Yenilikçi helikopter yatay kuyruk hücum kenarı tasarımı ve kuş çarpması dayanıklılık analizi
Advanced design and bird strike analysis of helicopter horizontal tail leading edge
- Tez No: 885275
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EBRU SARALOĞLU GÜLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Uçak Mühendisliği, Mechanical Engineering, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Başkent Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Kuş çarpması kazaları tarih boyunca havacılık sektöründe sıklıkla karşılaşılan durumlardan birisidir. Yetkili havacılık otoriteleri tarafından hava araçları için kuş çarpması kazaları sonuçlarına yönelik bir takım sertifikasyon gereksinimleri mevcuttur. Hava platformu üreticileri bu gereksinimleri sağlayabilmek adına çeşitli tasarım çözümleri sunmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, bir helikopter yatay kuyruğu için kuş çarpması olayına dayanıklı bir tasarım çözümü oluşturmaktadır. Karmaşık sayısal hesaplamalar nedeni ile havacılık endüstrisinde kuş çarpması olayları deneysel olarak gerçekleştirilmeyi amaçlamıştır. Ancak yüksek maliyet ve deneylerin tekrarlanabilirliğinin güçlüğü sebebi ile bu tür çarpışma olayları bilgisayar destekli paket programlar aracılığı ile yapılmaktadır. Tez çalışması kapsamında belirlenen kuyruk profili Siemens NX 1855 programı ile katı modellenmiştir. Elde edilen geometri ile LS-Dyna PrePost modülü kullanılarak sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Analizlerde kuş modelini temsil etmesi adına literatürde sıkça tercih edilen SPH (Düzgün parçacık hidrodinamiği) metodu ile silindirik bir geometri kullanılmıştır. Kuş modelinin ve girdilerin doğrulanması adına mevcut deneysel veriler ile doğrulamalar gerçekleştirilmiştir. Önerilen yenilikçi tasarım modeli, termoplastik matrisli karbon fiber takviyeli bir kompozit malzeme ile 2024 serisi bir alüminyum malzemenin hibrit katmanlı olarak kullanılmasını amaçlamaktadır. Sınır şartları aynı tutularak gerçekleştirilen analizlerde gerilme, yer değiştirme ve soğurulan enerji miktarları karşılaştırılmıştır Elde edilen sonuçlara göre katmanlı termoplastik matrisli karbon fiber takviyeli – alüminyum hibrit tasarımın, tamamen alüminyum olan yapı ile aynı yer değiştirme değerine sahipken kütlece daha hafif bir yapı oluşturduğu gözlemlenmiştir. ANAHTAR KELİMELER : Kuş çarpması, Hücum kenarı, SPH yöntemi, Termoplastik Matrisli Karbon Fiber Takviyeli Kompozit, Hibrit Kompozit, Sonlu elemanlar metodu
Özet (Çeviri)
Bird strike accidents have been a persistent challenge in the aviation industry. Aviation authorities have established certification requirements for aircraft to mitigate the risks and consequences associated with these events. In response, aircraft manufacturers have developed a range of design solutions to comply with these requirements. The aim of this thesis is to develop a innovative bird strike resistant design solution for a helicopter tail leading edge. Due to the complexity of numerical calculations, the aviation industry aims to conduct experimental bird strike testsbird strike. However, the high costs and challenges associated with replicating experiments led to the adoption of computer-aided simulation programs. The airfoil was solid modeled using the Siemens NX 1855 program in this thesis. The resulting geometry was then utilized to develop a finite element model using the LSDyna PrePost module, enabling detailed analysis of bird strike impacts. A cylindrical geometry was used with the smoothed particle hydrodynamics (SPH) method, frequently preferred in the literature to represent bird models. Verifications were performed with existing experimental data to validate the bird model and inputs. The innovative design model of the thesis aims to use a hybrid layered structure of a thermoplastic matrix carbon fiber reinforced composite and a 2024 series aluminum material. Stress, displacement, and absorbed energy values were compared in analyses performed under identical boundary conditions. According to the results obtained, it was observed that the layered thermoplastic matrix carbon fiber reinforced - aluminum hybrid design achieved a lighter structure while maintaining the same displacement value as the all-aluminum structure. KEYWORDS : Bird strike, leading edge, hybrid layered structure, thermoplastic matrix carbon fiber composite, aluminum, SPH method, finite element analysis
Benzer Tezler
- Deformation behavior of thin walled structures filled with auxetic and non-auxetic core materials
Ökzetik ve ökzetik olmayan dolgu malzemeli ince cidarlı yapıların deformasyon davranışı
FATİH USTA
Doktora
İngilizce
2021
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
PROF. DR. FABRIZIO SCARPA
- Döner kanatlı insansız hava araçlarının yenilikçi yaklaşımlarla otonom performansının maksimizasyonu
Maximizing the autonomous performance of rotary wing unmanned aerial vehicles with innovative approaches
ENES ÖZEN
Doktora
Türkçe
2023
Uçak MühendisliğiErciyes ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUĞRUL OKTAY
- Mil-Std 1553 tabanlı sistemler için yeni bir saldırı tespiti yaklaşımı
A new intrusion detection approach for Mil-Std 1553 based systems
YUNUS EMRE ÇİLOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞERİF BAHTİYAR
- Design and construction of an innovative helicopter system
Yenilikçi bir helikopter sisteminin tasarım ve imalatı
MEHMET HANİFİ DOĞRU
Doktora
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM HALİL GÜZELBEY
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM GÖV
- Innovative design of coaxial helicopter
Yenilikçi bir koaksiyel helikopterin tasarımı
BURAK ŞAVKIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Uçak MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET HANİFİ DOĞRU