PEGASUS HAVA YOLLARI
UÇAK BAKIM VE BOYA HANGARLARI
Uçak boyama için proses odaklı hava akışı mühendisliği
Gerhman × Lindab mühendislik çözümü
Söz konusu İstanbul Sabiha Gökçen Uluslararası Havalimanı’ndaki Pegasus Hava Yolları Uçak Bakım Merkezi hava yolunun kendi bünyesindeki uçak bakım kapasitesini artırmak amacıyla geliştirilen yeni Hat Bakım ve Uçak Boya Hangarlarını içerir.
Tesisin eş zamanlı bakım kapasitesi dört dar gövdeli uçaktır; özel boya hangarı ise bir dar gövdeli uçak için yüzey hazırlığı ve komple boyama işlemleri.
Uçak boya hangarları, geleneksel konfor amaçlı HVAC sistemlerinden oldukça farklı bir havalandırma yaklaşımı gerektirir. Hava dağıtım sistemi, büyük ve aerodinamik açıdan karmaşık bir uçağın çevresinde gerekli hava hızını ve ortam koşullarını korurken şu kirleticilerin kontrollü taşınmasını desteklemelidir: püskürtme sırasında yüzeye tutunmayan boya zerrecikleri, solvent buharları ve uçucu organik bileşikler (VOC) — emiş sistemine doğru.
Bu nedenle havalandırma, yalnızca binanın bir HVAC işlevi değil, uçak boyama prosesinin ayrılmaz bir parçası olarak değerlendirilir.
Gerhman, stratejik ortağı Lindab ile iş birliği ve mekanik alt yüklenici Birleşim Mühendislikile koordinasyon içinde, mühendislik tasarım aşamasından başlayarak hava dağıtımı çözümünü şu süreçlerle geliştirdi: ürün seçimi, sistem hesapları, CFD analizi, hava akışı optimizasyonu ve devreye alma.
Hava dağıtım sisteminde kullanılan ürün: Lindab RCW düşük türbülanslı deplasmanlı difüzörler; ürünler, uçak boya hangarının özel aerodinamik ve işletme gereksinimlerine göre seçilip yapılandırıldı.
Mühendislik açısından zorluklar
Uçak yüzey yenileme işlemi farklı proseslerden oluşur:
Boya sökümü → Temizlik → Yüzey hazırlığı → Astar uygulaması → Son kat boyama
Bu işlemlerin havalandırma koşulları her zaman aynı değildir. Gerekli yüzey hava hızları, kirletici yükleri ve aktif çalışma bölgeleri boyama süreci boyunca değişir.
Uçak geometrisi ek bir mühendislik zorluğu oluşturur. Uçağın gövdesi, kanatları, motorları, yatay stabilizeleri ve dikey kuyruğu hangar içinde büyük aerodinamik engeller oluşturur.
Bu elemanların üfleme havasıyla etkileşimi şu durumlara yol açabilir:
Düşük hızlı bölgeler · Aerodinamik gölge bölgeleri · Yerel resirkülasyon · Düzensiz yüzey hava hızları
Yalnızca toplam havalandırma debisini artırmak bu koşulları mutlaka ortadan kaldırmaz.
Bu nedenle mühendislik hedefi, işlem yapılan uçak yüzeylerinin çevresinde gerekli hava hızını ve yönünü sağlamakve aktif işlem yapılmayan alanlara gereksiz hava verilmesini en aza indirmekti.
Mühendislik tasarımı ve ürün seçimi
Gerhman, sistemi kendi mühendislik hesaplama ve ürün seçim yazılımını kullanarak geliştirdi.
Tasarım sürecinde hava dağıtımını etkileyen temel aerodinamik ve ısıl parametreler değerlendirildi:
Hava debisi · Yüzey hava hızı · Çıkış hızı · Basınç kaybı · Atış mesafesi · Jet nüfuz derinliği · Üfleme yönü · Üfleme havası sıcaklığı · Çalışma bölgesi
Uçak boyama prosesinin farklı aşamalarına göre çeşitli işletme senaryoları değerlendirildi.
Bu yaklaşım, tüm hangarı tek bir maksimum işletme koşuluna göre boyutlandırmak yerine hava dağıtım sisteminin gerçek proses gereksinimlerine göre tasarlanmasını sağladı.
CFD tabanlı hava akışı analizi
Ön mühendislik hesaplarının ardından, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) analiziyle önerilen hava akışı konsepti uygulama öncesinde değerlendirildi ve optimize edildi.
CFD çalışmalarında şu bileşenler arasındaki etkileşim incelendi:
Üfleme havası akışı + Lindab RCW difüzörler + Uçak geometrisi + Proses bölgeleri + Emiş sistemi
Simülasyonlarla şu unsurlar değerlendirildi:
- uçak çevresindeki hava hızı dağılımı,
- yüzeydeki hava akışının homojenliği,
- hava akışı yönü ve jetin nüfuz etmesi,
- olası düşük hızlı bölgeler ve resirkülasyon bölgeleri,
- gövde, kanatlar ve kuyruk çevresindeki hava akışı davranışı,
- üfleme ve emiş arasındaki etkileşim,
- alternatif bölgesel işletme senaryoları.
Böylece CFD, bir mühendislik tasarım ve doğrulama aracı olarak kullanıldıve nihai sistem uygulanmadan önce alternatif yapılandırmaların analiz edilmesini sağladı.
Bu özellikle önemliydi; çünkü geleneksel hava değişimi hesapları ve yalnızca katalog verilerine dayanan difüzör seçimleri, uçak çevresinde oluşan karmaşık üç boyutlu hava akışını tek başına tam olarak temsil edemez.
Hava dağıtım ürünü: Lindab RCW
Nihai hava dağıtımı çözümünde kullanılan ürün: Lindab RCW düşük türbülanslı deplasmanlı difüzörler.
RCW üniteleri, uçak boyama prosesinin gerektirdiği şu aerodinamik özellikleri sağladığı için seçildi:
Düşük türbülanslı deplasmanlı hava akışı
Ayarlanabilir üfleme yönü
Elektriksel olarak kontrol edilen jet nüfuz derinliği
Düşük basınç kaybı
Isıtma ve soğutma koşullarında kararlı çalışma
Bu özellikler sayesinde hava dağıtım düzeni şu unsurlara göre uyarlanabildi: uçak geometrisi, aktif proses bölgesi ve gerekli yüzey hava hızı.
Düşük türbülanslı hava dağıtımı
Aşırı türbülanslı karışım, uçak boyama uygulamalarında istenmez; çünkü yüzeye tutunmayan boya zerreciklerini ve havadaki kirleticileri yeniden dağıtabilir, uçak yüzeyleri çevresinde yerel resirkülasyona yol açabilir.
Lindab RCW üniteleri, şartlandırılmış havayı düşük türbülanslı deplasman prensibiyle verirve aktif çalışma bölgesinde kontrollü bir hava akış alanı oluşturur.
Tasarım, üfleme tarafından çalışma alanı üzerinden emiş sistemine uzanan tanımlı bir hava akışı yolunu destekler.
Bu nedenle mühendislik hedefi yalnızca gerekli toplam hava debisini sağlamak değil, aynı zamanda doğru hız dağılımını ve uçak yüzeyindeki hava akışı yönünü oluşturmaktır.
Bu, yüzeye tutunmayan boya zerreciklerinin, solvent buharlarının ve VOC’lerin emiş sistemine kontrollü taşınmasını desteklerken hangar içinde gereksiz yayılımı sınırlar.
Ayarlanabilir hava yönü ve jet nüfuz derinliği
Uçağın farklı bölümleri, farklı hava akışı yolları ve nüfuz mesafeleri gerektirir.
Örneğin gövde çevresindeki hava akışı gereksinimi; kanatların, kuyruk bölümünün veya alt yüzeylerin çevresindekinden farklıdır.
Lindab RCW ünitelerinde bulunan elektrikli aktüatör, üfleme özelliklerini ve jet nüfuz derinliğini ayarlar.
Böylece hava akışı düzeni aktif çalışma bölgesine göre uyarlanabilir.
Daha fazla nüfuz etmenin gerektiği durumlarda üfleme özellikleri buna göre ayarlanabilir. Aktif işlem üfleme bölgesine daha yakınsa gereksiz nüfuz mesafesi azaltılabilir.
Bu özellik, proses odaklı bölgesel havalandırma stratejisinin geliştirilmesinde önemli bir unsurdu.
Proses odaklı bölgesel kontrol
Sistemdeki temel optimizasyon, başlangıçtaki tüm hacmi havalandırma konseptinin proses odaklı bölgelendirmeyle değiştirilmesiyle sağlandı.
Hangarın tamamını sürekli en yüksek kapasitede çalışan tek bir havalandırma bölgesi olarak ele almak yerine, uçak ve çevresindeki çalışma alanları şu bölgelere ayrıldı: işlevsel proses bölgeleri.
Böylece sistem, gereken parametreleri sağlayabildi:
Hava debisi + Yüzey hızı + Hava akışı yönü + Jet nüfuz derinliği
— uçağın işlem yapılan bölgesine ve boyama prosesine göre.
Tüm hangarı sürekli maksimum tasarım koşulunda tutmak yerine şartlandırılmış hava gerçekten ihtiyaç duyulan noktalara yönlendirildi.
Bu mühendislik yaklaşımıyla yaklaşık olarak:
64% AZALMA
GEREKLI HAVA DEBISI KAPASITESINDE
— başlangıçtaki tüm hacmi havalandırma konseptine kıyasla elde edildi.
Bu azalma, şartlandırılmış havanın daha etkin kullanımı ve dağıtımıyla sağlandı; gerekli proses havalandırma koşullarından ödün verilmedi.
Enerji verimliliğine katkı
Söz konusu 64% fark, tasarım için gerekli hava debisi kapasitesindeki azalmayı ifade eder; toplam enerji tüketiminde 64% azalma anlamına gelmez.
Ancak gerekli hava debisi kapasitesinin azaltılması, tüm havalandırma sisteminin enerji ihtiyacını önemli ölçüde etkiler.
Uçak boya hangarlarında proses havası genellikle enerji yoğun birkaç aşamadan geçer:
Filtrasyon → Fanla taşıma → Isıtma / Soğutma → Nem kontrolü → Üfleme → Emiş
Bu nedenle gereksiz hava debisinin azaltılması şu ihtiyaçların düşürülmesine katkı sağlar:
Fan enerji ihtiyacı
Isıtma yükü
Soğutma yükü
Nemlendirme ve nem alma ihtiyacı
Toplam hava işleme ihtiyacı
Söz konusu Lindab RCW difüzörlerin düşük basınç kaybı üfleme havası sistemindeki terminal basınç kayıplarını en aza indirerek ek katkı sağlar.
Böylece optimize edilen tasarım, sürekli taşınması ve şartlandırılması gereken hava miktarını azaltarak tesisin genel enerji verimliliğine ve yaşam döngüsü işletme maliyetine önemli katkı sağlar.
Sıcaklık ve nem koşulları
Sıcaklık ve bağıl nem, uçak boyamada önemli proses parametreleridir; çünkü şu unsurları etkiler: boya uygulaması, solventin buharlaşması, kaplamanın davranışı, kürlenme ve nihai yüzey kalitesi.
Lindab RCW, üfleme ve dönüş havası arasındaki sıcaklık farkı aşağıdaki değerlere kadar ulaştığında tasarlanan hava dağıtım özelliklerini koruyacak şekilde geliştirilmiştir:
Soğutma: ΔT = –5 K
Isıtma: ΔT = +8 K
Ön ısıtma işletimi: ΔT = +10 K
Sıcaklık ve nem, ilgili klima santrali sistemi tarafından kontrol edilirken RCW üniteleri şartlandırılmış havayı proses bölgesinde gereken aerodinamik koşullara göre dağıtır.
Üfleme ve emiş entegrasyonu
Uçak boya hangarı havalandırma sisteminin performansı, üfleme terminal üniteleri tek başına ele alınarak değerlendirilemez.
Nihai hava akış alanını şu unsurların etkileşimi belirler:
Üfleme sistemi + RCW difüzörler + Uçak geometrisi + Emiş sistemi + Kontrol stratejisi
Bu nedenle üfleme ve emiş sistemleri aynı hava akışı konseptinin parçaları olarak değerlendirildi.
Amaç, uçak çevresindeki düşük hızlı bölgeleri ve resirkülasyonu en aza indirirken çalışma bölgesinden emiş noktalarına doğru hedeflenen hava akışı yolunu korumaktı.
Sistem düzeyindeki bu yaklaşım hem CFD analizine hem de nihai hava akışı optimizasyonuna dahil edildi.
Mühendislik tasarımından devreye almaya
Gerhman, hava dağıtım sisteminin geliştirilmesi ve uygulanması boyunca sürece katılmayı sürdürdü.
Mühendislik iş akışı, kesintisiz bir tasarım ve doğrulama süreci izledi:
Proses gereksinimleri
→ Mühendislik hesapları ve seçim
→ Lindab RCW yapılandırması
→ CFD analizi
→ Bölgesel hava akışı optimizasyonu
→ Sistemin uygulanması
→ Test ve devreye alma
Bu yöntem önemliydi; çünkü uçak boya hangarının gerçek performansı, yalnızca tek tek difüzörlerin katalog verileriyle belirlenemez.
Sistemin tamamı değerlendirilirken şu unsurların etkileşimi dikkate alınmalıdır: hava dağıtım sistemi, uçak geometrisi, emiş düzeni ve işletme koşulları.
Mühendislik sonucu
Hayata geçirilen Gerhman–Lindab iş birliğiile başlangıçtaki tüm hacmi havalandırma konsepti, uçak boyamanın gerçek aerodinamik ve proses gereksinimlerine göre yeniden tasarlandı.
Gerhman’ın mühendislik hesapları ve ürün seçim araçlarıyla birlikte kullanılan CFD analizi ve Lindab RCW düşük türbülanslı deplasmanlı difüzörlerşartlandırılmış havanın kontrollü hız, yön ve nüfuz derinliğiyle uçağın gerekli bölgelerine yönlendirilmesini sağladı.
Ortaya çıkan tasarımla yaklaşık olarak:
Gerekli hava debisi kapasitesinde 64% azalma
sağlanırken gerekli proses odaklı hava akışı stratejisi korundu.
Şartlandırılmış hava ihtiyacındaki azalma, ayrıca şu enerji gereksinimlerinin düşürülmesine önemli katkı sağlar: fan, ısıtma, soğutma ve nem kontrolü enerji gereksinimleri.
Proje, proses havalandırma mühendisliğinde önemli bir ilkeyi ortaya koyuyor:
Sistem verimliliği, yalnızca verilen hava miktarına değil, bu havanın ilgili proses bölgesinde ne kadar etkin dağıtıldığına da bağlıdır.
Projenin öne çıkan özellikleri
Proje: Pegasus Hava Yolları – Uçak Bakım ve Boya Hangarları
Konum: İstanbul Sabiha Gökçen Uluslararası Havalimanı, Türkiye
İşveren: Pegasus Hava Yolları
Mekanik alt yüklenici: Birleşim Mühendislik
Uygulama: Uçak bakımı / Uçak boyama / MRO
Bakım kapasitesi: 4 dar gövdeli uçak
Boya hangarı kapasitesi: 1 dar gövdeli uçak
Mühendislik iş birliği: Gerhman × Lindab
Kullanılan ürün: Lindab RCW – Düşük türbülanslı deplasmanlı difüzör
Tasarım yöntemi: Mühendislik hesapları · Ürün seçim yazılımı · CFD analizi · Proses odaklı bölgelendirme
Hava akışı stratejisi: Düşük türbülanslı deplasmanlı akış · Ayarlanabilir hava yönü · Değişken jet nüfuz derinliği · Bölgesel kontrol
Başlıca mühendislik sonucu: Gerekli hava debisi kapasitesinde 64% azalma
Enerjiye etkisi: Azalan şartlandırılmış hava ihtiyacıyla daha düşük fan, ısıtma, soğutma ve nem kontrolü gereksinimleri
Gerhman’ın kapsamı: Mühendislik tasarımı · Ürün seçimi · CFD analizi · Hava akışı optimizasyonu · Sistem entegrasyonu · Test ve devreye alma
