İHA kanat tasarımı ve deneysel olarak incelenmesi
Design and experimental analysis of UAV wing
Yazar: ALİ RIZA SANSUR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİ ACAR
Milli Savunma Üniversitesi / Atatürk Stratejik Araştırmalar ve Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Havacılık ve Uzay Mühendisliği = Aeronautical Engineering

Özet:
Güneş enerjisiyle çalışan insansız hava araçları, günümüzde önemli bir rol oynamaktadır ve teknolojinin ilerlemesiyle birlikte bu alandaki çeşitlilik ve kullanım artmaktadır. Keşif, gözlem, uydu takibi, istihbarat vb. amaçlarla kullanılan bu hava araçları, tasarım aşamalarını kullanım amacına göre şekillendirmektedir. Bu çalışmada, yüksek irtifa ve uzun süre havada kalış süresi sınıfına ait bir insansız hava aracının kanadı güneş enerjisiyle çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Tasarımın temeli, benzer sınıftaki geçmiş yıllarda üretilen insansız hava araçlarının özellikleri ve literatürdeki benzer çalışmaların incelenmesiyle belirlenen gereksinimlerdir. Bu gereksinimlere dayanarak öncelikle kanadın güneş enerjisi ile çalışabilmesi için gerekli güneş hücreleri belirli kabuller yapılarak seçilmiştir. Daha sonra kanadın kavramsal tasarımı yapılmış olup kanat konfigürasyonu, tipi ve yeri performans katsayısı metoduyla belirlenmiştir. Kavramsal tasarımın ardından ön tasarım aşamasına geçilmiş, kanat profili seçimi yapılmış ve seçilen profilin aerodinamik özellikleri incelenerek kanadın aerodinamik hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Detay tasarım aşamasında ise tasarlanan kanadın iskeleti ve yüzeyi için katı modellemeler yapılmış, akış analizleri gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçları, tasarlanan kanadın belirlenen koşullarda istenen aerodinamik özellikleri taşıdığını göstermektedir.

Abstract:
Unmanned aerial vehicles (UAVs) powered by solar energy play a significant role today, and with the advancement of technology, the diversity and usage in this field are increasing. These aircraft, used for purposes such as exploration, observation, satellite tracking, intelligence, etc., shape their design stages according to their usage purpose. In this study, the wing of a UAV belonging to the high altitude and long endurance class has been designed to work with solar energy. The basis of the design is the requirements determined by examining the features of UAVs produced in previous years in the same class and similar studies in the literature. Based on these requirements, the solar cells necessary for the wing to work with solar energy were selected by making certain assumptions. Then, the conceptual design of the wing was made, and the wing configuration, type, and location were determined by the performance coefficient method. After the conceptual design, the preliminary design stage was passed, the wing profile selection was made, and the aerodynamic calculations of the wing were performed by examining the aerodynamic characteristics of the selected profile. In the detailed design stage, solid modeling was done for the skeleton and surface of the designed wing, and flow analysis were performed. The analysis results show that the designed wing carries the desired aerodynamic characteristics under the determined conditions.