Bölgesel uçaklarda kullanılan üç şaftlı turboprop motorunun enerji ve ekserji modellemesi

Havacılık sektöründe sürdürülebilirlik hedeflerine uyum sağlamak uçak sistemlerinin tasarımında temel motivasyon haline gelmiştir. Bununla birlikte havacılıktan kaynaklanan çevresel etkiler daha yakıt verimli motorların tasarlanmasını zorunlu kılmıştır. Bu tez çalışmasında bölgesel havayolu taşımacılığı açısından önemli olan turboprop motorlardan PW127-E motoruna oldukça benzeyen kavramsal bir turboprop motoru için detaylı performans analizi, ekserji analizi ve modellemesi gerçekleştirilmiştir. Turboprop motorunun analizi teorik olarak gerçekleştirilmiş olup bir simülasyon programıyla doğrulaması yapılmıştır. Modelleme analizinde simülasyon programından elde edilen motor verileri kullanılmıştır. Diğer yandan uçuş koşullarının (Mach ve irtifa) ve motor tasarım parametrelerinin (yanma odası çıkış sıcaklığı (YOÇS), booster basınç oranı (BBO), komponent izantropik verimleri) performans indekslerine ve termodinamik indekslere etkisi incelenmiştir. Bu tezin ilk aşamasında turboprop motoruna ait ideal ve gerçek parametrik çevrim denklemleri MATLAB ortamında kodlanarak performans parametreleri gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar gaz türbinli motor simülasyon programından elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Tezin ikinci aşamasında ise PW127-E motor modeli için hem komponent bazında hem de tüm motor genelinde ekserji analizi gerçekleştirilmiştir ve elde edilen sonuçlar ekserjetik indekslerle sunulmuştur. Tezin son aşamasında ise analizlerden elde edilen veri seti kullanılarak hem performans parametreleri hem de ekserji parametreleri regresyon analizi yöntemi ile modellenmiştir. Mach ve irtifaya bağlı SFC modellemesinde farklı regresyon denklemlerinin denenmesi ile R2 değeri 0.9549'dan 0.9995'e iyileştirilmiştir. Diğer yandan BBO ve YOÇS'ye bağlı olarak SFC modelinin R2 değeri 0.7947'den 0.9706'ya yükseltilmiştir. Bu sonuçlara göre motor performans parametrelerinin iç ve dış değişkenlere bağlı olarak düşük hata değerleri ile modellenebileceği gözlenmiştir.