Bölgesel uçaklarda kullanılan üç şaftlı turboprop motorunun enerji ve ekserji modellemesi
Energy and exergy modeling of three shaft turboprop engine used in regional aircraft
- Tez No: 945289
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN AYGÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Sivil Havacılık, Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Civil Aviation
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 122
Özet
Havacılık sektöründe sürdürülebilirlik hedeflerine uyum sağlamak uçak sistemlerinin tasarımında temel motivasyon haline gelmiştir. Bununla birlikte havacılıktan kaynaklanan çevresel etkiler daha yakıt verimli motorların tasarlanmasını zorunlu kılmıştır. Bu tez çalışmasında bölgesel havayolu taşımacılığı açısından önemli olan turboprop motorlardan PW127-E motoruna oldukça benzeyen kavramsal bir turboprop motoru için detaylı performans analizi, ekserji analizi ve modellemesi gerçekleştirilmiştir. Turboprop motorunun analizi teorik olarak gerçekleştirilmiş olup bir simülasyon programıyla doğrulaması yapılmıştır. Modelleme analizinde simülasyon programından elde edilen motor verileri kullanılmıştır. Diğer yandan uçuş koşullarının (Mach ve irtifa) ve motor tasarım parametrelerinin (yanma odası çıkış sıcaklığı (YOÇS), booster basınç oranı (BBO), komponent izantropik verimleri) performans indekslerine ve termodinamik indekslere etkisi incelenmiştir. Bu tezin ilk aşamasında turboprop motoruna ait ideal ve gerçek parametrik çevrim denklemleri MATLAB ortamında kodlanarak performans parametreleri gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar gaz türbinli motor simülasyon programından elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Tezin ikinci aşamasında ise PW127-E motor modeli için hem komponent bazında hem de tüm motor genelinde ekserji analizi gerçekleştirilmiştir ve elde edilen sonuçlar ekserjetik indekslerle sunulmuştur. Tezin son aşamasında ise analizlerden elde edilen veri seti kullanılarak hem performans parametreleri hem de ekserji parametreleri regresyon analizi yöntemi ile modellenmiştir. Mach ve irtifaya bağlı SFC modellemesinde farklı regresyon denklemlerinin denenmesi ile R2 değeri 0.9549'dan 0.9995'e iyileştirilmiştir. Diğer yandan BBO ve YOÇS'ye bağlı olarak SFC modelinin R2 değeri 0.7947'den 0.9706'ya yükseltilmiştir. Bu sonuçlara göre motor performans parametrelerinin iç ve dış değişkenlere bağlı olarak düşük hata değerleri ile modellenebileceği gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Compliance with sustainability goals in the aviation industry has become the main motivation for the design of aircraft systems. However, the environmental impacts of aviation have necessitated the design of more fuel-efficient engines. In this thesis, detailed performance analysis, exergy analysis and modelling has been carried out for a conceptual turboprop engine, which is very similar to the PW127-E engine, which is one of the turboprop engines important for regional airline transport. The analysis of the turboprop engine has been carried out theoretically and verified with a simulation programme. Engine data obtained from the simulation program were used in the modelling analysis. On the other hand, the effects of flight conditions (Mach and altitude) and engine design parameters (combustion chamber exit temperature (CCET), booster pressure ratio (BPR), component isentropic efficiencies) on performance indices and thermodynamic indices are analysed. In the first stage of this thesis, the ideal and real parametric cycle equations of the turboprop engine were coded in MATLAB environment and the performance parameters were observed. The results obtained are compared with the results obtained from the gas turbine engine simulation programme. In the second stage of the thesis, exergy analyses were performed for the PW127-E engine model both on component basis and for the whole engine and the results obtained were presented with exergetic indices. In the last stage of the thesis, both performance parameters and exergy parameters are modelled by regression analysis method depending on the database obtained from the analyses. The R2 value has been improved from 0.9549 to 0.9995 by trying different regression equations in Mach and altitude dependent SFC modelling. On the other hand, the R2 value of the SFC model depending on the BPR and CCET was increased from 0.7947 to 0.9706. According to these results, it is observed that engine performance parameters can be modelled with low error values depending on internal and external variables.
Benzer Tezler
- Design fabrication and compression testing of stiffened composite panels for aircraft structures
Uçak yapılarında kullanılan pekiştirilmiş kompozit panellerin tasarımı, üretimi ve basma testleri
FARUK ELALDI
Doktora
İngilizce
1992
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ALPAY ANKARA
- Kobalt esaslı alaşımların bağlayıcı matris olarak kullanıldığı doğal taş kesiminde kullanılan elmas kesici uçların karakterizasyonu
Characterization of diamond cutting tools using cobalt base alloys as the binding matrices
FERİT TOPALOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
- Multi criteria decision making approach for the best aircraft model selection for forest firefighting in Türkiye
Türkiye'de orman yangınlarıyla mücadele için en iyi uçak modelinin seçimi için çok kriterli karar verme yaklaşımı
ROBERT MUTABARUKA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
İşletmeTürk Hava Kurumu ÜniversitesiHavacılık Yönetimi Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERİÇ H. GÖKDALAY
- Ticari uçakların ekserjetik sürdürülebilirlik indikatörlerinin geliştirilmesi
Development of exergetic sustainability indicators for commercial aircrafts
HAKAN AYDIN
- Uçaklarda bulunan kabin içi mutfak ekipmanlarının sonlu elemanlar ve test yöntemi ile sertifikasyonu
Certification of aircraft galleys by finite element method and static test
ABDULLAH ERDİ ÖNÜT
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN