Yakıt tasarrufu yöntemi olarak havadan yakıt ikmali
Air refueling as a means of fuel saving
Yazar: MURAT TOYDAŞ
Danışman: DOÇ. DR. TUĞBA SARAÇ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
Yakıt, askeri havacılık operasyonları için kritik bir stratejik malzeme ve ciddi bir maliyet bileşenidir. Havadan yakıt ikmali, askeri kargo uçaklarının menzil dışı uçuşlarında uçakların menzilini arttırmak için sıklıkla kullanılmaktadır. Ancak, ulaştırma uçaklarının daha az yakıt ve bunun karşılığında fazladan yük ile havalanmasını sağlayarak yakıt tasarrufu sağlama potansiyeli bulunmasına rağmen, havadan yakıt ikmali günümüz havacılık uygulamalarında kargo uçağı menzilinde bulunan başlangıç-varış noktaları için çoğunlukla kullanılmamaktadır. Bu çalışmada, kargo uçakları menzili içinde kalan belirli kargo başlangıç, varış ve tanker üssü noktaları ile taşınacak toplam yük miktarı için ilk yakıt ve yük arasındaki ödünleşmeyi sınayarak havada yakıt ikmalinin yakıt tasarrufu sağlayıp sağlamadığını ortaya koyan karışık tamsayılı doğrusal olmayan bir matematiksel model geliştirilmiştir. Modelde, "havadan yakıt ikmali" seçeneği için toplam yakıt tüketimi enküçüklenecek şekilde kargo uçaklarının ilk yakıt ve yük miktarları ile havada yakıt ikmal başlangıç ve bitiş noktaları belirlenmektedir. Ardından "Havadan yakıt ikmali" seçeneği için bulunan toplam yakıt tüketimi, aynı başlangıç ve bitiş noktalarında aynı miktardaki kargonun havada yakıt ikmali kullanılmadan taşındığı "havadan yakıt ikmalsiz uçuş" seçeneği için hesaplanan toplam yakıt tüketimi ile karşılaştırılmakta ve havadan yakıt ikmalinin yakıt tasarrufu sağlayıp sağlamadığı ortaya konulmaktadır. Model, iki örnek gerçek hayat senaryosuna uygulanmış ve havada yakıt ikmali ile ciddi miktarda yakıt tasarrufu sağlamanın mümkün olduğu gösterilmiştir.

Abstract:
Fuel is a critical strategic asset and a serious cost component for military aviation operations. Air refueling is conducted to extend the range of military cargo aircraft for the "out-of-range" flights. However, it is not considered for the "within-range-flights" in standard military aviation applications even though it has a potential to save fuel by enabling a transport aircraft to depart with less fuel in exchange for additional cargo. In this study, a mixed integer nonlinear mathematical model is developed to detect if fuel savings is possible through air refueling by examining the tradeoff between initial fuel and cargo amounts for a given tanker destination, freight quantity to be moved and origin-destination points, which are within the range of the cargo aircraft. Initial fuel and freight amount of the cargo aircraft along with the rendezvous points are optimized to minimize total fuel consumption for the "air refueling option". Then, the total fuel consumption for the "air refueling" option is compared to calculated fuel consumption of "no-air refueling" option where the same amount of total freight is moved between the same origin and the destination points without air refueling to see the practicality of air refueling. Model is applied to two numerical real-life example scenarios and it is shown that substantial fuel savings from air refueling are possible.