Uçak koltuğu yapısal bileşenlerinin topoloji optimizasyonunun ağırlık azaltımına etkisi
The effect of topological optimization of aircraft seat structural components on weight reduction
- Tez No: 1011455
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEGÜL AKDOĞAN EKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Makine Mühendisliği, Sivil Havacılık, Engineering Sciences, Mechanical Engineering, Civil Aviation
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İmal Usulleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sivil havacılıkta operasyonel ağırlığın azaltılması, doğrudan yakıt tüketimini ve karbon salınımını düşürerek işletme maliyetlerini azaltan önemli mühendislik hedeflerinden biridir. Çalışmada, uçak koltuk yapısal testleri incelenerek taşıyıcı konstrüksiyona topoloji optimizasyonu uygulanmış; ağırlığın azaltılması ve bunun yakıt tüketimi ile karbon salınımına etkisi incelenmiştir. Sertifikasyon kuralları kapsamında yapısal test gereklilikleri belirlenmiş, mevcut uçak koltuk yapısı analiz edilmiş ve farklı malzeme alternatifleri değerlendirilmiştir. Tanımlanan sınır koşulları ve yükleme durumları altında, minimum ağırlık ile yapısal dayanımın birlikte sağlanması amacıyla topoloji optimizasyonu yöntemi uygulanmıştır. Optimizasyon çıktıları, alternatif malzemeye ait analiz ve hesaplama sonuçları ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Elde edilen bulgular, ayak konstrüksiyonu özelinde yaklaşık %40 oranında bir hafifleştirmenin mümkün olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca bu hafifleştirmenin yalnızca topoloji optimizasyonu uygulamasından değil, yapının tek parça hale getirilmesi ve bağlantı elemanlarının ortadan kaldırılmasından da kaynaklandığı görülmüştür. Elde edilen sonuçlar, referans uçak olarak seçilen Airbus A321 için uçak genelinde 68.2 kg'lık bir hafifleştirmenin sağlanabileceğini göstermektedir. Söz konusu tasarım iyileştirmesinin 100 uçaktan oluşan bir filo ve 5 yıllık servis süresi ölçeğinde değerlendirilmesi durumunda, toplam yakıt tasarrufunun yaklaşık 1,872,500 L seviyesine ulaşacağı öngörülmektedir. Bu kazanım yaklaşık 4,734,000 kg CO2 salınımının önlenmesine karşılık gelmektedir.
Özet (Çeviri)
Reducing operational weight in civil aviation is one of the key engineering objectives that directly decreases fuel consumption and carbon emissions, thereby lowering operating costs. In this study, aircraft seat structural test requirements were examined, and topology optimization was applied to the load-bearing structure to investigate weight reduction and its effects on fuel consumption and carbon emissions. Within the scope of certification regulations, structural test requirements were defined, the existing aircraft seat structure was analyzed, and alternative material options were evaluated. The topology optimization method was applied under the defined boundary conditions and loading cases to achieve minimum weight while maintaining structural strength. The optimization outputs were comparatively evaluated using analysis and calculation results obtained for the alternative material. The findings indicated that a weight reduction of approximately 40% could be achieved specifically for the seat leg structure. It was also determined that this weight reduction resulted not only from topology optimization but also from redesigning the structure as a single-piece component and eliminating mechanical fasteners. The results further demonstrate that a total structural weight reduction of 68.2 kg can be achieved at the aircraft level for the reference aircraft selected as the Airbus A321. When this design improvement is evaluated over a fleet of 100 aircraft and a 5-year service period, the total fuel savings are estimated to reach approximately 1,872,500 L. This corresponds to the prevention of approximately 4,734,000 kg of CO2 emissions.
Benzer Tezler
- Uçak koltuğu kompozit sırtlık sisteminin modellenmesi ve sonlu elemanlar analizi
Modeling and finite element analysis of aircraft seat composite backrest system
GÜNEY GÖRGÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Sivil Havacılıkİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
DR. MURAT BÜYÜK
- Freeplay induced limit cycle oscillation prediction by using equivalent stiffness methodology
Eşdeğer sertlik metodolojisi kullanılarak boşluklu yapı kaynaklı limit döngü salınımı tahmini
MURAT AYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALTAN KAYRAN
- Failure analysis of adhesively bonded cfrp joints
Yapıştırmalı kompozit bağlantıların hasar analizi
SEDA DAYLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Uçak yolcu koltuklarında magnezyum alaşımlı dizaynla ağırlık tasarrufu ve çoklu bileşenli alaşım geliştirme
Weight reduction in aircraft passenger seats by designing magnesium alloys and designing multi-component alloys
ALİCAN ATAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ARSLAN KAYA
- Savaş uçaklarında kullanılan roket motorlu fırlatma koltuğunun yörünge analizi ve uçuş modellemesi
Trajectory analysis and flight modeling of ejection seats with rocket engine used on combat aircrafts
ERCAN BAŞTUĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Uçak MühendisliğiBaşkent ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER FARUK ELALDI