KONVANSİYONEL VE KONVANSİYONEL OLMAYAN KONTROL YÜZEYLERİNE SAHİP İNSANSIZ HAVA ARACIN KANATLARININ AERODİNAMİK ÖZELLİKLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Benzer belgeler
BÜYÜK ORANDA ŞEKİL DEĞİŞTİREBİLEN KONTROL YÜZEYLERİNİN YAPISAL ÖZELLİKLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

KONVANSİYONEL VE KONVANSİYONEL OLMAYAN KONTROL YÜZEYİNE SAHİP İNSANSIZ HAVA ARACI KANATLARININ AĞIRLIKLARININ İNCELENMESİ

KONVANSİYONEL OLMAYAN İKİ FARKLI KONTROL YÜZEYİNİN YAPISAL ÖZELLİKLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ VE KARŞILAŞTIRILMASI

BÜYÜK ORANDA ŞEKİL DEĞİŞTİREBİLEN KANAT YÜZEYLERİNİN AERODİNAMİK YÜKLER ALTINDAKİ DAVRANIŞLARI

BİR İNSANSIZ HAVA ARACININ KONVANSİYONEL OLMAYAN ESNEK KONTROL YÜZEYLERİNİN YAPISAL ANALİZİ VE İÇ YAPISININ TASARIMI

BİR HİBRİT FİRAR KENARI KONTROL YÜZEYİNİN TASARIMI VE ANALİZİ

Hibrit Bir Kontrol Yüzeyinin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Destekli Yapısal Analizi

ŞEKİL DEĞİŞTİREN UÇAKLAR VE GELECEK

Prof. Dr. Yavuz YAMAN, Prof. Dr. Serkan ÖZGEN, Doç. Dr. Melin ŞAHİN Y. Doç. Dr. Güçlü SEBER, Evren SAKARYA, Levent ÜNLÜSOY, E.

ODTÜ'DE YAPILAN İNSANSIZ HAVA ARACI ÇALIŞMALARI

BÜYÜK ORANDA ŞEKİL DEĞİŞTİREBİLEN KANATLARIN AERODİNAMİK VE YAPISAL TASARIMI

DEĞİ KEN KAMBURA SAHİP NACA 4412 KANAT KESİTİNİN 2-BOYUTLU AERODİNAMİK ANALİZİ

GÖREVE UYUMLU KANATLARA SAHİP BİR İNSANSIZ HAVA ARACININ, UÇUŞ TESTLERİ VE YAPISAL GELİŞTİRİLMESİ

SES-ÜSTÜ KANARD KONTROLLÜ FÜZELER İÇİN SERBEST DÖNEN KUYRUĞUN ŞEKİL OPTİMİZASYONU

BÜYÜK ORANDA ŞEKİL DEĞİŞTİREBİLEN KANATLARIN ÖN TASARIM SÜRECİNDE AERODİNAMİK VE YAPISAL ANALİZLERİNİN EŞLENMESİ

Şekil 1:Havacılık tarihinin farklı dönemlerinde geliştirilmiş kanat profilleri

FÜZE KANADININ SES-ÜSTÜ UÇUŞ KOŞULUNDAKİ AEROELASTİK ANALİZİ

TMMOB Makina Mühendisleri Odası VIII. Ulusal Uçak, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Kurultayı Mayıs 2015 / ESKİŞEHİR

İNSANSIZ HAVA ARACI PERVANELERİNİN TASARIM, ANALİZ VE TEST YETENEKLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ

Dikey İniş Kalkış Yapabilen Sabit Kanatlı İnsansız Hava Aracı Çalışmaları

CASA CN 235 UÇAĞININ DIŞ AERODİNAMİK YÜKLERİNİN HESAPLANMASI

AERODİNAMİK KUVVETLER

AERODİNAMİK KUVVETLER

DÜZ FLAPLI POZİTİF KAMBURA SAHİP NACA 4412 KANAT PROFİLİNİN AERODİNAMİK PERFORMANSININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ ANALİZİ

UYGULAMA 2. Prof.Dr. Mustafa Cavcar Anadolu Üniversitesi, Sivil Havacılık Yüksekokulu, 26470, Eskişehir

BÜYÜK ORANDA ŞEKİL DEĞİŞTİREBİLEN KANAT/ KONTROL YÜZEYLERİNİN UÇUŞTAKİ ETKİLERİ

GÖREVE UYUMLU KANATLARA SAHİP BİR İNSANSIZ HAVA ARACININ TASARIMI

UYGULAMA 1. Prof.Dr. Mustafa Cavcar Anadolu Üniversitesi, Sivil Havacılık Yüksekokulu, Eskişehir. Tablo 1. Uygulamalar için örnek uçak

BOŞTA HAREKET DOĞRUSALSIZLIĞI BULUNAN, GÖREVE UYUMLU KONTROL YÜZEYLERİNİN ÇIRPMA YÖNÜNDEN İNCELENMESİ

ANADOLU ÜNİVERSİTESİ HAVACILIK VE UZAY BİLİMLERİ FAKÜLTESİ. Prof. Dr. Mustafa Cavcar 8 Mayıs 2013

GÖREVE UYUMLU KANAT TASARIM VE GELĐŞTĐRME ÇALIŞMALARI

SÜRÜKLEME DENEYİ TEORİ

RÜZGAR YÜKÜNÜN BİR TİCARİ ARAÇ SERVİS KAPISINA OLAN ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Uluslararası Yavuz Tüneli

Şekil 2: Kanat profili geometrisi

UÇUŞ SIRASINDA BUZLANMA ANALİZLERİNDE DAMLACIK YÖRÜNGELERİNİN PARALEL HESAPLAMA YÖNTEMİYLE BELİRLENMESİ

YER HİZMETLERİ VE RAMP - I. Öğr. Gör. Gülaçtı ŞEN

KLİMA SANTRALLERİNDEKİ BOŞ HÜCRELER İÇİN TASARLANAN BİR ANEMOSTAT TİP DİFÜZÖRÜN AKIŞ ANALİZİ

SENTETİK JET PARAMETRELERİNİN ELİPTİK PROFİL VE KANAT KESİDİ ÜZERİNDEKİ AKIŞIN KONTROLÜ İÇİN YANIT YÜZEYİ YÖNTEMİ İLE ENİYİLEŞTİRİLMESİ

NACA VE NREL S 809 KANAT KESİTLERİNİN HAD İLE ANALİZİ ANALYSING OF NACA AND NREL S 809 AIRFOILS BY CFD

ÇATI MAKASINA GELEN YÜKLER

3. İzmir Rüzgar Sempozyumu Ekim 2015, İzmir

ÜÇ BOYUTLU SINIR TABAKA AKIŞLARININ KARARLILIK ÖZELLİKLERİNİN DOĞRUSAL KARARLILIK TEORİSİ YAKLAŞIMI İLE BELİRLENMESİ

HİBRİT (TURBOFAN/GÜNEŞ ENERJİLİ) İTKİ SİSTEMLİ YÜKSEK İRTİFA İNSANSIZ HAVA ARACI KAVRAMSAL TASARIMI ÖZET

Hava Aracının Üzerinden Titreşim Kaynaklı Enerji Hasatı Çalışmaları

DÜŞÜK VE ORTA OK AÇILI DELTA KANATLAR ÜZERİNDEKİ AKIŞIN PASİF AKITMA YÖNTEMİ İLE KONTROLÜ

Ankara Ankara. kull lerden bahsedilmektedir. tematik modelin. (lead- pal,, yalpa hesaplamalara dahil edilmemesi yunuslama ; eyleyici kol rmektedir.

YAPILARDA BURULMA DÜZENSİZLİĞİ

Bu çalışmada, Rüzgar türbinlerinin tasarım ve performans hesaplamalarında sıkça kullanılan

Erdener ve Yaman ÖZET DEVELOPMENT OF STRUCTURAL MODEL OF AN AIRCRAFT WING ABSTRACT

UZAYSAL VE DOLU GÖVDELİ AŞIKLARIN ÇELİK ÇATI AĞIRLIĞINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

RÜZGAR ETKİLERİ (YÜKLERİ) (W)

TÜMLEŞİK KANAT ELEMANI - HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ YÖNTEMİ İLE DİKEY RÜZGAR TÜRBİNİ PERFORMANSININ HESAPLANMASI

KOMPOZİT BİR İNSANSIZ HAVA ARACI KANADININ TASARIM VE ANALİZİ BİTİRME ÇALIŞMASI. Emre SAĞLAM. Uçak Mühendisliği

BİR JET EĞİTİM UÇAĞI KOKPİTİNİN YAPISAL ANALİZLERİ

SES ALTI ve SES CİVARI HIZ REJİMLERİNDE UÇAN JENERIK BIR SEYİR FÜZESİ İÇİN YARI GÖMÜLÜ HAVA-ALIĞI TASARIMI

AKIŞKANLAR MEKANİĞİ-II

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI TRANSFERİ LABORATUARI

GÖREVE UYUMLU KANATLARA SAH P B R NSANSIZ HAVA ARACININ TASARIMI

GÜNCEL HAD YÖNTEMLERİNİN JENERİK F-16 GEOMETRİSİNE UYGULANARAK AERODİNAMİK KATSAYILARIN BELİRLENMESİ

DALGIÇ POMPA TASARIM VE ANALİZİ

MİNİ İNSANSIZ HAVA ARACI ETRAFINDAKİ AKIŞIN SAYISAL OLARAK İNCELENMESİ

ORTA BÜYÜKLÜKTE BİR NAKLİYE UÇAĞININ EKİPMAN RAFI TASARIMI

İstanbul Teknik Üniversitesi Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesi

HAVACILIK VE UZAY MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVAR CİHAZLARI ALIM İŞİ TEKNİK ŞARTNAME. Genel Çalışma Koşulları: 0-40 C. Sıcaklık

MODÜL-13 ÖRNEK SORULAR. 1. Aşağıdakilerden hangisi ana uçuş kontrol yüzeylerinden biri değildir?

Sıvı Depolarının Statik ve Dinamik Hesapları

Yatay Eksenli Yelkapan Palasında Tasarım Parametrelerinin Gerilme Dağılımına Etkisi

UÇAK MÜHENDİSLİĞİ MÜFREDATI

(b) Model ve prototipi eşleştirmek için Reynolds benzerliğini kurmalıyız:

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

CAEeda TM OM6 KANADI MODELLEME. EDA Tasarım Analiz Mühendislik

HAVA ARAÇLARINDAKİ ELEKTRONİK EKİPMANLARIN SOĞUTULMASINDA KULLANILAN SOĞUTMA SIVILARININ PERFORMANSA BAĞLI SEÇİM KRİTERLERİ

AMFİBİ İHA GÖVDE PARAMETRELERİNİN SÜRÜKLEME KATSAYISI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Kabul Edilmiş Makale/Accepted Manuscript

AKM BÖLÜM 11 - UYGULAMA SORU VE ÇÖZÜMLERİ Doç.Dr. Ali Can Takinacı

KALINLIK-VETER ORANININ DÜŞÜK OK AÇILI DELTA KANAT ÜZERİNDEKİ AKIŞ YAPISINA ETKİSİNİN NÜMERİK İNCELENMESİ

3/9 54 kg kütleli bir sandık 27 kg kütleli pikup kamyonetin arka kapağında durmaktadır. Şekilde yalnızca biri görülen iki tutucu kablodaki T

MİNİ JET RADYAL KOMPRESÖR TASARIM YARIŞMASI

CAEeda TM. NACA0012 KANADI ÜZERİNDE FAPeda ÇÖZÜMÜ UYGULAMASI EĞİTİM NOTU. EDA Tasarım Analiz Mühendislik

BİR TİCARİ ARAÇ İÇİN ECE R-14 REGÜLASYONUNA UYGUN KOLTUK BAĞLANTILARININ GELİŞTİRİLMESİ

BÖLÜM 5 KANAT PROFĐLLERĐNĐN AERODĐNAMĐĞĐ

TC. ESKİŞEHİR OSMANGAZİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ UÇAK KANAT PROFİLİNİN HAD YAZILIMI İLE ANALİZİ

STATİK. Ders_9. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

Dikey İniş/Kalkış Yapabilen Hareketli Kanatlı İnsansız Hava Aracının Tasarımı

YÜKSEK HIZLI İŞ MİLLERİNİN TERMAL MODELLEMESİ

TURBOPROP BİR MOTORA AİT EGZOZ MODÜLÜNÜN HESAPLAMALI VE DENEYSEL ANALİZLERİ

Ege Üniv. Müh. Fak. İnşaat Müh. Böl. Bornova / İZMİR Tel: Faks:

KAYSERİ PINARBAŞİ RÜZGAR POTANSİYELİNE UYGUN KÜÇÜK ÖLÇEKLİ RÜZGAR TÜRBİNİ AERODİNAMİK TASARIMI

DİZAYN VE İLERİ MÜHENDİSLİK HİZMETLERİ

idecad Çelik 8 TS EN Rüzgar Etkileri

DÜŞÜK OK AÇILI DELTA KANAT ÜZERİNDEKİ AKIŞIN PASİF AKITMA YÖNTEMİYLE KONTROLÜ

Çırpan Kanat Aerodinamik Kuvvetlerinin Yapay Sinir Ağları ile Modellenmesi

İTKİLİ MOTORLU UÇAĞIN YATAY UÇUŞ HIZI

GÖZETLEME/SALDIRI AMAÇLI MİNİ İNSANSIZ HAVA ARACI TASARIMI VE ÜRETİMİ

x x Düz levhanın üst ve alt yüzeyindeki sınır tabaka gelişimleri aynı olup Yüzey sürtünme katsayısı tanımı Düz levhanın sürtünme katsayısı c 1.

Perdeli-Çerçeveli Taşıyıcı Sistemli Binalarda Taşıyıcı Sistem Seçiminin Yapı Davranışı Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

1 ALÇIPAN MÜDAHALE KAPAĞI

MAK4061 BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM

BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM HAFTA 6 COSMOSWORKS İLE ANALİZ

Transkript:

KONVANSİYONEL VE KONVANSİYONEL OLMAYAN KONTROL YÜZEYLERİNE SAHİP İNSANSIZ HAVA ARACIN KANATLARININ AERODİNAMİK ÖZELLİKLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ İlhan Ozan TUNÇÖZ (a), Yosheph YANG (b), Serkan ÖZGEN (c), Ercan GÜRSES (d), Melin ŞAHİN (e), Yavuz YAMAN (f) (c) (d) (e) (f) (a) (b) ODTÜ, Havacılık ve Uzay Müh. Böl., 06800, Ankara, ozan.tuncoz@metu.edu.tr ODTÜ, Havacılık ve Uzay Müh. Böl., 06800, Ankara, yosheph.yang@metu.edu.tr Prof. Dr., ODTÜ, Havacılık ve Uzay Müh. Böl., 06800, Ankara, sozgen@ae.metu.edu.tr Y. Doç. Dr., ODTÜ, Havacılık ve Uzay Müh. Böl., 06800, Ankara, gurses@metu.edu.tr Doç. Dr., ODTÜ, Havacılık ve Uzay Müh. Böl., 06800, Ankara, msahin@metu.edu.tr Prof. Dr., ODTÜ, Havacılık ve Uzay Müh. Böl., 06800, Ankara, yyaman@metu.edu.tr ÖZET Bu bildiride insansız hava aracına ait bir kanattaki kontrol yüzeyleri konvansiyonel ve konvansiyonel olmayan iki farklı konfigürasyonda aerodinamik açıdan incelenmiştir. Aerodinamik analizler için Pointwise V17.0- R2 ve SU2 V2.0.001 adlı paket programlar kullanılmıştır. Konvansiyonel kontrol yüzeylerini hareket ettirebilecek tork miktarı aerodinamik veriler kullanılarak hesaplanmıştır. Konvansiyonel olmayan kontrol yüzeylerini hareket ettirecek tork miktarı ise bu çalışmadaki aerodinamik verileri kullanarak diğer bir çalışmada hesaplanmıştır [1]. Anahtar Kelimeler: Konvansiyonel kontrol yüzeyleri, Konvansiyonel olmayan kontrol yüzeyleri, Aerodinamik analiz, İnsansız Hava Aracı ABSTRACT In this work, aerodynamic analysis of an unmanned aerial vehicle wing having conventional and unconventional control surfaces was conducted. Pointwise V17.0-R2 and SU2 V2.0.001 package programs were used for the analysis. Required torque to deflect conventional control surfaces was calculated by using aerodynamic data obtained from the analysis. Required torque to deflect unconventional control surfaces was calculated in another proceeding using aerodynamic data obtained in this study [1]. Keywords: Conventional control surfaces, Unconventional control surfaces, Aerodynamic analysis, Unmanned Aerial Vehicle 1. GİRİŞ Bu çalışmada, insansız hava aracına ait bir kanattaki kontrol yüzeyleri iki ayrı konfigürasyonda aerodinamik açıdan incelenmiştir. Bu iki ayrı konfigürasyon 1453

konvansiyonel kontrol yüzeylerini ve konvansiyonel olmayan kontrol yüzeylerini kapsamaktadır. Elde edilen bu bulguların bir Avrupa Birliği 7. Çerçeve Programı Projesi olan CHANGE, Combined morphing assessment software using flight Envelope data and mission based morphing prototype wing development [2] kapsamında geliştirilecek kanatta kullanılması planlanmaktadır. Kontrol yüzeylerinin amacı hava akışını bükerek kanat üzerindeki taşıma kuvveti dağılımını değiştirmektir. Konvansiyonel kontrol yüzeyleri havayı bükebilmek için kanada menteşelenmiş olup menteşe ekseni etrafında serbestçe dönebilmektedir. Dolayısıyla, konvansiyonel kontrol yüzeylerinin bu dönüş hareketi katı cisim hareketi gibi düşünülebilir, ve yapı içinde bir gerinme oluşmadığı varsayımı yapılabilir. Bu sayede, kontrol yüzeyini hareket ettirecek gerekli tork miktarı, aerodinamik verilerin direkt olarak kontrol yüzeyi üzerinde sayısal entegrasyonu ile hesaplanabilmektedir. Diğer bir yandan, konvansiyonel olmayan kontrol yüzeylerinin hareketi esnasında hem hava akışı bükülmekte hem de yapıya gerinme uygulanmaktadır. Dolayısıyla, bu kontrol yüzeylerini hareket ettirecek gerekli tork miktarı, sadece aerodinamik veriler kullanarak hesaplanamamaktadır. Tork miktarının hesaplanması için uygulanabilecek yöntemlerden biri tek yönlü katı-akışkan etkileşimi kullanılarak yapılacak sonlu elemanlar analizidir. Bu kapsamda yapılan analiz ve sonuçlar, yapısal özelliklerin değerlendirildiği paralel çalışmada sunulmuştur. [1] Konvansiyonel olmayan kontrol yüzeyleri ile kanat arasında herhangi bir boşluk bulunmamaktadır. Boşlukların bulunmamasının, taşıyıcı yüzeyler etrafındaki akış kalitesini yükselttiği ve bu durumun kanadın aerodinamik performansını arttırdığı bilinmektedir [3]. Ayrıca, konvansiyonel olmayan kontrol yüzeylerinde girinti ve çıkıntıların ortadan kaldırılması aerodinamik gürültünün de azalmasını sağlamaktadır [4]. 2. AERODİNAMİK ANALİZ Aerodinamik analizlerde, CHANGE Projesi kapsamında tasarlanan iniş safhası kanat katı modeli kullanılmıştır. Kanat katı modeline, konvansiyonel ve konvansiyonel olmayan kontrol yüzeyleri ayrı ayrı eklenmiştir. Çözüm geometrisi de dahil olmak üzere oluşturulan tüm katı modeller CATIA V5- R62012 paket programı kullanılarak oluşturulmuştur. Oluşturulan katı modeller Şekil 1 ve Şekil 2 de gösterilmiştir. Aerodinamik analizler dört farklı durum olan, konvansiyonel ve konvansiyonel olmayan kontrol yüzleylerinin eğilmediği ve eğildiği durumları kapsamaktadır. Aerodinamik analiz Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) kullanılarak yapılmıştır. HAD için çözüm ağı Pointwise V17.0-R2 [5] paket programı kullanılarak oluşturulmuş, çözüm için ise SU2 V2.0.001 [6] paket programı kullanılmıştır. 1454

Şekil 1. Konvansiyonel Kontrol Yüzeylerine Sahip Kanat (Anlaşılırlık Açısından Kontrol Yüzeylerinin Eğilmiş Durumu Şekil 2. Konvansiyonel Olmayan Kontrol Yüzeylerine Sahip Kanat (Anlaşılırlık Açısından Kontrol Yüzeylerinin Eğilmiş Durumu CHANGE Projesi paydaşlarından The Aircraft Research Association (ARA) [7] tarafından, proje kapsamında planlanan uçuş profili kullanılarak, tüm uçuş safhalarındaki uçuş parametreleri belirlenmiştir. Yapılan bütün HAD analizlerinde, girdiler için iniş safhasındaki uçuş parametleri kullanılmış olup, bu bilgiler Çizelge 1 de gösterilmiştir. Çizelge 1. Tüm Konfigürasyonlar İçin Kullanılan İniş Safhası HAD Girdileri Uçuş Hızı 47.68 [km/h] Uçuş Mach Sayısı 0.0391 Reynolds Sayısı 524567 İrtifa 1000 [ft] Hücum Açısı 6.373 [deg] Türbülans Modeli Spalart Allmaras Çözücü Tipi Incompressible RANS Çizelge 1 deki irtifa, deniz seviyesinden yükseklik cinsinden verilmiştir. Bu çalışmada konvansiyonel kontrol yüzeylerinin eğilme miktarı yaklaşık 16 derece olarak kabul edilmiştir. Bu değer, TÜBİTAK 107M103 [4] projesi kapsamında geliştirilen insansız hava aracının konvansiyonel olmayan kontrol yüzeylerinin eğilmeleri baz alınarak elde edilmiştir. Eğilme açısı projedeki konvansiyonel olmayan kontrol yüzeyinin firar kenarı dikey yer değiştirmesi ve kontrol yüzeyinin boyu kullanılarak hesaplanmıştır. Bu sayede, aynı eğilme açısında konvansiyonel kontrol yüzeylerinin ve konvansiyonel olmayan kontrol yüzeylerinin aerodinamik davranışları karşılaştırılabilecektir. Konvansiyonel kontrol yüzeyinin eğildiği durum için oluşturulan örnek çözüm kümesi geometrisi ve kanat geometrisi Şekil 3 ve Şekil 4 te gösterilmiştir. 1455

Şekil 3. Konvansiyonel Kontrol Yüzeyine Sahip Bir Kanadın, Kontrol Yüzeyinin Eğildiği Durumda HAD İçin Oluşturulan Çözüm Kümesi Geometrisi Şekil 4. Konvansiyonel Kontrol Yüzeyine Sahip Bir Kanadın, Kontrol Yüzeyinin Eğildiği Durumda HAD İçin Oluşturulan Kanat Çözüm Kümesi Geometrisi (Anlaşılırlık Açısından Sadece Konvansiyonel Kontrol Yüzeyi Yapılan analizlerde tüm durumlar için kanat ve kontrol yüzeyi üzerinde dörtgen elemanlar oluşturulmuş ve oluşturulan çözüm ağı bilgileri Çizelge 2 de sunulmuştur. Çizelge 2. Tüm Konfigürasyonlarda Kanat ve Kontrol Yüzeyi Üzerinde Dörtgen Elemanlarla Oluşturulan Çözüm Ağı Bilgileri Durum Eleman Sayısı Düğüm Noktası Sayısı Konv. Eğilmemiş 1039349 218402 Konv. Eğilmiş 1088178 225609 Konv. Olmayan Eğilmemiş 1025530 214830 Konv. Olmayan - Eğilmiş 1042172 218016 3. BULGULAR Yapılan analizler sonucunda kanat ve kontrol yüzeyi üzerinde elde edilen gösterge basıncı dağılımları incelenen dört farklı durum için Şekil 5, Şekil 6, Şekil 7 ve Şekil 8 de sunulmuştur. Elde edilen bulgular sonucunda konvansiyonel olmayan kontrol yüzeylerine sahip kanadın, konvansiyonel kontrol yüzeylerine sahip kanattan daha iyi bir aerodinamik performans göstermekte olduğu görülmektedir. Analizler sonucunda elde edilen aerodinamik katsayılar, incelenen dört farklı durum için Çizelge 3 te sunulmuştur. 1456

Şekil 5. Konvansiyonel Kontrol Yüzeylerine Sahip Bir Kanadın İniş Safhası Koşullarında ve Kontrol Yüzeyinin Eğilmediği Durumda HAD ile Elde Edilen Gösterge Basınç Dağılımı [Pa] (Üst Yüzey Solda, Alt Yüzey Sağda Şekil 6. Konvansiyonel Kontrol Yüzeylerine Sahip Bir Kanadın İniş Safhası Koşullarında ve Kontrol Yüzeyinin Eğildiği Durumda HAD ile Elde Edilen Gösterge Basınç Dağılımı [Pa] (Üst Yüzey Solda, Alt Yüzey Sağda Şekil 7. Konvansiyonel Olmayan Kontrol Yüzeylerine Sahip Bir Kanadın İniş Safhası Koşullarında ve Kontrol Yüzeyinin Eğilmediği Durumda HAD ile Elde Edilen Gösterge Basınç Dağılımı [Pa] (Üst Yüzey Solda, Alt Yüzey Sağda Şekil 8. Konvansiyonel Olmayan Kontrol Yüzeylerine Sahip Bir Kanadın İniş Safhası Koşullarında ve Kontrol Yüzeyinin Eğildiği Durumda HAD ile Elde Edilen Gösterge Basınç Dağılımı [Pa] (Üst Yüzey Solda, Alt Yüzey Sağda 1457

Çizelge 3. HAD Analizleri Sonucunda Elde Edilen Aerodinamik Katsayılar Durum Taşıma Sürükleme Taşıma / Katsayısı Katsayısı Sürükleme Konv. Eğilmemiş 0.769 0.070 10.986 Konv. Eğilmiş 0.895 0.097 9.227 Konv. Olmayan Eğilmemiş 0.808 0.073 11.068 Konv. Olmayan - Eğilmiş 0.964 0.104 9.269 Çizelge 3 ten konvansiyonel olmayan kontrol yüzeylerine sahip kanadın daha fazla taşıma katsayısına sahip olduğu görülmektedir. Aynı kanadın sürükleme katsayısının konvansiyonel kontrol yüzeylerine sahip bir kanada göre daha fazla olduğu gözükmektedir. Diğer yandan taşıma-sürükleme oranına bakılırsa, konvansiyonel olmayan kontrol yüzeylerine sahip kanadın aerodinamik performansının daha iyi olduğu sonucuna rahatlıkla varılabilmektedir. Bunun birinci nedeni olarak konvansiyonel olmayan kanatta kumanda yüzeyi ile asıl kanat bileşeni arasında bir boşluk bulunmaması söylenebilir. Bu boşluğun olmaması o bölgede akışın bozulmasını engellemektedir. İkinci neden olarak konvansiyonel kanattaki kumanda yüzeyinin birleşme yerinde özellikle üst yüzeyde bir geometri süreksizliği bulunması ve bunun akım kopmasını tetikleyebileceği düşünülebilir. Konvansiyonel olmayan kanatta böyle bir süreksizlik bulunmadığı için akım kopmasının olumsuz etkilerinin daha az olacağı değerlendirilmektedir. 3.1 KONVANSİYONEL KONTROL YÜZEYLERİNİN OLUŞTURDUĞU TORKUN HESAPLANMASI Kontrol yüzeyleri için kullanılacak olan servo motor seçimi için yüzeylerin ürettiği toplam tork miktarının hesaplanması çok önemlidir. Bu yüzden, HAD bulgularını kullanarak konvansiyonel kontrol yüzeyi üzerinde oluşan toplam tork miktarı, kontrol yüzeyinin hem eğildiği hem de eğilmediği durumlar için hesaplanmıştır. Hesaplamalarda kontrol yüzeyinin tam orta kanat açıklığı bölgesinde, kontrol yüzeyi veter boyu panellere bölünmüş ve basınç dağılımları kontrol yüzeyinin başlangıcı olan kanat veterinin %70 ine göre sayısal olarak entegre edilmiştir. Tork hesabında kullanılan formül Denklem (1) de gösterilmiştir. ( ) (1) ( ) 1458

Denklem (1) de, kontrol yüzeyinin ürettiği toplam tork [N-m], i noktasındaki basınç katsayısı, dinamik basınç [Pa], kontrol yüzeyi açıklığı [m], i panelinin uzunluğu [m], i panelinin orta noktasının 0.7 vetere göre olan moment kolu [m], i noktasındaki gösterge basıncıdır [Pa]. Şekil 9 da, Denklem (1) de kullanılan parametrelerden bazıları görselleştirilmiştir. Şekil 9. Konvansiyonel Kontrol Yüzeylerinde Tork Hesaplanmasında Kullanılan Parametreler (Anlaşılırlık Açısından Sadece Üst Yüzeyin Bir Bölümü Gösterilmiştir, c Veter Uzunluğudur) Konvansiyonel kontrol yüzeyinin hem eğildiği hem de eğilmediği durumlar için üst ve alt yüzeyler 50 şer panele bölünmüş olup, sayısal entegrasyon toplamda 100 panel için gerçekleştirilmiştir. Yapılan hesaplamalar sonucunda Çizelge 4 deki değerler elde edilmiştir. Çizelge 4. Konvansiyonel Kontrol Yüzeyinin Eğildiği ve Eğilmediği Durumlarda Ürettiği Tork Miktarı Eğilme Durumu Tork [N-m] Tork [kg-cm] Eğilmemiş Durum 0.46 4.69 Eğilmiş Durum 0.8 8.20 Elde edilen bulgulara 1.5 güvenlik faktörü uygulanırsa, servo motorların uygulaması gereken tork miktarı 12.3 [kg-cm] mertebelerindedir. Servo motor ve uygun pil seçimi elde edilen bu bulgular doğrultusunda gerçekleştirilmiştir [1]. 4. SONUÇ Yapılan analizler ve elde edilen bulgular sonucunda, beklendiği gibi, konvansiyonel olmayan kontrol yüzeylerinin aerodinamik performansının konvansiyonel kontrol yüzeylerine kıyasla daha fazla olduğu tespit edilmiştir. 1459

Elde edilen bulgular doğrultusunda konvansiyonel kontrol yüzeylerini 16 derece eğdirebilecek tork miktarının 12.3 [kg-cm] olduğu tespit edilmiştir. Aerodinamik analizler uçuşun iniş safhasında yapıldığından ötürü kontrol yüzeylerinin flap olarak kullanılması planlanmaktadır. Bu sonuçlar doğrultusunda uygun servo motor ve pil seçimi yapılmıştır [1]. Konvansiyonel olmayan kontrol yüzeylerini hareket ettirecek tork miktarı direkt olarak aerodinamik verilerden hesaplanamayacağından ötürü, elde edilen aerodinamik veriler paralel bir çalışmada kullanılmış ve gerekli tork miktarı hesaplanmıştır [1]. TEŞEKKÜR Bu çalışma FP7-AAT-2012-RTD-1, Collaborative Project, Grant Agreement Number: 314139. CHANGE, Combined morphing Assessment software using flight Envelope data and mission based morphing prototype wing development projesi kapsamında desteklenmektedir. Yazarlardan İlhan Ozan Tunçöz ve Yosheph Yang, yüksek lisans eğitimleri boyunca kendilerini destekleyen TÜBİTAK a teşekkür ederler. KAYNAKÇA [1] P. Arslan, U. Kalkan, H. Tıraş, E. Gürses, S. Özgen, M. Şahin, Y. Yaman, (2014), Konvansiyonel ve Konvansiyonel Olmayan Kontrol Yüzeylerine Sahip İnsansız Hava Aracı Kanatlarının Ağırlıklarının İncelenmesi, SAVTEK2014, 7. Savunma Teknolojileri Kongresi, [2] CHANGE FP7 Project, www.fp7-change.eu, (14.12.2014) [3] M. Kintscher, M. Wiedemann, H. P. Monner, O. Heintze (2012), Design of a Smart Leading Edge Device for Low Speed Wind Tunnel Tests in the European Project SADE, 2 nd EASN Workshop on Flight Physics and Propulsion, Prag, Çek Cumhuriyeti. [4] Y. Yaman, S. Özgen, M. Şahin, G. Seber, L. Ünlüsoy, E.T. İnsuyu, E. Sakarya, (2011), Göreve Uyumlu Kumanda Yüzeylerinin Geliştirilmesi, Savunma ve Havacılık Dergisi, ISSN: 1300-2082, Cilt: 25/143, Sayı: 2011/01, Sayfa: 161-162, 2011 [5] Pointwise Mesh Generation Software, http://www.pointwise.com/, (14.12.2014) [6] Standford University Unstructured (SU2), http://su2.stanford.edu/, (14.12.2014) [7] The Aircraft Research Association (ARA), http://www.ara.co.uk/, (14.12.2014) 1460