TCG Anadolu Gemisi için sabit kanat kargo İHA kavramsal tasarım önerisi
Fixed wing cargo UAV conceptual design proposal for TCG Anadolu Ship
Yazar: MERT ÜNAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİ ACAR
Milli Savunma Üniversitesi / Atatürk Stratejik Araştırmalar ve Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İHA Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Havacılık Mühendisliği = Aeronautical Engineering

Özet:
İnsansız hava araçlarının (İHA) askeri ve sivil birçok alanda kullanımı, teknoloji geliştikçe yadsınamaz boyutlara ulaşmıştır. Özellikle keşif-gözetleme, taarruz, mayın tespit gibi tehlikeli görevlerde İHA kullanımı oldukça fazladır. Ancak "İHA görev konseptleri" listesinde yer almasına rağmen, insansız kargo taşımacılığının yaygın olmadığı değerlendirilmiştir. Oysaki lojistik faaliyetlerde oluşabilecek bir aksaklık, temel ihtiyaç malzemesi eksikliğinden dolayı insan gücünün azalmasına, parça eksikliğinden dolayı kritik araçların gayri faal duruma düşmesine, elzem sağlık malzemesi eksikliğinden dolayı can kaybına bile yol açabilecektir. Bu çerçeveden bakıldığında büyük bir kuvvet çarpanı olarak yakın zamanda sahne alacak olan TCG Anadolu gemisinin, uzun süreli seyir görevleri icra edeceği ve olası kriz durumlarında hastane gemisi olarak kullanılacağı düşünüldüğünde, lojistik ihtiyaçlarının kısa zamanda karşılanması büyük önem arz edecektir. Diğer vasıtalarla ulaşımın mümkün olamayacağı olumsuz meteorolojik hadiseler ve yüksek tehdit ortamları düşünüldüğünde bu ihtiyaç için kargo konseptli İHA'ların gerekli olacağı değerlendirilmektedir. Bu çalışma kapsamında; belirli kargo yüküyle, nispeten kısa bir piste iniş-kalkış yapabilecek sabit kanatlı İHA'nın kavramsal tasarım süreçlerini tüm aşamalarıyla ele alarak bu konseptin geliştirilmesini sağlamak amaçlanmıştır. Pist avantajını kullanmak rotorlu hava araçlarına göre maliyetleri oldukça düşürecektir. İlk aşamada görev profiline göre gereksinimler ve tasarım seçimleri izah edilerek, ağırlık ve dizayn noktası hesaplamaları yapılmıştır. Ardından XFLR5 uygulaması kullanılarak kanat profillerinin analizleri ve 3 boyutlu kanat analizi yapılarak tahmini taşıma katsayıları hesaplanmıştır. Gerekli kanat taşımasının sağlanıp sağlanamadığının tespiti için ANSYS FLUENT kullanılarak "Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği" (HAD) analizi uygulanmış ve kanat için yapılan hesapların doğruluğu kanıtlanmıştır. Yapılan tüm hesaplamalar neticesinde SOLIDWORKS programı kullanılarak 3 boyutlu eskiz çizim yapılmış ve nihai görüntü elde edilmiştir.

Abstract:
The use of unmanned aerial vehicles (UAV) in many military and civilian areas has reached undeniable dimensions as technology develops. Especially in dangerous missions such as reconnaissance-surveillance, attack and mine detection, the use of UAVs is quite high. However, although it is included in the list of "UAV mission concepts", it has been evaluated that unmanned cargo transportation is not common. However, a malfunction that may occur in logistics activities may cause a decrease in manpower due to the lack of basic necessities, the inactivity of critical vehicles due to a lack of parts, and even loss of life due to a lack of essential health materials. From this perspective, considering that the TCG Anadolu ship, which will soon take the stage as a major force multiplier, will perform long-term cruise missions and will be used as a hospital ship in possible crisis situations, it will be of great importance to meet the logistics needs in a short time. Considering the adverse meteorological events and high threat environments that cannot be reached by other means, it is evaluated that cargo concept UAVs will be necessary for this need. This scope of work; It is aimed to ensure the development of this concept by considering all stages of the conceptual design processes of the fixed-wing UAV, which can land and take off on a relatively short runway with a certain cargo load. Using the runway advantage will significantly reduce costs compared to rotorcraft. In the first stage, the requirements and design choices were explained according to the task profile, and weight and design point calculations were made. Then, using the XFLR5 application, the analysis of the wing profiles and the 3D wing analysis were performed and the estimated lift coefficients were calculated. "Computational Fluid Dynamics" (CFD) analysis was applied using ANSYS FLUENT to determine whether the required wing bearing was achieved and the accuracy of the calculations for the wing was proven. As a result of all the calculations, 3D sketches were drawn using the SOLIDWORKS program and the final image was obtained.