Geri Dön

Analysis of aircraft landing gear brake induced vibrations

Uçak iniş takımı fren kaynaklı titreşimler üzerine analizler

PDF İndir

  1. Tez No: 782388
  2. Yazar: ÖNER ALTINBAĞ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ DEMET BALKAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Sivil Havacılık, Aeronautical Engineering, Civil Aviation
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 121

Özet

Havacılık ve uzay ile alakalı tüm ürünler çoklu disiplinli yaklaşımlar gerektirmektedir. Tarih boyunca havacılıktaki sistemler gelişip, karmaşıklaştıkça farklı disiplinlerden insanların kendi alanlarına özel nitelikte çalışmalar yapması gerekli olmuştur. Uçak gibi böylesine karmaşık bir aracın kendine has problemlerinin de olması doğal karşılanmaktadır. Özellikle soğuk savaş ve sonrasındaki ekonomik genişlemeye bağlı olarak havacılık da büyük gelişmeler gözlemlenmiştir. Havacılık adına asıl gelişmeler ve günümüzdeki yaklaşımların oluşuturulması da bu tarihe denk gelmektedir. Bu serüven içerisinde bazı firmalar tarihe karışmış bazıları da tarih sahnesinde kendine sıfırdan yer bulmuştur. Elde edilen bu gelişmelerle beraber uçak, bir sistemler sistemi olarak, tek gelişme gösteren taraf olmamış, aynı zamanda uçak tasarımını belirleyen alt sistemler de özelleşmiştir. İniş takımı sistemi uçak üzerindeki en önemli alt sistemlerden birisidir. Yıllar içerisinde platformun gelişmesine paralel olarak tasarım gereksinimleri daha karmaşıklaşmış ve bunun sonucunda da yeni tasarım çözümleri meydana gelmiştir. Günümüzde ticari uçakların maksimum kalkış ağırlığı neredeyse en yüksek noktalara ulaşmış bunun sonucunda da bu ağırlığı yerde taşımayı ana fonksiyon olarak belirlemiş iniş takımı sistemi de karmaşıklaşıp, ağırlaşmıştır. Bugüne ait olan kestirimci izlem (predictive monitoring), çevresel sürdürülebilirlik gibi maliyete ve doğaya olan etkilerin ön planda olduğu konular daha öne çıkmıştır. Tüm bunların yanı sıra, gerek iniş takımı konusunun teknik anlamda doyuma ulaşması, gerekse havacılık ve savunma otoriteleri tarafından sunulan düzenlemelerin kısıtlayıcı faktörleri aslında bu sistemlerin son yıllardaki yenileşimciliği için bir dar boğaz yaratmaktadır. Öte yandan mühendislik anlamında gelişen dijitalleşme, insan kaynağının ve üretimin küreselleşmesiyle beraber yeni kapılar da açılmaktadır. Havacılık ve iniş takımı sektörünün faaliyetinin yıllar içerisindeki değişimine söz konusu ekonomi-politik çerçevedeki değişimle beraber hep beraber tanık olmaktayız. Bilgisayar teknolojilerindeki ve bilgisayar destekli mühendislik konusundaki 1990'lı yıllar sonrasında yaşanan gelişmeler günümüzdeki mühendislik faaliyetlerini de olumlu yönde etkilemiştir. Bilgisayar destekli tasarım (CAD) ve simülasyon yazılımlarının yaygınlaşması, mühendislerin tasarım süreçlerini de hızlandırmış ve kalitesini arttırmıştır. Ayrıca bu yazılımlar sayesinde mühendisler daha kolay bir şekilde çeşitli senaryolarda tasarımlarının performanslarını değerlendirebilir ve tüm seçenekler içerisinden daha uygun kararı verebilecek hale dönüştüler. Bunun yanı sıra veri toplama, işleme ve analiz etme gibi işlemler de daha kolay hale geldiğinden dolayı, servis halinde bulunan uçaklar ve diğer ürünler için geleceğe yönelik daha doğru tahminlerde bulunmak da kolay hale geldi. İnternetin yaygınlaşmasıyla beraber uluslararası ekipler arasındaki iletişim arttı ve bu durum ekosistemi daha güçlü hale getirdi. Bu karmaşıklaşan ekosistemi teknik anlamda iyi yönetebilmek için sistem mühendisliği fikri ortaya çıkmıştır. Sistem mühendisliği, bir sistemi tasarlamak, geliştirmek, üretmek ve işletmek için kullanılan bir disiplindir. Havacılık sektöründe sistem mühendisliği, uçakların güvenliği, emniyeti, verimliliği ve maliyetlerini azaltmak için kullanılmaya devam etmektedir. Bu amaçla, sistem mühendisleri, uçakların bahsi geçen konularda sürdürülebilirliği için çalışmaktadır. Titreşim havada duran mesnetsiz bir yapı için kritik çevresel tasarım faktörlerinden bir tanesidir. Birden farklı disiplin bu tarz problemler üzerine eğilmektedir. Ancak iniş takımı özelinde bu problem genellikle proje içerisindeki geliştirme fazlarında en önemli problemlerden birisi olarak nitelendirilmez. Bunun sebebi uçak iniş takımlarının aslında tepeden aşağı inen tasarım gereksinimleri ve sınırlandırılmalarına yapılan bir mühendislik çözümü olması ve bu sınırlandırmalar içerisinde bu mühendislik çözümünün aslında titreşim kaynakları problemleri gözardı edilmesine sebep olacak kadar büyük sorunlarının olmasıdır. Bir diğer sebep ise genellikle tasarım faaliyetleri silsile şeklinde devam etmeyip, birçok farklı disiplinden ekibin aynı anda kilometre taşlarını hedefleyerek çalışmasıdır. Bu nedenle titreşim analizlerinin yapılabilmesi için gerekli olan girdi veri setinin projenin ancak sonuna doğru verilebiliyor olması ve bu zaman diliminin artık karmaşık iniş takımı sistemini değiştirebilmek için çok kısa olmasıdır. Yapılan birçok tasarım ve hesaplama faaliyetlerinin test ile doğrulanması da bir başka gereklilik olduğundan dolayı iniş takımı kaynaklı titreşim problemleri ancak projenin sonunda, müşteriye teslim fazında geliştirmeye ve düzeltmeye açık bir probleme dönüşmesidir. Yazar iniş takımı titreşimleri kaynaklı çalışmaların son yıllarda daha az yapıldığını gözlemlemiş ve bunun için bir araştırma ve modelleme çalışması hedeflemiştir. Bunun sonucu olarak 1930'lu yıllardan bu yana yapılan tekerlek modelleme ve test faaliyetleri incelenmiş. Günümüzdeki metodlarla nasıl tekrar edilebileceğinin yolu aranmıştır. Söz konusu araştırmalar sırasında yazar konunun 1990'lı yıllara kadar ciddi bir şekilde süregelen araştırmalarının olduğunu ancak bunun bir sonra kesildiğini gözlemlemiştir. Bunun sebebinin havacılık endüstrisindeki akademik ve ticari araştırma geliştirme faaliyetlerinin genellikle özel firmalar tarafından fonlanması ve elde edilen verilerin ticari avantaj sağlayacağından dolayı gizli tutulması olduğu düşünülmektedir. Yapılan bu çalışmada iniş takımı titreşimleri farklı bir perspektiften değerlendirilmiştir. Shimmy ve benzer problemlerden ziyade, iniş takımı sisteminde bulunan fren kaynaklı titreşimlerin etkileri gözlemlenmesi ve kıyaslanması amaçlanmıştır. Bunun yanında aslında problemle doğrudan ilişkisi bulunmayan ancak modelleme faaliyetleri için gerekli olan lastik modelleri de gözden geçirilmiştir. Birçok basit, ampirik lastik modeli incelendikten sonra Gelişmiş Uçak Lastik modeli çalışmalar için seçilmiştir. Bunun yanı sıra çalışmalar sırasında varsayılan iniş takımı sisteminin gerçek bir uçağa ait iniş takımı sistemine cevap olabilmesi için bazı ön tasarım varsayımlarıyla hesaplamalar yapılmıştır ve bunlar tez içerisinde paylaşılmıştır. Çoklu cisim dinamiği modelleme faaliyetleri için ise endüstride genel kabul gören MSC ADAMS yazılımı kullanılmıştır. Çalışmalar neticesinde yazılan bu tezde önce iniş takımı ve havacılık projeleri için genel bir çerçeve çizilmesi hedeflenmiştir. Yapılan bu çalışmaları nelerin etkilediği ve nasıl etkilediğine değinilmiştir. Bunun sonrasında yapılan çalışmanın amacı ve bu amaca yönelik yapılan literatürdeki önceki çalışmalara değinilmiştir. En son bölümde ise tez kapsamında kurulan ve sürdürülen modelleme faaliyetleri için yapılan varsayımlar, faaliyetler ve sonuçlar özetlenmiştir. Elde edilen sonuçlar yapılan önceki çalışmalarla kıyaslanmış ve elde edilen sonuçlardaki farklar anlatılmıştır. Gelecekte yapılabilecek açık kalan çalışmalar özetlenmiştir. Yazar bu çalışmaları yaparken fakülte içerisinde yapılan diğer çalışmaları da gözden geçirmiş ve aynı konulara tekrar değinmemeye özen göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Today, aviation systems are the product of more than 100 years of work. The most groundbreaking process in these studies was experienced during the cold war years. The achievements of many engineering activities today are based on the knowledge gained in these years. Some major problems have been completely resolved in this progress, and some of them still continue to be active problems. The landing gear system is always critical to aircraft and is the engineering solution for almost all functions on the ground. In recent years engineers have been trying to optimize previous achievements within the framework of weight reduction, reliability, integration, energy consumption, noise reduction, cost reduction, and maintenance activities. One of the most important problems related to landing gear systems from the past to the present is the vibration problem, which we can examine under noise reduction. In this study, the causes of vibrations originating from the landing gear braking system were examined together with previous studies in the literature. A comparative approach to brake-induced vibrations, which is still seen as a problem today, has been sought as a solution using today's tools. In this context, the parameters required for an aircraft landing gear model were calculated with the preliminary design activities used in the literature and industry. With these calculations, a model was created using MSC ADAMS software. Tire models in multibody dynamics simulations for vehicle dynamics were examined. As a result, the most suitable tire model was selected for the scope of the study. The parameters of the relevant tire model have been modified from the result of the tire sizing calculations. Two different vibration frequencies were investigated under four different longitudinal velocity conditions in order to make a valuable comparison. The results obtained from the model were compared and interpreted by using the previous studies from the literature.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    676408

    Design of the main landing gear for a trainer aircraft with topology optimization

    Eğitim uçağı ana iniş takımının topoloji optimizasyonu ile tasarımı

    IRMAK FEROĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VEDAT ZİYA DOĞAN

  2. Tez No

    868186

    Temel eğitim uçağı burun iniş takımı fork ve aks parçalarının tasarımı ve analizi

    Design and static analysis of nose landing gear fork, axle for basic trainer aircraft

    ZİHNİ BAYKARA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Havacılık ve Uzay MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA AY

  3. Tez No

    465408

    Eğitim uçağı iniş takımları tasarımında kritik parametrelerin belirlenmesi

    Evaluation of critical parameters in the design of a trainer aircraft landing gear

    BURHAN ÇETİNKAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL

  4. Tez No

    323740

    Dynamics of a landing gear mechanism

    Bir iniş takımı mekanizmasının dinamiği

    ELMAS ATABAY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL

  5. Tez No

    779787

    Bir savaş uçağının burun iniş takımı yapısal analizi

    Structural analysis of the nose landing gear of a fighter aircraft

    GÖZDE AYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM OZKOL

Geri Dön