İHA,SİHA, seyir füzeleri ve uçak uygulamaları için turbofan tasarımı ve analizi
Preliminary design and analysis of a turbofan engine for UAV, UCAV, cruise missile and aircraft applications
Yazar: MEHMET ALİ ÜLKER
Danışman: PROF. DR. ATİLLA BIYIKOĞLU
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Silah Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Havacılık Mühendisliği = Aeronautical Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Teknolojik gelişmeler sayesinde insansız hava araçları (İHA), silahlı insansız hava araçları (SİHA) ve seyir füzeleri diğer tüm savunma sanayi araçlarına göre daha hızlı ilerlemiş ve daha stratejik konuma gelmiştir. 5. Nesil savaş uçakları ya da yeni nesil savaş tankları gibi savunma sanayinin temel öğelerinin; tasarımı, geliştirilmesi ve üretim süreçleri çok uzun zaman almakla birlikte maliyetide yüksek olmaktadır. Buna karşın İHA'lar, SİHA'lar ve seyir füzeleri daha kısa sürede ve daha az maliyetlerle tasarlanabilmekte ve savaş alanında çok etkili görevler icra edebilmektedir. Bu çalışma, milli imkanlarla üretilen İHA, SİHA, TFX Milli Muharip Uçağı ve seyir füzeleri için turbojet/turbofan motor ön tasarımının gerçekleştirilmesini hedeflemiştir. LABVIEW yazılımına aktarılan ampirik denklemler ve CFX yaklaşımından elde edilen parametreler kullanılarak bir turbojet/turbofan motor modelinin oluşturulması amaçlanmıştır. LABVIEW modeli kullanılarak fan, radyal kompresör, eksenel türbin ve giriş/çıkış nozülleri için kanat profilleri ve kanat ölçüleri belirlenmiştir. Kanat profillerinin oluşturulmasında, ANSYS BladeGEN modülünden elde edilen tasarım parametreleri kullanılmıştır. Tasarımın iyileştirilmesinde, LABVIEW modeli ile ANSYS tabanlı modüller birlikte kullanılarak fan, radyal kompresör, eksenel türbin kanat profilleri ve kanat tasarım ölçüleri belirlenmiştir. Sonuç olarak çift kademeli kompresör, çift kademeli eksenel türbin, giriş/çıkış nozülleri ve yanma odası ön tasarımları oluşturulmuştur. Detaylı analiz için gerekli 3-B'lu geometriler Siemens NX'de hazırlanmıştır. Bu çalışma, turbofan/turbojet motor tasarımı için gerekli tüm bilgileri içermekte olup, bu konuda çalışacak kişiler için başvuru kaynağı olması amacıyla özenle hazırlanmıştır.

Abstract:
Thanks to the technological developments, unmanned aerial vehicles (UAV), unmanned combat aerial vehicles (UCAV) and cruise missiles have advanced faster and reached a more strategic position compared to all other defense industry vehicles. The design, development and production processes of the basic elements of the defense industry, such as 5th generation warplanes or new generation war tanks, take a long time and are costly. On the other hand, UAVs, UCAVs and cruise missiles can be designed in less time and with less costs and can perform very effective missions on the battlefield. In this study, it is aimed to realize the preliminary design of a turbojet/turbofan engine for UAV, UCAV, TFX National Combat Aircraft and cruise missiles produced with national facilities. It is aimed to create a turbojet/turbofan engine model by using the empirical equations transferred to the LABVIEW software and the parameters obtained from the CFX approach. Using LABVIEW model, wing profiles and blade dimensions were determined for radial compressors, axial turbines and inlet/outlet nozzles. The design parameters obtained from the ANSYS BladeGEN module were used to create the wing profiles. In the improvement of the design fan, radial compressor, axial turbine blade profiles and blade design dimensions were determined by using the LABVIEW model and ANSYS based modules. As a result, double stage radial compressor, double stage axial turbine, inlet/outlet nozzles and combustion chamber preliminary designs were created. The 3-D geometries required for detailed analysis were prepared in Siemens NX. This study contains all the necessary information for turbofan/turbojet engine design and has been carefully prepared to be a reference for those who will work on this subject.