Uçuş esnasında değiştirilebilir kanat profili kullanarak NACA 4412’nin aerodinamik performansının artırılması
Uçuş esnasında değiştirilebilir kanat profili kullanarak NACA 4412’nin aerodinamik performansının artırılması
Yazar: Göv, İbrahim; Doğru, Mehmet Hanifi; Korkmaz, Ümit
Dergi: Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Vol. 34 No. 2, 2018
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; ,Ayarlanabilir kanat profili; Akış ayrılması; Hücum açısı; Kaldırma ve sürüklenme katsayısı; Hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizi.

Katı yüzeyler üzerindeki akışın, geometrik etkenler veya dış etkenlerden dolayı oluşan pozitif basınca maruz kalmasından dolayı yüzeye tutunamayarak kopmasına akış ayrılması adı verilmektedir. Akış ayrılması hava araçlarının performansını etkileyen en kritik durumlardan birisidir. Ayrıca akış ayrılması, sınır tabak ayrılması olarak da tanımlanabilir. Düşük hücum açılarında, kanat profilinin alt ve üst yüzeylerinde oluşan sınır tabakasında ayrılma gerçekleşmemektedir. Hücum açısı kritik bir değere ulaştığında veya bu değeri aştığında sınır tabakada ayrılmalar tehlikeli seviyelere ulaşmaktadır. Kaldırma kuvvetinde ani düşüşlere sebep olduğu için akış ayrılması hava aracının performansı ve uçuş güvenliği için istenmeyen bir durum olarak nitelendirilmektedir. Akış ayrılması, kanat profilinin aerodinamik tasarımına bağlı olarak farklı kritik hücum açılarında meydana gelebilmektedir. Bundan dolayı bu çalışmada, kanat profilinin şekli (aerodinamik tasarım şartlarına uygun şekilde) uçuş esnasında değiştirilerek farklı hücum açılarında maksimum performans elde edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, NACA 4412 kanat profili temel alınarak, 2 boyutlu hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizi kullanılmıştır. Uçuş esnasında farklı hücum açılarında daha yüksek aerodinamik performans edebilmek için NACA 4412 profilinde değişiklikler yapılarak iki farklı kanat profili (NACA 4412_1 ve NACA 4412_2) daha elde edilmiş ve elde edilen bu iki profil ile orijinal NACA 4412 profilinin aerodinamik performansları kıyaslanmıştır. Kıyaslama yapabilmek için 00 ile 230 arasındaki hücum açılarında analizler yapılmıştır. Yapılan bu analizlerde kaldırma katsayısı, sürüklenme katsayısı ve akış ayrılması performansı parametreleri incelenmiştir.  Çalışmanın sonunda, maksimum aerodinamik verim elde edebilmek için 00 ile 120 arasında NACA 4412 kanat profili, 120 ile 170 arasında NACA 4412_2 kanat profili ve 170 hücum açısından sonra ise NACA 4412_1 kanat profilinin kullanılmasının uygun olduğu tespit edilmiştir.

Katı yüzeyler üzerindeki akışın, geometrik etkenler veya dış etkenlerden dolayı oluşan pozitif basınca maruz kalmasından dolayı yüzeye tutunamayarak kopmasına akış ayrılması adı verilmektedir. Akış ayrılması hava araçlarının performansını etkileyen en kritik durumlardan birisidir. Ayrıca akış ayrılması, sınır tabak ayrılması olarak da tanımlanabilir. Düşük hücum açılarında, kanat profilinin alt ve üst yüzeylerinde oluşan sınır tabakasında ayrılma gerçekleşmemektedir. Hücum açısı kritik bir değere ulaştığında veya bu değeri aştığında sınır tabakada ayrılmalar tehlikeli seviyelere ulaşmaktadır. Kaldırma kuvvetinde ani düşüşlere sebep olduğu için akış ayrılması hava aracının performansı ve uçuş güvenliği için istenmeyen bir durum olarak nitelendirilmektedir. Akış ayrılması, kanat profilinin aerodinamik tasarımına bağlı olarak farklı kritik hücum açılarında meydana gelebilmektedir. Bundan dolayı bu çalışmada, kanat profilinin şekli (aerodinamik tasarım şartlarına uygun şekilde) uçuş esnasında değiştirilerek farklı hücum açılarında maksimum performans elde edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, NACA 4412 kanat profili temel alınarak, 2 boyutlu hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizi kullanılmıştır. Uçuş esnasında farklı hücum açılarında daha yüksek aerodinamik performans edebilmek için NACA 4412 profilinde değişiklikler yapılarak iki farklı kanat profili (NACA 4412_1 ve NACA 4412_2) daha elde edilmiş ve elde edilen bu iki profil ile orijinal NACA 4412 profilinin aerodinamik performansları kıyaslanmıştır. Kıyaslama yapabilmek için 00 ile 230 arasındaki hücum açılarında analizler yapılmıştır. Yapılan bu analizlerde kaldırma katsayısı, sürüklenme katsayısı ve akış ayrılması performansı parametreleri incelenmiştir.  Çalışmanın sonunda, maksimum aerodinamik verim elde edebilmek için 00 ile 120 arasında NACA 4412 kanat profili, 120 ile 170 arasında NACA 4412_2 kanat profili ve 170 hücum açısından sonra ise NACA 4412_1 kanat profilinin kullanılmasının uygun olduğu tespit edilmiştir.