Elektrikli İHA sistemleri için biyomimetik pervane tasarımı
Design of biomimetic propeller for electric UAV systems
- Tez No: 753237
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜDAYİM BAŞAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Savunma ve Savunma Teknolojileri, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Defense and Defense Technologies, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aerodinamik tasarım, Biyomimetik bilim, Gemi pervaneleri, Pervaneler, Sayısal akışkanlar dinamiği, İnsansız hava aracı, Aerodynamic design, Biomimetic science, Ship propellers, Fans, Computational fluids dynamic, Unmanned aerial vehicle
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrikli dönerkanat İHA sistemlerinin yaygınlaşmasıyla birlikte bu hava araçlarının uçuş sürelerini artırma ve oluşturdukları gürültüyü azaltma yönünde pek çok nümerik veya deneysel akademik araştırmalar yapılmıştır. Ancak günümüzde ticari amaçla kullanılan elektrikli hava araçları hala içten yanmalı motorlar için geliştirilmiş pervanelerin ölçekli hallerini kullanmaktadırlar. Yapısı itibariyle elektrikli motorlara kıyasla daha yüksek devirlerde verimli çalışan içten yanmalı motorlar için tasarlanan pervaneler de yüksek devirlerde verimli olmaları üzerine tasarımlanmıştır. Elektrik motorlarının verimli çalıştığı düşük devirlerde gerekli itkiyi elde edebilmesi için daha düşük devirler için tasarımlanmış bir pervaneye ihtiyaç duyulmaktadır. Bu ihtiyacın giderilmesi için doğadaki canlıların kanat yapılarını baz alan tasarımlar yapılmıştır. Biyomimetik tasarımların nispeten daha düşük devirde ve dolayısıyla daha sessiz bir itki ürettiği sonucu literatürdeki çalışmalarla belirlenmiştir. Bu çalışmalar içerisinde ağustos böceği ve arılar gibi böceklerden ilham alınarak geliştirilen tasarımların yanında akçaağacı tohumu ve javan salatalık tohumu gibi bitkilerden de ilham alınmıştır. Literatürdeki çalışmalarda pervaneye ait veter dağılımlarının canlılardan kopyalandığı görülmüştür. Bu çalışmayla literatürde eksik görülen kısımların tamamlanması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda pervane kanadı veter dağılımı, pervane burulma açısı dağılımı ve kanat profili yusufçuk böceğinin arka kanatları kullanılarak tasarlanmıştır. Nümerik analizlerle devir-itki değerleri ve iyileştirmeler hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak çalışılmıştır.
Özet (Çeviri)
With the widespread use of electric rotary wing UAV systems, many numerical or experimental academic studies have been carried out to increase the flight times of these aircraft and reduce the noise they generate. However, today's commercial electric aircraft still use scaled versions of propellers developed for internal combustion engines. By their nature, the propellers designed for internal combustion engines which are operating efficiently at high speeds are designed to be efficient at high speeds too. A propeller designed for lower revolutions is needed in order to obtain the necessary thrust at low speeds, where electric motors operate efficiently. In order to meet this need, designs based on the wing structures of living creatures in nature have been made. It has been determined by studies in the literature that biomimetic designs produce a relatively lower speed and therefore a quieter thrust. In addition to the designs inspired by insects such as cicadas and bees, these studies were also inspired by plants such as maple seeds and javan cucumber seeds. In these studies, it was seen that the chord-length distributions of the propeller were copied from nature. With this study, we aimed to complete the previous studies in terms of parts that have not been studied. With this study, propeller blade chord-length distribution, propeller twist distribution and airfoil were designed using biomimetic discipline based on inspirations of the rear wings of the dragonflies. RPM-thrust values and aerodynamic improvements were studied by numerical analysis by using CFD.
Benzer Tezler
- Kanat çırpma hareketi bulunan dinamik sistemlerin stabilizasyonu
Stabilization of dynamic systems with wing flapping motion
MUSTAFA KAAN ATİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUĞAN
- Hibrit insansız hava araçlarına (iha) yönelik jeneratör sistemleri için batarya yönetim sistemi tasarımı
Battery management system design for the generator systems intended to hybrid unmanned aereal vehicles
MEHMET YOZGAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYozgat Bozok ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRAH ÇETİN
- Yüksek ses altı hızlı elektrikli sabit kanat kamikaze İHA tasarımı
High subsonic speed electric fixed wing kamikaze UAV design
MUKTEDİR GÖZÜM
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEVAT ÖZARPA
- Mikro / mini sınıf bir iha'nın elektrikli itki sisteminin matematiksel modellenmesi ve deneysel doğrulanması
Mathematical modelling and experimental verification for the electrical propulsion system of a micro / mini class unmanned aerial vehicle
EMRAH YİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiAnadolu ÜniversitesiUçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHİR HİKMET KARAKOÇ
DR. ÖĞR. ÜYESİ IŞIL YAZAR
- Condition monitoring and fault detection for electrical power systems using signal processing and machine learning techniques
Sı̇nyal ı̇şleme ve makı̇ne öğrenme teknı̇klerı̇ kullanılarak elektrı̇k güç sı̇stemleri ı̇çı̇n durum ı̇zleme ve arıza belirleme
YASMIN NASSER MOHAMED
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAHİN SERHAT ŞEKER