Asrel Aerospace Research Letters Arşiv

Geleneksel malzemelerin yerini ileri teknoloji malzemeleri almaktadır. Özellikle savunma sanayii, uzay ve havacılık, zırhlı araçlar ve otomobil sektöründe, özellikle askeri alanda balistik ve darbe dayanımının artırılması için yapılan araştırmalarda ve malzemede oluşan hasarın tespiti ve yeni tasarımların optimum hale getirilmesi üzerine yoğunlaşılmaktadır. Uçağın hasar görmesi durumunda uçuşuna kısmi devam edebileceği düşünülen ikincil yapısal parçalarında da kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Darbe sonucu malzemede meydana gelen deformasyonların kapsamlı bir şekilde incelenmesi, literatüre katkıda bulunması ve havacılıkta bakım personeli için bir referans olarak önemlidir. Başta havacılık ve uzay endüstrisi olmak üzere ileri teknoloji sektörlerinde, geleneksel malzemelere kıyasla faydalı yük ağırlığı için alüminyum tabakalı kompozit malzemeler tercih edilir. Alüminyum içeren kompozitler ve alüminyum içeren malzemeler, yüksek dayanım ve ağırlık oranları nedeniyle, özellikle havacılık ve uzay endüstrisi gibi faydalı yük ağırlığının önemli olduğu birçok sektörde hayati önem taşır. Kauçuk karışımlı PU polimer, katmanlı kompoziti oluşturmak için 1050 Al levha ile birlikte özelleştirilmiş bir kalıpta kürlenmiştir. Polimer katman, farklı Al tel ekran sıraları kullanılarak güçlendirilmiştir. Güçlendirilmiş kompozit paneli tek seferde üretmek için yeni bir yaklaşım ortaya konmuştur. Düşük hızda darbe testi yapmak için özel olarak yapılmış bir düşme ağırlığı aparatı kullanılmıştır. Düşen ağırlık testleri, numunelerin darbe davranışını incelemek için beş farklı enerji seviyesinde (40J, 60J, 80J, 100J ve 120J) gerçekleştirilmiştir. Her bir olay için kuvvet-zaman geçmişleri kaydedilmiştir. "Enerji-zaman" ve "kuvvet-yer değiştirme" değişimleri ASTM D7136/D7136M-12 standardına uygun olarak gerçekleştirilen kinematik analiz ile elde edilmiştir. Hiçbir numunede delinme meydana gelmemiştir. Numuneler katmanlı olduğundan, penetrasyon sadece üst katmanda gözlenmiştir. Ayrıca, tepe kuvvetleri, soğurulan enerji ve darbe ucunun batma değerleri de sunulmuştur. Çarpma sonrasında katmanlı kompozit yapılarda meydana gelen hasarlar incelenmiştir. Polimer katmanındaki Al elek teli takviyesinin, 120 J'deki testler hariç, düşük hızlı darbe tepkisi üzerinde önemli bir etkisi gözlenmemiştir.

Hava araçlarının kararlı bir uçuş sergileyebilmesi için tasarım aşamasında dinamik kararlılığın sağlanmış olması gerekmektedir. Seyir halinde bu kararlılığın bozulmaması ve gerekli manevraların yapılabilmesi için doğrusal ve doğrusal olmayan farklı kontrol yöntemleri kullanılmaktadır. Uçak dinamik olarak 6 serbestlik derecesine sahip bir sistem olup kontrol sistemleri tasarlanırken her bir kontrol yüzeyi göz önünde bulundurulmalıdır. Bu çalışmada sistem analizinde ve modellemesinde kullanılan veriler General Aviation Airplane: NAVION uçağının deniz seviyesinde ve M=0.158 olduğu duruma aittir. Uçağın bahsi geçen koşullarda hesaplanan hareket türevleri, uzunlamasına hareketin kontrolü için kullanılmıştır. Bu çalışmada, seçilen NAVION hava aracının yunuslama açısının kontrolü yapılarak hava aracının kararlılığı sağlanmaya çalışılmıştır. Sistem kontrolü literatürde bulunan 4 farklı metot kullanılarak yapılmıştır. Çalışmada kullanılan metotlar şunlardır: Ziegler- Nichols, Modifiye Edilmiş Ziegler-Nichols, Tyreus- Luyben ve Astrom ve Hagglund. Çalışmada kontrolü yapılmak üzere seçilen hava aracının (NAVION) doğrusallaştırılmış uzunlamasına hareket denklemleri literatürde yer alan kaynaklardan elde edilmiş ve kontrol uygulaması belirli kabuller ile bahsi geçen koşullarda elde edilen yunuslama açısının değişim hızının kuyruk kanadı (elevator) açısına olan transfer fonksiyonu kullanılarak yapılmıştır. Belirtilen metotlar PID (Proportional Integral Derivative (Oransal İntegral Türevsel)) kontrolcüsünün katsayılarını hesaplamak için kullanılmıştır. Çalışma kapsamında yapılan hesaplamalar ve modellemeler MATLAB/ Simulink ortamında yapılmış olup çalışmanın amacı kullanılan bu 4 metot arasından hava aracının yunuslama açısının kontrolü için en iyi performans göstereni belirlemektir. Çalışma amacı doğrultusunda elde edilen grafikler ve tablolar yükselme zamanı (rising time), oturma zamanı (settling time), aşım (overshoot) (%) ve RMSE (Root Mean Square Error (Kök Ortalama Kare Hatasına)) vb. değerleri bakımından kıyaslanmış ve en iyi performans gösteren metot gerekçeleri verilerek belirlenmiştir.

Bu çalışmada, İHA’larda itki için kullanılan küçük ölçekli mikro turbojet motorunun ana bileşenlerinden olan radyal kompresör çarkının CFD ve termodinamik analizleri gerçekleştirilmiştir. Kullanılan mikro turbojet motoru için deniz seviyesi koşulları (101.325 Pa, 288.15 K) referans alınmıştır. Kompresör modelleri 12 tam kanatlı (full blade) olarak tasarlanmıştır. Kompresör modelleri için kanat kalınlıkları 1.3 mm olarak belirlenmiştir. CFD analizleri aynı kütle akış hızları (1 kg/s) ve basınç oranlarına (4.8) göre 45.500, 55.500 ve 65.500 rpm devir hızlarında 3 tasarım yapılmış, enerji verimlilikleri belirlenmiş, daha sonra bu modeller için geleneksel ekserji analizleri gerçekleştirilmiş ve sırasıyla %79.25, %86.02 ve %81.70 ekserji verimlilikleri belirlenmiştir. Bu çalışmada, İHA’larda itki için kullanılan küçük ölçekli mikro turbojet motorunun ana bileşenlerinden olan radyal kompresör çarkının (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamigi) HAD ve termodinamik analizleri gerçekleştirilmiştir. Kullanılan mikro turbojet motoru için deniz seviyesi koşulları (101.325 Pa, 288.15 K) referans alınmıştır. Kompresör modelleri 12 tam kanatlı (full blade) olarak tasarlanmıştır. Kompresör modelleri için kanat kalınlıkları 1.3 mm olarak belirlenmiştir. HAD analizleri aynı kütle akış hızları (1 kg/s) ve basınç oranlarına (4.8) göre 45.500, 55.500 ve 65.500 rpm devir hızlarında 3 tasarım yapılmıştır. Daha sonra, enerji verimleri %94.29, %94.44 ve %94.68 olarak ve ekserji verimleri ise sırasıyla %79.25, %86.02 ve %81.70 olarak belirlenmiştir. Bu çalışmada, İHA’larda itki için kullanılan küçük ölçekli mikro turbojet motorunun ana bileşenlerinden olan radyal kompresör çarkının (Hesaplamalı Akışkanlar Dinamigi) HAD ve termodinamik analizleri gerçekleştirilmiştir. Kullanılan mikro turbojet motoru için deniz seviyesi koşulları (101.325 Pa, 288.15 K) referans alınmıştır. Kompresör modelleri 12 tam kanatlı (full blade) olarak tasarlanmıştır. Kompresör modelleri için kanat kalınlıkları 1.3 mm olarak belirlenmiştir. HAD analizleri aynı kütle akış hızları (1 kg/s) ve basınç oranlarına (4.8) göre 45.500, 55.500 ve 65.500 rpm devir hızlarında 3 tasarım yapılmıştır. Daha sonra, enerji verimleri %94.29, %94.44 ve %94.68 olarak ve ekserji verimleri ise sırasıyla %79.25, %86.02 ve %81.70 olarak belirlenmiştir.

Özet Hava taşımacılığı, taşıma mekanizmasının önemli ayaklarından biridir. Havacılık sektörü, ülkelerin stratejik çıkarlarına askeri, siyasi ve ekonomik üstünlük sağlaması nedeniyle en temel ve birincil çalışma alanı olarak karşımıza çıkmaktadır. Sektörde söz sahibi olan ülkeler çağın ve geleceğin gerekliliklerine proaktif olarak kendilerini hazırlamakta ve çalışmalarını bu doğrultuda yürütmektedirler. Bu çalışmaların nedeni ise sürekli artan ekonomik rekabette üstünlük elde etmek ve havacılık alanında ülkenin marka değerini yükseltmek arzusu olarak gösterilmektedir. G20 ülkeleri dünyanın önde gelen ve güçlü ekonomileridir. Bu ekonomik güç içinde havacılık sektörünün payı oldukça fazladır. Bu çalışmanın amacı G20 ülkeleri ve Türkiye’nin havacılık alanında operasyonel ve finansal açıdan etkinlik düzeylerinin belirlenmesidir. Hava sahasının barındırdığı kendi içindeki dinamikleri değerlendirerek, hem gelişen teknoloji ve küreselleşmenin etkisi hem de özellikle COVID-19 salgının getirmiş olduğu bazı negatif değişiklikler analiz edilerek Türkiye’nin havacılık sektöründe G20 ülkeleri karşısındaki eksiklikleri değerlendirilmektedir. Çalışmada non-parametrik bir yaklaşım olan veri zarflama analizi (VZA) yöntemi kullanılarak Charnes, Cooper, Rhodes (CCR) , Banker, Charnes ve Cooper (BCC) ve Süper-etkinlik yöntemleri ile üç aşamalı bir yapı ile geniş çerçeveden bir değerlendirme imkanı sağlanmaktadır. Veri zarflama analizi (VZA) yöntemi kullanılarak doğru ve güvenilir sonuçlar ışığında Türkiye’nin havacılık sektöründe G20 ülkeleri karşısındaki konumu analitik ve objektif yöntemlere dayalı yaklaşımlarla değerlendirilmekte ve eksik olduğu konular belirlenerek kendisini dünya havacılık sıralamasında nasıl daha yüksek konumlara çıkarabileceği ele alınmıştır. Çalışmanın hem Türkiye’nin havacılık sektöründeki rolünün daha iyi anlaşılması hem de G-20 ülkelerine göre olan durumunun ele alınması bakımından bu konuda çalışan araştırmacılara faydalı olması beklenmektedir. Analiz sonuçlarına göre ABD, Kanada ve Rusya'nın her dönem etkin bir performans sergiledikleri görülmektedir.

Günümüzde mikroşerit antenler, yüksek performans gerektiren araçlarda, uçaklarda, askeri uçaklarda, İnsansız Hava Araçlarında (İHA), uzay araçlarında, radar sistemlerinde, uydu ve füze uygulamaları gibi pek çok havacılık alanında tercih edilmektedirler. Bu çalışmada, Mikro şerit yama antenlerin havacılık sektöründe kullanım alanları ve özellikle küresel konumlama sistemlerinde (GPS- Global Positioning System) kullanımı araştırılmış ve GPS L5 güvenlik bandında örnek bir mikroşerit yama anten tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarımı gerçekleştirilen yüksek kazançlı ve dairesel polarizasyonlu anten High Frequency Structural Simulator (HFSS) program ile simüle edilerek sonuçlar incelenmiştir. Yapılan simülasyonların nümerik analizinde neticesinde 1176 MHz merkez frekansında, S11 değerinin -38.85 dB olan, band genişliğinin 54 MHz ve kazancının ise 6.07 dBm olduğu görülmüştür. Elde edilen bu değerler neticesinde küresel konum belirleme L5 güvenlik bandında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.