İtki sistemleri termo-akışkan performans hesaplama yazılımı geliştirilmesi

Motor geliştirme sürecinde, performans modelleri maliyet ve zaman tasarrufu bakımından önemli bir konuma sahiptir. Performans hesaplamaları, önceki varsayımların geçersiz olduğunun tespit edilmesi halinde bir önceki aşamaya geri dönülmesini gerektiren ve iteratif yaklaşımların kullanıldığı süreçlerdir. Bu sebeple ülkemizdeki firmalar da dahil birçok motor geliştiricisi, GasTurb, NPSS, GSP gibi ticari yazılımlardan faydalanmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında Turbojet, Turbofan, Ramjet ve Scramjet motor konfigürasyonları için performans hesaplama programı geliştirilmiştir. Geliştirilen program, AEPS, Aero Engine Performance Simulation, gelecekte programın daha kolay bir şekilde geliştirilebilmesi için modüler olarak kurgulanmıştır. AEPS programı temel olarak Soğuk Hava Standardı Çevrimi Modülü, CASC ve Gerçek Çevrim Modülü olarak iki ana modülden oluşmaktadır. CASC Modülü, bileşen verimlerinin dikkate alındığı, özgül ısı değerlerinin kullanıcı tarafından belirlendiği ve termo-fiziksel özelliklerin sabit kabul edildiği soğuk hava standardı temel alınarak geliştirilmiştir. CASC modülü, farklı kaynaklardan alınan farklı tipte veri girişine imkân sağlayacak şekilde geliştirilmiştir ve sadece tasarım noktası hesaplamaları yapmaktadır. Gerçek Çevrim Modülü, GasTurb14 yazılımı referans alınarak geliştirilmiştir. Özgül ısı, özgül entalpi ve entropinin sıcaklığa bağlı kısmı, yazılımın içerisine eklenen sayısal hava modeli ile sıcaklık ve yakıt hava karışım oranının fonksiyonu olarak hesaplanmaktadır. Gerçek Çevrim Modülü, tasarım noktası ve tasarım noktası harici hesaplamaları yapmaktadır. Tasarım noktası harici hesaplamalar için referans olarak seçilen bileşen haritaları, tasarım noktasına göre ölçeklendirilerek kullanılmaktadır. GasTurb14 yazılımı, ses üstü hava alığı hesaplamalarında Toplam Basınç Geri Kazanım Faktörünü sadece Mach sayısının fonksiyonu olarak hesaplamaktadır. Bu yaklaşım, ses üstü hava alığı Toplam Basınç Geri Kazanım Faktörü hesaplamalarında rampa sayısı ve rampa açılarının etkisini ihmal etmektedir. AEPS programı, GasTurb14'ün kullandığı yaklaşıma ek olarak, eğik şok bağıntılarının kullanıldığı Ses Üstü Hava Alığı Modülü'nü kullanıcıya alternatif olarak sunmaktadır. AEPS programının CASC Modülü, farklı kaynaklardan seçilen farklı tipteki itki sistemi problemleri ile çalıştırılarak ve elde edilen sonuçların referans kaynak sonuçları ile karşılaştırılması ile doğrulama çalışmasına tabi tutulmuştur. AEPS programının Gerçek Çevrim Modülü ise, GasTurb14 yazılımının örnek motor konfigürasyonu parametreleri ile çalıştırılarak ve elde edilen sonuçların GasTurb14 yazılımından elde edilen sonuçlar ile karşılaştırma çalışmasına tabi tutulmuştur. Yapılan karşılaştırma çalışmaları neticesinde AEPS programının hem CASC Modülü' nün hem de Gerçek Çevrim Modülü'nün oldukça gerçekçi sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir.