İnsansız hava araçlarında iniş takımı optimizasyonu
Landing gear optimization in unmanned aerial vehicles
Yazar: BURAK DİKİLİTAŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEZCAN YILMAZ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Bilgisayar destekli tasarım = Computer aided design ; Sonlu elemanlar analizi = Finite element analysis ; Topoloji optimizasyonu = Topology optimization ; İniş takımı = Landing gear ; Şekil optimizasyonu = Shape optimization

Özet:
İniş takımları hava araçlarındaki en önemli yapısal bileşenlerinden birisidir. İniş takımları yerle temasta olduğu anlarda hava araçlarının ağırlığını taşırken aynı zamanda iniş-kalkış sırasında oluşan ilave yükleri azaltarak sönümler. İnsansız hava araçlarında ihtiyaçlar doğrultusunda çok farklı tiplerde iniş takımları kullanılabilmektedir. İniş takımı tasarımında en önemli parametre ana ve burun iniş takımlarına gelecek yüklerdir. Bu tez çalışmasında sabit kanatlı bir insansız hava aracı için katı yaprak yaylı bir iniş takımlarının tasarımı ve yapısal analizi gerçekleştirilmiştir. Bu bağlamda öncelikle burun ve ana iniş takımının ön tasarımı gerçekleştirilmiştir. Katı modeli oluşturulan iniş takımları üzerlerine gelen yükler karşısında meydana gelen Von-Mises gerilmeleri ile deformasyon değerleri bir sonlu elemanlar programı vasıtası ile bulunmuştur. Ardından iniş takımlarında kullanılan katı yaprak yaylar için topoloji optimizasyonu yapılarak kütle azaltımı gerçekleştirilmiş ve sonuçlara göre tasarım güncellenmiştir. Yeni tasarım için de yine sonlu elemanlar analizi ile Von-Mises gerilmeleri ile deformasyon değerleri hesaplanmıştır. Elde edilen değerler ile dinamik bir analiz olan modal analize bağlanarak oluşacak frekans modları elde edilmiştir. Değerlendirilen tasarıma ait emniyet değerlerinin havacılık için kabul edilen sınırlar içerisinde olduğu doğrulanmıştır.

Abstract:
Landing gear is one of the most important structural components in aircraft. While the landing gear carries the weight of the aircraft when in contact with the ground, it also dampens and reduces the additional loads that occur during take-off and landing. Many different types of landing gear can be used in unmanned aerial vehicles, depending on the needs. The most important parameter in landing gear design is the loads on the main and nose landing gear. In this thesis study, the design and structural analysis of a solid leaf spring landing gear for a fixed-wing unmanned aerial vehicle was carried out. In this context, firstly the preliminary design of the nose and main landing gear was carried out. Von-Mises stresses and deformation values that occur against the loads on the solid model landing gear were found by means of a finite element program. Then, mass reduction was achieved by topology optimization for the solid leaf springs used in the landing gear and the design was updated according to the results. For the new design, Von-Mises stresses and deformation values were calculated using finite element analysis. Frequency modes were obtained by connecting the obtained values to modal analysis, which is a dynamic analysis. It has been confirmed that the safety values of the evaluated design are within the limits accepted for aviation.