İHA kanatlarının ağırlık azaltılması, analizi ve optimizasyonu

Havacılıkta ağırlık önemli bir konudur. Uçakların ağırlıklarını hafifletme çalışmaları günümüzde oldukça önem kazanmıştır. Ağırlıklar azaltıldığı zaman uçaklara daha fazla yük yükleme, yakıt sarfiyatını azaltma ve daha fazla havada kalma avantajları sağlanır. Ayrıca, karbon emisyonu da düşer. Tüm bu avantajları ile havacılıkta daha hafif ve mukavemetli yapılar geliştirme çalışmaları devam etmektedir. Son zamanlarda kullanımı gittikçe artan İHA'ların da ağırlıklarını azaltmak oldukça önemlidir. İHA'lar sayesinde çok uzaktan kontrol edilerek faydalı işler kolaylıkla yerine getirilebilmektedir. Bu tezde; İHA'ların kanatlarında bulunan yapısal elemanların ağırlıklarını azaltarak optimize edilmiş bir tasarım gerçekleştirilecektir. Uçağın ağırlığının büyük bir kısmını oluşturan kanatlarda ağırlık azaltımı önemlidir. Öncelikle referans alınan bir İHA kanadı modeli ANSYS programında tasarlanacak ve kompozit malzeme seçilerek statik yük altında analiz edilmiştir. Analiz sonucuna göre yeni tasarım ile referans tasarım ağırlık karşılaştırması yapılacaktır. Tasarlanan ilk modelde ağırlığı azaltılabilecek bölgeler belirlenmiştir. Belirlenen bölgelerin kompozit malzeme kalınlıkları azaltılmış ve katman oryantasyonları değiştirilmiştir. Optimize edilen ikinci model tasarımı da tekrardan analiz edilmiş ve Tsai-Wu hasar kriteri ile tasarımın güvenli olduğu teyit edilmiştir. Optimize edilen tasarım ile birlikte referans alınan İHA'nın ağırlığı %16,2 oranında azaltılmıştır. Bu çalışma ile İHA kanadında en çok yüke maruz kalan bölgeler gözlenmiş ve daha az deformasyona uğrayan kısımlar belirlenmiştir. Bunun sonucunda İHA kanadı tasarlarken maruz kalınan yüklere göre daha hafif tasarımların oluşturabilmesi gözlemlenmiştir.