Geri Dön

Multi purpose small military helicopter ÇAKAH conceptual preliminary design

Başlık çevirisi mevcut değil.

  1. Tez No: 66551
  2. Yazar: HAYDAR UYANIK
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. Y. KEMAL YILLIKÇI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Uçak Mühendisliği, Aircraft Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1997
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Havacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Havacılık Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 146

Özet

ÖZET Bu çalışmada son yıllarda Türkiye'nin ihtiyacı haline gelmekte olan 4 ile 5 kişilik, yüksek performansa sahip, çok amaçlı olarak kullanılabilecek küçük askeri tip bir helikopter olan ÇAKAH (Çok Amaçlı Küçük Askeri Helikopter) helikopterinin ön dizaynı ve bunun geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu helikopter bağımsız olarak hareket edebilme kabiliyeti ile bir taşıma aracı olarak askeri operasyonlar yapabilecektir. Bu özellikleriyle tasarlanacak bir Türkiye'nin coğrafi yapısı gereği dağlık ve engebeli bölgelerinde personel taşımanın yanı sıra taktik operasyonlar da gerçekleştirebilecektir. Tasarlanan programla geliştirilecek olan helikopter Türkiye'nin her yanında ve komşularında da çalışabilecek, işletme maliyeti düşük olacak ve özellikle Güneydoğu Anadolu'da güvenliğin sağlanmasında önemli katkılarda bulunacaktır. Önerilen programla geliştirilmesi amaçlanan askeri helikopter, yapılan geniş pazar araştırması sonucunda ülkemizin ihtiyacı olan küçük, işletme maliyeti düşük bir araç olup aşağıda yazılı görevleri yerine getirecek şekilde planlanmaktadır.. Personel taşımacılığı (4 kişiye kadar). Havadan gözetleme, takip ve hafif silahlı önleme (pilot + 1 yolcu). Temel ilk yardım Bahsedilen helikopter sadece Türkiye'nin ihtiyaçlarını karşılamakla kalmayıp diğer ülkelerin de ihtiyaçlarına cevap verebileceği için geniş bir dünya pazarına da sahip olabilecektir. Burada amaçlanan, istenilen askeri şartlan yerine getirecek, pahalı olmayan, sınırlı savunma gücüne sahip bir keşif ve gözetleme helikopterinin ön dizaynını gerçekleştirmektir. Aracın ve araca ait tüm sistemlerin sıcak hava ve yüksek irtifa şartlarında olduğu gibi soğuk havalarda ve deniz ortamlarında da güvenli, problemsiz ve kolayca çalışabilmesi gerekmektedir. Ön dizayn aşamasında yapılan çalışmada aracın sahip olması gereken performans özellikleri, dizayn ihtiyaçları, kullanılacak avionik ve görüntüleme sistemlerine ait özellikler ile aracın ağırlığına dair tanımlamalar yapılmıştır. ivÇAKAH helikopteri, askeri amaçlı, küçük, piston motorlu helikopter kategorisindeki büyük bir boşluğu dolduracaktır. Dünya pazarında önümüzdeki 10-15 yıl içerisinde Türkiye'nin kendi ihtiyaçlarının haricinde en az 2000-2200 civarında küçük helikoptere gereksinim olacaktır. Son yıllardaki yüksek teknoloji sayesinde hafif helikopterler 500-600 nm menzil ve 150 knot hızda uçacak şekilde tasarlanabilmektedir. Dikey iniş-kalkış, Düşük hızlardaki manevra kabiliyetleri de dikkate alınırsa bu helikopterler uçaklarla boy ölçüşebileceklerdir. Pazar araştırmaları sonucunda ÇAKAH helikopteri artan kullanıcı ihtiyaçları ile birlikte çok değişik görevleri yapabilecek şekilde dizayn edilecektir. Başlıca görevi 1 pilot ve 3 yolcuyla beraber 4 saatte iki kez iniş-kalkış yaparak 350-400 nm mesafeyi her tür hava koşulunda katetmek olacaktır. ÇAKAH helikopterinin ikinci görevi havadan gözetleme, devriye ve askeri destek ünitelerinin küçük bakımlarında yardım etmek olacaktır. Bu amaçla yüksek bölgelerde ve sıcak hava koşullarında bir pilot, bir gözetleyici ve gözetleme ekipmanlarıyla beraber 5-6 saatlik uçuş yapabilecektir. ÇAKAH helikopterinin üçüncü görevi yaralılara acil ilk yardımda bulunma, bunun için gerekli ekipmanı taşıma ve yaralıyı en yakın hastaneye ulaştırmak olacaktır. ÇAKAH helikopterinin yukarıda belirlenmiş temel görevlerini yerine getirirken sahip olması gereken hover, tırmanma, seyahat, alçalma gibi performansına ait özellikler belirlenmiştir. Grekli performans özellikleri ve dizyn ihtiyaçları belirlendikten sonra QFD matrisi adı verilen bir tabloda öncelik ve önem sırasına göre toplanmıştır. En önemli parametrenin gereken motor gücü olduğu ve uçuş maliyetinin düşük olması için yakıt sarfiyatı az olan verimli ve güvenli bir motora ihtiyaç duyulduğu düşünülerek mevcut motorların özellikleri araştırılmış ve motor seçimi yapılmıştır. Bir sonraki aşamada IPPD dizayn yaklaşım metodu ile belirlenmiş temel parametrelerden yararlanarak dizayn ve üretim şartlan biraraya getirilerek ön dizayn aşamasında en iyi helikopter özellikleri bulunmaya çalışılmıştır. ÇAKAH programının başarısının kesinlik kazanması ve risklerin minimum düzeyde tutulabilmesi için daha önceden denenmiş, geçerliliği olan yeni teknoloji kullanımı yoluna gidilmiştir. Bu tür helikopterlerde çok önemli bir özellik olan ağırlığın azaltılması ve mukavemetin artırılması amacıyla yeni bir alan olan kompozit malzeme teknolojisinin kullanımım yoluna gidilmiş ve yük taşıyan bölgelerde çelikyerine kompozit malzeme kullanılmıştır. Ağırlık, taşıma verimliliği ve üretim maliyeti arasındaki ilişkiyi incelemek için M.S. Excel tabanlı özel bir program hazırlanarak kullanılmıştır ve ağırlık tahminleri yapılmıştır. Boş ağırlık, yakıt, pilot, yolcu ve ekipman ağırlıkları dikkate alınarak toplam ağırlık hesabı yapılarak aynı ağırlık sınıfındaki diğer helikopterlerle karşılaştırılmıştır. Ardından hazırlanmış olan bir başka M.S. Excel tabanlı program sayesinde pal ile ilgili boyutlandırma hesaplamalarına geçilmiştir. Daha sonra en başarılı sonuçlan almak için yapılan optimizasyonda kullanılan teknikler bu çalışma içerisinde anlatılmıştır. Genelde çok karışık ve oldukça zaman alan proje değişkenlerinin aralarındaki ilişkilerin quadratik denklemler şeklinde ifade edilebileceği varsayımına dayanan yüzey dizaynı metodu (Surface Design Methodology), ayrıntılı değerlendirme kriteri (Overall Evaluation Criteria) denklemi ve bu denklemde ifade edilen sabit ve değişkenler hakkında bilgi verilmiştir. Ayrıntılı değerlendirme kriterinin tahmini şekli çıkartılmıştır. Yapacağı görevler, sahip olması gereken kabiliyetler, Türkiye'de ihtiyaç duyulan özellikleri ve sınıfındaki diğer helikopterlere ait bilgiler de kullanılarak helikopterin şekil ve boyutlandırılmasına yönelik hesaplamalar yapılmıştır. Titreşimi az olan, yataksız, dört palli rotor, güvenli ve az ses çıkaran korunaklı kuyruk rotoru, kullanışlı bir takozlu iniş takımı, her türlü sıcaklık ve irtifada verimli çalışacak bir motor, 4-5 kişinin rahatça oturabileceği konforlu bir kabin tasarımı gibi özellikler dikkate alınarak tasarımı yapılan aracın belli başlı ölçüleri verilmiştir. Kabin şekli, yakıt tanklarının yeri, kullanılan malzeme, Yük taşıyan parçaların yeri, elektrik sistemi, ana ve kuyruk rotoru sistemi ile alt sistemlerin yeri, şekli ve seçiminde gözönüne alman kriterler hakkında açıklamalarda bulunulmuştur. İlerleyen aşamalarda fiziksel parametrelerin hesaplanmasına geçilmiş, bu amaçla tüm sabit, değişken ve fonksiyonları dikkate alarak dizayn için optimizasyon yapan Georgia Tech Ön Dizayn ve Performans Programı olan GTPDP kullanılmıştır. Devamında görev yeteneklerine geçilmiş, diğer helikopterlerin aksine maksimum ağırlığıyla Türkiye'nin her yerinde görev yapabilecek ÇAKAH helikopterinin görev melemeleri yapılmış, seçilen profil geometrisinin avantaj lan anlatılmış, GTPDP kullanılarak hesaplanan performans değerleri verilmiş ve yüksek irtifalarda sınıfındaki diğer helikopterlerden daha üstün olduğu görülmüştür. vıPerformans yeteneklerinin anlatıldığı bölümde sefer görevi (Cruise Mission), gözetleme keşif ve takip görevi, ana rotor sistemi, gövde, motor ve aktarma organları ile uçuş kontrol sistemleri hakkında bilgi verilmiştir. Ülkemizin değişik bölgelerinde, değişik hava şartlarında farklı görevler için gerekli hesaplamalara geçilmiş, konuyla ilgili tablo ve grafikler gösterilmiştir. Ardından kullanım kalitesinden bahsedilmiş, bu amaçla NASA Ames Araştırma Merkezinde hazırlanıp Georgia Tech'de geliştirilen, matematiksel modelle simülasyon çalışmalarının birleşimi olan ARMCOP programı kullanılarak elde edilen otomatik uçuş kontrol sistemiyle ilgili tablolar ve açıklamalar verilmiştir. Sonrasında fiyat, emniyet, işe yararlılık ve bakım analizleri yapılarak çalışma tamamlanmıştır. Sonuç olarak ÇAKAH helikopterinin güvenilirliği, kolay dizaynı, yüksek irtifa ve yüksek sıcaklık hava şartlarında yapabileceği görevlerdeki performansı ile kendi sınıfının en iyisi olacaktır. vu

Özet (Çeviri)

SUMMARY This work describes a four and a half year program to involve and train Turkish Nationals in the design, development and certification of a small, multi-purpose, high performance four to five seat military helicopter. ÇAKAH will use a team of consultants, U.S. and German based companies as well as U.S. and Turkish universities to facilitate the establishment of a self reliant indigenous advanced technology aircraft design, development and manufacturing capability within Turkey. The best way for Turkey to accomplish these objectives is through leveraging existing relationships and capabilities of a variety of organizations, rather than through co-development with a single existing U.S. or European helicopter manufacturer. There is no existing major helicopter manufacturer that has a helicopter or plans to develop a helicopter that will provide the capabilities in terms of low operational cost, performance and operational utility of the proposed helicopter. The military helicopter selected for development in the proposed program is the result of extensive market research which has identified Turkey's need for a new small and inexpensive helicopter that is capable of filling at least the following missions:. Personal transportation. Aerial observation and surveillance. Basic Emergency Medical Service (EMS) The superior performance capabilities of the proposed ÇAKAH Helicopter, made possible by use of carefully selected advanced affordable technologies, will enable it to fill the above identified missions. Additionally, the design approach being used should ensure an acquisition and direct operating cost at least 60 % below its nearest competitor having equivalent operational and performance capability. In addition to satisfying Turkey's small utility helicopter needs, the proposed military helicopter will be a unique contender in the world's potential market because of its superior performance, operational utility and low life cycle cost. 11Finally, ÇAKAH will be the best helicopter available in its class in terms of its safety, reliability and freedom from other design related liability problems. To achieve this goal, ÇAKAH will be designed for high natural aeromechanical stability, refined handling qualities and excellent autorotational capability combined with superior crashworthy design features. Emphasis will also be placed on ease of operation by pilots in widely varying applications, as well as modular rapid reconfiguration of the cabin for the various missions. m

Benzer Tezler

  1. Tez No

    323872

    Mikro hava araçlarının bilinmeyen ortamlarda görüntü temelli kontrolü

    Vision based control of micro air vehicles in unknown environments

    CİHAT BORA YİĞİT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ

  2. Tez No

    364179

    İnsansız hava araçları için uzun menzilli veri linki tasarımı

    Design of long range data link for unmanned aerial vehicles

    İBRAHİM KARSU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. VASFİ EMRE ÖMÜRLÜ

  3. Tez No

    795942

    Hidrostatik basınç altındaki denizaltı mukavim teknesinin sonlu elemanlar metodu ile optimum yapısal tasarımı

    Optimum structural design of a submarine pressure hull under hydrostatic pressure with finite element method

    BURAK EYİLER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERTEKİN BAYRAKTARKATAL

  4. Tez No

    364117

    Manet yönlendirme protokollerinin iha'lar için değerlendirilmesi

    Performance comprision of manet routing prtocols for fanet

    İSMAİL TURNADERELİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHava Harp Okulu Komutanlığı

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. İLKER BEKMEZCİ

  5. Tez No

    397130

    Çoklu otonom insansız hava araçları için paralel programlama tabanlı yol planlaması

    Parallel programming based path planning for multi autonomous unmmaned vehicles

    ÖMER ÇETİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHava Harp Okulu Komutanlığı

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜRAY YILMAZ

Geri Dön