Uçak kanatlarında aerodinamik davranışın teorik ve deneysel incelenmesi / Osman Murat Bayrak; danışman Aydın Durmuş

Abstract

Özet,Kanat profilleri, üzerinde bulunduğu uçağın kullanım amacına uygun olarak tasarlanırlar. Bu yüzden kanat profillerinin tarihsel gelişimi süresince hem daha iyi uçuş performansına sahip kanat profilleri elde etmek hem de farklı uçuş koşullarına hizmet etmek amacıyla, temel geometrik parametreleri farklı çok sayıda kanat profili üretilmiştir. Bu çalışmada önce kanat profilleri hakkında temel bilgiler ve ardından son yıllarda yapılan bilimsel araştırmalar literatür araştırması başlığı altında verilmiştir. Daha sonra Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yazılımlarından GAMBIT® ve FLUENT® kullanılarak; farklı kamburluk, farklı kalınlık ve farklı maksimum kamburluk noktasına sahip, slat ve flap mekanizmalarına sahip olmayan temel geometrideki 4 ve 5 dijitli 4 farklı NACA kanat profili ele alınmıştır. Bu profiller genelde rüzgar türbinleri, insansız hava araçları gibi düşük Re sayılarının etkin olduğu düşük hızlarda kullanılan kanat profilleridir. Bu profillerin geometrisine ait parametrelerin ve hız büyüklüğünün değişimi ile profiller üzerindeki hız ve basınç dağılımının nasıl değişmekte olduğu 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 derecelik 10 farklı hücum açısı için ayrı ayrı araştırılmıştır. Sayısal ve deneysel çalışmaların uyumluluğunu göstermesi açısından NACA 4418 kanat profili rüzgar tünelinde akış gözlem deneylerine tabii tutulmuş ve deneyler ile sayısal çözümler arasındaki iki-boyut ve üç-boyuttan dolayı meydana gelen farklılıklar gözlenmiştir. Yaptığımız çalışmalarda kamburluğa sahip bir kanat profilinde hücum açısının 00 olması halinde kamburluğun geometrisine ve hıza bağlı olarak profil yüzeylerinde bir basınç farkının oluştuğu görülmüştür. Ayrıca hücum açısının artması ile düşük basınç bölgesinin küçülerek hücum kenarına doğru kaydığı ve literatürde belirtilen stol açılarına ulaştıkça profil üst yüzeyindeki akış ayrılmalarının ve ters akımların arttığı ve ters akım bölgesinin alan olarak da büyüdüğü görülmüştür.