Geri Dön

Düşük irtifa İHA motorlarının geliştirilmesi motor performansının incelenmesi ve karşılaştırılması

Development of low altitude UAV engines, analysis and comparison of engine performance

PDF İndir

  1. Tez No: 785769
  2. Yazar: FATİH ÖNCÜ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. BURAK ÖZTÜRK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 83

Özet

Günümüzde İHA (İnsansız Hava Araçları) teknolojilerinin gösterdiği gelişmeyle birlikte savunma ve sosyal konularda bu araçların kullanımı artmaktadır. Bu araçlarda farklı silindir sayılarına, yakıt hacmine ve malzeme özelliklerine sahip motorlar kullanılmaktadır. Özellikle düşük irtifa (1000-2000 m arası) ve küçük ölçekli (kanat açıklığı 1,5-5 m) iki zamanlı motorlar kullanımı, İHA üretimlerinde tercih edilmektedir. Bu motorlar yüksek taşıma imkânı ve ortalama 6 saat havada kalma süresine sahiptir. Bunun yanında batarya ağırlıkları ve kısa uçuş süreleri yüzünden elektrik motorlu İHA'ların, kullanımını sınırlandırmaktadır. Bu çalışmada, 61 cc motor hacmine sahip bir İHA, farklı malzeme seçimleri için güvenlik faktörü, gerilme değişimleri ve emniyet katsayısı yönünden incelenmiştir. Tersine Mühendislik ve FEM (Sonlu Elemanlar Yöntemi) kullanılan çalışmada, en yüksek 6 hp gücünde ve 7500 rpm devirde çalışma imkânı sunan tek silindirli motorun yapılan hesaplamalarında 5.69 Nm tork ürettiği gözlemlenmiştir. Piston üzerinde patlama esnasında, 325,1 N'luk bir patlama kuvveti oluştuğu hesaplanmıştır. Piston, krank ve krank kolundaki gerilme FEM analizine göre, 24,3 MPa olarak bulunmuştur. Bu sonuçlar ışığında, her bir motor elemanının üretilebileceği düşünülen, üç farklı malzeme için güvenlik ve yorulma analizleri yapılmıştır. İdeal malzeme özelliklerinin belirlendiği bu tez çalışmasında, bir prototip motor üretimi yapıldı ve orta büyüklükte bir İHA ile motorun uçuş testleri gerçekleştirildi. Çalışmanın ikinci aşamasında üretilen motor, ithal bir motor ile birlikte performans testlerine tabi tutuldu. Yapılan testlerde her iki motorun iki farklı pervane tipi için, ürettikleri itki, çalışma esnasında oluşan motor ve egzoz sıcaklığı ile yakıt ve devir değerleri incelendi. Bu tez çalışması, üniversite-sanayi işbirliği dâhilinde ithal motorlarla rekabet edebilecek kapasitede bir İHA motoru geliştirilebileceğini göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Today, with the development of UAV (Unmanned Aerial Vehicles) technologies, the use of these vehicles in defense and social issues is increasing. Engines with different cylinder numbers, fuel volume and material properties are used in these vehicles. Especially low altitude (between 1000-2000m) and small scale (wingspan 1.5-5m) two-stroke engines are preferred in UAV productions. These engines have a high carrying capacity and an average of 6 hours of air time. In addition, battery weights and short flight times limit the use of electric powered UAVs. In this study, an UAV with a 61 cc engine displacement was investigated in terms of safety factor, stress variations and factor of safety for different material selections. In the study using Reverse Engineering and FEM (Finite Element Method), it was observed that the single-cylinder engine with the highest 6 hp power and the opportunity to operate at 7500 rpm produces 5.69 Nm torque in the calculations made. It has been calculated that a bursting force of 325.1 N is generated on the piston during detonation. The stress in the piston, crank and crank arm was found to be 24.3 MPa according to the FEM analysis. In the light of these results, safety and fatigue analyzes were made for three different materials, which are thought to be produced for each engine element. In this thesis study, in which ideal material properties were determined, a prototype engine was produced and flight tests of the engine were carried out with a medium-sized UAV. The engine produced in the second stage of the study was subjected to performance tests together with an imported engine. In the tests performed, the thrust produced by both engines for two different propeller types, the engine and exhaust temperature generated during operation, and the fuel and rpm values were examined. This thesis study has shown that a UAV engine capable of competing with imported engines can be developed within university-industry cooperation.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    541846

    Fuzzy logic based position control system design for nano quadcopter

    Nano quadkopter için bulanık mantık tabanlı pozisyon kontrol sistemi tasarımı

    FETHİ CANDAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TUFAN KUMBASAR

  2. Tez No

    785805

    İnsansız hava araçlarında kullanılan pistonların malzeme ve kaplama özelliklerinin aşınma performansına etkisinin incelenmesi

    Investigation of material and coating properties of pistons used i̇n unmanned aerial vehicles

    İSMAİL HARBİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Metalurji MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURAK ÖZTÜRK

  3. Tez No

    767137

    İHA uygulamalarına uygun atmosferde çalışan bir Wankel motorunun performansının analizi ve iyileştirilmesi

    Performance analysis and improvement of a Wankel engine operating at the siutable atmosphere for UAV's applications

    MERVE KÜÇÜK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ SÜRMEN

    DOÇ. DR. RAMAZAN ŞENER

  4. Tez No

    640853

    Düşük irtifa görüntüleme sistemlerinin ortofoto üretiminde kullanımı

    Use of low altitude imaging systems in orthophoto production

    ABDÜSSELAM KESİKOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Jeodezi ve FotogrametriErciyes Üniversitesi

    Harita Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERKAN BEŞDOK

  5. Tez No

    442226

    Winglet design and analysis for low altitude solar powered uav

    Düşük irtifa ve güneş enerjili iha için uç kanatçık tasarımı

    ALİ İHSAN GÖLCÜK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ

Geri Dön