Dağıtılmış İtki Sisteminin Kanat Aerodinamiğine Etkisinin Deneysel Ve Sayısal Olarak İncelenmesi


Kurtuluş D. (Yürütücü), Efe M., Solakoğlu E., Kara E., Çömez Y., Anılır B.

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Proje Grubu: Mühendislik-Mimarlık
  • Projenin Yürütüldüğü Birim: Mühendislik Fakültesi
  • Başlangıç Tarihi: Ağustos 2025
  • Bitiş Tarihi: Ağustos 2028

Özet

Projemiz günümüzde araştırmacılarca çokça çalışılmakta olan dağıtılmış itki sistemlerinin optimize edilmesi maksatlı deneysel ve sayısal çalışmaları içermektedir. Bu çalışma, dağıtılmış itki sistemi kullanan hem sabit kanatlı hava araçlarının hem de dikey kalkış iniş yapan (VTOL) insanlı ve insansız sistemlerin tasarımlarında kullanılacak bir veri tabanı oluşturmayı amaçlamıştır. Günümüzde elektrikli/hibrid hava araçları, taksi uçaklar, dağıtılmış itki sistemi kullanan hava araçları gibi teknolojilerin revaçta olması sebebi ile projemizin çıktılarının bu güncel çalışmalara büyük etki sağlayacak ve oluşturulacak veri tabanı dünyadaki çalışmalarda öncü olacaktır. Bu da projenin özgünlüğünün önemli bir kanıtı olarak görülmektedir. Projemiz aynı zamanda dünyada en önemli uçak tasarımcısı ve kitap yazarı 

Sadece kanat, tek pervane-kanat, iki pervane-kanat ve önde iki arkada iki olmak üzere dört pervane-kanat konfigürasyonlarının farklı Reynolds sayılarındaki ve farklı hücum açılarındaki akış simülasyonlarını ve deneysel ölçümlerini yaparak her konfigürasyon için pervane çapının ve mesafesinin pervane akışı, kaldırma kuvveti, sürtünme gibi performans parametrelerine etkisinin araştırılmasını amaçlamaktadır. Çalışma çıktısı olan veritabanı, makine öğrenmesi yöntemleriyle genel algoritmalara temel olabilecek, düşük maliyetli, HAD yerine geçebilecek hesaplama metotlarında kullanılabilecektir. Belirlenen parametre etkileşimleri, optimizasyon çalışmasına öncülük edecek metotların belirlenmesinde kullanılacaktır. Sayısal çalışmalar, zamana bağlı simülasyonlar olarak ilerleyecek, ANSYS Fluent ve SU2 kullanılacak ve simülasyonlar UHeM sunucuları üzerinden gerçekleştirilecektir. Deneylerde kanat, bir iç kuvvet balansıyla bağlanacak ve bu balans, sting balansı vasıtasıyla kanada hücum açısı ve sapma açısı verecektir. İç kuvvet balansı sayesinde kanada etki eden 3 yönlü kuvvet ve 3 yönlü moment ölçülecektir. Ayrıca kanadın 4 farklı bölgesinde açılacak küçük deliklere basınç probları takılarak basınç ölçümü gerçekleştirilecektir. Basınç ölçümleri, kendi nümerik analizlerimizin doğrulanmasında ve literatüre test vakası sağlamada önemli bir rol oynayacaktır. Pervane ve kanat etrafında oluşan karmaşık akışı görselleştirmek için PIV deneyleri yapılacaktır. Bu yöntem ile hem pervane ile kanat arasındaki etkileşimin akışa olan etkisini inceleyecek hem de kanat ucundaki girdapları görselleştirecektir. Tam kanat deneylerinin yanında bir b planı oluşturmak, çok daha detaylı ve farklı alanlarda PIV ölçümü yapabilmek ve yeni bir validasyon verisi elde edebilmek için yarı kanat üretimi ve bu kanadın 1 m x 1 m boyutundaki METUWIND C3 rüzgar tünelinde testleri yapılacaktır. Bu yarı kanat tünele kök kısmından bağlanacaktır. Çalışma kapsamında ayrıca makine öğrenmesi yöntemi ile analizlerin genişletilmesi ve tasarım optimizasyonu çalışması yapılacaktır. Deneysel çalışmalar için ODTÜ RÜZGEM altyapısı kullanılacaktır. SCIE endeksli en az 5 makale ve 3 yurt dışı/yurt içi bildiri yazımı gerçekleştirilmesi, üç yüksek lisans tezi ve bir doktora tezi çıkarılması hedeflenmektedir. Ayrıca Avrupa Birliği Horizon Projelerine başvuru yapılması planlanmaktadır. Proje, gelişkin İHA’ların hem arama-kurtarma çalışmalarında hem tarımda hem gözetleme-istihbarat toplamada verimli kullanımları sebebiyle 12. Kalkınma Planının Afet Yönetimi, Tarım ve Gıda, Güvenlik Önlemleri ve Savunma Sanayii hedeflerine katkı sağlayacaktır. Üstelik vadettiği üretim maliyetini düşürme hedefiyle de İHA üreticilerine maliyet tasarrufu sağlayacak, yine 12. Kalkınma Planının ekonomik hedeflerine katkıda bulunacaktır. Bu proje ODTÜ Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü yürütücülüğünde ve Hacettepe Üniversitesi, Gaziantep Üniversitesi Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü ve Başkent Üniversitesi ile ortaklaşa yürütülecektir. Konu ile ilgili NATO grupları ve Avrupa’daki çalışma grupları ile ortak çalışmalar yapılacaktır.