İnsansız hava aracı pervane parametrelerinin akustik performans ve verimliliklerinin incelenmesi
Investigation of uav propeller paramaters in terms of acoustic performance and efficiency
- Tez No: 996192
- Danışmanlar: PROF. DR. HAMDİ ERCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Sivil Havacılık, Aeronautical Engineering, Civil Aviation
- Anahtar Kelimeler: İnsansız hava aracı, Unmanned aerial vehicle
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık Elektrik ve Elektroniği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, pervane mimarisinin insansız hava aracı (İHA) tahrik sistemlerinin performans sınırlarını nasıl belirlediğini deneysel verilerle ortaya koymaktadır. Çap ve bıçak sayısı değişkenleri izole edilerek gerçekleştirilen analizler, pervane geometrisi ile itki üretimi, enerji verimliliği ve gürültü emisyonu arasındaki temel dengeyi incelemektedir. Elde edilen sonuçlar, pervane çapının 5 inçten 10 inçe artırılmasının yüksek statik itki üretiminde belirleyici bir rol oynadığını, ancak bu artışın elektrik akımı ve güç tüketiminde önemli bir artışa neden olduğunu göstermektedir. Bulgular, daha büyük çaplı pervanelerin daha düşük devir sayılarında daha yüksek aerodinamik verimlilik (itki/güç oranı) sunduğunu ve bu nedenle uzun havada kalış süresi ve ağır yük taşıma gereksinimi bulunan görevler için daha uygun olduğunu ortaya koymaktadır. Buna karşılık, bıçak sayısının artırılmasının sınırlı geometrik hacimler içerisinde itki yoğunluğunu artırdığı; ancak artan profil sürüklemesi ve bıçaklar arası etkileşimler nedeniyle birim verimlilikte azalmaya yol açtığı belirlenmiştir. Enerji verimliliği açısından iki bıçaklı pervaneler referans bir çözüm sunarken, dört bıçaklı ve büyük çaplı pervaneler daha yüksek mekanik güç ve taşıma kapasitesi sağlamaktadır. Akustik değerlendirmeler hem pervane çapındaki artışın hem de bıçak sayısının yükseltilmesinin gürültü emisyon seviyelerini belirgin biçimde artırdığını göstermiştir. Özellikle 10 inç çaplı ve dört bıçaklı pervane konfigürasyonlarının en yüksek ses basınç seviyelerini ürettiği tespit edilmiştir. Sonuç olarak bu çalışma, insansız hava aracı pervane seçiminde itki kapasitesi, enerji verimliliği ve akustik etkiler arasında görev odaklı bir denge kurulması gerektiğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
This study presents an experimental investigation into how propeller architecture defines the performance limits of unmanned aerial vehicle (UAV) propulsion systems. By isolating the effects of propeller diameter and blade number, the relationship between propeller geometry, thrust generation, energy efficiency, and noise emission is systematically examined. The results indicate that increasing the propeller diameter from 5 inches to 10 inches plays a decisive role in achieving higher static thrust; however, this increase leads to a significant rise in electrical current and overall power consumption. The findings demonstrate that larger-diameter propellers achieve higher aerodynamic efficiency, expressed in terms of thrust-to-current ratio, at lower rotational speeds, making them more suitable for missions requiring long endurance and heavy payload capability. In contrast, increasing the number of blades enhances thrust density within limited geometric volumes but leads to a reduction in unit efficiency due to increased profile drag and blade-to-blade interactions. From an energy efficiency perspective, two-bladed propellers provide a reference configuration, whereas four-bladed and large-diameter propellers offer higher mechanical power and lifting capacity. Acoustic evaluations reveal that increases in both propeller diameter and blade number result in noticeable rises in noise emission levels. In particular, configurations with a 10-inch diameter and four blades were found to produce the highest sound pressure levels. Overall, this study emphasizes the necessity of establishing a mission-oriented balance between thrust capability, energy efficiency, and acoustic impact in UAV propeller selection.
Benzer Tezler
- Aerodynamic performance enhancement of a 27-inch APC propeller through geometric modifications
Geometrik değişiklikler yoluyla 27 inçlik bir APC pervanenin aerodinamik performansının artırılması
MEHMET EMİN ARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Modeling and control of a fixed wing unmanned aerial vehicle
Sabit kanatlı bir insansız hava aracının modellenmesi ve kontrolü
BURAK YÜKSEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜLAY ÖKE
- Integration of navigation systems and identification of nonlinear model parameters for autonomous underwater vehicles in the presence of measurement biases
İnsansız sualtı araçları için seyrüsefer sistemlerinin tümleştirilmesi ve ölçüm kaynaklı kayma hatalarının olduğu durumda nonlineer hareket modelin parametrelerinin tanılaması
MUSTAFA DİNÇ
Doktora
İngilizce
2013
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİNGİZ HACIYEV
- Modeling, identification and simulation of a quadrotor using real-time flight data
Bir dört rotorlu hava aracının gerçek zamanlı uçuş verisi ile modellemesi, tanılaması ve simülasyonu
ATAKAN SARIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYHAN KURAL
- İnsansız hava aracılarının havada kalış süresinin maksimumizasyonu için enerji tüketiminin minimizasyonunun incelenmesi
Investigation of minimization of energy consumption for maximization of flight time of unmanned aerial vehicles
CEMAL ŞİRAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Sivil HavacılıkErciyes ÜniversitesiHavacılık Elektrik ve Elektroniği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET KONAR