HAVA ARAÇLARI VE EMC/EMI PROBLEMLERİ

HAVA ARAÇLARI VE EMC/EMI PROBLEMLERİ

Ercan Caner, Ankara-Türkiye, 6 Ocak 2017

Giderek artan oranda hava aracı göklere yükseliyor ve hava trafik hacmi devamlı bir şekilde artıyor. Hava trafiğindeki bu hızlı artış kaza riskini de beraberinde getirmekte. Gökyüzünde durumsal farkındalığı artırmak bütün havayolu şirketleri ve sivil havacılık otoritelerinin birinci önceliği arasında yer almaktadır.

Ülkemiz hava sahasında VFR uçuş yapan tüm sabit ve döner kanatlı hava araçlarının takibini kolaylaştırmak, uçuş emniyetini artırmak ve gerektiğinde geçmişe yönelik uçuş verilerine ulaşabilmek amacıyla, VFR uçuş yapan hava araçlarına Hava Aracı Takip Sistemlerinin (HATS) takılması ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Bu ihtiyacı karşılamak maksadıyla  da; Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü (SHGM) tarafından, 28.05.2014 tarihinde UDO-2014/7 numaralı Hava Aracı Takip Sistemi (HATS) genelgesi yayımlanmıştır. 

Bu genelgenin uygulanması için VFR uçuş gerçekleştiren tüm işletmeler, havacılık şirketleri, kurum ve organizasyonlara belirli bir süre verilmiş, 01.10.2014 tarihine kadar HATS kurulumunu sağlamaları gerektiği ve bu tarihe kadar kurulum gerçekleştirmeyen işletmelere idari yaptırımlar uygulanacağı da SHGM tarafından duyurulmuştur.

SHGM tarafından yayımlanan genelgede, havacılık İşletmeleri tarafından hava aracında bulundurulacak hava aracı takip sistemlerinin (HATS) asgari olarak sağlaması gereken şartlarıyla ilgili olarak diğer esasların yanı sıra aşağıdaki gerekliliklerin sağlanması da belirtilmiştir.

‘‘Teknik verileri, hava aracının uçuşla ilgili sistemlerine ve diğer sistemlerine olumsuz etkide bulunmayacak enterferans değer aralığında olmalıdır.’’

‘‘Hava aracının uçuşa elverişliliğine engel olunmaması amacıyla ilgili sistemleri kullanan işletmelerin hava aracı tip sertifikası sahibinden, onaylı tasarım kuruluşundan veya tasarım otoritesinden uygunluk beyanı veya onayı alınmalıdır.’’

Peki, enterferans ne demektir? Enterferans kelimesi ile Electro Magnetic Interference – Elektro Manyetik Karışımı kast etmektedir. Bir de Electromagnetic Compatibility – Elektromanyetik Uyumluluk olarak adlandırılan ve hava araçlarına herhangi bir  sistem veya cihaz takıldığında, bu cihazın içinde bulunduğu elektromanyetik ortama uyumlu olması ve içinde bulunduğu ortamdaki diğer cihazları etkileyecek seviyelerde elektromanyetik enerji yaymaması gerekliliği vardır. Yani bir hava aracına herhangi bir cihaz takıldığında,  hava aracının uçuşa  elverişliliğini bozmamak ve uçuş emniyetine zarar vermemek için  EMI ve EMC testleri mutlaka yapılmalıdır.

Peki, bu testler nasıl ve hangi dokümana göre yapılır ise ‘‘UÇUŞ EMNİYETİ’’ ihlal edilmez? EMI ve EMC testlerinin yapılmasında, RTCA/DO-160F Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment – Hava Aracına Takılan Donanım Çevresel Şartlar ve Test Prosedürleri isimli doküman kullanılmalıdır. Bu doküman International Organization of Standardization (ISO) tarafından ISO-7137 uluslararası standart olarak tanınan zorunlu bir standarttır.

RTCA/DO-160F testleri, helikopterler dahil hafif hava araçları ve Jumbo Jetler ve süpersonik ulaştırma uçaklarına kadar bütün hava araçlarına takılan donanımın standart test prosedürlerini içermektedir.

EMI – Elektromanyetik Karışım

Elektromanyetik karışım bir elektronik cihaz veya cihazlar diğer elektronik cihazların çalışmasını olumsuz olarak etkilediğinde ve karıştırdığında meydana gelmektedir. Elektirikli veya elektronik bütün cihazların, radyo dalgaları nedeniyle başka bir elektromanyetik cihazla elektronik olarak karışma potansiyeli vardır.

Elektronlar hareket ettiklerinde uzaya yayılan ve potansiyel olarak birbirleriyle etkileşime giren elektromanyetik dalgalar oluşturmaktadırlar. Açma-kapama anahtarları, kontrolörler, cep telefonları, bilgisayarlar ve diğer birçok elektronik cihaz elektromanyetik karışıma neden olurlar.

EMC – Elektromanyetik Uyumluluk

 EMC aslında EMI’ın tam tersidir. EMC, cihazın içinde bulunduğu elektromanyetik ortamla uyumlu olması ve etrafta bulunan diğer cihazları etkileyecek enerji seviyelerinde elektromanyetik enerji yaymamasıdır. Bir hava aracı üzerinde bulunan bütün sistemler çalışırken her bir sistemin kendi fonksiyonlarını yerine getirmesi ve diğer sistemleri etkilememesi veya diğer sistemlerden etkilenmemesi gerekmektedir.

EMI ve EMC Testleri

 Hava aracında kullanılacak olan bütün sistemler ister askeri, ister endüstriyel, ister ticari olsun elektromanyetik ortamda fonksiyonlarını yerine getirebilmelidir ve bu özelliğin belirlenmesi ve kanıtlanması için de EMI/EMC testlerine tabi tutulmalıdır.

Bunun yanı sıra çalışırken hava aracı üzerindeki diğer sistemleri etkilememelidir. EMC testi elektriki ve yapısal tasarım, donanım takılması, kablo donanımı yerleştirilmesi ve kullanılan cihazın kalifikasyonunu gerektirir. EMI testi de hava aracına takılacak olan sistemin maruz kaldığı manyetik ortamda düzgün çalıştığını ve bütün fonksiyonlarını yerine getirdiğini görmek maksadıyla yapılmaktadır.

Hava araçlarına takılan tüm sistemler kendileri,  diğer sistemler ve dış ortam ile uyumlu olmak zorundadırlar. Hava aracı dışından kaynaklanan elektromanyetik etkiler; yıldırım, elektromanyatik darbeler ve elektrostatik deşarj ile radyo frekans dalgalarıdır.

Dahili olarak meydana gelebilecek elektromanyetik etkiler ise elektronik gürültü emisyonu, antenlerden yayılan radyo  frekans dalgaları ve elektrik akımlarının çapraz kuplajlarıdır.

 TARİHTE EMI/EMC OLAY VE KAZALARI

EMI ve EMC problemleri sadece hava araçlarını etkilememektedir. Aşağıda; tarihte EMC/EMI problemleri nedeniyle meydana gelen çeşitli sistemlere ait kazalardan örnekler verilmektedir. Elektromanyetik enterferans ve uyumluluk testleri asla aksatılmamalıdır. Aksi  takdirde ölümlü kaza kırımların meydana gelmesi  kaçınılmazdır.

EMI/EMC nedeniyle tarihte meydana gelen en ölümcül kaza 1967 yılında Vietnam’da meydana gelmiştir. ABD Deniz Kuvvetlerine ait bir  uçak gemisinde meydana gelen olayda 137 personel hayatını kaybetmiş, yüzlercesi ise yaralanmıştır. Kuzey Vietnam açıklarındaki  uçak gemisinden kalkan F-4 Phantom modeli savaş  uçağından elektro manyetik karışım nedeniyle ateşlenen bir roket, güvertede park halindeki A-4 Skyhawk savaş uçağına isabet etmiştir. Kalkış için sırasını beklemekte olan A-4 Skyhawk savaş uçağında çıkan yangın, yakınındaki diğer uçaklara sirayet etmiş ve 1.000 librelik bir  bombanın patlamasına neden olmuştur.  Zincirleme reaksiyon şeklinde süren patlamalar, gemi güvertesinde büyük deliklerin açılmasına neden olmuş, çıkan yangını söndürmek bir gün sürmüştür. Yirmi hava aracının  tamamen imha olduğu kaza sonrasında kısmi onarımı yapılan uçak gemisi Virginia’ya götürülmüş, onarım sonrasında bir  daha asla Vietnam Savaşına geri  dönememiştir.

20 Aralık 2011 tarihinde British Columbian taşıma şirketine ait gemi, Kanada, British Columbia, Nanaimo’da bulunan Duke Point iskelesine saatte 5.6 knot hızla çarpmış, kazada yedi yolcu ile dokuz mürettebat yaralanmış, gemi 23 gün seferden ayrı kalmış, iskelenin onarımı ise üç ay  sürmüştür. Kanada Ulaştırma Güvenlik Kurulu tarafından yapılan incelemede, kazaya EMI testleri yapılmadan gemiye takılan bir sistemin neden olduğu belirlenmiştir. Kanada Firması, geminin Alman yapımcısı SAM Electronics GmbH şirketine 4.000.000 ABD doları tazminat davası açmıştır. Kanada Firması mahkemeye sunduğu dava dilekçesinde; geminin pruvasında bulunan pervane hatve kontrol sistemindeki yalıtıcı yükseltecin, elektromanyetik karışıma karşı uygun şekilde korunmadığını iddia etmiştir.

Falkland Savaşı esnasında, 4 Mayıs 1982 günü, İngiliz Kraliyet Donanmasına ait H.M.S. Sheffield savaş gemisi, en gelişmiş elektronik harp ve füze karşı koyma sistemlerine sahip  olmasına rağmen, bir Exocet füzesi tarafından vurulmuştur. Gemiye iniş kalkış  yapan Harrier savaş  jetleri ile yapılan telsiz konuşmalarına gemideki elektronik harp  karşı koyma sistemleri elektromanyetik karışıma neden olduğundan, geminin elektronik harp karşı koyma sistemleri devre dışı bırakılmış ve bu esnada bir  Arjantin uçağından atılan Fransız yapımı Exocet füzesi tarafından savaş  gemisi vurulmuştur. Geminin isabet alması sonrasında yangın çıkmış ve gemi  Güney Atlantik Okyanusunun sularına gömülmüştür. Olay sonrasında 24 denizci hayatını kaybetmiş 24 denizci de yaralanmıştır. Gemiye isabet eden Exocet füzesi patlamamasına rağmen, meydana gelen sürtünme nedeniyle çıkan yangın sonucu personel yaralanmış  ve hayatlarını kaybetmiştir.

Kalp monitöründe kalbin durma anı

EMI/EMC problemlerinin en çok karşılaşıldığı alanlardan bir tanesi de tıbbi cihazlardır. ABD Food & Drug Administration (FDA) verilerine göre; 1979-1993 yılları arasında tıbbi cihazlarda karşılaşılan EMI/EMC olayları  aşağıdaki tabloda sunulmuştur. FDA verilerine göre 1994 ile 2005 yılları arasında rapor edilen EMI problemlerinin sayısı 405 adettir. Bu olaylar sonucunda altı kişi hayatını kaybetmiş, 170 kişi yaralanmış ve 167 cihaz da arızalanarak devre dışı kalmıştır. EMI problemlerinin % 72’si  solunum cihazlarında meydana gelmiştir.

23 Aralık 2011 günü Rusya’nın kuzeyinde bulunan Plesetsk Cosmodrome’dan kalkış yapan Soyuz 2-1b haberleşme uydusu yörüngesine ulaşamadan  Sibirya’da Tobolsk yakınlarına düşmüştür. Rusya Federasyonu uzay programında bir süredir problemler yaşanmaktadır. Milyonlarca dolar değerindeki uydular kalkış sonrası düşmekte veya planlanan yörüngelerine ulaşamamaktadır. Problemin deniz veya hava kaynaklı harici bir elektromanyetik enterferanstan kaynaklandığı değerlendirilmiştir.

1987 yılında Almanya’da bir  radyo yayın istasyonunun yakınından geçen UH-60 Sikorsky helikopterinde, pilotlar beklenmedik bir anda stabilatörde istem dışı kumandalara maruz kalır. İkaz ışıkları ve sesleri de aynı anda duyulur. Olay sonrası uzmanlar tarafından yapılan incelemede stabilatörün yüksek yoğunluk ışınım sahalarından yayılan elektromanyetik enterferanstan etkilendiği belirlenmiştir. UH-60 Sikorsky helikopteri, hidrolikle desteklenen mekanik bir uçuş kontrol sistemine sahiptir. Stabilatör sistemi ise diğer uçuş kumandaları ve uçuş  parametrelerine göre pozisyonunu otomatik olarak ayarlamak için sayısal sinyaller kullanmaktadır. Bu sayısal sinyaller elektromanyetik enterferansa karşı oldukça hassastırlar. ABD ordusunun, dünyanın her yerinde elektromanyetik enterferansa neden olabilecek birkaç yüz vericiyi tespit etmesine ve bütün UH-60 Sikorsky pilotlarını bu vericilerden uzak durmaları yönünde defalarca uyarmasına rağmen, 1981-1987 yılları arasında beş adet helikopter kaza kırım geçirerek mürettebatın ölmesine ve yaralanmasına neden olmuştur. Meydana gelen kazaların tamamında helikopterlerin radyo vericilerine çok yakın uçtukları belirlenmiştir.

AH-64 Apache tanklara ve zırhlı araçlara karşı tasarlanan bir taarruz helikopteridir. Üzerinde seyrüsefer ve uçuş parametrelerini düzenleyen birçok elektrikli ve elektronik sistemler  bulunmaktadır. Meydana gelen bir  olayda elektromanyetik enterferans, her iki  motorun da susmasına neden olabilecek, motor devirlerinin aşırı hızlanmasına neden olmuştur. AH-64 Apachi üzerinde yapılan ayrıntılı incelemeler, evlerde kullanılan mikro dalga fırınları, televizyon, hava alanlarındaki radarlar ve füze radarlarından yayılan düşük dalga sinyallerine karşı helikopterin çok hassas olduğunu ortaya çıkarmıştır. Yaşanan sorunların artması üzerine sorun giderilinceye kadar helikopterin uçak gemilerinde kullanılması dahi yasaklanmıştır. İstenmeyen sinyallerin Giriş/Çıkış kablolarını etkilediğinin belirlenmesi sonrasında gerekli yalıtım/koruma işlemleri yerine getirilmiştir.

Yazar: Ercan Caner Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinin yanı sıra, uçak ve helikopter lisanslarına sahiptir. Yüksek lisans derecesini 2012 yılında Gazi Üniversitesi’nden Avrupa Birliği – Türkiye İlişkileri alanında alan Caner, halen Türkiye Hava Sahası Yönetimi alanında Haliç Üniversitesi’nde doktora tez çalışmalarını sürdürmektedir. Bir yazılım firmasında proje yöneticisi ve havacılık projeleri alan uzmanı olarak çalışan Caner, Asliye Ceza Mahkemelerinde ‘‘Havacılık Bilirkişiliği’’ alanında pilot ve bakım uzmanlığı görevini de yürütmektedir. İleri Mühendislik ve Tasarım alanında ‘‘Smart Mentor’’ ünvanı da olan Caner, yazı ve çevirilerini academia.edu ve sunsavunma.net sitelerinde paylaşmaktadır. Caner evli ve iki çocuk babasıdır. İngilizce bilen ve Fransızca okuyabilen Caner’in İnsansız Hava Araçları (2014) ve Taarruz Helikopterleri (2015) konulu makaleleri yayımlanmıştır. 40 yılı kapsayan TSK, Birleşmiş Milletler, NATO ve savunma sektör deneyimlerine sahiptir.