MORRİS BARAJI HİDROBALİSTİK TEST MERKEZİ
Tesis Adı: Morris Barajı Hidrobalistik Deney Merkezi
Konum: Azusa Pasadena, Kaliforniya
Morris Hidrobalistik Deney Merkezi, hidrobalistik veriler, sualtı yörünge karakteristikleri ve hava-su mühimmatlarına ait sualtı yapısal hasar verilerinin elde edildiği, bu deneylerin gerçekleştirilmesine olanak tanıyan çeşitli tesislerin bulunduğu bir baraj gölüdür. Tesislerde dönemin tüm ileri olanakları mevcuttur, bu sayede maksimum miktarda güvenli veri elde edilmiştir. Tesislerin seçimi, test edilen mühimmat türüne ve elde edilen verilere göre yapılmıştır. Tesis, baraj rezervuarı(suyun depolandığı kısım) içinde bağımsız bölgelere ayrılmıştır.
ABD Donanması envanterinde bulunan Mk.13-6 torpidosu, 1925’ten itibaren test edilen ve geliştirilen bir modeldi. II. Dünya Savaşı başlarında kullanıldığında, çeşitli teknik sorunlar (pervane arızası, batma, sapma, uygun olmayan derinlik, yüzeyde koşma, porpoising(yunuslama)) nedeniyle %70 oranında başarısız oluyordu. Uçakların torpidoyu zarar vermeden bırakabilmesi için çok yavaş ve alçaktan uçması gerekiyordu; bu da onları düşman uçaksavarlarına karşı savunmasız hale getiriyordu.
Morris Barajında yapılan deneysel çalışmalar, torpidolar için optimum suya giriş açısının, yüzey düzlemine göre yaklaşık 22° ile 32° arasında değiştiğini ortaya koymuştur. Bu açılar dâhilinde bırakılan torpidolar, 15 metreye (50 fit) kadar dalabilmekte ve yapısal veya mekanik hasar oluşmaması durumunda, önceden belirlenmiş derinliğe ve rotasına yeniden istikrarlı bir şekilde dönebilmektedir. Bu bulgular doğrultusunda, ABD Donanması, hedeflenen 22°–32° suya giriş açılarını elde edebilmek amacıyla uçakların hız ve irtifa parametrelerini optimize eden çeşitli saldırı profilleri geliştirmiştir.
Tesis ,Donanma Denizaltı Merkezi veya eski adıyla Donanma Mühimmat Test Merkezi (Naval Ordnance Test Station) komutanlığına bağlıdır.NOTS (Naval Ordnance Test Station) alt birimlerinde China Lake ve Pasadena birimleri bulunmaktadır. NOTS Pasadena biriminin içerisinde Morris Barajı, Foothill, Long Beach ve San Clemente Adası bulunur.
Tesis Amacı: Deneysel Araştırma ve Geliştirme
NOTS Pasadena’nın çalışmalarının genel odak noktası, denizaltı karşıtı savaş (ASW Anti-Submarine Warfare) üzerinedir. Bu kapsamda, özellikle yeni teknolojilerin geliştirilmesi, denizaltı tespiti, torpidolar ve ateş kontrol ile silah dağıtım sistemlerinin araştırılması hedeflenmiştir.
Torpidoları uçaktan suya düşürmek, yerden veya havadan torpido fırlatmak, bomba görüşlerinin doğruluğunu test etmek, tapaları test etmek, savaş başlığı patlayıcı gücünü test etmek ve diğer birçok kullanım için bir dizi ayrı menzil vardır.
Açık denizin kontrolsüz ortamından dolayı kapalı rezervuarlarda bu tür araştırmalar güvenli ve kontrollü bir şekilde yapılabilir.Tesislerin kurulduğu yarımada rezervuarı fiziki olarak ikiye ayırarak her iki tarafta deney yapılmasına olanak sağlamıştır. Su altı gürültüsü açısından iki bağımsız bölüm gibi çalışır. Pasadena’nın ılıman iklimi de gün başına düşen deney sayısını arttırmıştır.
Tesisin önemi ve tarihçesi: 1948–1950 dönemi, Soğuk Savaş’ın başlangıcıyla birlikte denizaltı tehditlerinin artış gösterdiği bir süreçtir. Bu bağlamda, denizaltı teknolojilerinin modernize edilmesi ve denizaltı karşıtı savaş (Anti-Submarine Warfare – ASW) kapasitesinin güçlendirilmesi, ABD Donanmasının araştırma ve geliştirme stratejileri içerisinde kritik bir öncelik hâline gelmiştir
Tesis, II. Dünya Savaşı’nın ardından Soğuk Savaş Dönemi’nin ilk yıllarında inşa edilmiştir. ABD Donanması, Morris Barajı hidrobalistik tesisinde yapılan araştırma ve geliştirme çalışmalarının, II. Dünya Savaşı’ndaki savaşların sonuçları açısından önemli olduğunu fark etmiştir.
Değişken Açılı Fırlatıcı, yeni geliştirilen jet uçakları için mühimmat test etmek ve geliştirmek amacıyla tasarlanmıştır. Bu fırlatıcı, benzersiz yapısıyla öne çıkar ve tam ölçekli, havadan fırlatılan mühimmatların yüksek hızlarda ve farklı giriş açılarıyla su kütlesine test edilebildiği tek tesis olma özelliğini taşır. Bu özellik, fırlatıcının askeri stratejilere ve mühimmat geliştirme süreçlerine önemli katkılar sağlamasını mümkün kılmıştır.
Hidrobalistik deney tesisinde bulunan 300 ft uzunluğundaki çelik fırlatma köprüsü, o dönemde ABD’de inşa edilen tamamen kaynaklı en büyük çelik yapı olma özelliğini taşımaktadır. Bu fırlatma köprüsü, mühimmatların fırlatılmasında yüksek hassasiyet ve güvenlik sağlamak amacıyla tasarlanmıştır. Fırlatma köprüsünün boyutları ve tasarımı, hem askeri hem de mühendislik açısından yenilikçi bir yapı sunmaktadır. Bu yapı, testlerin güvenilirliğini artırmış ve deneysel araştırmalara zemin hazırlamıştır.
Tesis, bir planlama ve yürütme misyonu için gerekli olan benzersiz altyapıyı işletmiştir. Donanma için, torpido ve füze silah sistemleri de dahil olmak üzere, su altı mühimmatları alanında araştırma ve geliştirme programları yürütmüştür.
Önemi: Morris Barajı Test Tesisi , Deniz Mühimmatlarının, özellikle havadan suya mermilerin tasarımı ve geliştirilmesinde kullanılmak üzere temel hidrodinamik verilerin elde edilmesi amacıyla Morris Barajı Rezervuarında inşa edilmiştir. Değişken Açılı Fırlatıcı ve selefi Sabit Açılı Fırlatıcı (Fixed Angle Launcher), bilimsel ve askeri araştırma ve geliştirme toplulukları arasında üzerine yoğunlaşılan bir çabaydı.
Sabit Açılı Fırlatıcı ( (1943-1960)
Sabit Açılı Fırlatıcı bölgedeki ilk tesistir. Yapı, Ağustos 1943’te tamamlanmış ve 1960’ta hizmetten çıkarılmıştır.
Tüm sistem yatay olarak 19 derecelik bir açıyla monte edilmiştir ve sadece 19 derece ile çalışmaktadır. İlk aşamada, farklı mühimmat başlıklarının suya giriş davranışları test edilmiştir. Henschel J tipi ve I tipi başlıklar da dahil olmak üzere, toplam 14 farklı başlık tipi incelenmiştir.
FAL, itici güç olarak basınçlı hava kullanan, 22,5 inç iç çapında ve 300 fit uzunluğunda bir fırlatıcıdır.
Suya 1 tonluk mermiyi 400- 500 fps (122m/s – 152 m/sn) hız aralığında fırlatabilir.
Sabit açılı fırlatıcı tesisi ,değişken açılı fırlatıcı inşa edilene kadar yaygın olarak kullanıldı.
Değişken Açılı Fırlatıcı, ABD’de farklı açılarda ve yüksek hızda mühimmatın suya giriş davranışlarını test edebilen tek tam ölçekli tesistir.22,5 inç (Mk 13-6,Mk-21) ila 32 inç çapında fırlatma tüplerine sahip Değişken Açılı Fırlatıcı mühimmat testlerinde güvenli bir deney ortamı sunarak, gelişmiş mühimmat sistemlerinin performansını analiz etmeye olanak tanır.
Değişken Açılı Fırlatıcı’nın tasarımı, askeri operasyonlarda kullanılacak yeni teknolojilerin ve mühimmatların test edilmesi için kritik bir rol oynamakta, denizaltı karşıtı savaş stratejilerinin geliştirilmesine de katkıda bulunmaktadır. Bu özellikleri, tesisi savunma araştırmalarında vazgeçilmez bir unsur haline getirmiştir.
Fırlatıcı köprüsü, karşı ağırlık rampası ve karşı taraftaki araba ile bir sahadan uzanır. Fırlatıcı köprüsü, 300 ft uzunluğunda kaynaklı bir yapıdır. Fırlatma köprüsü ile rezervuardaki iki yüzer mavna sayesinde, torpido fırlatmalarında kullanılacak köprünün eğimini düzenlemek için tasarlanmıştır. Ağız kısmı Yüzer mavnalara bağlanan çelik fırlatma köprüsü karşı ağırlık aracının hareketi ile ,su yüzeyi ile 10 ila 40 derece arasında hareket kabiliyeti sunar.Sistemin yatay hareketini engellemek için mavnalar anakayaya kablo ile sabitlenmiştir.Karşı ağırlık aracı 45 derecelik bir rampa üzerinde hareket eder.
Değişken Açılı Fırlatıcı , torpidoların 22,5 inç çapında veya 32 inç çapında bir tüpten Morris Barajı’nın arkasındaki rezervuara basınçlı hava ile ateşlenerek havadan fırlatılmasını simüle etti. İkiz fırlatma tüpleri, 22 fit genişliğinde, 35 fit yüksekliğinde, 300 fit uzunluğunda çelik bir köprüye bağlandı ve tabanı yüzer bir iskele ile desteklendi.
Geliştiriciler, havadan fırlatılan bir silah için su girişini etkileyen iki temel değişkeni manipüle etmek için VAL’yi kullandılar: su çarpma açısı ve su çarpma hızı. Açı 0 derece (yatay) ile 40 derece arasında değişebilir. Giriş hızları 304,8 m/s kadar yüksek olabilir.1500 kg kütleye sahip bir füzeyi, 0° ile 40° arasında ayarlanabilir açılarla ve maksimum 304,8 m/s(1000 fps) fırlatma hızıyla ateşleyebilecek şekilde tasarlanmıştır Sualtı enstrümantasyonu sadece su girişinin ayrıntılarını değil, aynı zamanda su altı yörünge özelliklerini de kaydetti. ❗ Burada ölçülen parametrelerin “yavaşlama”, “sapma”, “eğim”, “açısal hız” olduğu söylenebilir.Mühendisler, diğer yararlı verilerin yanı sıra, torpidonun hangi hız ve açı kombinasyonlarında “kırılacağını” veya suyun yüzeyine çıkacağını belirleyebilirler.
Fırlatma Köprüsünün ağırlığı, tepenin arka eğiminde karşı ağırlıklı bir araba ile dengeleniyor. Fırlatma köprüsü, inşa edildiğinde Amerika Birleşik Devletleri’ndeki en uzun tamamen kaynaklı çelik açıklık olması bakımından dikkat çekicidir.600 tonluk karşı ağırlık arabası, güçlendirilmiş kaldırım üzerine döşenen standart bir demiryolu rayı üzerinde çalışıyor. Fırlatıcı raylarını ve karşı ağırlık rayını destekleyen büyük bir beton yapı, fırlatıcı ile karşı ağırlık arabası arasındaki sırtın üzerine inşa edildi. Bu yapı içindeki alan, elektronik kontrol ve kayıt ekipmanlarını, işletme makinelerini vb. barındırır. Beton yapının tepesine, fotoğrafçılık için bir bakış açısı sağlamak amacıyla 40 metrelik bir çelik kule inşa edildi.
Bir prototip fırlatma, sonuçların değerlendirilmesi için ön izleme enstrümantasyonuna ihtiyaç duyduğundan, Morris Barajı Torpido Menzili için çeşitli araçlar ve teknikler geliştirilmiştir. Bir füzenin su altı yörüngesi, hava uçuşu ve su girişi sırasında yaşadığı hareketlerden etkilendiğinden, giriş hızı, tutum, yörünge açısı, hem eğim hem de sapmadaki açısal hız ve ivme ve suya girişin erken aşamasında doğrusal yavaşlama hakkında doğru ölçümler yapılmalıdır.
Diğer tesisler de ASW (Denizaltı Savunma Harbi) silahlarının geliştirilmesi ve test edilmesi açısından eşit derecede önemliydi. Bu tesislerden biri, Morris Barajı’nda yer alan Sualtı Teleferik Tesisi’ydi.
1950 yılında, Pasadena’nın Tahrik Bölümü Başkanı Dr. Robert C. Brumfield tarafından tasarlanan ve inşa edilen bu teleferik sistemi, rezervuarın her iki yakasında bulunan kara kütlelerine sabitlenmiş ve gerilmiş iki adet paralel ¾ inçlik çelik kablodan oluşuyordu. Bu kablolar, yaklaşık 15.000 poundluk bir gerilimle bir katener eğrisi şeklinde uzanıyor ve maksimum 60 feet (yaklaşık 18 metre) su derinliğine sahipti. Su altındaki kabloların açıklığı 1.000 yarda (yaklaşık 914 metre) idi.
Teleferik, işlevsel olarak kısa bir yüksek hızlı pistin su altı versiyonu gibiydi ve tüm su altı araçlarının operasyonel hızlarda test edilmesine imkân sağlıyordu. Bu testler sırasında araçların geri alınabileceğinden emin olunması önemliydi. Her ne kadar bir silahın geliştirme aşamasında laboratuvar ortamında yapılan su altı testleri gerekli olsa da, bu tür statik testlerin bazı sınırlamaları bulunuyordu.
Teleferik Tesisi, bir silahın hızlanma, itiş gücü, gürültü yayılımı ve tahrik sistemi (örneğin pervane, su jeti) ile güç kaynağı arasındaki etkileşimlerinin gerçekçi biçimde ölçülmesine olanak tanıyordu.
Operasyon sırasında test aracı, hava teleferiklerinde kullanılan tipte, 45.000 kiloluk test kablosuna bağlı çift koşuculu bir sistemle kablolara yerleştiriliyordu. Araç kendi tahrik sistemiyle hareket ederken, koşucular kablolar boyunca kayarak aracı yönlendiriyordu. Tesiste sabit olarak bulunan akustik ve fotoğrafik ölçüm sistemleri, test edilen aracın üzerindeki ölçüm cihazlarıyla desteklenerek kapsamlı veri elde ediliyordu.
Görünüşe göre, yerçekimi ve kaldırma kuvvetleri bu hız aralığında önemsiz sonuçlar doğurmaktadır. Daha ileride, yörünge yerçekimi ve kaldırma kuvvetlerinden etkilendi ve torpido hızının çoğunu kaybettikten sonra bu kuvvetler daha baskın hale geldi. Kısa hava uçuşu, aerodinamik davranış veya hava stabilizasyonu çalışmalarını engeller.
Değişken Açılı Fırlatıcı(Variable Angle Launcher)
VAL, 0 ile 40 derece arasındaki açılara ayarlanabilir ve 304,8 m/s kadar hızlarda 1500 kiloluk bir füze fırlatmak üzere tasarlanmıştır. Testler, bir dizi hız ve giriş açısı boyunca doğru şekilde kontrol edilen koşullar altında gerçekleştirilebilir.
Suya girişi sırasında füze yönelimini, açısal ve doğrusal hızları ve yavaşlamayı ölçen bağlantılı istasyonlar vardır. Ayrıntılı giriş fotoğrafları, füze burnunun etrafında akışın oluştuğunu gösterir; broş ve yeniden giriş de fotoğrafik olarak kaydedilir. Sualtı yörüngesi yaklaşık 900 metre ölçülebilir. Torpido içindeki aletler, füzenin tutumunu zamanın bir fonksiyonu olarak ölçer veya çalışmasını ve bileşenlerinin tutumunu kaydeder. Mühimmat, mekanik cihazlar veya dalgıçlar tarafından geri kazanılır.
Ana fırlatma rampası, yarımadanın aşağı akış tarafında 45 derecelik doğal bir eğim üzerine inşa edilmiştir; Karşı ağırlık pisti, yukarı akış tarafında 30 derecelik doğal bir eğimden aşağı iner.
Hareketli fırlatıcı köprüsü, dış uçta 95 fit açıklıkla birbirine bağlanan iki duba üzerinde ve kıyıda desteklenir.
Bu tür araştırma tesislerinin değeri, onları kullanan bilim insanlarının uzmanlığına bağlıydı. Pasadena Yerleşkesi, bu alanda ülkedeki en iyi uzmanlardan bazılarına ev sahipliği yapıyordu. Su tüneli fenomenleri konusunda önde gelen isimlerden biri, Missouri Üniversitesi ve Cornell’den aldığı derecelerle 1945’te ekibe katılan Dr. John G. Waugh’tu. Füzelerin suya girişi ve çıkışı gibi konularda uzmanlaşan Waugh, aynı zamanda BuWeps Hidrobalistik Danışma Komitesi’ne (BOWHAC) başkanlık etti. 1972’de Genevieve M. Stubstad ile birlikte Hydroballistic Modeling adlı önemli teknik eseri yayımladı; bu çalışma günümüzde hâlâ sıkça alıntılanmaktadır.
Stratejik ve Taktiksel Önemi
Değerli olması için modern silahların büyük miktarlarda üretilebilir olması gerekir.
Torpidonun uzun akustik menzili, Pasadena’da geliştirilmekte olan iki farklı akustik panel türü (sonar işleme sistemleri) ile sağlandı. LANA, frekans modülasyonlu bir darbe kullanan transistörlü bir paneldi. REVEL (yankı giderme), yankılanmayı (yankılanma) ortadan kaldırmak ve böylece sonarın algılama aralığını artırmak için dar bir frekans sistemi ve titreşim kullandı. Operasyonda torpido suya girecek ve 1/2 saniye içinde deniz suyuyla etkinleştirilen bir batarya tahrik sistemini başlatacaktı. Önceden belirlenmiş bir derinliğe güç dalışı yaptıktan sonra, torpido, düşman denizaltısı için önceden programlanmış bir aramaya başlayacaktı, ya aktif yankı menzilli bir “yılan” modu ya da pasif/aktif daire modu. Hedef bulunduğunda, torpidonun yüksek hızı ve manevra kabiliyeti kullanılarak denizaltıya odaklanmak için saldırı/takip programı başladı. Hedef teması kaybolursa, torpido arama moduna geri döndü. Av, hedef yok edilene veya torpidonun yakıtı bitene kadar (yaklaşık 6 dakika) devam etti.
NOTS test tesisleri, sistemdeki herhangi bir zayıflığı bulmak ve yeni torpidodan en iyi performansı elde etmek için devreye sokuldu.
Pasadena’nın Sapan Tesisinde, dev bir bungee kordonu, torpido test ünitelerini 50 ila 90 derecelik açılarla yüksek hızlarda suya itti ve bir hava fırlatmasının ardından torpidonun su girişinin karşılaştığı ezilme kuvvetlerini simüle etti. Değişken Açılı Fırlatıcı, daha sığ açılarda (10 ila 40 derece) yüksek hızlı su giriş testleri için kullanıldı. Sahadaki mühimmatın, 400 knot’a kadar hızlarda bir uçaktan fırlatılabilmesi gerekiyordu.
Tesisteki donanma operasyonları Haziran 1993’te sona erdi. Tüm bina ve yapıların yıkımı 1997 yılında yapıldı ve sadece beton pedler kaldı. Yaklaşık 1945’ten 1993’e kadar DON, tesisi torpido sistemi testi yapmak için kullandı. 1940’lı yıllarda, sahada yapılan birincil araştırma, torpidoların hidrodinamik özelliğini belirlemeye ve su altı nesnelerini tespit etmek için bir sonar sistemi geliştirmeye odaklandı. Caltech, tesisin işletmesini 1950 yılına kadar Donanmaya devretti. Morris Barajı Ar-Ge tesisi daha sonra öncelikle torpido performansını test etmek için kullanıldı. Saha test prosedürleri, suya girişi değerlendirmek için rezervuara torpido fırlatılmasını içeriyordu.
Teknik bilgi paylaşımları ve fikirler için Burak beye teşekkürlerimi arz ederim.
