Analysis of a bird strike on the external fuel tank of a jet trainer aircraft
Bir jet eğitim uçağının harici yakıt tankına kuş çarpması analizi
- Tez No: 758864
- Danışmanlar: PROF. DR. BORA YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 213
Özet
Kuş çarpması, kuş ve hava aracının uçuş, kalkış veya iniş sırasında çarpışması olayıdır. İstatistiklere gore, kuş çarpması her 2000 uçuşta bir gerçekleşmektedir. Uçuş sırasında gerçekleşen kuş çarpması, uçak üzerinde ciddi hasara yol açabilir.Motor fan pervaneleri, hava alığı, ön cam, kanopi, radom, ön gövde kabuğu, kanat hücum kenarı ve kuyruk hücum kenarı gibi öne bakan komponentler dikkate alınmaktadır. Havacılık otoriteleri, bu komponentlerin kuş çarpması dayanıklılığının sertifikasyon testleriyle doğrulanmasını şart koşmaktadır. Ön kısma bakan komponentler için havacılık otoriteleri kuralları aşağıda listelenmiştir: • Ön cam ve kanopi için, seyir hızındayken, penetrasyon olmayacak şekilde, 4lb kuş çarpması dayanıklılığı gerekmektedir • Kanat hücum kenarı için, operasyonel hızdayken, 4lb kuş çarpması dayanıklılığı gerekmektedir • Kuyruk hücum kenarı için, operasyonel hızdayken, 8lb kuş çarpması dayanıklılığı gerekmektedir • Motor ve hava alığı için, 4lb kuş çarpması dayanıklılığı gerekmektedir Bu çalışmanın amacı, kuş çarpmasının bir jet Eğitim uçağının harici yakıt tankına olan etkisini analiz etmek ve ülkemiz literatürüne katkı sağlamaktır. Teorik metodlara değinilmesini takiben, numerik metodlar ile ilgili bilgi verilmiş ve metodların karşılaştırması yapılmıştır. Daha sonra, kuşun geometrisi, boyutları ve yoğunluğu tanımlanmış ve kuş çarpması analizi, SPH metodu ile, iki ucu küre olan silindirik model kullanılarak, literatürde tanımlanmış olan hız ve kütleye uygun olarak yapılmıştır. Kuş çarpması analizi, bir jet eğitim uçağına ait harici yakıt tankı için gerçekleştirilmiştir. Harici yakıt tankının yakıt taşıma kapasitesi 1000lb'dir. Tankın enine kesiti eliptiktir. Analizler, Aluminyum 2024-T3 ve Aluminyum 7075-T6 olmak üzere, iki farklı malzeme kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Numerik analizler, 4lb kuş çarpması için, LS_DYNA programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çarpma tertibatının geometric modeli 4lb ve yoğunluğu 950kg/m³'tür. Numerik simulasyon için; yapı, hypermesh kullanılarak kabuk element şeklinde; kuş ise SPH medotu kullanılarak modellenmiştir. Numerik analizler kullanılarak, maksimum gerilme ve yer değiştirme hesaplanmıştır. Sonuç olarak, harici yakıt tankının kuş çarpması dayanıklılığı doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Bird strike is defined as a collision between a bird and an air vehicle during flight, take-off of landing. According to statistics, a bird strike occurs once every 2000 flights. [1] A collision with a bird during flight can cause serious damage on aircraft. All forward facing components shall be taken into account i.e. the engine fan blades, inlet, windshield, canopy, radome, forward fuselage skin and the leading edges of wing and empennage. The Aviation authorities require that the bird strike resistance of these components should be proved by certification tests. The aviation authorities regulations for forward facing components are mainly listed below. • For windshield and canopy, 4 lb bird impact resistance is required at cruise speed without penetration. • For wing leading edges, 4 lb bird impact resistance is required at operational speed. • For empennage leading edges, 8 lb bird impact resistance is required at operational speed. • For engine and inlet, 4 lb bird impact resistance is required. The aim of this study is to analyze the effect of bird strike on an external fuel tank of a jet trainer aircraft and contribute an example study to the literature of our country. After theoretical method was mentioned, information was given about numerical methods and compared with each other. After that, a geometry, dimensions and density of bird was defined and analyses were done using cylindrical with hemisperical ends bird geometry using SPH method according to speed and mass given in literature. The bird strike analysis performed for an external fuel tank of a jet-trainer aircraft. Fuel carrying capacity of the external fuel tank is 1000lb. The cross-section is elliptical. The analysis was carried out using two materials which are Aluminium 2024-T3 and Aluminium 7075-T6. The numerical analysis was carried-out using LS-DYNA program to analyse a 4 lb bird strike. The geometrical model of the impactor is 4lb and the density is 950kg/m³. For numerical simulation, the structure was modelled as a shell element by using hypermesh software and the bird was be modelled using SPH method. Using numerical analysis, the stress and displacement distributions, maximum stress and displacement were calculated. As a result, the robustness of the external fuel tank under bird strike was verified.
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
- Kuş çarpması probleminin öngerilmeli kanat hücum kenarı kanatçığı üzerindeki etkilerinin açık sonlu elemanlar metodu ile incelenmesi
Investigation of the effects of bird strike problem on the prestressed wing leading edge flap using the explicit finite element method
LATİF AYKUT SÜMER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET EROĞLU
- Analysis of bird strike on metallic panels
Metalik panellere kuş çarpması analizi
KENAN ÇAYHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DEMET BALKAN
- Bir uçak kanadının hücum kenarına kuş çarpmasının sayısal olarak modellenmesi ve analizi
Numerical modeling and analysis of bird strike on an air plane wing leading edge
SİNAN TAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Analysis of effects of bird strike on the wing pylon
Kanat pilonuna kuş çarpmasının etkilerinin analizi
SEMİH YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN CANBOLAT