Onera M6 kanadında uç kanatçık geometrisinin aerodinamik performans üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of winglet geometry on aerodynamic performance of the onera M6 wing
Yazar: GÖKTUĞ YILMAZ
Danışman: PROF. DR. BURHAN ÇUHADAROĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Hava taşıtlarında uç kanatçık (winglet) kullanımının sürükleme kuvvetini azaltarak 
yakıt verimliliği sağladığı bilinmektedir. Özellikle sivil taşımacılıkta çeşitli örneklerine 
rastlanan uç kanatçıkların temel görevi kanat ucunda oluşan girdapları hafifleterek 
indüklenmiş sürükleme kuvvetinin azalmasını sağlamaktır. Bu çalışmada, ONERA M6 
kanadı referans alınarak tek uç kanatçıklı ve iki uç kanatçıklı kanat modelleri 
oluşturulmuştur. Uç kanatçıkların kıvrım açısındaki değişimin, farklı hız ve hücum açısı 
koşulları için aerodinamik performansa olan etkisi Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) 
analizleri yapılarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, kıvrım açısının aerodinamik
performans üzerinde kayda değer bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Tek uç kanatçıklı 
kanat için değişen kıvrım açısıyla birlikte, uç kanatçıksız kanada kıyasla %14'e varan 
aerodinamik verim artışı elde edilmiştir. İki uç kanatçıklı kanada ait mevcut tasarım ise, 
transonik hızlarda tek uç kanatçıklı kanada kıyasla daha düşük CL/CD oranına sahip olmakla 
birlikte, görece daha düşük hız (Ma= 0.3) ve yüksek hücum açısı koşullarında %2.9'a varan 
verim artışı sağlamıştır. Ayrıca bütün uçuş koşulları için en iyi sonucu sağlayan tek bir 
kıvrım açısının olmaması, kıvrım açısını uçuş koşullarına uygun şekilde değiştirebilen 
tasarımların, sabit kıvrım açılı tasarımlara kıyasla daha üstün bir performansa sahip 
olabileceğini göstermektedir.

Abstract:
It is known that the use of winglets in aircraft provides fuel efficiency by reducing 
drag. The main function of the winglets, various examples of which are found especially in 
civil aviation, is to mitigate the vortices generated at the wingtips. This leads to a reduction 
in induced drag. In this study, single winglet and double winglet models were created, taking 
the ONERA M6 wing as a baseline geometry. The effect of the change in the cant angle of 
the winglets on the aerodynamic performance for different speed and angle of attack 
conditions was investigated through Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis. The 
results obtained showed that the cant angle has a significant effect on aerodynamic 
performance. Along with varying the cant angle for the single winglet wing, an aerodynamic 
efficiency increase of up to 14% was achieved compared to the wing without winglet. The 
current design of the wing with two winglet has a lower CL/CD ratio compared to the wing 
with single winglet at transonic speeds, but it provides an efficiency increase of up to 2.9% 
in relatively lower speed (Ma = 0.3) and high angle of attack conditions. In addition, the fact 
that there is no single cant angle that provides the best results for all flight conditions shows 
that designs that can change the cant angle according to flight conditions may have superior 
performance compared to conventional winglet designs with fixed cant angles.