Uçak itki sistemlerinin tasarım ve performansının sezgisel yöntemlerle optimizasyonu

Bu tez kapsamında; Karınca kolonisi ve Parçacık sürü optimizasyon algoritmalarından faydalanılarak çok boyutlu ve çok hedefli hibrit bir optimizasyon algoritması ACOPSO (Ant Colony Optimization – Particle Swarm Optimization) geliştirilmiştir. Bu algoritma ile özellikle havacılıkta kullanılan itki sistemlerinin tasarım ve optimizasyonunda ihtiyaç duyulan doğrusal olmayan ve birçok yerel çözüme sahip zorlayıcı problemlerin çözülebilmesi amaçlanmıştır. İkinci aşamada bu kod kullanılarak turbojet, turboşaft, turboprop ve turbofan motorların performans optimizasyonu yapılmıştır. Özellikle gaz türbinli motorların tasarım dışı noktalardaki uyumluluk ve performans tasarımının iyileştirilebilmesine yönelik problemler çözülmüştür. Tasarım çalışmasına örnek olarak; ticari olarak yaygın bir kullanıma sahip olan turboprop motorunun, serbest türbinli ve ayrık akışlı turbofan varyantlarının modellenmesi ve hesaplamaları yapılmıştır. Öncelikle tek şaftlı bir turboprop motorun kalkış, seyir ve dolanma noktalarında tasarım dışı hesaplamaları ACOPSO ile gerçekleştirilmiştir. Ardından, bu motor serbest türbinli turboşaft konfigürasyona dönüştürülmüştür. Daha sonra bu serbest türbinli motorun ayrık akışlı bir turbofan motora dönüştürülmesi ile elde edilecek maksimum itki bulunmuştur. Literatürden bulunan bir fan haritası bu optimum fan basınç oranı, by-pass oranı ve hava debisine göre ölçeklenmiş ve tasarım dışı noktalarda fan performansı hesaplanmıştır.