Elektrik motorlu İHA pervanesi profilinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile incelenmesi ve deneysel analizi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ONUR SEZEN
Danışman: Zafer Gemici
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:İnsansız Hava Araçları (İHA), hem ticari hem de askeri alanlarda hızla gelişen ve yaygınlaşan bir teknoloji haline gelmiştir. Ticari uygulamalarda, lojistik, tarım, haritalama ve afet yönetimi gibi birçok alanda etkin çözümler sunarken, askeri alanda keşif, gözetleme ve operasyonel görevlerde stratejik avantajlar sağlamaktadır. Gelişen batarya teknolojisi ve fırçasız elektrik motorlarının yüksek verimliliği, mini İHA'ların daha uzun süreli ve yüksek performanslı uçuşlar gerçekleştirmesine olanak tanımaktadır. Bu sebeple kullanımları da giderek yaygınlaşmıştır. Birçok firma bu mini İHA'lar için elektrik motorlarıyla tahrik edilmek üzere mini pervaneler geliştirmektedirler. Sabit kanatlı bu araçlar için üretilmiş APC firmasının 5X5E pervanesi literatürde çokça incelenmeyen küçük boyutlarda ve yüksek devirlerde çalışan bir pervanedir. Bu tez çalışmasında, sabit kanatlı mini insansız hava araçlarında kullanılan küçük boyutlu ve yüksek devirde çalışan APC 5x5E pervanesinin performansı hem deneysel yöntemlerle hem de Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizleri ile incelenmiştir. Çalışma kapsamında, pervanenin farklı dönüş hızları ve serbest akış hızları altındaki itme (KT) ve moment katsayıları (KM) ve verim (η) deneysel olarak ölçülmüş, elde edilen sonuçlar HAD simülasyonları ile karşılaştırılmıştır. Deney düzeneği ve ölçüm sistemleri detaylandırılmış, belirsizlik analizi yapılarak sonuçların güvenilirliği değerlendirilmiştir. Yapılan çalışmada deneysel verilerde serbest akım hızının 0 ila 20m/s arasında %10'dan daha düşük toplam belirsizlikte deney sonuçları elde edilmiştir. Daha yüksek serbest akım hızlarında çıkan %24,75'lik belirsizliğin nedenleri tartışılmıştır. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) verilerinde ise önceki literatürlere uygun olarak hesaplamalarda kabul edilebilen değerler içerisinde (%10'dan daha az) itme katsayısında (KT) en fazla %5,57, moment katsayısında (KM) en fazla %6,44 ve verimde (η) en fazla %9,03 farkla hesaplama değerleri elde edilmiştir. Tez toplam altı bölümden oluşmaktadır. Giriş bölümünde literatürde yer alan benzer çalışmalar incelenmiş ve bu çalışmanın özgün katkısı vurgulanmıştır. İkinci bölümde deney düzeneği ve kullanılan ekipmanlar, üçüncü bölümde ise deneylerin uygulama süreci açıklanmıştır. Dördüncü bölümde deneysel sonuçların belirsizlik analizi yapılmış, beşinci bölümde sayısal hesaplama yöntemleri detaylandırılmıştır, deney ve sayısal simülasyon sonuçları karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Altıncı bölümde ise elde edilen sonuçlar tartışılarak gelecekteki çalışmalara yönelik öneriler sunulmuştur.