DENEYSEL SPORTİF AMAÇLI İKİ KİŞİLİK HAFİF HAVA ARACI TASARIMI OKTAY DÖNMEZ

Transkript

1 DENEYSEL SPORTİF AMAÇLI İKİ KİŞİLİK HAFİF HAVA ARACI TASARIMI OKTAY DÖNMEZ 1

2 Takdim Planı Deneysel Hafif Hava Aracının Tanımı Tasarım Yöntemi Tasarım Girdilerinin Tespiti Kanat Tasarımı Kanat Malzemelerinin Seçimi Üretim Test 2

3 Deneysel Hafif Hava Aracının Tanımı Bu çalışmada; İki kişilik, Eğitim, eğlence ve spor maksatlı, İki zamanlı bir motoru ve iki palli pervanesi olan, Kompozit gövdeden oluşan, deneysel hafif hava aracının SHGM yönetmeliklerine uygun şekilde çok disiplinli tasarım tekniklerinden faydalanarak kavramsal tasarımı amaçlanmıştır. 3

4 Deneysel(experimantal) uçak nedir? Deneysel kategorideki uçaklar; bir uçak fabrikasının seri üretimine geçmeden önce ürettiği prototip hava aracı olmakla birlikte, havacılığa ve uçuşa ilgi duyan amatör kişilerin evlerinin bahçesinde ya da atölyelerinde bir plan dahilinde yapabilecekleri uçaklardır. 4

5 Deneysel(experimantal) uçak nedir? 5

6 Sportif Hafif Uçaklar(Light Sport Aircraft) Hangileridir? Eğlence ve spor maksatlı kullanılan herhangi bir ticari faaliyette kullanılmayan hafif hava araçlarıdır. Özellikle A.B.D ve Avrupada çok yaygın olmakla birlikte son zamanlarda ülkemizde de ilgi odağı olmuştur. Yapımı ve uçuş izni tıpkı ticari amaçlı uçaklarda olduğu gibi sivil havacılık otoritelerinin kurallarına tabidir. LSA lar için farklı havacılık otoriteleri tarafında benzer kurallar çerçevesinde tanımları yapılmıştır. 6

7 Sivil Havacılık Otorilerinin LSA Tanımları FAA EAA / EASA SHGM Max. Gross Takeoff Weight Azami kalkış ağırlığı Max. Gross Weight Azami Boş Ağırlığı Max. Stall Speed Azami Stall Hızı Max. Speed in Level Flight Azami Seyir Hızı Seats Ekip Sayısı Engines Motor 1,320 lbs 1,320 lbs 600 kg 660 lbs Belirtilmemiş Belirtilmemiş 51 mph / 45 knots CAS 51 mph / 45 knots CAS 45 Knot 138 mph / 120 knots CAS 138 mph / 120 knots CAS Belirtilmemiş Two (max.) Two (max.) Maksimum 2 kişi One (max. if powered.) One (max. if powered.) Türbinli olmayan tek motor Propeller Pervane Fixed-pitch or ground adjustable Fixed-pitch or ground adjustable Belirtilmemiş Cabin Kabin Landing Gear İniş Takımları Unpressurized Unpressurized Basınçlandırılmamış Fixed Fixed Belirtilmemiş 7

8 Deneysel Hafif Hava Aracı Üretimi Sertifikasyonu SHT - HHA-S: Hafif Hava Araçlarının Sertifikasyonu Talimatı SHT - AS : Amatör Yapım Hava Aracı Sertifikasyonu Talimatı TR-UL : Çok Hafif (Ultra Light) Hava Araci Sertifikasyon Şartnamesi AC : FAA in amatör yapım hava araçlarının sertifikasyonuna yönelik rehber dökümanı, AC : FAA in amatör yapım hava araçlarının test uçuşlarına yönelik rehber dökümanı, Revised Listing Of Amateur-built Aircraft Kits : FAA in onaylı kit listesi 8

9 Amatör Yapım Hava Aracının İmalatına Başlamadan Önce Uygulanacak Adımlar Hazır KİT Özgün/yeni bir Tasarım Hazır Plan Genel Müdürlük OKL de yer alıyor mu? Hayır Hayır Genel Müdürlük OKL de yer alıyor mu? Evet Yeterlilik ve uygunluk kontrolü için Genel Müdürlüğe Evet Planda değişiklik yapılması Gerekli düzeltmeler yapılır. Hayır Hayır Yeterlilik onayı verildi mi? Evet Proje imalat sürecinde nezaret edecek denetçinin atanması talep edilir. OKL: Onaylı Kit Listesi 9

10 Hazır Kit/ Ready To Fly Zenith Stol CH

11 Hazır Plan Fighter ultralight 11

12 Özgün/Yeni Tasarım 12

13 Popüler LSA Örnekleri 13

14 Tasarım Yöntemi Tasarım gereksinimleri belirlenmesi Tasarıma gereksinimlerin belirlenmesiyle başlayıp, şekildeki yol izlenilmektedir. Kavramsal tasarım Detay tasarım ve analiz Tasarım güvenilir ve tatmin edicimi? Tecrübelerle değiştir tasarımı Üretim Test ve iyileştirme 14

15 Tasarım Gereksinimlerinin Belirlenmesi Yüksek kanat açıklık oranlı, Kompozit gövdeli, Üretim maliyeti düşük, Taşınmasının kolay olması gerekmektedir. Boş Ağırlık <400 kg <881,85 lbs Dolu ağırlık <600 kg <1322,77 lbs Kalkış Mesafesi <150 mt <492,13 ft İniş Mesafesi <150 mt <492,13 ft Seyir Hızı 75 km/h 46,6 mph V ne Hızı 130 km/h 80,78 mph Stall Hızı 45 km/h 27,96 mph Motor gücü 55 Hp 41 kw 15

16 Tasarım Parametrelerinin Belirlenmesi Hangi kanat profili? yüksek kanat açıklık oranlı hafif hava araçlarında kullanımı yaygın olan Wortmann FX ,7% smoothed, FX %16.8 smoothed profilleri 16

17 Tasarım Parametrelerinin Belirlenmesi Neden Wortmann profilleri? Yüksek performasnlı Wortmann profillerinin genel karakteristikleri: firar kenarında belirgin bir aşağı yönlü kıvrım olması, pek çok düşük hız profillerine nazaran daha ince olması, daha keskin bir hücum kenarı eğrisine sahip olmasıdır. 60 serisi profillerin 1960 lı yıllarda geliştirildiğini, takip eden rakamlar ise profilin kalınlık oranını belirtmektedir. 17

18 Kanat Açıklığı ve Açıklık Oranı Seçmiş olduğumuz kanat profilleri L/D maks değerine yaklaşık 2⁰ lik hücum açısında ulaşmakta ve bu hücum açısında C L = 1,2 değerini almaktaydı. Bütün bu verileri göz önünde bulundurarak C L ort = 0.9 seçip b =16m ve AR=25 değerlerini başlangıç hesaplarımız için seçebiliriz. 18

19 Kanat Alanı Bu durumda gerekli olan toplam kanat alanı S = m 2 olarak hesaplanır. Daha önceki çalışmalar göstermiştir ki perdövites karakteristikleri açısından en iyi kanat planformu, kanat yarı açıklığının 2/3 ünden başlayarak sivrilik oranı 0.4 olacak şekilde uca doğru kanadın daralması ve bu daralan uç kısımda -3⁰ lik bir burulma açısının bulunduğu durumdur. 19

20 Kanat Yüklemesi Hesabı Kanat Açıklığı (m) Kanat Açıklık Oranı (AR) Kanat Alanı (m 2 ) Kanat Yüklemesi(daN/m 2 ) ,29 34, ,00 39, ,22 44, ,80 49, ,64 54, ,67 59, ,85 64, ,14 69, ,53 74, ,00 79,71 20

21 Kanat Açıklığına Bağlı Değişkenlerimiz 21

22 Kanat Malzemelerinin Seçimi Kanat poliüretan köpük üzerine cam elyaf takviyeli epoksi lamine kabuk kaplanarak imal edilecektir. Bu kaplama iki ayrı kabuktan üretilecektir. Dış Kabuk ; 5 katman halinde 0.127mm kalınlığında ve kanat eksenine ±45 açı yapacak şekilde, Z silane emdirilmiş 181 tipi cam elyaf, 22

23 İç Kabuk ; 2 katman halinde 0.127mm kalınlığında ve kanat eksenine ±45 açı yapacak şekilde, Z silane emdirilmiş 181 tipi cam elyaf, 23

24 Üretim Projemize benzer bir çalışma 1997 yılında Varşova Politeknik Üniversitesi Havacılık Fakültesinde yapılmış olup hava aracının üretim ve test aşamaları gösteren resimler şekillerdeki gibidir. 24

25 Test Kanat üzerine gelen pozitif ve negatif G yükleme testleri, iniş takım kırılma testleri, rule ve fren kontrolleri bu aşamada yapılacaktır. Ayrıca yerde yapılan motor testleri ile uçak itki gücü ve performansı değerlendirilecektir. 25

26 Teşekkürler 26