Structural and aeroelastic analyses of a composite tactical unmanned air vehicle
Kompozit bir taktik hava aracının yapısal ve aeroelastik kararlılık analizleri
- Tez No: 305190
- Danışmanlar: PROF. DR. ALTAN KAYRAN, PROF. DR. NAFİZ ALEMDAROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 193
Özet
Bu tezde Havacılık ve Uzay Mühendisliği bölümünde tasarlanan ve üretilen kompozit bir taktik insansız hava aracının hesaplamalı aerodinamik, yapısal ve aeroelastik analizleri gerçekleştirilmiştir. Hava aracı yapısal bütünlüğünün doğrulanması, minimum manevra ve pike hızlarında, tüm hava aracı için hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yöntemiyle hesaplanan statik limit yük koşullarında gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yükleri daha doğru hesaplanmış bir pike hızı hücum açısında dikey yönlü toplam basınç yükünün pozitif yük faktöründeki uçak ağırlığının yarısına daha yakın bulunması amacı ile tekrar hesaplanmıştır. Kanat ve yatay-dikey kuyruk düzlemi sonlu elemanlar modeli kanat kuyruk birleşimini sağlayan elyaf sargılı boru modeli de dahil edilerek birlikte oluşturulmuştur. Kompozit kanat yapısal analizleri, birleşik kanat-kuyruk yapısal sonlu elemanlar modeli kullanılarak V-N diagramının köşe noktalarında hesaplanan limit aerodinamik yükleri altında gerçekleştirilmiştir. Kanat kuyruk düzleminin global sonlu eleman analizleri, kompozit ve izotropik malzemelerinde pozitif güvenlik marjı bulunduğunu göstermiştir. Hava aracı kapsamlı aeroelastik kararlılık analizleri modele alt yapılar tek tek eklenerek gerçekleştirilmiştir. Kullanılan aeroelastik modeller kanat, kanat kuyruk düzlemi birleşimi, kontrol yüzeyleri dahil edilmemiş tüm hava aracı ve kontrol yüzeyleri dahil edilmiş tüm hava aracı modelleridir. Böyle bir çalışma ile aeroelastik modele eklenen alt-yapıların kritik aeroelastik kararlılık modlarına ve hızlarına etkisinin belirlenmesi ve aeroelastik kararlılık modları ve hızlarının model doğruluğuna ne kadar duyarlı olduğunun belirlenmesi amaçlanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, computational aerodynamics, structural and aeroelastic analyses of the composite tactical unmanned air vehicle which is designed and manufactured in the Department of Aerospace Engineering are performed. Verification of the structural integrity of the air vehicle is shown at the minimum maneuvering and the dive speeds at the static limit loads which are calculated by the computational aerodynamics analysis of the full aircraft model. In the current work, aerodynamic loads are re-calculated for more accurately determined dive speed angle of attack in an effort to match the overall vertical pressure load more closely to the half of the aircraft weight at the positive load factor. Finite element models of the fuselage, wing and the vertical-horizontal tail plane are prepared including the filament wound boom connecting the wing and the tail plane. Structural analyses of the composite wing, vertical and horizontal tail plane are performed under the limit aerodynamic loads calculated at the corner points of the V-N diagram using the structural finite element model of the wing-tail plane combination only. Global finite element analysis of the wing-tail plane combination showed that composite and isotropic materials of the wing-tail plane combination have positive margins of safety. Comprehensive aeroelastic stability analyses of the airplane are conducted by adding one sub-structure at a time to the aeroelastic model. Specifically, aeroelastic models which are used are the wing only, wing-tail plane combination, complete air vehicle with and without wing control surfaces. With such a study it is intended to address the effect each sub-structure adds to the aeroelastic model on the critical aeroelastic stability modes and speeds, and to see how sensitive the aeroelastic stability modes and speeds are to model fidelity. Detailed structural and aeroelastic analyses showed that the airplane has sufficient structural integrity under the action of static limit loads, and no aeroelastic instability is expected to occur within the flight envelope of the airplane.
Benzer Tezler
- Nonlinear dynamic and aeroelastic analyses of aircraft wings
Uçak kanatlarının doğrusal olmayan dinamik ve aeroelastik analizleri
SEHER DURMAZ
Doktora
İngilizce
2013
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN ORHAN KAYA
- Dynamic instability of a slender flexible aerospace vehicle
Narin esnek bir uzay aracının dinamik kararsızlığı
MELAHAT CİHAN
Doktora
İngilizce
2017
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN ORHAN KAYA
- Static aeroelastic modeling and parametric study of stacking sequence for laminated composite missile fins
Katmanlı kompozit yapıdaki füze kanatlarının statik aeroelastik modellemesi ve parametrik serim açısı çalışması
GÖKTUĞ MURAT ASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ
- Jig shape optimization for desired shape of a high-altitudelong-endurance class unmanned aerial vehicle underaeroelastic effects
Hale sınıfı bir ınsansız hava aracının aeroelastik etkileraltında hedeflenen şekle ulaşmak için jig şeklioptimizasyonu
AKIN ATEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- Aeroelastic analysis of composite wings and wind turbine blades including geometrical nonlinearity and compressibility
Geometrik doğrusalsızlık ve sıkıştırılabilirlik içeren kompozit kanat ve rüzgar türbin kanatlarının aeroelastik analizi
TOURAJ FARSADI
Doktora
İngilizce
2018
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. ALTAN KAYRAN