Analysis of effects of bird strike on the wing pylon
Kanat pilonuna kuş çarpmasının etkilerinin analizi
- Tez No: 905594
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN CANBOLAT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Aeronautical Engineering, Mechanical Engineering, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Bu sayısal araştırmanın temel amacı; uçak kanatlarında bulunan pilonlara kuş çarpmasının, pilonların ön yüzeyinde oluşturduğu etkilerin farklı malzemeler için incelenmesidir. Pilonlar, uçaklara çeşitli faydalı yüklerin montajını sağlar ve iç bölgesindeki elektromekanik sistemlerin yardımıyla bu faydalı yüklerin kontrolünü mümkün kılar. Havacılık alanında kullanılan FAA 25.571 standardına göre; pilon gibi uçağın genel yapı elemanı olarak değerlendirilen bir parçasına, 1.82 kg kütlesinde ve 180 m/s hızında bir kuşun çarpması durumunda bile, uçağın güvenli bir şekilde uçuşunu tamamlayabilmesi gerekir. Bu çalışmada başarı kriteri olarak, pilon ön yüzeyinin arkasında 100 mm mesafede elektronik cihazlar bulunduğundan, pilon içerisindeki elektromekanik sistemlerin korunabilmesi için pilon ön yüzeyinde 50 mm'den daha fazla deplasman gözlenmemeli ve ekipmanların, hava akışı ile oluşan çevresel etkenlerden zarar görmemesi için pilon ön yüzeyinde kırılma olmamalıdır. Pilon içerisindeki elektromekanik sistemlerin zarar görme riski, uçuş güvenliğini etkileyebileceği için bu şartlar sağlanmalıdır. Pilon ön yüzey tasarımı; tek yönlü karbon fiberler, örme karbon fiberler, Nomex bal peteği sandviç yapı, Al 7075-T6 ve Al 2024-T3 malzemeleri için gerçekleştirilmiştir ve her bir malzeme için bu şartları sağlayan en hafif konfigürasyon belirlenmiştir. Daha sonra bu malzemeler birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Amaç, kuş çarpması durumlarında başarı kriterlerini karşılayan en hafif yapıyı elde etmek ve pilon ön yüzeyi için en uygun malzemeyi belirlemektir. Ls Dyna programıyla numerik model oluşturulurken, tek yönlü karbon fiberler ve örme karbon fiberler gibi kompozit malzemeler için MAT 54 modeli kullanılırken Nomex bal petek sandviç yapıda MAT 126 modeli kullanılmıştır. Diğer taraftan, Al 7075-T6 ve Al 2024-T3 malzemeleri için ise Johnson Cook modeli kullanılmıştır. FAA 25.571 standardına göre yapılan analizlerde; beş farklı malzeme için başarı kriterlerini karşılayan en hafif konfigürasyonlar, 10 yineleme sonunda belirlenmiştir. Belirlenen şartları sağlayan en hafif konfigürasyon, Nomex bal petek sandviç yapı olarak belirlenmiştir. Hafiflik avantajı sağlamak suretiyle hava araçlarının performansını artıracağı için bu malzemenin, kuş çarpması riski taşıyan yapılarda kullanılması önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
The main purpose of this numerical study is to examine the effects of bird strike on the leading surfaces of pylons that are located on aircraft wings using different materials. Pylons are structures that enable the mounting and with the help of electromechanical systems, integrated into the structure, make it possible to control these payloads. According to the FAA 25.571 standard used in the aviation, even if a bird with a mass of 1.82 kg and a speed of 180 m/s strikes a part of the aircraft, such as a pylon, which is considered as a general structural element of the aircraft, the aircraft must be able to complete its flight safely. As success criteria in this study, since there are electromechanical systems 100 mm behind the leading surface of the pylon, no displacement of more than 50 mm must be observed on the leading surface to protect these systems and there must be no fractures on the leading surface to prevent damage to the electromechanical systems from environmental factors caused by airflow. These conditions must be met as damage to the electromechanical systems in the pylon could affect flight safety. Pylon leading surface design; unidirectional carbon fibers, plain weave carbon fiber fabrics, Nomex honeycomb sandwich structure, Al 7075-T6 and Al 2024-T3 materials were carried out and the lightest configuration that meets these conditions was determined for each material. Then these materials were compared with each other. The purpose is to obtain the lightest structure that meets success criterias under bird strike situations and to determine the most suitable material for the pylon leading surface. While creating the numerical model with the Ls Dyna program, the MAT 54 model was used for composite materials such as unidirectional carbon fibers and plain weave carbon fiber fabrics, while the MAT 126 model was used in the Nomex honeycomb sandwich structure. Meanwhile, the Johnson Cook model was used for Al 7075-T6 and Al 2024-T3 materials. In analyses conducted according to FAA 25.571 standard, the lightest configurations that fulfill the criterias for the five materials were determined after 10 iterations. The lightest configuration that meets the specified conditions was determined as the Nomex honeycomb sandwich structure. It is recommended to use this material in structures at risk of bird strikes, as it will enhance aircraft performance by providing a weight advantage.
Benzer Tezler
- Investigation of effects of bird strike on wing leading edge by using explicit finite element method
Kanat hücum kenarı kuş çarpması probleminin açık sonlu eleman metodu ile incelenemesi
OĞUZHAN DEDE
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALTAN KAYRAN
- Kuş çarpmasının bir eğitim uçağı kanadı üzerindeki etkilerinin analizi
Analysis of bird strike effects on the wing of a training aircraft
TUĞÇE KİPER
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM USLAN
DOÇ. DR. MEHMET ALİ GÜLER
- 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
- Investigation of effects of bird strike on a rotary-wing aircraft
Döner kanatlı bir hava aracına kuş çarpmasının etkilerinin incelenmesi
MURAT FEHMİ BÜLENT ALTINDAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BORA YILDIRIM
- 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