Turbofan motor fadec sisteminin kritik fonksiyonlarının hata ağacı analizi yöntemi ile incelenmesi
Investigation of critical functions of turbofan engine fadec systemby using fault tree analysis method
Yazar: ENGİN TOPAK
Danışman: PROF. DR. ALİ AKDAĞLI
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, bir gaz türbin motoru olan turbofan motorun Tam Yetkili Dijital Motor
Kontrol (Full Authority Digital Engine Control, FADEC) sisteminin fonksiyonlarının Hata Ağacı
Analizi (Fault Tree Analysis, FTA) yöntemi ile incelenmiştir. Turbofan motorlar, ağırlıklı olarak yolcu
ve kargo uçaklarında kullanılmaktadır. Turbofan motorların ebatları büyük ve güvenilirliği yüksektir.
Bununla birlikte yüksek güç ve itki üretimi ile diğer gaz türbinli motorlardan ayrılmaktadır. Gaz
türbinlerinden başlayan ve ileri teknoloji turbofan motorlara kadar süren bu süreçte, motor
teknolojisindeki gelişmeler ile birlikte motorun kontrolü de önem kazanmıştır. FADEC sistemi ise,
motoru sensörler ve aktüatörler vasıtası ile elektronik kontrolünü sağlayan, pilotun iş gücünü azaltan,
insan faktörü sebebi ile oluşacak hataları minimize etmeyi hedefleyen, gelişmiş ve kompleks bir
sistemdir. Motorun yakıt akışının kontrolü, buzlanmasının önlenmesi, fazla yakıtın tahliye edilmesi,
motor aktüatörlerinin kontrolü, motor sensörlerinden geri bildirim almak gibi önemli fonksiyonları
yönetmektedir. FADEC sistemini daha emniyetli hale getirmek için yapılan Fonksiyon Tehlike
Değerlendirmesi (Functional Hazard Assessment, FHA) ve FTA yöntemleri fonksiyonlara
uygulanmıştır. FTA, kök neden analizi metodolojisidir. Zirvede yer alan istenmeyen olaya götüren bütün
kök nedenleri araştırarak sistemi daha güvenli bir hale getirmeyi hedeflemektedir. Bu tez çalışmasının
amacı, turbofan motor FADEC sistemini daha güvenli bir hale getirmektir. Tezde, gaz türbin motorları
incelenmiştir. Bir gaz türbin motoru olan turbofan motor ise alt sistem bileşenleri ile birlikte detaylı ele
alınmıştır. Bu alt sistemleri kontrol eden FADEC sistemi ise tez içerisinde ayrıntılı bir şekilde gözden
geçirilmiştir. FADEC sistemi bütün fonksiyonları ile ele alınmış olup, EASA CS-E standartına göre
belirlenen ve uçağa etkisi katastrofik veya tehlikeli olan FADEC sistemi fonksiyonları belirlenmiştir.
FTA ile bilgilendirme yapıldıktan sonra, bu fonksiyonlar FTA yöntemi ile analiz edilmiştir. Son olarak,
yapılan analizler ile birlikte FADEC sisteminin ikili veya üçlü yedekli olarak kullanılması, sensörlerden
gelen ve aktüatöre giden verilerin çapraz kontrol ile kontrol edilerek doğruluğundan emin olunması,
daha üst seviyede komponent ve entegrelerin kullanılması önerileri getirilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Turbofan Motor, FADEC, FTA, FHA, Emniyet.
Danışman: Prof. Dr. Ali AKDAĞLI, Mersin Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim
Dalı, Mersin

Abstract:
In this thesis, the functions of the Full Authority Digital Engine Control (FADEC) system of a
gas turbine turbofan engine were investigated using the Fault Tree Analysis (FTA) method. Turbofan
engines are mainly used in passenger and cargo aircraft. Turbofan engines are large in size and highly
reliable. However, they are distinguished from other gas turbine engines by their high power and thrust
production. In this process starting from gas turbines and continuing to high-tech turbofan engines,
engine control has also gained importance with the developments in engine technology. The FADEC
system is an advanced and complex system that provides electronic control of the engine by means of
sensors and actuators, reduces the pilot's labor force, and aims to minimize errors that may occur due to
human factors. It manages important functions such as controlling the fuel flow of the engine, preventing
icing, discharging excess fuel, controlling engine actuators, and receiving feedback from engine sensors.
Functional Hazard Assessment (FHA) and FTA methods, which are made to make the FADEC system
safer, have been applied to the functions. FTA is a root cause analysis methodology. It aims to make the
system safer by investigating all the root causes leading to the unwanted event at the top. The aim of
this thesis is to make the turbofan engine FADEC system safer. In the thesis, gas turbine engines have
been examined. The turbofan engine, which is a gas turbine engine, has been discussed in detail with its
subsystem components. The FADEC system, which controls these subsystems, has been reviewed in
detail in the thesis. The FADEC system has been discussed with all its functions, and the FADEC system
functions, which are determined according to the EASA CS-E standard and have catastrophic or
dangerous effects on the aircraft, have been determined. After informing with FTA, these functions have
been analyzed with the FTA method. Finally, with the analysis performed, it was suggested that the
FADEC system should be used as double or triple redundant, the data coming from the sensors and
going to the actuator should be cross-checked to ensure accuracy, and higher level components and
integrations should be used.
Key Words: Turbofan Engine, FADEC, FTA, FHA, Safety.
Advisor: Prof. Dr. Ali AKDAĞLI, Mersin Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim
Dalı, Mersin.