Sivil-Askeri Araçların Teknolojik Farklılıkları

Transkript

1 Sivil-Askeri Araçların Teknolojik Farklılıkları Kara Araçlarında Kullanılan Motor ve Yardımcı Sistemlerinde Temel Farklar Muammer İyi Genel Müdür, MTU Türkiye - Ankara

2 MTU TÜRKİYE TESİSLERİ

3 Askeri Amaçlı Komponent ve Sistemler Komponentler Standart Sistemler Proje Sistemleri Dizel motorların sivil, yarıaskeri ve askeri adaptasyonu Motor, şanzıman, soğutma ve hava filtre sistemi, izleme ve kontrol sistemi ihtiva eden komple tahrik sistemleri Komple güç grupları (Powerpack) için motor ve diğer komponentlerin müşteri spesifikasyonları doğrultusunda geliştirilmesi 3

4 Askeri Kara Araç Uygulamaları Uygulama alanı Segment Araçlar Örnekler Heavy Tank Main Battle Tank Peace Support Operations Leopard 2, M1 Abrams Leopard 2 PSO (>40t; >730kW) Self-prop. Howitzer Personnel Carrier Self-prop. Howitzer Heavy Arm. Pers. Carrier PzH 2000, K-9 Howitzer Namer Tracked Medium Infantry Fighting Vehicle Medium APC (tracked) Puma, Ulan, EFV BMP 3, FCS, FRES Medium / Light (20-40t; kW/ <20t; <300kW) Wheeled Medium Tracked Light Wheeled Light Medium APC (wheeled) Reconnaissance Vehicle Light APC (tracked) Light APC (wheeled) Reconnaissance Vehicle Light patrol vehicle Boxer, FCS, FRES Centauro M 113 Fuchs, Piranha Sagaie, Fennek Dingo 4x4 Wolf Kamyonlar ( kW) Tactical Truck Heavy Truck Medium Truck Light Truck HEMTT FMTV HMMWV 4

5 Alt Segmentlere Göre Motor Tiplerinin Dağılım Projeksiyonu 2022 KW ranges Propulsion technologies Sub-Segment Pure Diesel Diesel- Electric Hybrid Infantry Fighting Vehicle Medium APC (tracked) Medium APC (wheeled) Reconnaissance Vehicle 10% 10% 50% 70% 90% 90% 50% 30% 5% 80% 40% 30% 20% 30% 40% 40% 20% 30% 30% 40% Light APC (tracked) Light APC (wheeled) Reconnaissance Vehicle Light patrol vehicle 4x4 20% 100% 100% 90% 90% 80% 10% 10% 100% 50% 60% 50% 50% 20% 30% 40% 50% 50% Heavy Trucks Medium Trucks Light Trucks 30% 75% 75% 70% 25% 25% 75% 50% 25% 25% 50% 75% Source: Tognum, Expert interviews, Oliver Wyman analysis Lower percentage in 2022 Unchanged Higher percentage in

6 Modern Tahrik Sistemlerine Genel Bakış Conventional Drive Parallel Hybrid Drive Serial Hybrid Drive Diesel-Electric Drive Electric Drive Diesel Engine Traction Gear Traction Battery Starter-Generator Electric Motor 6

7 6V 890 (MT 890) Kesiti Exhaust Line Camshaft Cooling Channel Camshaft Housing Main Oil Channel Cylinder Head Air Intake Manifold Cross Tie Bolts Integrated Oil Volume Integrated Oil Volume Integrated Oil Filter Lower Crankcase (Oil Reservoir / Oil System) 7

8 Askeri Amaçlı Motor Özellikleri 1. Maksimum Güç-Hacim Oranı 2. Geliştirilmiş Meyil Kabiliyeti 3. Suya Dalış Özelliği 4. İdame edilebilirlik/ Uzun Ömür Devri 5. Dizel-Elektrik Tahrik Kabiliyeti 6. Askeri Standartlara Uyumluluk 7. Kompakt Yapı 8. Güvenilir Teknik Destek 9. Farklı Çeşitte Yakıt kullanabilen sistem

9 Askeri Amaçlı Motorlar Sivil Motorlar ile Karşılaştırma 1. Maksimum Güç-Hacim Oranı Dizayn hedefi: kompakt yapı, düşük ağırlık Yeni Dizayn Konsepti: (örn. MTU Motor Serisi 890) Çift kademeli hava soğutmalı turboşarj sistemi Sivil Motorlar ile karşılaştırıldığında Güç-Hacim/Güç Ağırlık Oranı 2-4 misli daha yüksek Resimde görüldüğü gibi, aynı 890 motor bloğu üzerinde 6V, 8V, 10V, 12V olarak geliştirme yapılabilinir. Tüm dikey parçalar sabit kalmak suretiyle imalatta ve lojistik destekte büyük avantaj elde edilir.

10 Askeri Amaçlı Motorlar Sivil Motorlar ile Karşılaştırma 2. Geliştirilmiş Meyil Kabiliyeti Kuru tip yağ sistem haznesi (Dry oil sump system) Fazla meyilli arazide yüksek duruş, stop etme ve hareket kabiliyeti 3. Suya Dalış Özelliği Sivil Motorlar: Sadece su sıçramalarına karşı korumalı (IP54) Askeri Amaçlı Motorlar: Suya dalma ve su altında çalışabilme kabiliyeti (IP67) İlave sızdırmazlık önlemleri (örneğin: egzost flapları ve diğer teknolojik uygulamalar) Askeri Motorların tüm elektrik/elektronik ve ateşleme sistemleri suya dayanıklı imal edilmiştir

11 Askeri Amaçlı Motorlar Sivil Motorlar ile Karşılaştırma 4. İdame Edilebilirlik / Uzun Ömür Devri Askeri amaçlı motorlar sivil motorlara nazaran 3 kat daha uzun ömürlüdür Aracın kullanım ömrü boyunca yedek parça desteği sağlanır Kullanım süresi boyunca motor komponentleri gelişen teknoloji ihtiyaclarına göre sürekli optimize edilir Yüksek seviyede konfigürasyon yönetimi ve yedek parça desteği gereklidir 5. Dizel-Elektrik Tahrik kabiliyeti Hibrid-Elektrik tahrik sistemleri konusunda çalışmalar devam etmektedir Generatör üreticisi ile yakın çalışmalar Entegre starter jeneratörü geliştirilmesi (hacim ve ağırlık avantajı) Yüksek motor devri Yeni nesil askeri motorlar dizel-elektrik tahrik sistemine göre tasarlanmaktadır

12 Askeri Amaçlı Motorlar Sivil Motorlar ile Karşılaştırma 6. Askeri Standartlara uyumluluk Elektronik governör/common Rail (CDS/CR) kullanımı sayesinde MIL 461 E standardına uyum Nükleer etkilere karşı güçlendirilmiş CDS/CR Geliştirme safhasında diğer birçok askeri standart uygulaması Yeni nesil motorlarda yüksek askeri standartlara uyumluluğun önemi gittikçe artmaktadır

13 Askeri Amaçlı Motorlar Sivil Motorlar ile Karşılaştırma 7. Kompakt Yapı Komple güç gruplarının (Powerpack lerin) kolay yerleşim ve söküm imkanı Araç bakımı ve onarımı sırasında zaman tasarrufu Aracın harbe hazırlık süresi ve operasyonel etkinliği artmaktadır Yandaki resimde 873 PP ile 883 PP in hacmen karşılaştırılması görülmektedir. 873 PP ile 890 PP karşılaştırılması yapıldığında araç içersinde çok daha fazla hacim kazancı olacaktır

14 Askeri Amaçlı Motorlar Sivil Motorlar ile Karşılaştırma 8. Güvenilir Teknik Destek Arayüz (Interface) tanımı, ilk kurulum desteği, araç test desteği, dokümantasyon, eğitim, vs. Komple sistem optimizasyonunu sağlamak üzere araç üreticisi ve diğer tedarikçilerle yakın işbirliği Motor entegrasyonu ve sistem bütünlüğü açısından teknik destek tam olmalıdır 9. Diğer Önemli Hususlar Dünya standartlarında en son emisyon regülasyonlarına uyum Ömür Devri Maliyeti Yaygın kullanım alanı

15 Askeri Amaçlı Motorlar (Örnek: 890 Kompakt Powerpack) Resimde görülen PP: -Motor, -şanzıman, -soğutma sistemleri, -filtrasyon sistemi, -elektronik kontrol sistemleri -yakıt ve elektrik bağlantılarından oluşmaktadır ve tüm donanımları ile tanka monte edilecek durumdadır.

16 Sivil Motorların Askeri Adaptasyonu (Örnek: MTU Engine Series 199) Charge-air Cooler Turbocharger Adaptation Electronic Dry-Sump Belt drive Oil Heat Exchanger Second Coolant Pump 16

17 Entegre Askeri Motor Powerpack (Örnek: M113 Powerpack) 17

18 SORULARINIZ

19 Askeri Kara Araçları İçin Güç Sistemleri Üretimine Yönelik Yaklaşımlar (TÜRK TANK MOTORUNUN GELİŞTİRİLMESİ) Muammer İyi Genel Müdür, MTU Türkiye - Ankara

20 Askeri Motor Üretiminde Beklentiler Düşük hacim ve ağırlıklarda maksimum güç temini, Zor arazi, iklim ve operasyon koşullarına dayanıklılık, Güvenilirlik, idame edilebilirlik ve bakım-onarım kolaylığı, Ömür devri boyunca (ortalama yıl) dünyanın her tarafına yedek parça ve servis desteği, Güvenilir teknik ve işletim dokümantasyonu, Kesintisiz konfigürasyon yönetimi Çok çeşitli milli ve uluslararası askeri standartlara uygunluk, Dünyadaki en son emisyon regülasyonlarına uyum.

21 Temel Gereksinimler Başlangıç aşaması ve yeni jenerasyon ürün gelişimi için gelişmiş Ar-Ge desteği, İlk geliştirme ve seri üretime yönelik altyapı yatırımları, Kalifiye mühendislik uygulamaları, Üretim için eğitimli ve tecrübeli personel, Etkin ve güçlü bir yan sanayi/alt tedarikçi yapılanması, Malzeme ve üretim planlamaları için gerekli bilgisayar programları (SAP, MRP,vs) Yurt dışında da yeterli pazar potansiyeli, Tüm ülkelerde destek sağlayacak kuvvetli bir servis ağı.

22 Motor ARGE Çalışması

23 ARGE Ekipmanları 1/2 Yeni motor geliştirmesi yapabilmek için en az aşağıdaki kabiliyetlere sahip olunması gerekmektedir; Tecrübeli tasarım mühendisleri / Test ve makine mühendisleri, Kalite kontrol altyapısı, CAD programları, Hesaplama programları, Prototip geliştirilmesi, montaj ve imalat atelyesi için makina-teçhizat donanımı, Klimalı ölçüm odaları + Koordinatlı Ölçüm Makinası (CMM), Metalurji laboratuarı,

24 ARGE Ekipmanları 2/2 Yorulma testi, sertlik testi, ultra-sonic test, manyetik çatlak testi, boya püskürtme testi, kaplama kalınlık ölçümü ve X-ray testi özel test ekipmanları, Motor geliştirme ve PP geliştirme ünitesi, Meyil test ünitesi, Eleman test üniteleri, örneğin; - tek silindir - su pompası - silindir kafası darbe testi/piston kolu - krank şaft dönme vibrasyon

25 ARGE Amaçlı Powerpack Test Ünitesi Powerpack Test Ünitesi Meyil testleri

26 Motor Geliştirme Süresi Yeni bir motor serisinin (örneğin 10 V silindir için) minimum ARGE çalışma süresi; Tasarım / Hesaplama...2 yıl Parça tedariki/ Parça kalifikasyonu...2 yıl Testler/ Düzeltici Tasarım çalışmaları...2 yıl Seri üretime hazırlık safhası...1 yıl Belgelendirme saat NATO testi dahil...1 yıl Toplam geliştirme süresi...min. 8 yıl Herbir ilave bir çift silindir için minimum geliştirme süresi artı 2 yıldır. Yukarıdaki süreler gelişmiş ARGE altyapısı, motor üretim tecrübesi mevcut olan bir kuruluşun ihtiyacı olan gerekli süreyi kapsamaktadır. Gerekli altyapı ve tecrübe olmaması halinde toplam geliştirme süresi 2-3 yıl daha uzun olacaktır.

27 ARGE Maliyeti Örneğin 10 silindirli bir motorun ARGE maliyeti takriben Milyon Euro civarındadır (Motor gücüne ve teknolojisine bağlı olarak). Bu rakama ARGE için gerekli 5 set test motorunun maliyeti dahildir. Her ilave 2 silindir, takriben 8 Milyon Euro maliyet oluşturur. Bu maliyet hesabına fabrika altyapısıyla ilgili yatırımlar ve ARGE ekipmanları dahil değildir.

28 Üretim Ekipmanları 1/3 Fabrikada yapılacak üretim kapsamına bağlı olarak aşağıdaki ek yatırımlar gereklidir: Montaj atölyesi İmalat atölyesi Kaldırma aletleri (örn.vinçler, forkliftler,..) Seri üretim motor test bench i Seri üretim PP test bench i Su altı test ünitesi Test bench için soğutma kulesi Kalıplar / Dövme Kalıpları İmalat ve Montaj için özel aletler İmalat ve Montaj için özel test ekipmanları

29 Üretim Ekipmanları 2/3 Torna ve matkap tezgahları Delme ve freze tezgahları Dikey Yatay CNC İşleme tezgahları, Taşlama ve honlama makinaları Broş dişli kesme tezgahları Finishing makinaları Metal kesme makinası Hidrolik ve mekanik presler Çeşitli küçük imalat makinalarının yanısıra boru bükme makinası Kum / Metal Püskürtme Makinası Boyama Kabini Parça paketleme ve nakliye aletleri Klimalı ölçüm odaları + Koordinatlı Ölçüm Makinası (CMM)

30 Üretim Ekipmanları 3/3 İmalat için gerekli diğer imkan ve kabiliyetler; Isıl İşlem Kabiliyetleri; Normalizasyon, izotermal tavlama, gerilme giderme, yumuşatma, 250 C altında menevişleme, su verme, yüzey sertleştirme işlemleri, çökelme sertleşmesi işlemleri... Termokimyasal İşlem Kabiliyetleri; Karbürizasyon (gaz), nitrasyon (gaz), karbonitrasyon (gaz), temperleme, nitratlama, şaft, bogie ocağı, maden tavlama, vakum fırın ekipmanı, indüksiyonla sertleştirme elemanı (HF) ve (MF)..

31 Üretim Tesisleri Üretim Tesisi Kurulum Maliyeti ve Süresi; Yukarıda belirtilen komple imalat alt yapısının planlama ve kurulum süresi yaklaşık 3-4 yıldır. Yatırım maliyetleri, üretilecek motor adedine, motorun üretim kapsamına, mevcut makina parkına, ülkemizdeki yan sanayiisinin kapasitesine ve teknolojik imkanına bağlı olarak yaklaşık Milyon Euro arasındadır.

32 Diğer Gerekli Hususlar İmalat, montaj ve test alanında tecrübeli, kalifiye ve eğitimli personel istihdamı, Yedek parça lojistik merkezi, Türkiye de ve yurt dışında yaygın bir servis ve lojistik ağı, Tüm dünyada satış ve pazarlama organizasyonu, Teknik dokümantasyon departmanı, Lojistik data, SAP Sistemi, Yurt içinde ve yurt dışında tecrübeli, modern teknolojiye sahip kalifiye yan sanayi,

33 İnceleme (1/2) Türk Tank Motoru üretilecekse, motorların 4, 6, 8, 10, 12 silindirli bir aile olarak geliştirilmesi gerekir. Tüm parça ve komponentler, dikey parçalar standart olmalı, her silindir variantında kullanılabilmelidir (krank, eksentrik mili ve blok gibi yatay-uzun parçalar hariç). Türkiye Cumhuriyeti ihale ve satınalma kanunlarının direkt alıma göre düzenlenmesi gerekmektedir. Yapılan üretim yalnız Türkiye pazarına hitap etmemeli, dünya piyasasında da rekabet edebilecek fiyat ve kaliteye sahip olmalıdır. Hedef pazarlarda satış, pazarlama ve servis organizasyonları kurulmalıdır. Ürünün tüm ömür devri boyunca yedek parça ve lojistik destek sağlanmalıdır.

34 İnceleme (2/2) Askeri motor üretiminde çok çeşitli Milli, Nato ve diğer uluslararası askeri standartlara ulaşma zorunluluğu mevcuttur. Dünyada geçerli olan en son emisyon düzenlemelerine uygunluk gerekmektedir. Türk yan sanayisinden en optimal seviyede faydalanılması ve sanayicilerin bu işbirliğinde büyük fedakarlık, vatanseverlik ve idealizm göstermeleri gerekmektedir. Bu yatırımın fizibil olabilmesi için yılda minimum 500 adet Askeri Motor üretiminin yapılması gerekmektedir. Daha düşük miktarlarda motor üretimi durumunda, yüksek maliyetli bu yatırımın kendisini amorti etmesi mümkün olmayacaktır.

35 SONUÇ Ülkemizde Dizel Motor ve Powerpack ARGE ve üretimi konusunda yeterli tecrübe ve birikimin bulunmamasından dolayı, yüksek teknoloji altyapısının kurulumunda ve dünya pazarına açılma esnasında tecrübeli, dünya pazarına hakim, teknolojik Know-How a sahip bir partner ile ortak işbirliği (Joint venture) tesis edilmesinin faydalı olacağı değerlendirilmektedir. Ayrıca, bu şekilde bir Joint Venture ın dünya pazarında söz sahibi bir partner ile kurulması durumunda, yeni geliştirilip üretilecek ürünlerin dünya çapında bir satış ve satış sonrası hizmet şemsiyesi altında kabul görmesi daha kolaylaşacak ve milyarlarca Euro değerinde yatırıma bedel olacaktır. (Örneğin, Alman Daimler firmasının geçmişte Amerikan Chrysler firmasını satın almasının bir nedeni de Daimler in ABD de bu şekilde bir yapılanmayı hedeflemiş olmasından kaynaklanmıştır).

36 SORULARINIZ