Bir helikopterin yakıt sisteminin optimizasyonu

Bir helikopterin yakıt sisteminin optimize edilmesi, görev-kritik döner kanatlı platformlarda operasyonel emniyetin, güvenilirliğin ve yaşam döngüsü verimliliğinin artırılması açısından büyük önem taşımaktadır. Bu tez, yakıt sistemi bileşenlerinin tasarımı ve değerlendirilmesine yönelik kapsamlı ve multidisipliner bir yaklaşım sunmakta; mekanik bütünlük, termal davranış, akış performansı ve sistem seviyesinde emniyet konularına odaklanmaktadır. Sistem; yakıt depolama, havalandırma, besleme, transfer, ikmal/boşaltma ve ölçüm & yönetim sistemleri olmak üzere altı fonksiyonel alt sisteme ayrılmıştır. Her bir alt sistem, Sonlu Elemanlar Analizi (FEA), Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD), termodinamik modelleme ve yapısal optimizasyon gibi analitik ve sayısal yöntemlerin kombinasyonu ile incelenmiştir. Yaşam Döngüsü Maliyeti (LCC) değerlendirmeleri MIL-HDBK-338B ve Bejan ve diğerleri tarafından yazılan Thermal Design and Optimization kaynağından türetilen maliyet ölçekleme ilkeleri kullanılarak yapılmış; böylece sistem ömrü boyunca ekonomik uygulanabilirlik güvence altına alınmıştır. Emniyet ve güvenilirlik değerlendirmeleri MIL-STD-882E, ARP 4761, ARP 4754 ve MIL-STD-1629A gibi uluslararası havacılık standartları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analizler kapsamında Fonksiyonel Tehlike Analizi (FHA), Ön Sistem Emniyet Analizi (PSSA), Hata Ağacı Analizi (FTA) ve Hata Türleri, Etkileri ve Kritiklik Analizi (FMECA) uygulanmıştır. Çalışma; alev tutucular, karter plakaları, besleme pompaları ve boşaltma valfleri gibi kritik bileşenlere yönelik ayrıntılı risk sınıflandırmaları, hata olasılıkları ve azaltma stratejileri sunmaktadır. Sahada kullanılan bileşenler ile tez kapsamında optimize edilen alternatiflerin karşılaştırmalı analizi; basınç dayanımı, termal performans, kaza dayanımı ve idame edilebilirlik konularında kayda değer iyileşmeler ortaya koymaktadır. Optimize edilen sistemin toplam Yaşam Döngüsü Maliyeti 212.285,272 $ olarak hesaplanmış olup, tasarım iyileştirmeleri sayesinde önemli maliyet azaltımı potansiyeli bulunduğu görülmektedir.