Hybrid-electric retrofit and performance modeling of cessna 172
Cessna 172 hibrit-elektrik retrofit entegrasyonu ve performans modellemesi
- Tez No: 973765
- Danışmanlar: PROF. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Havacılık sektörü büyümeye devam ettikçe, yenilenebilir enerji kaynak kullanımına olan ilgi ekonomik ve çevresel etkilerinden dolayı artmaya devam etmektedir. Ancak güncel batarya teknoloji seviyeleri henüz tamamiyle elektrikli uçak tasarımını batarya ağırlığından dolayı sınırlamakta, bu sebeple hibrit- elektrik itki sistemleri tercih edilmektedir. Bu çalışmada, Cessna 172N uçağına hibrit- elektrik itki sistemi uygulanarak, performans modelleme ve benzetim çalışması sunulmaktadır. Uçağın içten yanmalı motoru, hem elektrik motoru hem de içten yanmalı motor içeren paralel bir hibrit-elektrik sistem ile değiştirilmiş, maksimum kalkış ağırlığı aşılmadan ve dış geometriye müdahale edilmeden retrofit çalışması yapılmıştır. İstenilen koşullarda görev koşabilme yeteneğine sahip, aerodinamik, atmosferik ve motor parametrelerine dayalı noktasal ağırlık performans modeli geliştirilmiş, Cessna 172N uçuş el kitabı ve motor kullanım kitabı ile de içten yanmalı motor konfigurasyonunda model doğrulanmıştır. Bu sayede doğrulanmış model ile, hibritleştirmenin tanımlanan görev boyunca yakıt tüketimi ve enerji dağılımı üzerindeki etkileri günümüz ve gelecekteki batarya teknolojileri ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, belirlenen görev profilinde hibrit- elektrik retrofit uygulamasının uçağın yapısal ve performans kısıtlarını ihlal etmeden gelecek batarya teknolojilerinde anlamlı iyileşmeler sağlayabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
As the aviation industry continues to grow, interest in the use of renewable energy sources is increasing due to their economic and environmental impacts. However, current battery technology levels still limit the design of fully electric aircraft because of battery weight, making hybrid-electric propulsion systems a more feasible option. In this study, a hybrid-electric propulsion system is applied to the Cessna 172N aircraft, and a performance modeling and simulation analysis are presented. The original internal combustion engine is replaced by a parallel hybrid-electric system that includes both an electric motor and an internal combustion engine. The retrofit is performed without exceeding the maximum takeoff weight or altering the aircraft's external geometry. A point mass performance model based on aerodynamic, atmospheric, and engine parameters is developed to simulate mission capability under specified conditions. The model is validated for the internal combustion configuration using data from the Cessna 172N Flight Manual and Engine Operator's Manual. The effects of hybridization on fuel consumption and energy distribution throughout the defined mission are investigated and compared across current and future battery technologies with this validated model. The results show that, under the given mission profile, hybrid-electric retrofit can offer meaningful improvements in future battery scenarios without violating structural or performance constraints of the aircraft.
Benzer Tezler
- Elektrikli bisikletler için fırçasız doğru akım motoru tasarımı ve üretimi
Design and implementation of brushless dc motor for electric bicycles
GAMZE TANÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÜSTÜN
- Requirements engineering for the integration of a marine hybrid propulsion system based on UML/SysML
UML/SysML'ye dayali bir deniz hibrit tahrik sisteminin entegrasyonu için gereksinim mühendisliği
JOUD TARABISHI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SERDAR AYTEKİN KÖROĞLU
- Modeling and optimal power management of a parallel hybrid electric vehicle
Paralel hibrit elektrikli aracın modellenmesi ve optimal kontrolü
VOLKAN SEZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT GÜVENÇ
- Hybrid electric vehichle control electronics and its fuzzy logic simulation
Hibrit elektrikli araç kontrol elektroniği ve bulanık mantık simulasyon uygulaması
DİNÇER MEHMET BAHAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEJAT TUNCAY
- Parallel hybrid electric truck design
Paralel hibrit elektrikli kamyon tasarımı
ONURCAN DARICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Otomotiv Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN TAHA ŞEN