Yüksek hızlı sabit kanatlı insansız hava aracı tasarımı
Design of high-speed fixed wing unmmanned aerial vehicle
Yazar: MERVE KINACI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ UĞUR ÖZDEMİR ; PROF. DR. KÜRŞAD MELİH GÜLEREN
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Pilotaj Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Uçak Mühendisliği = Aeronautical Engineering

Özet:
19. Yüzyılın ortalarından itibaren savaş taktiği olarak kullanılmaya başlanan insansız hava araçlarının, yakın geçmişten günümüze, kullanım yoğunluğu, çeşitliliği, sıklığı ve önemi teknolojinin gelişmesiyle orantılı olarak artmıştır. İnsansız hava araçları günümüzde hobi ve sivil mesleki amaçların yanı sıra, askeri teçhizat olarak kullanılabilmektedir. Askeri amaçla kullanılan herhangi bir hava taşıtına göre daha az ağırlık ve hacme sahip olan ihalar, üretim ve kullanım maliyeti açısından insanlı hava araçlarına göre ekonomik olmakla kalmayıp, herhangi bir istenmeyen durum ya da sonuç karşısında pilot için tehdit oluşturmaz. Ayrıca ihalar tasarlanış biçimine göre bir piste bile ihtiyaç duymaksızın fırlatılarak ya da uçan başka bir araçtan atılarak kalkış yapabilir ve kapladığı küçük alan sayesinde dar yerlerde gözlem gibi görevleri gerçekleştirebilir. Bu tez kapsamında, literatürdeki yüksek hızlı ve sabit kanatlı insansız hava araçları incelenmiş; kullanım alanları tartışılmış, yüksek hızlı sabit kanatlı insansız bir hava aracının ön tasarımı gerçekleştirilmiştir. Belirtilen uçak gereksinimleri baz alınarak, hava aracı tasarlamak için gerekli parametreler belirlenmiş ve insansız hava aracının motor seçimi ve ilk boyutlandırması yapılmıştır. Aerodinamik performans analizi için, gövde geometrisinde oluşan sürükleme kuvveti katsayısı değerleri düşük ses altı hız ve yüksek ses altı hız için farklı hücum açılarında incelenmiş ve gövdede boylamsal uzama ile yarıçap genişlemesi ile elde edilecek hacim artışı için de sürükleme kuvveti katsayısı değerleri aynı koşullarda incelenmiştir.

Abstract:
Since the mid-19th century, unmanned aerial vehicles (UAVs), initially employed as a military tactic, have witnessed a significant surge in their usage, diversity, frequency, and importance from the recent past to the present, in proportion to technological advancements. UAVs are currently utilized not only for recreational and civilian professional purposes but also as military equipment. UAVs possess less weight and volume, making them not only economically viable in terms of production and operation costs but also posing no threat to pilots in undesirable circumstances or outcomes. Owing to their design, UAVs can take off without the need for a runway, being launched either from a stationary position or from another flying vehicle, and due to their compact size, they can operate in confined spaces. Within the scope of this thesis, high-speed and fixed-wing UAVs from the literature have been examined, their applications discussed, and the preliminary design of the UAV has been conducted. Based on the specified aircraft requirements, important parameters have been determined for aircraft design and the selection of the UAV's engine and initial sizing have been estimated. For the analysis of aerodynamic performance, the drag coefficient values obtained from the initial dimensionalization of the body geometry were examined at different angles of attack for both low subsonic and high subsonic speeds. Additionally, the drag coefficient values were investigated under the same conditions for longitudinal elongation and radius expansion to achieve volume increase in the body.