Kanat tahrik mekanizması tasarımı, prototip imalatı ve deneysel incelenmesi
Design of a fin actuation mechanism, prototype manufacturing and its experimental investigation
Yazar: MURAT YILMAZ
Danışman: PROF. DR. AHMET ÖZDEMİR
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Sabit kanatlı uçan cisimlerin uçuşu esnasında denge sağlayabilmek ve uçuş doğrultusu belirleyebilmek için kontrol yüzeyi (kanatçık) hareketleri kullanılır. Kontrol yüzeylerini hareket ettiren "Kontrol Tahrik Mekanizması"; hidrolik, pnömatik veya elektromekanik olarak tasarlanabilmektedir. Tez kapsamında bir adet elektromekanik kanatçık tahrik mekanizması tasarlanmış ve mekanizmanın kinematik denklemleri oluşturularak konum, hız ve ivme analizleri yapılmıştır. Bu analizlerden elde edilen bilgiler, sürtünmeli dinamik analiz denklemlerinde girdi olarak verilmiş ve mekanizmanın güç tüketimi hesaplanmıştır. Mekanizma için oluşturulan analitik modelin doğruluğunun incelenmesi amacıyla bir adet test düzeneği tasarlanmıştır. Kanat tahrik mekanizması ve test düzeneğinin imalatları gerçekleştirilmiştir. Kanat tahrik mekanizması belirli kanat yükleri ve hızları altında test edilerek mekanizmanın güç tüketimi bulunmuş ve analitik modelden elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Yapılan testler farklı kanat yükü, kanat hızı ve mekanizmada kullanılan yataklama elemanlarının yuvarlanmalı yatak (rulman) veya kaymalı yatak (burç) olması alternatifleri için tekrarlanarak, oluşturulan analitik modelin doğruluğu gösterilmiştir. Elde edilen test sonuçları ile analitik model sonuçları karşılaştırıldığında %8'i geçmeyen bir hata tespit edilmiştir. Ölçüm belirsizlikleri ve sürtünme katsayılarının net olarak bilinememesi göz önüne alındığında, elde edilen sonuçların analitik modelin doğrulanması için tatmin edici olduğu düşünülmektedir.

Abstract:
Fixed-wing flying objects use control surface (fin) motions to balance and adjust flight directions. Mechanisms used to move control surfaces can be designed as hydraulic, pneumatic or electromechanical. In this study, an electromechanical fin actuation mechanism is designed. The kinematic equations of this designed mechanism are derived and position, velocity and acceleration analyses are performed. The results obtained from these analyses are used as an input in the dynamic equations which include friction to calculate the power consumption of the mechanism. A test bench is designed to investigate the accuracy of the analytical model. The manufacturing of the mechanism and the test bench have been carried out. The mechanism is tested on the test bench under certain fin loads and speeds. The power consumption of the mechanism is found and compared with the results which are obtained from the analytical model. Tests are repeated for different fin loads, speeds and the cases (roller or slider bearing) to verify the results of the analytical model. The results obtained from the tests and analytical model show that, the difference between them does not exceed 8%. Due to uncertainties of the measurement technique and uncertainties of friction coefficients, it is thought that the results obtained from the tests are acceptable for the verification of the analytical model.