Havacılıkta kullanılan farklı pistonlu pompa tiplerinin güç tüketimine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of different piston pump types used in aviation on power consumption
Yazar: ALPER BULUT
Danışman: PROF. DR. ÖMER KELEŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Muharip uçakların hidrolik güç ihtiyacı, manevra kabiliyetlerinin gelişmesi ve hidrolik güç sistemi kullanıcı sayılarının artması gibi sebeplerden dolayı yıllar içerisinde sürekli artmıştır. Uçak gereksinimlerini karşılarken aynı zamanda uçak motorunun sağladığı güç limitleri içerisinde kalmak, hidrolik gücün verimli kullanımı zorunluluğunu doğurmuştur. Bu çalışmada hidrolik güç verimliliği, pistonlu pompa tipleri açısından incelenmiştir. Bu amaçla, pistonlu pompa tiplerinden basınç kompanzasyonlu pompa, çift basınçlı pompa, tork kontrollü pompa ve akıllı pompanın Simcenter Amesim programında detaylı modelleri oluşturulmuştur. Hidrolik güç sisteminin diğer elemanları, havacılık standartları kullanılarak boyutlandırılmış ve modellenmiştir. Güç tüketiminde hidrolik pompa tipinin etkisi incelenmek istendiği için, pompa parametreleri dışında kalan aerodinamik yük, eyleyici deplasman girdisi, diğer ekipman boyutları ve valf tipi gibi değişkenler, simülasyonlar arasında sabit tutulmuştur. Oluşturulan basınç kompanzasyonlu pompa modelinin doğrulanması amacıyla, farklı parametrelerin bulunduğu bir düzenekte gerçekleştirilen iki farklı testin sonuçları kullanılmıştır. Test sonuçları, simülasyon sonuçlarıyla yüksek oranda benzerlik göstermektedir. Çalışmanın sonucunda, muharip uçak hidrolik güç sistemlerinin neredeyse tamamında kullanılan basınç kompanzasyonlu pompanın güç tüketiminin, incelenen pompalar arasında en yüksek olduğu görülmüştür. En düşük güç tüketimi, henüz uçaklarda kullanılmayan ancak kullanımı için akademik çalışmalar yürütülen akıllı pompada görülmüştür.

Abstract:
The power demand of fighter aircraft hydraulic power system has increased continuously over the years due to the reasons such as the development of their maneuverability and the increase in the number of hydraulic power consuming systems. While meeting the aircraft requirements, staying within the power limits provided by the aircraft engine has created the necessity of efficient use of hydraulic power. In this study, hydraulic power efficiency is investigated in terms of piston pump types. For this purpose, detailed models of pressure compensated pump, dual-pressure pump, torque controlled pump and intelligent pump are created in Simcenter Amesim program. Other elements of the hydraulic power system are sized and modeled using aviation standards. Since the effect of hydraulic pump type on power consumption is examined, variables such as aerodynamic load, actuator displacement input, other equipment dimensions and control valve type are kept constant between simulations. In order to verify the pressure compensated pump model, the results of tests performed on a setup with different parameters are used. The test results are highly similar to the simulation results. As a result of the study, it is observed that the power consumption of the pressure compensated pump, which is used in most of the fighter aircraft hydraulic power systems, is the highest among the pumps examined. The lowest power consumption is seen in the intelligent pump, which is not yet used in aircraft hydraulic power systems; but academic studies are being carried out for its use.