CN 235 uçak kanadının uç kısmında girdap oluşumunun kontrolü
Vortex control at the wing tip region of CN 235 aircraft
Yazar: MURAT BUĞRA EKİNCİ
Danışman: PROF. DR. SEBAHATTİN ÜNALAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Havacılık Mühendisliği = Aeronautical Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Sivil ve askeri havacılıkta yakıt verimliliğini artırma ve düşük yakıt tüketimi en önde gelen çalışma sahalarındandır. Bu çalışmaların başında sürükleme kuvvetinin azaltılması gelmektedir. Sürüklemenin çeşitlerinden olan indüklenmiş sürüklemenin azaltılmasının en etkin yolu kanat ucu girdaplarının kontrolü ile mümkün olmaktadır. Kanat ucu elemanları ve kanatçık teknolojileri konulu çalışmalar hava araçları üzerinde geniş kapsamlı olarak yapılmaktadır. Bu çalışmalar ile yakıt verimliliğini arttırma, kalkış performansını artırma, seyir yüksekliklerini artırma ve yük-menzil kapasitesini artırma gibi avantajların sağlanması hedeflenmektedir.
Bu çalışmada ses altı hızda, viskoz ve sıkıştırılabilir akış şartlarında orta menzil kargo uçağının kanat ucu vorteks kontrolü incelemeleri sayısal analiz ile yapılmıştır. Kanat modeli ve vorteks kontrolü için kullanılan kanatçıklar ve kanat ucu elemanlar ANSYS ticari yazılımı kullanılarak oluşturulmuş ve aerodinamik analizi yapılmıştır. Uçak kanatları ucunda girdap oluşumunu azaltmak için kullanılan kanatçık ve kanat ucu elemanlarının CN 235 uçağı kanadına uygulanarak aerodinamik etkilerinin Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ile incelenmesi gerçekleştirilmiştir. En iyi sonuç olarak 45o eğrilik açısına sahip eğimli kanatçık ile L/D değerinde % 4.7836 oranında iyileşme sağlanmıştır. Uçuş çözümlemeleri farklı hücum açılarında düz kanat ve en iyi sonuca ulaşılmış kanat ucu modeli uygulanmış kanat için gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Increasing fuel efficiency and low fuel consumption in civilian and military aviation are the leading working areas. Reducing the drag force is at the top of these studies. The most effective way to reduce the induced drag, which is a type of drag, is possible by controlling the wing tip vortices. The work on the wing tip devices and the winglet technology is carried out on aircrafts extensively. These studies aim to increase the fuel efficiency, increase the take-off performance, increase the cruising altitude and increase the load and range capacity.
In this study, wing tip vortex control investigations of medium range cargo aircraft at subsonic speed, viscous and compressible flow conditions were carried out by numerical analysis. Wing model and wing tip devices and winglets used for vortex control were created and aerodynamic analysis was performed using ANSYS commercial software. The winglets and wing tip devices used to reduce the formation of vortex at the aircraft wing tip were applied to the CN 235 wing and the aerodynamic effects were investigated by using Computational Fluid Dynamics (HAD). The best result is achieved as 4.7836% improvement in the L/D value with the blended winglet with 45o cant angle. Flight analyzes were performed at different angle of attack values for basic wing model and best result achieved wing model with modified wing tip.