Hibrit itki sistemleri taksi hareketi konfigürasyon analizi ve test platformu
Taxiing configuration analysis and test platform of hybrid propulsion systems
Yazar: AYKUT YILDIZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FARUK DİRİSAĞLIK ; DOÇ. DR. IŞIL YAZAR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, hafif hava araçlarının günümüz teknolojisi göz önünde bulundurulduğunda, taksi hareketi için ideal hibrit itki sistemi konfigürasyonunun araştırması yapılmıştır. Hibrit itki sistemlerini oluşturan; enerji depolama sistemi, jeneratör ve elektrik motoru gibi ana komponentlerin günümüz teknolojisinde üretilmiş örneklerinin özellikleri referans alınarak, sistem tasarımları oluşturulmuştur. MATLAB Simulink üzerinden oluşturulan test platformu ile sistem verimi, ağırlık, hibritleşme oranı, yakıt tüketimi ve emisyon parametreleri hesaplanarak oluşturulan sistem tasarımları için konfigürasyon analizleri yapılmıştır. Sistem güvenirliğinin karşılaştırılması için arıza analizi yapılarak, sistem içerisindeki her bir komponentin arızalanması durumunun hava aracının görev profili üzerindeki etkisi incelenmiştir. Analiz sonuçları ve literatürden elde edilen bilgiler ışığında, SWOT analizi yapılarak konfigürasyonların güçlü ve zayıf yönleri ile fırsat ve tehdit durumları karşılaştırılmıştır. Günümüz teknolojisiyle üretilmiş olan komponentlerin kullanılması ile yapılan taksi hareketinin hibritleşme analizinde; paralel hibrit itki sistemi, seri hibrit itki sistemine göre daha verimli, güvenli ve uygulanabilir olduğu sonucuna varılmıştır. Seri hibrit itki sisteminde; içten yanmalı motor dönüşüm verimi, ağırlık, güvenlik, maliyet ve ergonomi parametreleri yönünden oluşturduğu negatif etki sebebiyle paralel hibrit itki sisteminin, hali hazırda tasarımı yapılmış bir hava aracının hibritleştirilmesi için daha çok tercih edileceği öngörülmektedir.

Abstract:
This study investigates the optimal hybrid propulsion system configuration for taxi operation of light electric aircraft considering current technological advancements. System designs are developed based on the specifications of contemporary components such as energy storage systems, generators, and electric motors. Configuration analyses are conducted for the designed systems using a test platform created in MATLAB Simulink, evaluating parameters such as system efficiency, weight, hybridization ratio, fuel consumption, and emissions. A failure analysis is performed to compare system reliability and assess the impact of each component's failure on the aircraft's mission profile. Based on the analysis results and information gathered from the literature, a SWOT analysis is conducted to compare the strengths, weaknesses, opportunities, and threats of each configuration. The hybridization analysis of taxi operation using state of the art components concludes that the parallel hybrid propulsion system is more efficient, reliable, and feasible compared to the series hybrid propulsion system. Due to the negative impact of the series hybrid system on internal combustion engine conversion efficiency, weight, safety, cost, and ergonomics, the parallel hybrid system is expected to be more preferable for the hybridization of an existing aircraft design.