Üç farklı güç grubu konfigürasyonuna göre bir insansız hava aracının yaşam döngüsü değerlendirmesi
Life cycle assessment of an unmanned aerial vehicle according to three different power group configurations
Yazar: DURAN ÇALIŞIR
Danışman: PROF. DR. TAHİR HİKMET KARAKOÇ ; PROF. DR. ADNAN MİDİLLİ
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Uçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Uçak Mühendisliği = Aeronautical Engineering
Dizin: Envanter = Inventory ; Yakıt hücreleri = Fuel cells ; Yaşam döngüsü = Life cycle ; Çevresel etki değerlendirme = Environmental impact assesment ; İnsansız hava aracı = Unmanned aerial vehicle

Özet:
Çevre sorunlarını azaltacak biçimde tükenebilir kaynakların kullanımıyla etkin, verimli ve sürdürülebilir gelişmeyi sağlamak günümüzde kaçınılmaz hale gelmektedir. Bu çerçevede kullanımı gün geçtikçe artan insansız hava araçlarının (İHA) çevreye verdiği olumsuz etkilerin ortaya konulması önemli bir konudur. Bu tez çalışmasında; tasarımı ve prototipleri Eskişehir Teknik Üniversitesi Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesinde yapılan sabit kanatlı Hydra adlı mini bir İHA'nın yaşam döngüsü değerlendirmesi (YDD) yöntemiyle çevresel etkileri araştırılmıştır. Hydra adlı bu İHA için uygulanan YDD yönteminde öncelikle ürün akış diyagramları hazırlanmış ve konvansiyonel, yakıt hücreli hibrit ve mikro-turbojet güç grubu seçeneklerine göre üç farklı model oluşturulmuştur. YDD yönteminin uygulanmasında SimaPro 9.1 yazılımından yararlanılmıştır. Hazırlanan veri toplama planı ile Hydra'nın imalatıyla eş zamanlı olarak yerinde veriler toplanmıştır. Toplanan bu veriler düzenlenerek envanter listeleri oluşturulmuş, bu listelerdeki bilgiler doğrultusunda Ecoinvent 3.6 veri tabanlarıyla desteklenerek yazılımda işlenmiştir. Sıcak nokta analizleri gerçekleştirilerek ağaç diyagramları çıkartılmıştır. CML IA baseline ve ReCiPe hesaplama metotları kullanılarak 14 etki kategorisi için her üç YDD modelinin çevresel etki analizi yapılmıştır. Bu analizler sonucunda polisitiren (EPS) köpük ve karbon fiber gibi malzemeler ile fosil esaslı kerozen yakıtının çevresel etki miktarlarını aşırı bir şekilde arttırdığı görülmüştür. Ayrıca tasarım safhasının dikkate değer bir etkisinin olduğu yapılan analizler sonucunda tespit edilmiştir.

Abstract:
It is inevitable today to provide more effective, more efficient and sustainable development with the use of consumable resources to reduce environmental problems. In this context, it is an important issue to reveal the negative effects of unmanned aerial vehicles (UAV) on the environment, the use of which is increasing day by day. In this study, the environmental effects of a fixed-wing mini UAV (Hydra named), whose design and prototypes were made in Eskişehir Technical University Faculty of Aeronautics and Astronautics, were investigated by the life cycle assessment (LCA) method. In the LCA method applied for this UAV named Hydra, firstly, product flow diagrams were prepared and three different models were created according to conventional, fuel cell hybrid and micro-turbojet power group options. SimaPro 9.1 software was used in the implementation of the LCA. According to the data collection plan prepared, data were collected simultaneously with the production of Hydra. Inventory lists were created by organizing these collected data and the direction of the information in these lists, they were processed in the software, supported by Ecoinvent 3.6 databases. Tree diagrams were produced by performing hot spot analyzes. Environmental impact analysis of all three LCA models was performed for 14 impact categories using CML-IA baseline and ReCiPe calculation methods. As a result of these analyzes, it was observed that materials such as EPS foam and carbon fiber and fossil-based kerosene fuel increased the amount of environmental impact excessively. Also, it has been determined as a result of the analyzes that the design phase has a remarkable effect.