Farklı tip uçakların gövde ve kanatları etrafındaki akışın sayısal incelenmesi / Emrah Alten; danışman Lütfü Namlı

Abstract

Uçağın hava içerisindeki davranışını uçağa etkiyen dış kuvvetler belirler. Bunlar ağırlık, atalet kuvvetleri, itki kuvvetleri ve dış aerodinamik yükler olarak belirtilebilir. Yeni bir uçağın tasarımına veya mevcut bir tasarımın geliştirilmesine yönelik çalışmalar yapılırken ortaya çıkacak geometrinin aerodinamik yükleri nasıl etkilediğinin bilinmesi çok önemlidir. Tarihten günümüze kadar uçakların yakıt sarfiyatının azaltılması, manevra kabiliyetinin artırılması ve daha düşük motor gücü kullanılarak, daha yüksek verimin elde edilmesi için birçok yeni tasarım çalışması yapılmıştır. Teorik çalışmalar arasında son kırk yılda giderek gelişen Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemleri ön plana çıkmıştır. HAD yöntemleri karmaşık yapılar etrafındaki akış alanları hakkında, deneysel çalışmalara göre çok daha düşük maliyet ve iş gücü kullanılarak ön bilgi edinmek için etkin olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, Evaktor Eurostar Slw, Alpi PIONEER 300 ve CESSNA 170 tarzı ses altı uçakların gövde ve kanatları etrafındaki akış alanının incelenmesi FLUENT paket programı yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Uçakların akış alanı; 0?, 3? ve 6? hücum açıları için ayrı ayrı hesaplanıp incelenmiştir. Uçak geometrileri bir dış çizim programıyla yapılarak GAMBIT’e aktarılmış ve burada akış alanında ağ yapısı oluşturulmuştur. Çözümlemede, Spallarat-Almaras türbülans modeli kullanılmıştır. Ele alınan tüm akış durumları için aerodinamik yükler hesaplanarak literatürle karşılaştırılmıştır. Bu şekilde en uygun gövde ve kanat geometrileri belirlenmeye çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre; normal uçuş veya pilotaj eğitimini yeni tamamlayanlar için uygun olan uçak modeli CESSNA 170, yüksek hız ve orta düzey pilotlar için uygun olan model Eurostar Slw ve hem yüksek hız hemde akrobatik hareketler için uygun olan uçak modelinin PIONEER Alpi 300 olduğu tespit edilmiştir.