Geri Dön

Aerodynamic and three-degree-of-freedom flight mechanics analysis of a slender body of rectangular cross section

Dikdörtgen kesitli ince uzun bir gövdenin aerodinamik ve 3 serbestlik dereceli uçuş mekaniği analizi

  1. Tez No: 368945
  2. Yazar: BAHRİ TUĞCAN SELİMHOCAOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ÖZYÖRÜK, PROF. DR. HÜSEYİN NAFİZ ALEMDAROĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 132

Özet

Dikdörtgen kesit alanlı bir aerodinamik gövde uçaklarda kendini koruma amacı ile kullanılacaktır. Aerodinamik gövdenin tasarımını yapabilmek için, bir ilk tasarıma ihtiyaç duyulmaktadır. İlk tasarıma hızlı bir şekilde erişebilmek için 3 serbestlik derecesinde (yatay, dikey ve yunuslama yönlerinde) dinamik analizler gerçekleştirilmesine karar verilmiştir. Öncelikle gövdenin aerodinamik katsayılarını bulabilmek için farklı hızlarda, hücum açılarında ve kuyruk alanı değerlerinde hem DatCom kullanılmış hem de zamandan bağımsız Navier Stokes denklemlerini çözen HAD (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği) analizleri koşturulmuştur. Yapılan karşılaştırmalara göre HAD sonuçlarının söz edilen aerodinamik gövde için daha güvenilir olduğu değerlendirilmiştir. Elde edilen aerodinamik katsayılar, dinamik analizleri gerçekleştiren bir koda girdi olarak sağlanmıştır. Kod, aerodinamik gövdenin dinamik hareketini farklı Mach sayılarında, ağırlık merkezi değerlerinde ve kuyruk boyutlarında 3 serbestlik derecesinde zamandan bağımsız olarak elde edilen aerodinamik katsayılarla hesaplama yeteneğine sahiptir. Zaman adımı, çözüm ağı ve bazı aerodinamik türevlerin (yunuslama sönümlemesi) etkileri HAD analizleri ve kod üzerinde incelenmiştir. Koddan elde edilen hıza, ağırlık merkezine ve kuyruk boyutuna bağlı sonuç matrisi, zamana bağlı öncelikle üç, daha sonrasında altı serbestlik derecesine sahip HAD analiz matrisi ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, aerodinamik gövde boylamasına durağan kararlılığa sahip olduğu sürece 3 serbestlik dereceli kod, incelenen analiz matrisindeki parametrelerin değişim eğilimlerini, aerodinamik gövdenin yörüngesini ve yunuslama açısındaki salınımları korunumlu bir şekilde yakalayabilmiştir. Bu sebeple yöntem, aerodinamik gövdenin ön tasarımını yapabilmek için yeterli bulunmuştur.

Özet (Çeviri)

A slender body with rectangular cross section is considered as an aircraft countermeasure for self-protection purposes as a decoy. An initial design is necessary, for the detailed aerodynamic design of the decoy. For quick initial design purposes, three-degree-of-freedom (longitudinal, vertical, pitching) dynamic analyses of the decoy are carried out. The aerodynamic coefficients for the decoy are obtained first at different Mach numbers, angles of attack, and tail sizes with two different methodologies which are DatCOM and steady CFD analyses utilizing RANS. The comparison of these two methodologies showed that CFD results are more reliable than the DatCOM results. The aerodynamic coefficients are then input to a code numerically implementing the 3DOF motion of the decoy at different Mach numbers, center of gravity values and tail sizes. The aerodynamic coefficients necessary for this method are obtained assuming quasi-steady conditions exist, that is the angle of attack corresponding to the time of 3DOF simulation is frozen and aerodynamic coefficients are computed accordingly. For the assessment of the initial design methodology, grid independence, selection of time step for both the numerical implementation and the transient CFD analyses are considered. Also, the comparison of transient 3DOF CFD and 6DOF CFD analyses are carried out as an evaluation of 3DOF approach. The matrix of results obtained from the 3DOF numerical implementation are compared with the transient 6DOF CFD analyses. According to the results, provided the decoy has static stability, the 3DOF initial design methodology is able to capture the trend of the parameter variations, the trajectory of the decoy and the pitching angle oscillations in a conservative manner. Hence, this approach is deemed sufficient for initial design purposes of the decoy.

Benzer Tezler

  1. Bir insansız hava aracına ait kompozit kanadın tasarımı ve yapısal optimizasyonu

    Design and structural optimisation of an UAV composite wing

    MUHAMMED ATIF YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ALAEDDİN BURAK İREZ

  2. Dört kanatlı mikro hava aracı tasarımı ve kontrolü

    Design and control of micro aerial vehicle with four flapping wings

    ABDURRAHMAN İŞBİTİRİCİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ

  3. Design and control of nose actuation kit for position correction of spin stabilized munitions under wind effect

    Dönü kararlı mühimmatların rüzgar etkisi altında konum düzeltmesini sağlayacak bir burun tahrik sisteminin tasarımı ve kontrolü

    MESUT EROĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ALİ TÜRKER KUTAY

  4. A4 uçağı için geliştirilmiş otopilot tasarımı

    Autopilot design for A4 aircraft

    İBRAHİM CAN KARAGÖZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ELBRUS CAFEROV