çözümü: PTFE (Teflon) veya Seramik dolgulu hidrokarbon malzemeler.
Örnek Senaryo: 5G veya yüksek hızlı veri linki kullanan bir İHA'da, antenin üzerine basıldığı devre kartı Teflon bazlıdır. Teflon, dünyadaki en düşük dielektrik kaybına sahip katı malzemelerden biridir. Sinyal bozulmadan işlemciye ulaşır.
İHA gövdesi neden tamamen bu malzemelerden yapılmıyor?
| Özellik | Karbon Fiber (CFRP) | Dielektrik Kompozit (Örn: Fiberglas/Kuvars) |
| Elektrik İletkenliği | İletken (Sinyali Bloklar) | Yalıtkan (Sinyali Geçirir) |
| Mukavemet/Ağırlık | Çok Yüksek (Çok Hafif) | Orta/Yüksek (Biraz daha ağır olabilir) |
| Radar Görünürlüğü | Yansıtır (RCS Yüksek Olabilir) | Geçirir (İçindeki metal görünür) |
| Kullanım Yeri | Ana Gövde, Kanatlar, Kuyruk | Burun, Anten Kapakları, Kanat Uçları |
Mühendisler artık doğada bulunan malzemelerle yetinmiyor. Metamalzemeler adı verilen, iç yapısı atomik düzeyde değil geometrik düzeyde tasarlanan yapay dielektrikler geliştiriliyor. Bu malzemeler, radar sinyalini sadece geçirmekle kalmıyor, onu odaklayabiliyor (mercek gibi) veya yönlendirebiliyor. Bu, gelecekte İHA'ların burnunun aynı zamanda dev bir "gözlük" gibi çalışmasını sağlayacak.
İHA tasarımında dielektrik malzemeler, uçağın dış dünyayla iletişim kurmasını sağlayan görünmez pencerelerdir. En iyi motoru veya en güçlü silahı taksanız bile, doğru dielektrik malzemeyi seçmezseniz İHA'nız kör, sağır ve dilsiz kalır. Malzeme bilimi, sinyallerin özgürce dolaşması için en hafif ve en dayanıklı pencereleri üretmeye devam ediyor.
