Designing and testing control surfaces with plasma actuators
Plazma aktüatörler ile kontrol yüzeyleri tasarlama ve test edilmesi
- Tez No: 957537
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MECİT YAMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Türk Hava Kurumu Üniversitesi
- Enstitü: Havacılık ve Uzay Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
Uçakların kontrol yüzeyleri, istenen manevraları (örneğin yatış, yunuslama ve sapma ve hareketleri) gerçekleştirmek amacıyla hava akımını manipüle eder ve bu sistemler hareketli parçalardan oluşur. Bu çalışmanın amacı, geleneksel kontrol yüzeylerinin yerine katı hâl (solid-state) bir manevra sisteminin kullanılabilirliğini araştırmaktır. Plazma itki sistemi, iki elektrotun (emitter ve collector) asimetrik ve eşmerkezli konumlandırılmasıyla tasarlanmış olup, yüksek gerilim (~40kV) altında havayı iyonlaştırarak itki üretir. Geleneksel kontrol yüzeylerinden farklı olarak, bu sistemde hareketli parçalar bulunmamaktadır ve bu durum bazı avantajlar sunmaktadır. Bu avantajlar arasında uçağın ağırlığının azaltılması, gürültü kirliliğinin ortadan kaldırılması ve mekanik tasarımın sadeleştirilmesi yer almaktadır. Sistemin uygulanabilirliğini test etmek amacıyla deneyler gerçekleştirilmiş ve gerekli verilerin elde edilmesi için test düzenekleri hazırlanmıştır. İtki ölçümleri, farklı elektrot mesafelerinde yüksek hassasiyetli bir laboratuvar terazisi kullanılarak gerçekleştirilmiş ve hassas ölçüm ile itki değerleri elde edilmiştir. Hız ölçümleri ise kendi merkezi etrafında dönen bir çubuk düzeneği yardımıyla yapılmıştır. Yapılan ölçümler sonucunda, itki ve hızın genel olarak güçle doğru orantılı olarak arttığı görülmüştür. Elektrotlar arasındaki mesafenin üretilen itki üzerindeki etkisi de test edilmiştir. Kullanılan model için optimum elektrot mesafesi yaklaşık 15 mm olarak belirlenmiş, elde edilen itki değeri ise 7.82 mN'dur. Bu değere karşılık gelen hesaplanan sonuçlar ise şu şekildedir: itme yoğunluğu(ø)=6.89 N/m² ve itme-güç(Ɵ)=0.72 N/kW. Önceki çalışmalarla, özellikle[4] numaralı çalışmayla karşılaştırıldığında, şu değerlere ulaşılmıştır: ø=3 N/m² ve Ɵ=6.25 N/kW. Sistemin çalıştığı optimum voltaj ve akım değerleri de hız testleriyle belirlenmiş ve bu değerler 5V ve 3A olarak tespit edilmiştir. Bu sistemin verimi ise %0.04 olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
The control surfaces of aircraft manipulate the airflow to perform the desired maneuvers (e.g. rolling, yawing and pitching), and these systems consist of moving parts. The aim of this study is to investigate the feasibility of using a solid-state maneuvering system as a replacement for conventional control surfaces. The plasma thrust system is designed with asymmetric and concentric positioning of two electrodes (emitter and collector) and produces thrust by ionizing the air under high voltage (~40kV). Unlike conventional control surfaces, this system does not have moving parts, offering certain advantages. These advantages include reducing the weight of the aircraft, eliminating noise pollution, and simplifying the mechanical design. To test the feasibility of this system, experiments were performed, and test setups were prepared to obtain the necessary data. Thrust measurements were conducted at varying electrode distances using a high-precision laboratory scale to ensure accurate thrust quantification. And, speed measurements were performed using a rotating rod apparatus, which revolved around its own central axis. It was found that thrust and speed generally increased in direct proportion to the power. The effect of the distance between the electrodes on the thrust produced was also tested. For the model used, the optimal electrode distance was determined to be approximately 15mm, thrust value obtained is 7.82 mN. The calculated results consistent with this value are as follows: thrust density(ø) = 6.89 N/m² and thrust to power ratio(Ɵ) = 0.72 N/kW. When compared with previous studies, particularly the one conducted [4], these values were obtained: ø = 3 N/m² and Ɵ = 6.25 N/kW. The optimum voltage and current values at which the system operates were also determined by speed testing, and the optimum values was determined to be 5V and 3A, respectively. The efficiency of this system is 0.04%.
Benzer Tezler
- Ark PVD yöntemiyle tin kaplanmış kesici takımların karakterizasyonu ve performanslarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
M.CENK TÜRKÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. E. SABRİ KAYALI
- Led tv için ortadan ayak tasarımı ve analizi
Central stand design and analysis for led tv
BAHTİYAR YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM MEHMET PALABIYIK
- İnsansız sualtı aracının matematiksel modelinin durum ölçümlerine dayalı olarak tanılanması ve hata toleranslı kontrol
Identification of the mathematical model of an unmanned underwater vehicle based on state measurements and fault tolerant control
EMRE ÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİNGİZ HACIYEV
- Bina toprak altı dış kabuk sistemlerinde yer alan bitümlü örtülerin basınçlı su etkisi altında geçirimsizlik performanslarının belirlenmesi için bir yöntem
A Method for determining the watertightness performance of bituminous membranes used in external and internal tanking
AYŞE NİL ŞAHAL