Uçuş kontrol sistemi mimarisinde elektriksel aktüasyon etkilerinin performans analizi
Performance analysis of electrical actuation effects in flight control system architecture
Yazar: MUSTAFA AKIN
Danışman: DOÇ. DR. HAMDİ ERCAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Havacılık Mühendisliği = Aeronautical Engineering ; Sivil Havacılık = Civil Aviation

Özet:
Bir uçağın, uçuş görevini başarılı bir şekilde tamamlayabilmesinde en büyük rol sahibi şüphesiz uçuş kontrol sistemidir. Havacılığın yüz yılı aşan geçmişinde uçuş kontrol sistemleri ile ilgili çok büyük ilerleme kat edilmiştir. Yaklaşık son on yıldır hizmete giren uçaklarda, elektrikli aktüatörler ile birlikte power-by-wire uçuş kontrol sistemine doğru bir eğilim söz konudur. Bu bağlamda tez çalışması için, merkezi hidrolik güç kaynağına sahip fly-by-wire uçuş kontrol sistemi ile donatılmış olan Airbus A321-200 uçağı seçilmiş ve bu uçağın, uçuş kontrol aktüasyonu sistemi (flight control actuation system, FCAS) mimarisinde elektriksel aktüasyonun etkilerinin analizi yapılmıştır.
Modelleme, tasarım ve analiz aracı olarak Pacelab SysArc yazılımı kullanılmıştır. Yazılımda seçmiş olduğumuz uçağın FCAS mimarisi modellenmiş ve daha önce yapılmış benzer çalışmalar ile havacılık otoriteleri yönetmeliklerinden faydalanılarak oluşturulan tasarım kurallarına göre hibrit ve tamamen elektriksel FCAS mimarileri tasarlanmıştır. Daha sonra yazılımda modellenen tasarımın ve elde edilen iki yeni tasarımın sonuç raporları elde edilmiştir. Tüm tasarımların elde edilen sonuç raporları değerlendirme bölümünde karşılaştırmalı olarak analiz edilmiş ve sonuçlar yorumlanmıştır.  
Sonuç ve öneriler bölümünde güç tüketimi, ağırlık ve yakıt sarfiyatı bakımından hibrit FCAS mimarisine sahip tasarımın, modellenen FCAS mimarisine sahip tasarıma göre ve tamamen elektriksel tasarımın da diğer iki tasarıma göre daha başarılı olduğu açık bir şekilde görüldüğü belirtilmiş ve sonraki çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur.

Anahtar Kelimeler: Power-by-wire, FCAS, Pacelab SysArc, EHA, EMA

Abstract:
The flight control system has the most important role for an aircraft in successfully completing the flight mission. In the past more than a hundred years of aviation, great progress has been made in flight control systems. In the aircrafts that have entered in service for the last ten years have a trend toward power-by-wire flight control with electrical actuators. In this context, for this master thesis study,  Airbus A321-200 aircraft which is equipped with fly-by-wire flight control system with central hydraulic power supply was selected and it was analyzed the effects of electrical actuation on the flight control actuation system (FCAS) architecture.
Pacelab SysArc software was used as a tool for modeling, design and analysis. In the software, the FCAS architecture of the aircraft we selected was modeled and afterwards, hybrid and fully electrical FCAS architectures were designed according to the created design rules by the regulations of the aviation authorities and the previous similar studies. Then, the results of the modeled design and obtained two new designs in the software were obtained. The results reports of all obtained designs were analyzed comparatively in the evaluation section and the results were interpreted.
In the conclusions and recommendations section it is shown that the design with hybrid FCAS architecture in terms of power consumption, weight and fuel consumption is more successful than the design with the modeled FCAS architecture. And it is clearly seen that the fully electrical design was more successful than the other two designs. Subsequently, recommendations were made for future studies.

Keywords: Power-by-wire, FCAS, Pacelab SysArc, EHA, EMA