Weight reduction, analysis and optimization of UAV wings
İHA kanatlarının ağırlık azaltılması, analizi ve optimizasyonu
- Tez No: 836931
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET SUNAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Havacılıkta ağırlık önemli bir konudur. Uçakların ağırlıklarını hafifletme çalışmaları günümüzde oldukça önem kazanmıştır. Ağırlıklar azaltıldığı zaman uçaklara daha fazla yük yükleme, yakıt sarfiyatını azaltma ve daha fazla havada kalma avantajları sağlanır. Ayrıca, karbon emisyonu da düşer. Tüm bu avantajları ile havacılıkta daha hafif ve mukavemetli yapılar geliştirme çalışmaları devam etmektedir. Son zamanlarda kullanımı gittikçe artan İHA'ların da ağırlıklarını azaltmak oldukça önemlidir. İHA'lar sayesinde çok uzaktan kontrol edilerek faydalı işler kolaylıkla yerine getirilebilmektedir. Bu tezde; İHA'ların kanatlarında bulunan yapısal elemanların ağırlıklarını azaltarak optimize edilmiş bir tasarım gerçekleştirilecektir. Uçağın ağırlığının büyük bir kısmını oluşturan kanatlarda ağırlık azaltımı önemlidir. Öncelikle referans alınan bir İHA kanadı modeli ANSYS programında tasarlanacak ve kompozit malzeme seçilerek statik yük altında analiz edilmiştir. Analiz sonucuna göre yeni tasarım ile referans tasarım ağırlık karşılaştırması yapılacaktır. Tasarlanan ilk modelde ağırlığı azaltılabilecek bölgeler belirlenmiştir. Belirlenen bölgelerin kompozit malzeme kalınlıkları azaltılmış ve katman oryantasyonları değiştirilmiştir. Optimize edilen ikinci model tasarımı da tekrardan analiz edilmiş ve Tsai-Wu hasar kriteri ile tasarımın güvenli olduğu teyit edilmiştir. Optimize edilen tasarım ile birlikte referans alınan İHA'nın ağırlığı %16,2 oranında azaltılmıştır. Bu çalışma ile İHA kanadında en çok yüke maruz kalan bölgeler gözlenmiş ve daha az deformasyona uğrayan kısımlar belirlenmiştir. Bunun sonucunda İHA kanadı tasarlarken maruz kalınan yüklere göre daha hafif tasarımların oluşturabilmesi gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Weight is an important issue in aviation. Efforts to reduce the weight of aircraft have become very important today. When weights are reduced, the advantages of loading more cargo on aircraft, reducing fuel consumption, and staying in the air for longer periods are provided. Additionally, carbon emissions also decrease. With all these advantages, efforts to develop lighter and stronger structures in aviation continue. It is very important to reduce the weight of UAVs, whose use has been increasing recently. Thanks to UAVs, useful tasks can be easily carried out by remote control. In this thesis, an optimized design is achieved by reducing the weight of the structural elements on the wings of UAVs. Weight reduction is important in wings, which constitute a large part of the weight of the aircraft. First, a reference UAV wing model is designed in the ANSYS program, and a composite material is selected and analyzed under the static load. According to the analysis results, a weight comparison of the new design and the reference design is made. In the first designed model, regions whose weight could be reduced are determined. The composite material thicknesses of the determined areas are reduced, and the layer orientations are changed. The optimized second model design is also analyzed again, and the design is confirmed to be safe using the Tsai-Wu damage criterion. The weight of the reference UAV is reduced by 16.2% with the optimized design. With this study, the areas on the UAV wing that are exposed to the highest load are observed and the parts that suffered less deformations are identified. As a result, it is observed that lighter designs can be created according to the loads that the wing is exposed to when designing the UAV wing.
Benzer Tezler
- Jig shape optimization for desired shape of a high-altitudelong-endurance class unmanned aerial vehicle underaeroelastic effects
Hale sınıfı bir ınsansız hava aracının aeroelastik etkileraltında hedeflenen şekle ulaşmak için jig şeklioptimizasyonu
AKIN ATEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- Ballistically launchable shape shifting 3D printed multi-rotor unmanned aerial vehicle design and foldable arms analysis
Balistik olarak fırlatılabilir şekil değiştiren 3B baskılı çok rotorlu insansız hava aracı tasarımı ve katlanabilir kolların analizi
MEHMET ZEKİ PAŞAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KAAN YILDIZ
- Drone ve insansız hava araçları için çoklu ateşleme sistemi tasarımı, prototipi ve üretimi
Multiple ignition system design, prototype and production for drone and unmanned vehicles
ALPER HASAN KOCATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Savunma ve Savunma TeknolojileriGazi Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN KORKUT
- Weight optimization of an aircraft wing composite rib using finite element method
Uçak kanadındaki kompozit rib parçanın sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak ağırlık optimizasyonu uygulaması
CAN KANDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ SABUNCUOĞLU
- Küresel vananın sonlu elemanlar analiz yöntemi kullanılarak optimize tasarımı
Optimized design of a ball valve using finite element analysis method
TEYMUR MAMMAD
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiSakarya Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TİJEN ÖVER ÖZÇELİK