Bir hava aracının kanatçık açma sisteminin tasarımı ve dinamik analizi
Design and dynamic investigation of  fin deployment system of an air vehicle
Yazar: MURAT AVCI
Danışman: PROF. DR. ÖMER KELEŞ ; DR. ÖZER TAGA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Mevcut yöntemlerle bir kanatçığın açısal konumunu çalıştığımız isterler doğrultusunda değiştirmek yeterli olmadığı için yeni bir tasarım gereksinimi ortaya çıkmıştır. Bu tasarım gereksinimi yüksek aerodinamik yükler altında ve küçük hacim içerisinde kalınarak sistemin çalışacağı çevresel şartlara uygun bir sistemin tasarlanmasını gerekli kılmıştır. Bu tez kapsamında yapılan çalışmalar neticesinde mili saniye mertebesinde istenilen tork değerleri istenilen açısal konum değişikliği için sağlanmıştır. Ayrıca tasarlanan sistem mevcut mekanizmalarda yer alan kilitlenme, mekanizma boşluğu, üretim zorluğu ve kontrolü teknik sorunlarını en aza indirmiş olmaktadır. Kanatçık Açma Sistemi (KAS)'nin yüksek aerodinamik yükler altında açıldığı Adams Multi Body Dynamics (MBD) ile mekanizma modeli oluşturularak gösterilmiştir. Mekanizma analizlerinin doğru yapılması için gerekli olan sürtünme ve sönüm değerleri yapılan deneylere göre Adams Design of Experiment modülü (DOE) yardımıyla elde edilmiştir. Adams DOE ile sürtünme ve sönüm değerleri için literatürden faydalanarak belirli aralıklar tanımlanmıştır. Tanımlanan değer aralıklarında ardı ardına birden çok analiz koşturularak mekanizmanın toplam açılma süresi ve açılırken gerçekleştirdiği dinamik davranışlar elde edilmiştir. Elde edilen bu sayısal sonuçlardan test ile korelasyonu en yüksek olan modele göre sürtünme ve sönüm değerleri elde edilmiştir. Kanatçık Açma Sistemi'nin yüksüz testleri gerçekleştirilerek sistem doğrulaması gerçekleştirilmiştir. Testler sırasında hızlı kamera görüntüleri ve basınç ölçümleri alınmıştır. Çalışmanın sonunda gerçekleştirilen test ile Adams MBD çözümü arasındaki farklar irdelenmiştir.

Abstract:
Changing the angular position of a fin with known techniques is not satisfactory for the operation requirements so a new design requirement came up. This design requirement forces us to design a system that works under the high aerodynamics loads and minimum volume necessities also suitable to environmental conditions. In this study, a new design is presented in contradistinction to conventional techniques. This design is successful for sustaining the desired torque values for desired angular position displacement in minimum volume by mili second order. Also, this system minimizes the most technical problems that appear in known mechanisms self-locking, backlash, productive difficulty and quality control. Folded fin deployment system mechanism modeling working under high aerodynamic loads was analyzed by using Adams Multi Body Dynamics. Friction and damping coefficients that are necessary for exact calculations of mechanism analysis were obtained by Adams Design of Experiment module according to experiment results. For the friction and damping coefficient values, some acceptable coefficient values range was used from literature. With this coefficient range, several analyses were run and mechanism total fin deployment time and dynamics behaviors while deployment process were obtained by these analyses. Final friction and damping coefficients were obtained from Adams analyses by finding the most appropriate correlation between these numerical solutions and fin deployment experiments. For the folded fin deployment system, unloaded tests were carried out and system verification was achieved. While testing the fin deployment system, high speed camera images and system pressures were collected. At the end of study, the differences between the experiments and Adams MBD solution were compared.