41
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Uçak kompozit yapılarında erozyon direncinin incelenmesi
Günümüzde yüksek performanslı, düşük maliyetli ve emniyetli daha hafif uçakların tasarlanması ve üretilmesi öncelikli hedef olmuştur. Bu isterler doğrultusunda yeni üretim yöntemleri ve yeni malzemelere ihtiyaç duyulmaktadır. Uçak performansı artırmak amacıyla yapısal ağırlığının azaltılması için (yaygın olarak kullanılan çelik, alüminyum vb. yerine) paslanmaz çelikler, alaşımlar ve kompozit malzemeler kullanılmaya başlanmıştır. Geleneksel uçak malzemelerine göre yüksek mukavemet, rijitlik, darbe ve yorulma dayanımı, ısıl iletkenlik ve korozyon direnci kompozit malzemelerde daha iyidir. Havacılığın temeli olan emniyetin sağlanması elzem olup, sektörde kullanılan malzemelerin işletme şartlarından (nemli, tozlu, sıcak, soğuk vb.) kaynaklanan etkilerden dolayı zamana bağlı olarak özelliklerini kaybetmesi ile hasarlar/kazalar meydana gelebilmektedir. İstenmeyen kaza ve hasara neden olan etkenlerin biride aşınmadır. Çalışma şartlarına bağlı olarak uçak ve uçak parçalarında birçok farklı aşınma çeşitleri ile karşılaşılmaktadır. Bunlardan biri olan erozif aşınma yani katı parçacıkların bir yüzey üzerine sürekli çapması sonucu meydana getirdiği aşınmadır. En basit örnek uçağa çarpan yağmur damlacıkları (havadaki toz zerrecikleri) erozif aşınmaya neden olabilmektedir. Katı parçacık erozyon aşınmasında; parçacık boyutu, tipi, şekli, çarpma açısı, hızı, parçacık aşındırıcı malzemenin sertliği, akış oranı ile malzeme özellikleri, çevresel etkiler en temel parametrelerdir. Uçak kumanda yüzeylerinde kaplama malzemesi olarak kullanılan kompozit malzemenin erozif aşınma direncin arttırmak ve aşınma durumunun incelemesi için örnek malzeme olarak belirlenmiştir. Bu çalışmada iki kat karbon ve bir kat S-glass kumaşı ile imalat aşamasında reçine içerisine, reçine ağırlık oranının %0, %1, %3 ve %5'i kadar silika katılarak kompozit numune malzemeler elde edilmiştir. Deney için hazırladığımız numunelerimizi 30º, 60º, 90º çarpma açılarında ve 60º açıda iki kat süre ile katı partikül aşınma deneyine tabi tutulmuştur. Her bir numune için erozyon oranları hesaplanmış ve numunelerin yüzey hasarları taramalı elektron mikroskopu ve endoskopik kamera ile incelenerek görüntülenmiştir. Deneyler neticesinde reçine içerisine eklenen silica malzemesinin, çarpma açısının ve uygulama süresinin erozyon oranına etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Yapılan çalışma neticesinde reçine içerisine katkı olarak eklenen silikanın kompozit malzemenin erozyon direncini arttırdığı, en çok aşınmanın düşük partikül çarpma açısında (30º) olduğu, aşınma süresi ile aşınma miktarının orantılı olarak attığı ve numunelerin sünek ve yarı sünek aşınma davranışını sergilediği görülmüştür.
Hava araçlarında kullanılan kompozit yapılarında darbeli yük koşullarında yapısal sağlık izleme
Yeni nesil hava araçlarının tasarlanmasıyla birlikte kompozit malzemelerin havacılıkta kullanımı günden güne artmaktadır. Kompozit malzemelerin kullanımı arttıkça, bu malzemelerin üretim sırasında ve kullanım ömürleri boyunca test edilmesi ve bakım yapılması gerekmektedir. Yapısal sağlık izleme kavramı, yeni nesil uçaklarda kestirimci bakım uygulamaları için yapısal durumun devamlı olarak izlenebileceği bir kavramdır. Bu çalışmanın amacı, havacılıkta kullanılan kompozit malzemeler üzerinde deneysel ve analitik bir yapısal sağlık izleme çalışması yürütmektir. Uçak kompozit malzemeleri için kestirimci bakım uygulamalarından yapısal sağlık izleme kavramı araştırılmıştır. Bu yöntem için sensör teknolojilerinden gerinim ölçerler ile yapıdaki değişimler izlenmiştir. Yapısal test ortamı, bilgisayar yardımıyla sonlu elemanlar yöntemi ile de simüle edilerek incelenmiştir. Araştırma bulguları olarak havacılıkta kullanılan önceden reçine emdirilmiş karbon bezi ile yapılan test numunesine gerinim ölçer entegrasyonu ile üzerindeki deformasyonları tespit edebilen bir parça elde edilmiş, test numunesinin test senaryosuna göre darbe yükleri karşı yer değiştirme cevapları deneysel olarak incelenmiş ve analitik sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Çalışmanın sonucunda, yapısal sağlık izleme kavramının gelişen teknoloji ile giderek daha fazla havacılık ve diğer sanayi uygulamalarında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Bakım uygulamalarında hasarın oluşmadan önlenmesi ve en az maliyet ile gerçekleştirilecek üretim ve operasyon koşulları için hava araçlarında yapısal sağlık izlemenin kompozit yapılarında artan bir trend ile uygulanabileceği, operasyon ve elde edilecek veri yoğunluğu ile daha kesin ve doğru kestirimci bakım uygulamaların yapılabileceği sonucuna varılmıştır.
Lazer markalama işleminin bir havacılık alaşımına uygulanması
Endüstride ve özellikle havacılık sanayi, otomotiv sanayi gibi seri üretimin yoğun olduğu alanlarda, parçaların hızlı ve eksiksiz olarak markalanarak takip edilebilmesi, üretim kalitesinin artırılabilmesi açısından büyük önem arz etmektedir. Literatürde halihazırda takip edilebilirliği sağlamak amacıyla çeşitli kalıcı markalama çeşitleri sıkça kullanılmaktadır. Bunlardan biri olan lazer markalama ise, lazer ışınlarının parça yüzeyinde yoğunlaştırılarak ark elde edilmesi ile parçadan malzeme kaldırılması prensibine dayanmaktadır. Bu çalışmada, lazer markalama uygulanırken belirlenmesi gereken, yazma hızı, güç, frekans ve tekrar sayısı gibi parametrelerin verim alanları araştırılmış, optimum düzeyler belirlendikten sonra, bu değerler kullanılarak markalama yapılan alüminyum test numunelerinde, farklı desenlerin sebep olduğu yüzey özellikleri incelenmiştir. Bu yüzey özelliklerine ek olarak parçalarda oluşan lazer etkisi altındaki bölgeler de incelenmiş, buna göre yapılan markalamalarda markalama derinliği ve kanal genişlikleri değişirken, lazer etkisi altındaki bölge özelliklerinin birbirine yakın oldukları gözlemlenmiştir. Bu bulgulardan yola çıkarak, birbirinden çok farklı desenlerde uygulanan markalamalarda bile, yüzeylerde mikroyapıda benzer değişikliklerin gözlemlendiği, bu değişikliklerin uygulandıkları bölgede mekaniksel olarak yakın etkiler göstereceği saptanmıştır.
F-5 uçağı yapısalında kullanılabilecek Al-Li alaşımlar ve bir uygulama örneği
Yüksek malzeme özelliklerinin yanı sıra hafiflik ve düşük maliyet gibi malzeme özelliklerinin de çok önemli olduğu havacılık sektöründe, geleneksel Alüminyum-Bakır alaşımları bu kriterleri karşıladıkları için çok büyük ve önemli bir yere sahiptir. Uzun yıllardır kullanılan bu malzemeler sektörün taleplerini karşılayabileceğini kanıtlamış bir malzeme grubudur. Öte yandan uzun yıllardır geliştirilme aşamasında olan ve günümüzde önemli avantajlara sahip olan Alüminyum-Lityum (Al-Li) esaslı alaşımlar geleneksel alüminyum alaşımlarına önemli bir rakip ve alternatiftir. Lityumun en hafif metal element olmasının kazandırdığı ağırlık avantajı, yüksek mukavemet özellikleri ve kompozit malzemelere göre daha düşük maliyetleri bu alaşım grubunu sektörde cazip ve kompozitler yerine tercih sebebi haline getirmektedir. Bu tez kapsamında Al-Li alaşımlarının tarihçesinden başlayarak 3. nesil Al-Li alaşımlarının karşılaştırması yapılmış, 2099-T8E67 ve 2024-T6 alaşımlarının malzeme özellikleri detaylı olarak incelenmiş ve bu iki malzemenin karşılaştırması yapılmıştır. Bu karşılaştırma kapsamında F-5 savaş uçağının kanadında bulunan %21 spar kullanılmıştır. Spar ilk olarak Solidworks ile modellenmiş ve daha sonra bu spar üzerinde ANSYS programı ile "Sonlu Elemanlar Metodu" kullanılarak 2024-T6 ve 2099-T8E67 malzemeleri tanımlanarak statik yapısal, yorulma ve titreşim (modal) analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar paylaşılmış ve son bölümde değerlendirmeler yapılarak önerilerde bulunulmuştur. Yapılan analizler neticesinde 2099 alaşımının 2024 alaşımı yerine F-5 kanat sparında kullanılabilecek gerekli dayanım özelliklerine sahip, iyi bir alternatif olarak değerlendirilebilecek potansiyele sahip olduğu görülmüştür.
Alüminyum alaşımında farklı kesme ve MIG kaynak birleştirme metodunun bağlantı özelliklerine etkisi
Havacılık malzemeleri genellikle alüminyum, titanyum, paslanmaz çelik gibi yüksek mukavemetli ve hafif malzemelerden oluşmaktadır. Kullanılan farklı tür malzemelerin hassas ve karmaşık geometrilerle kesilmesini sağlamak amacıyla Lazer Kesim Teknolojisi yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Özellikle havacılık endüstrisindeki bileşenlerin ve parçaların sıkı toleranslara uygun olarak üretilmesi önemlidir ve lazer kesim bu gereksinimleri karşılamak için etkili bir yöntem olarak karşımıza çıkmaktadır. Havacılık endüstrisinde lazer kesimi kullanılarak üretilen parçalara örnek olarak uçak gövdelerindeki paneller, kanat ve pervane profilleri, motor parçaları, kabin içi ekipmanlar, kanat montaj fikstürleri ve benzeri bileşenler verilebilir. Lazer kesim tüm bu malzemelerde, yüksek kalitede ve hassas kesimler yapabilme kabiliyeti nedeniyle; tercih edilmektedir. Lazer Kesim Teknolojisi, malzeme iç yapısında değişikliklere neden olabilir. Lazer ışını, malzemenin üzerine yoğun bir enerji uyguladığı için, kesimi sırasında malzemenin ısınmasına ve hatta ergimesine neden olabilir. Bu süreç, malzeme içerisinde termal etkilerin meydana gelmesine yol açabilir ve malzemenin mikro yapısında değişikliklere sebep olabilir. Endüstriyel uygulamalarda karşımıza çıkan bir diğer yöntem olan Testere Kesim; malzemeyi kesmek için mekanik bir kuvvetin uygulandığı bir işlemdir. Bu işlem sırasında malzemelerde çeşitli gerilmeler oluşabilir (Sürtünme ve titreşimden kaynaklı oluşabilecek gerilmeler). Bu tez çalışmasında Alüminyum malzemelerin; Fiber Lazer Teknolojisi ve geleneksel bir teknik olan Daire Testere ile kesim işlemlerinin tamamlanarak; MIG kaynak yöntemi sonrasında parçalar üzerinde oluşabilecek deformasyonların gözlenmesi ve bu gözlem sonucunda; boyutsal hassasiyet, zaman, kalite ve maliyet kriterleri açısından uygulanan iki yöntemin karşılaştırılması hedeflenmiştir. Anahtar kelimeler: Havacılık, Fiber Lazer Kesim Teknolojisi, Testere Kesim, MIG Kaynak
Bir uçak braketinin topoloji optimizasyonu ve geleneksel metotlarla üretilebilir yeniden modellenmesi
Gelişen teknoloji ile hava araçlarının kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Hava araçlarında oldukça önem taşıyan ağırlık azaltımı, neredeyse kullanılan her parça için gerekli bir unsur haline gelmiştir. Maruz kaldığı yükleme koşulları ve kullanım alanı nedeniyle kritik parçalarda güvenlik faktörü göz önüne alınarak ağırlık azaltılması yaygın bir hale gelmiştir. Bu çalışmada "Bir Uçak Braketinin Topoloji Optimizasyonu ve Geleneksel Metotlarla Üretilebilir Yeniden Modellenmesi" ele alınmıştır. Çalışmada bir uçak braketinin statik analizi yapılarak maksimum gerilmeleri elde edilmiştir. 4140 ve 6061 metalleri kullanılarak seçilen braketin maksimum gerilme ve yükleme koşulları altında topoloji optimizasyonu yapılmıştır. Kullanılabilecek minimum ağırlıkla elde edilen braket topoloji optimizasyon işleminden alınan sonuçlara göre yeniden tasarlanmıştır. Bu çalışma sonunda Sonlu Eleman Metoduna dayalı Topoloji Optimizasyon yöntemiyle birlikte 6061 ve 4041 malzemeden yapılmış bir uçak parçasının optimum geometrisi güvenlik katsayısı 1.50 ve üzerinde kalacak şekilde elde edilmiştir. Elde edilen geometriler talaşlı imalat yöntemi ile üretilip basma deneyine tabi tutulmuştur. ANSYS Workbench programında elde edilen grafikler ile basma deneyinde elde edilen grafikler karşılaştırılmıştır. Elde edilen veriler doğrultusunda ağırlığı azaltılmış braketler ile, kabul edilebilir güvenlik katsayıları ile çalışma yüklerinin karşılanması mümkün olmuştur. Sonuç olarak yapılan çalışmada topoloji optimizasyonu ile geleneksel yollarla üretimin birleştirilebileceği ortaya konmuştur. Ayrıca geometri değişiminin yanı sıra yapısal analiz ve topoloji optimizasyon analizlerinin bir arada kullanılması ile orijinal parçanın daha düşük yoğunluklu malzemeler ile değiştirilebilmesi mümkün olmuştur. Bu da havacılık endüstrisi için kritik bir konu olan ağırlık tasarrufu sağlamıştır. Anahtar Kelimeler: Topoloji Optimizasyonu, ANSYS Workbench, Sonlu Elemanlar Metodu, Hava Araçları
Nikel kaplanmış Inconel 718 ve Inconel 625'in AMS4787 dolgu malzemesi ile sert lehimleme prosesinin mekanik özelliklerinin kıyaslanması
Bu çalışma, nikel bazlı süperalaşımların havacılık ve enerji sektörü gibi ileri teknoloji uygulamalarında yüksek performans ve dayanıklılık gereksinimlerini karşılamak amacıyla sert lehimleme tekniklerinin incelenmesini konu almaktadır. Sert lehimleme, kompleks geometrilere ve ince duvar kalınlıklarına sahip malzemelerin birleştirilmesinde tercih edilen etkin bir yöntemdir. Bu çerçevede, Inconel 718 ve Inconel 625 malzemelerinin AMS4787 dolgu malzemesi kullanılarak sert lehim ile birleştirilmesinin mikro yapısal ve mekanik performansına etkisi detaylı olarak değerlendirilmiştir. Çalışma, birleştirme işleminde nikel kaplama, birleşme açıklığı, bindirme mesafesi ve ıslatma oranı gibi kritik parametrelerin etkilerini incelemek üzerine yoğunlaşmıştır. Yüzey hazırlama tekniklerinin ve dolgu malzemesi bileşimlerinin öne çıktığı çalışma, vakum fırın sert lehimleme prosesi ile gerçekleştirilmiştir. Lehimlenmiş numunelerin mikro yapısal analizi optik mikroskop ve radyografik muayene yöntemleriyle gerçekleştirilmiştir. Mekanik performans ise çekme testleri ve kayma testleri aracılığıyla değerlendirilmiştir. Bu çalışmanın, AMS4787 dolgu malzemesi kullanılarak Inconel 718 ve Inconel 625 malzemelerinin sert lehimle birleştirilmesi sürecine ilişkin literatüre önemli katkılar sağlaması ve havacılık endüstrisi ile enerji sektörü gibi kritik alanlardaki gelecekteki uygulamalara ışık tutması amaçlanmıştır.
Gaz türbinli motorlar ve test altyapı sistemleri
Gaz türbinli motorlar, havanın sıkıştırılması, ısınması, yakıtla karıştırılması ve nihayetinde yüksek basınçlı gazın bir türbin üzerinde genişlemesi prensibine dayanan termal enerji dönüşüm sistemleridir. Bu motorlar, genellikle hava araçlarında, enerji santrallerinde ve endüstriyel uygulamalarda kullanılmaktadır. Motorun performansını test etmek ve optimize etmek için ise uygun bir test altyapı sistemine ihtiyaç duyulur. Gaz türbinli motorların test altyapı sistemleri, motorun çeşitli çalışma koşullarında nasıl performans gösterdiğini değerlendirmek amacıyla tasarlanırlar. Bu sistemler, motorun çeşitli yük ve hız koşullarında nasıl tepki verdiğini, verimliliğini ve dayanıklılığını belirlemek için kullanılır. Test altyapı sistemleri, genellikle dinamometreler, veri toplama sistemleri, yağlama sistemi, yakıt sistemi, motor başlatma sistemleri ve kontrol haberleşme altyapı sistemleri gibi bileşenleri içerir. Dinamometreler, motordan üretilen torku ve gücü ölçerek performansı değerlendirir. Veri toplama sistemleri, motorun çeşitli parametrelerini izleyerek analiz için veri sağlar. Yakıt ve yağlama sistemleri, motora gereken yakıtı ve yağı temin eder. Motor başlatma sistemleri, yanma sistemine yakıtla karışması için başlangıçta gerekli havayı sağlamak için bir devir hızına kadar döndürmek için gereklidir. Haberleşme ve kontrol altyapı sistemi, test sistemlerinin kendi aralarında ve kontrol odasındaki HMI arayüzü ile etkileşimini sağlar. Bu test altyapı sistemleri, motor üreticilerine, tasarımcılara ve bakım uzmanlarına, motorların güvenilirliğini artırmak, verimliliği optimize etmek ve performanslarını değerlendirmek için önemli veri girdisi sağlar.
Eklemeli imalat yöntemiyle üretilen bor karbürle (B4C) kaplanmış AISI 316L paslanmaz çeliğin aşınma ve korozyon performansının incelenmesi
Eklemeli imalat teknolojisi karmaşık parçalar üretilebildiğinden dolayı son yıllarda havacılık sektöründe giderek yaygınlaşmaktadır. AISI 316L havacılık sektöründe yakıt sistemleri, motor bileşenleri ve yapısal parçalarda kullanılmaktadır. Bu çalışmada, SLM yöntemi ile üretilen AISI 316L numunelerin korozyon ve aşınma özelliklerini iyileştirmek için termoiyonik vakum ark metodu ile B4C kaplanmıştır. Numunelerin mikroyapı ve faz analizleri, FESEM, AFM ve XRD teknikleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Korozyon performansı elektrokimyasal yöntemlerle, ağırlıkça %3,5 NaCl içeren sulu çözeltide incelenmiştir. Ayrıca, aşınma direnci kuru ortamda pin-on-disc yöntemi kullanılarak özgül aşınma oranı ve sürtünme katsayısı analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, B4C kaplamanın SLM yöntemiyle üretilen AISI 316L yüzeyine başarılı bir şekilde kapladığını ve bu durumun FESEM, AFM ve XRD analizleri ile doğrulandığını göstermektedir. Kaplamasız numunenin mikroyapısı incelendiğinde SLM yönteminden dolayı mikroyapıda dentritik yapı görülürken, kaplamalı numunede yüzey homojenliği ve düzenliliği önemli ölçüde arttığı görülmektedir. Eklemeli imalat ve geleneksel yöntemle üretilen kaplamalı AISI 316L numuneler serbest korozyon potansiyelleri kaplamasız numunelere göre daha anodik olduğu görülmüştür. Anodik polarizasyon eğrileri incelendiğinde hem kaplamalı hem de kaplamasız numunelerde pasifleşme bölgelerinin varlığı gözlemlenmiş, kaplamalı numunelerin korozyon hızının daha düşük olduğu belirlenmiştir. Geleneksel üretim ile üretilen kaplamalı ve kaplamasız AISI 316L malzemelerin sürtünme katsayısı eklemeli imalat ile üretilen AISI 316L kaplamalı ve kaplamasız malzemelere göre yüksek çıkmıştır. Eklemeli imalat ile üretilen AISI 316L numunenin ortalama sürtünme katsayısı 0.58, kaplama sonrası bu değer 0.46 ya kadar düşmüştür. Diğer taraftan, özgül aşınma oranı en yüksek AISI 316L-Eklemeli imalat-Kaplamasız numune (0.29 mm3/N/m) ve düşük özgül aşınma oranı AISI 316L- Geleneksel üretim-Kaplamalı numune (0.11 mm3/N/m) olarak bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Eklemeli İmalat (SLM), AISI 316L, Korozyon, Aşınma, Bor Karbür
Diyarbakır havalimanı için uçak gaz emisyonlarının yapay zeka yöntemleri ile analizi
Sera gazı emisyonunun önemli kaynaklarından biri olan havacılık sektöründe, uçakların iniş-kalkış döngüsü (LTO) esnasında kullandığı yakıt nedeniyle atmosfere önemli ölçüde kirletici gazlar salınmaktadır. Uçaklar tarafından uçuş esnasında atmosfere salınan gaz emisyonlarının belirlenmesinde, uçak modelinin ve bu modelde kullanılan motor tipinin bilinmesi gerekmektedir. Elde edilen bu bilgiler ışığında, uçaklardan kaynaklanan gaz emisyonlarının belirlenebilmesi mümkün olmaktadır. Bu tez çalışmasında, 2022 Ocak ayı ile 2024 Mart ayları arasında Diyarbakır Havalimanı'nı kullanan uçaklardan kaynaklanan gaz emisyon miktarlarının belirlenmesi hedeflenmiştir. Bu amaç için Devlet Hava Meydanları İşletmesi'nden alınan tescil bilgileri ve bu bilgiler ışığında açık kaynaklardan yapılan sorgulama sonucu her bir uçağın motor tipleri tespit edilmiştir. Avrupa Hava Seyrüsefer Emniyet Teşkilatı'nın doğrudan havayollarından alarak yayınladığı Diyarbakır Havalimanı taksi süreleri gaz emisyon hesaplaması için baz alınmıştır. Uluslararası Havacılık Örgütü tarafından yayınlanan motor tipine göre düzenlenmiş olan Uçak Motor Emisyonları Veri Bankası (EEDB) bilgileri kullanılarak her bir uçağın taksi aşamasında harcamış olduğu yakıt miktarı tespit edilmiştir. Tespit edilen yakıt miktarı, emisyon veri bankasında yer alan emisyon faktörleri ile çarpılarak her bir uçaktan kaynaklanan CO, HC ve NOX emisyon miktarları belirlenmiştir. Elde edilen bu bilgiler kullanılarak yapay zeka destekli tahmin modelleri önerilmiştir. Gerçekleştirilen tahmin uygulamalarında, derin öğrenme tabanlı LSTM yönteminin daha yüksek bir tahmin başarısına ulaştığı görülmüştür.
Design of unmmanned aerial vehicle and gorund terminal
The aim of this thesis is to design and manufacture a full autonomous unmanned aerial vehicle. Previous studies have been examined, according to the needs of the type of air-vehicle was determined. The most suitable avionics and propulsion elements were chosen as a result of the mathematical calculations based on the approximate capacity of the air-vehicle. The design of the air-vehicle was performed in CATIA V5 according to the elements decided to be used. Production of prototype work was done by 3D printing method. After the revision works, electronic equipment for integration was prepared to the level of sub-assembly. The system was mounted in accordance with the complete designation of the flight controller used. According to the flight controller APM instructions, the required short tests and software downloads to the air-vehicle have been completed. Ground tests and flight tests were completed successfully. Camera and rocket systems were added after the successful flight of the air-vehicle except for the payload. Pre-flight plan required for autonomous flight was prepared. Flight plan was transferred to the air-vehicle flight controller. Images and rocket studies were examined during the given task.
Kavramsal turbofan motoru komponent verimlerinin performans ve termodinamik indekslere etkilerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında ticari uçaklarda kullanılan V-2500 motoruna oldukça benzeyen bir turbofan motorun parametrik çevrim denklemleri uygulanarak enerji ve performans analizleri yapılmıştır. Bu çalışmanın ana motivasyonu, S-V2500 motorunda fan, kompresör ve türbinin politropik verimi ile yanma odası basınç oranının net itki kuvveti, özgül yakıt tüketimi, ısıl verim ve toplam verim gibi performans parametreleri üzerindeki etkilerini gözlemlemektir. Açık literatürde turbofan motoru ile ilgili yapılan çalışmalara bakıldığında fan basınç oranının, türbin giriş sıcaklığının, kompresör basınç oranının ve by-pass oranının etkileri üzerine birçok çalışma bulunmaktadır. Ancak komponent verimlerinin performans metrikleri üzerindeki etkileri bu alanda eksiktir. Bu çalışmanın bir diğer amacı ise parametrik çevrim analizlerinden elde edilen ideal ve gerçek performans bulguları arasındaki farkı ortaya koymaktır. Ayrıca ideal ve gerçek durumlar için uçuş koşullarının motor parametreleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu analizler için özel kod geliştirilerek S–V2500 motoruna MATLAB ortamında termodinamik ve performans analizleri uygulanmıştır. Ayrıca, ana turbomakine komponent politropik verimlerinin turbofan motor performansı üzerindeki birleşik etkileri hem kalkış hem de seyir koşullarında incelenmiştir. Yani farklı yükseklik ve Mach değerlerinde parametrik analizler yapılmıştır. Böylece uçuş koşullarının S–V2500 motorunun performans metrikleri üzerindeki etkileri gözlemlenmiştir. Diğer taraftan S–V2500 motoruna ilişkin parametrik çevrim denklemleri hem ideal hem de gerçek durumlar için analiz edilmiştir. Böylece ideal ve gerçek hesaplamalar arasındaki fark ortaya konularak mühendislerin motor performansının iyileştirilmesine yönelik karar vermelerine yardımcı olması hedeflenmektedir. Sonuç olarak, politropik verimi daha yüksek olan kompresör ve türbin komponentlerin elde edilmesi halinde turbofan motor toplam veriminin, dolayısıyla çevresel sürdürülebilirliğin başlangıç seviyesine göre daha üst seviyeye çıkarılabileceğini göstermektedir.
İnsansız hava araçlarında nokta bulut yöntemi ile iniş pisti analizi
Günümüzde hızlı ulaşım, düşük maliyet ve can kayıplarını azaltması yönünden kullanılmaya başlanılmış olan İHA'lar kullanım alanlarının artmasına bağlı olarak hızlı bir şekilde gelişmeye devam etmektedir. Her ne kadar insansız olarak adlandırılsalar bile bu hava araçlarının bir pilot/uçuş görevlisi yardımıyla kontrol edilmesi gerekmektedir. Yapılan araştırmalar doğrultusunda, İHA kazalarının büyük bir kısmı iniş sırasında gerçekleşmektedir. Bu nedenle, bu kaza oranlarını azaltacak şekilde iniş aşamasında, iniş pistinin görüntü işleme yöntemleriyle tespit edilmesi ve nokta bulut yöntemiyle iniş pistinde bulunan engellerin analizi bu konuda atılacak büyük bir adımdır. Bu tez çalışmasında, İHA iniş sistemlerini anlayabilmek ve kolaylaştırabilmek amacıyla derin öğrenme ağları tabanlı uygulamalara yer verilmiştir. Kanat yapılarına bağlı olarak aerodinamik özellikleri birbirinden farklı İHA çeşitleri bulunduğundan dolayı bu çeşitlerden biri olan Quadrotor için yapım aşaması ve iniş pistinin tasarımı bu çalışmada gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan İHA ile iniş yapacağı pistin görüntülerinin alınması ve alınan bu görüntülerin YOLOv8'de işlenmesi sonucunda İHA iniş pisti tespiti sağlanmıştır. İniş pistinin tespit aşamasında pist üzerinde, engel bulunma ve engel bulunmaması durumları belirlenmiştir. Ayrıca, nokta bulut, görüntü işleme, derin öğrenme ağları ve derin öğrenme mimarileri hakkında bilgiler verilerek açıklamalar sunulmuştur. Sonuç olarak, İHA'ların inişi sırasında pist görüntüsünün görüntü işleme yöntemleri ile işlenmesi ve nokta bulut yöntemi yardımıyla analizi yapılarak karşılaştırmaların değerlendirmesi verilmiştir.
Kentsel hava trafik kontrolü için dinamik bir hava sahası yönetim modeli
Artan kent nüfusu ve kara ulaşımının yetersiz kalması, şehir içi ulaşımda Kentsel Hava Hareketliliği (UAM) kavramını öne çıkarmaktadır. Bu çalışmanın amacı, yoğun kentsel hava sahasında güvenli ve etkin uçuşların sağlanabilmesi için dinamik bir hava sahası yönetim modeli geliştirmektir. Önerilen model, çok katmanlı ve tüp tabanlı hava yollarına dayalıdır ve hem sabit engellerden hem de hava araçları arasındaki yakınlaşmalardan kaynaklanan riskleri azaltmayı hedeflemektedir. Modelin uygulanabilirliği iki yöntemle sınanmıştır: (i) Avrupa Havacılık Emniyeti Ajansı tarafından benimsenen SORA metodolojisi ile teorik risk analizi yapılmış, (ii) Unity tabanlı simülasyon ortamında dinamik model ile geleneksel tek katmanlı model karşılaştırılmıştır. Bulgular, önerilen modelin hem SORA kriterlerine daha yüksek uyum gösterdiğini hem de 5 metrenin altındaki riskli yakınlaşma oranlarını anlamlı şekilde azalttığını ortaya koymuştur. Sonuç olarak, çalışma kentsel hava sahasında emniyetli trafik yönetimine katkı sunan yenilikçi bir model önermekte; özellikle yoğun şehirlerde UAM'in güvenli entegrasyonu için önemli bir adım niteliği taşımaktadır.
İnsansız hava aracından elde edilen görüntülerin derin öğrenme yöntemi ile iyileştirilmesi
Teknoloji ve fotoğraf makinesinin gelişimi, fotoğraflama işleminden sonra elde edilen görüntülere farklı bir boyut kazandırmıştır. İlk başlarda siyah ve beyaz olarak elde edilen görüntüler, zaman içindeki gelişmelerle birlikte renkli olarak elde edilmeye başlanılmıştır. İnsanoğlunun görüntü kalitesine verdiği önemin her geçen gün artmasıyla beraber görüntü kalitesinin arttırılması üzerine birçok çalışma yapılmıştır. Görüntü kalitesinin arttırılması için yapılan çalışmalar neticesinde, fotoğraf makinelerinde bulunan merceklerin geliştirilmesine ve farklı görüntü iyileştirme tekniklerinin ortaya çıkmasına sebep olmuştur. Farklı aydınlatma koşullarında, fotoğraf makinelerindeki merceğin geliştirilmesi görüntü kalitesinin iyileştirilmesi için yeterli olmamıştır. Bu yüzden geleneksel görüntü iyileştirme yöntemlerinden histogram, karşıtlık, parlaklık ve histogram eşitleme gibi görüntü iyileştirme teknikleri kullanılmıştır. Geleneksel görüntü iyileştirme teknikleri temel alınarak geliştirmeler yapılmıştır. İnsansız hava aracı (İHA), günümüzde keşif, gözetim, arama kurtarma, askeri ve eğlence gibi çeşitli alanlarda kullanılmak üzere tasarlanmış uzaktan kumandalı ve otonom olarak kontrol edilebilen hava araçlarıdır. İHA kullanılarak düşük aydınlatma koşullarında yapılan görevlerde elde edilen görüntülerinin net ve anlaşılabilir olması gerekmektedir. Bu yüzden görüntü kalitesinin iyileştirilmesi ve geliştirilmesi için yapılan bu çalışmada, düşük ışıklı görüntülerin derin öğrenme yöntemi kullanılarak iyileştirilmesinin analizi yapılmıştır. Derin öğrenmenin temelini oluşturan yapay sinir ağlarından biri olan Evrişimsel Sinir Ağları kullanılarak düşük ışıkta görüntü iyileştirilmesi yapılmıştır. Yapılan çalışma, Google Colab ortamında Python programlama dili kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışma, İHA' dan elde edilen düşük ışıklı görüntülerin derin öğrenme yöntemiyle iyileştirilmesi ve geliştirilmesini amaçlamaktadır. Sıfır DCE-Net tabanlı model temel alınarak geliştirilen yeni bir derin öğrenme modeliyle yapılan bu çalışmada, görüntü kalitesinin değerlendirilmesi ve karşılaştırılması için kalite ölçüm teknikleri kullanılmıştır. Literatürde Sıfır DCE-Net çalışmasının yapılan diğer çalışmalara göre üstünlüğü görülmüştür. Bu çalışmada ise geliştirilen model ile kalite ölçüm teknikleri kullanılarak elde edilen verilere göre Sıfır DCE-Net ve diğer düşük ışıkta görüntü iyileştirme yöntemlerine göre daha başarılı bir sonuç elde edilmiştir. Geliştirilen derin öğrenme modelinin ve sonuçlarının, İHA teknolojilerinde görüntü kalitesinin iyileştirilmesi üzerine yapılacak olan diğer çalışmalara katkı sağlayacağı düşünülmektedir.
İklim değişikliğinin Türkiye'deki havaalanlarına etkileri
İklim değişikliği günümüz dünyasının küresel sorunlarından birisi olarak kabul edilmektedir. Bu konuda hem sorun kaynaklarını tanıma hem de bu sorunların çözümüne yönelik çalışmalar yapılmaktadır. İklim değişikliği, doğal iklim değişikliklerine ek olarak insan etkinliklerinin atmosferin bileşimini bozmasıyla oluşan bir değişikliktir. İnsan faaliyetleri, özellikle sanayi devrimiyle birlikte iklimdeki değişikliklerde büyük bir rol oynamıştır. Havacılık sektörü de iklim değişikliğiyle yakından ilişkilidir. İklim değişikliği havacılık sektörünü hem etkileyen hem de etkilenen bir faktördür. Havacılık faaliyetleri, sera gazı emisyonlarına katkıda bulunarak iklim değişikliğine etki eder. Uçakların fosil yakıtlar kullanması, atmosfere karbon dioksit, metan ve azot oksitler gibi sera gazlarının salınmasına yol açar. Bu sera gazları, atmosferde birikerek sera etkisi yaratır ve iklim değişikliğine katkıda bulunur. Havacılık sektörü, iklim değişikliğinin etkilerine karşı savunmasız bir sektördür. İklim değişikliğinin yol açtığı hava şartlarının değişimi, uçakların performansını etkileyebilir. Özellikle değişen rüzgâr yönü, artan veya azalan rüzgâr gücü ve yükselen sıcaklıklar, uçakların kalkış performansını olumsuz yönde etkileyebilir. Bunun yanı sıra, iklim değişikliği sebebiyle deniz seviyesindeki yükselme, erozyon, kıyı erozyonu, seller ve kasırgalar gibi olaylar havaalanlarında risk oluşturur. Bu etkiler havaalanlarındaki pistler, apronlar, uçaklar ve diğer yapılar üzerinde hasara yol açabilir ve bu yapıları kullanılamaz hale getirebilir. Ayrıca, bu olumsuzluklar uçuş bakım maliyetlerini artırabilir ve havaalanlarının işletme kapasitesini ve verimliliğini azaltabilir. Bu tez çalışmasında Orange makine öğrenme programı kullanılarak Ankara Esenboğa Havalimanı, Antalya Havalimanı, Diyarbakır Havalimanı, Erzurum Havalimanı, İzmir Havalimanı, Konya Havalimanı ve Trabzon Havalimanına en yakın Otomatik Meteoroloji Gözlem İstasyonlarından (OMGİ) alınan meteorolojik veriler ile noktasal iklim değişikliği değerlendirilmiştir. Sonuçlar iklim değişikliğinin varlığı ile beraber; iklim değişikliğinin bölgesel olarak da farklılık gösterdiğini düşündürtmektedir.
Uçak starter-generatör olarak çalışan beş fazlı içten mıknatıslı senkron makinanın çift inverter hata tolerans kontrolü
Son yıllarda, fosil yakıtların çevreye verdiği zarar, fosil yakıtların azalması, yakıt maliyetlerindeki artış, otomatik güç kontrolüne ve daha verimli sistemlere olan ihtiyaç gibi nedenlerle elektrikli ulaşım araçlarına olan ilgi artmaktadır. Havacılık sektöründe de yüksek maliyetleri, boyutları ve ağırlıkları nedeniyle tamamen elektrikli uçaklardan ziyade, elektrik enerjisinin daha yaygın kullanıldığı ve bilim dünyasının More Elektrik Aircraft olarak isimlendirdiği, uçaklar yoğun ilgi görmektedir. Bu uçaklarda hidrolik, pnömatik, mekanik sistemler yerini elektrik enerjisi ile çalışan sistemlere bırakmıştır. Yapısı karmaşık, ağır, sürekli bakım gerektiren ve iki farklı sistemden oluşan geleneksel uçaklardaki starter ve generatör sistemi yerine, tek bir sürücü ile kontrol edilen, bir elektrik makinasından oluşan, Starter-Generatör (SG) sistemi bu tür uçaklarda kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada, beş fazlı İçten Mıknatıslı Senkron Makine (İMSM), beş faz Uzay Vektör Darbe Genişlik Modülasyonu (UVDGM) ile kontrol edilen SG sürücüsü, tüm süreci yöneten SG kontrol birimi Matlab /Simscape Tollbox ile modellenmiştir. Beş fazlı İMSM'nin SG olarak kullanıldığı sistemin, Starter Modu ve Generatör Modu olmak üzere iki çalışma modunda kontrolü gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçları, önerilen SG sisteminin elektrik enerjisinin daha yaygın kullanıldığı ve Yüksek Gerilim DA Güç Sistemi'ne sahip yeni nesil uçaklarda kullanılabileceğini göstermiştir.
Karbon fiber/Fe3O4 hibrit dolgu malzemesi içeren termoplastik poliüretan kompozitlerin üretimi ve elektromanyetik kalkanlama özelliklerinin araştırılması
Modern teknolojinin hızlı gelişimiyle birlikte, elektronik cihazların yaygın kullanımı hayatımızın ayrılmaz bir parçası haline gelmiştir. Bu cihazlar, çalışmaları sırasında elektromanyetik dalgalar yayarak çevrelerindeki diğer elektronik cihazların performansını etkileyebilir ve parazitlenmelere yol açabilir. Bu durum, özellikle hassas elektronik ekipmanlarda ve kritik uygulamalarda büyük sorunlara neden olabilir. Elektromanyetik girişimin (EMI) bu olumsuz etkilerini azaltmak ve cihazları korumak amacıyla etkili elektromanyetik kalkanlama malzemelerine olan ihtiyaç giderek artmaktadır. EMI kalkanlama malzemeleri genellikle metaller, polimerler ve kompozit malzemelerden oluşur. Metaller, yüksek iletkenlikleri nedeniyle EMI kalkanlama için yaygın olarak kullanılır; ancak yüksek yoğunlukları, düşük korozyon dirençleri ve esnekliklerinin sınırlı olması, bazı uygulamalarda dezavantaj yaratabilir. Polimerler, hafiflikleri ve esneklikleri nedeniyle tercih edilir; ancak doğal halleriyle elektromanyetik dalgaları kalkanlama kapasiteleri düşüktür. Bu nedenle, polimer matrislerin içine iletken ve manyetik dolgu malzemeleri eklenerek kalkanlama özellikleri iyileştirilmektedir. Termoplastik poliüretan (TPU), esnekliği, mekanik dayanımı ve kimyasal direnci gibi üstün özellikleri nedeniyle birçok endüstriyel uygulamada yaygın olarak kullanılan bir polimer malzemedir. TPU'nun bu avantajları, onu EMI kalkanlama uygulamaları için potansiyel bir malzeme haline getirmektedir. Karbon fiber, yüksek mukavemeti, hafifliği ve mükemmel elektriksel iletkenliği ile bilinen bir dolgu malzemesidir. Karbon fiberlerin TPU matrisine eklenmesi, kompozit malzemenin mekanik ve elektriksel özelliklerini önemli ölçüde iyileştirebilir. Ancak, yalnızca karbon fiber eklenmesi EMI kalkanlama etkinliği için yeterli olmayabilir. Bu noktada, manyetik özelliklere sahip Fe3O4 (demir oksit) dolgu malzemesinin eklenmesi, Fe3O4'ün manyetik özellikleri, elektromanyetik dalgaların emilimini artırarak kalkanlama etkinliğini yükseltir. Bu tez çalışmasında; hafif, esnek, ucuz ve geniş bant aralığında çalışabilen farklı oranlarda (hacimce %1, 3, 5 ve 7) karbon fiber/ Fe3O4 dolgu malzemesi içeren poliüretan kompozitler üretilmiş, mikroyapı, dielektrik, permeability, permittivity, iletkenlik gibi özellikleri ve bu özelliklerin EMI kalkanlama performansına etkilerinin araştırılmıştır.
Havacılık yapıları için fiber kompozit tabanlı esnek cilt geliştirilmesi
Şekil değiştiren kanat teknolojileri, yeni nesil hava araçlarında aerodinamik verimliliğin artırılması ve farklı uçuş koşullarına uyum sağlanması açısından önemli bir araştırma alanıdır. Bu tezin amacı, şekil değiştiren kanat uygulamalarında karşılaşılan esneklik ve yapısal dayanım çelişkisini azaltabilecek sinüzoidal yüzey geometrisine sahip karbon elyaf takviyeli kompozit cilt yapılarını geliştirmek ve mekanik davranışlarını deneysel olarak incelemektir. Çalışmada, sinüzoidal geometrinin şekil değiştirme kabiliyeti sağlarken belirli düzeyde yük taşıma direnci oluşturacağı ve katman sayısının bu davranış üzerinde belirleyici olacağı hipotezleri test edilmiştir. Deneysel kapsamda, üç farklı sinüzoidal dalga geometrisi ve üç farklı katman sayısının birleşiminden oluşan toplam dokuz numune grubu üretilmiştir. Numuneler vakum infüzyon yöntemiyle imal edilmiş; çekme, eğilme, yorulma ve elastik yay sabiti testleriyle değerlendirilmiştir. Bulgular, tek katmanlı numunelerin yüksek esneklik göstermesine karşın düşük yük taşıma kapasitesine sahip olduğunu ortaya koymuştur. Katman sayısının artmasıyla yük taşıma kapasitesi, eğilme rijitliği, yay sabiti ve çevrimsel mekanik kararlılık belirgin biçimde yükselmiştir. Bununla birlikte, yüksek katman sayılarında şekil değiştirme kabiliyetinin sınırlandığı belirlenmiştir. Sonuç olarak, sinüzoidal geometri ve katman sayısının birlikte değerlendirilmesiyle şekil değiştiren kanat ciltleri için esneklik–rijitlik dengesini tanımlayan deneysel tasarım verileri elde edilmiştir.
Hibrit enerji kaynaklı insansız hava aracının enerji yönetim sistemlerinin detaylı analizi
Havacılık sektöründeki teknolojik gelişmeler ve hava trafiğindeki sefer ve rota sayıları her geçen gün artmaktadır. Bununla birlikte hava araçlarının birim mesafedeki emisyon miktarları diğer toplu ulaşım araçlarına göre oldukça yüksektir. Avrupa Birliği Komisyonu 2030 yılı için karbon salınımının %50 oranında azaltmasını ve 2050 yılı için ise sıfır karbon salınımını hedeflemektedir. Bu nedenle havacılık alanında daha fazla elektrik kullanımına yönelik çalışmaların sayısı da artmaktadır. Ayrıca, batarya teknolojilerindeki gelişmeler de elektrik sistemlerine geçişi hızlandırmaktadır. Sistem verimliliğini artırmak ve enerji kaynaklarının daha uzun ömürlü olmasını sağlamak için hibrit sistemler tercih edilmektedir. Bu motivasyonla bu tez çalışmasında ana güç kaynağı olarak yakıt hücresi ve ani güç değişimlerinde yakıt hücresine yardımcı Lityum iyon (Li-iyon) bataryadan oluşan hibrit İnsansız Hava Aracı (İHA) sistemi MATLAB/Simulink ortamında modellenmiştir. Hibrit sistemlerde, enerji kaynaklarını kontrol etmek ve İHA'ların verimliliğini artırmak için Enerji Yönetim Sistemine (EYS) ihtiyaç vardır. Bu çalışmada İHA'larda kural tabanlı Termostat Açık/Kapalı, Tip-Ⅰ ve Tip-II bulanık mantık olmak üzere üç farklı EYS yapısı ayrıntılı olarak analiz edilmiştir. Bu tez çalışmasının literatüre katkısı, yakıt hücresi ve Li-iyon batarya ile çalışan bir İHA'ya üç farklı EYS yönteminin uygulanarak analiz edilmesidir. Kullanılacak sisteme ve kaynak sayısına bağlı olarak tercih edilen EYS yöntemi de farklılık gösterebilecektir. Termostat Açık/Kapalı Kontrol Stratejisinde iki kaynak aynı anda kullanılamadığı için sistemin verimi daha düşüktür. Tip-II bulanık mantık tabanlı EYS'nin benzetim sonuçları daha iyi olmasına rağmen yapı olarak daha karmaşıktır ve karar verme süresi daha uzundur. Bu nedenle, Tip-Ⅰ bulanık mantık EYS'nin çoğu uygulamada daha etkin ve yaygın olarak kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır.
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.
Uçak kazalarında kök neden analizi: Tenerife uçak kazası incelemesi
Havacılık sektörü, sahip olduğu yüksek güvenlik standartlarına rağmen, zaman zaman sistemsel zafiyetlerden kaynaklanan büyük kazalara sahne olabilmektedir. Bu çalışmada, 1977 yılında meydana gelen ve havacılık tarihinin en ölümcül kazası olan Tenerife uçak kazası, Bow Tie ve FRAM analiz yöntemleri kullanılarak çok boyutlu biçimde incelenmiştir. Çalışmanın amacı, klasik neden-sonuç temelli yaklaşımlar ile işlevsel varyasyon analizlerini karşılaştırmalı olarak uygulayarak, havacılık güvenliği açısından daha bütüncül bir değerlendirme sunmaktır. Hipotez olarak, kazaların yalnızca insan hatalarına değil; aynı zamanda bağlamsal faktörlere, sistem içi etkileşimlere ve kontrol zayıflıklarına bağlı olarak gerçekleştiği öne sürülmektedir. Örneklem olarak Tenerife kazası olay dizisi seçilmiş, analiz birimi olarak olayda yer alan temel sistem işlevleri ele alınmıştır. Yöntem olarak, FRAM Model Visualiser (v3.1.0) ile FRAM diyagramı oluşturulmuş; ardından Bow Tie şeması ile neden-sonuç ve bariyer ilişkileri modellenmiştir. Bulgular, iletişim bozuklukları, düşük görüş koşulları, belirsiz kule talimatları ve insan faktörlerinin zincirleme şekilde kazaya yol açtığını göstermektedir. Her iki yöntemin bir arada kullanılması, olayların sistematik ve bağlamsal analizine imkân tanımış; sonuçta, havacılık güvenliği için önerilen çok katmanlı önleyici stratejiler geliştirilmiştir.
Inconel 718 numunelerin elektron ışın kaynağı altında doldurulmasının incelenmesi
Inconel-718 malzemesi üstün mekanik özellikleri sebebiyle havacılık alanında ve kritik parça imalatında sıklıkla tercih edilen bir malzemedir. Bu çalışmada, Inconel-718 malzemesinin elektron ışın kaynağı altında, ekstra bir tel besleme ünitesi yardımı ile tamir amaçlı doldurulması araştırılmıştır. Deneyler için aynı boyutlarda 9 numune hazırlanmıştır. Gerilim, akım, kaynak hızı ve tel besleme hızı parametreleri üzerinden Taguchi methodu kullanılarak parametre seti oluşturulmuştur. Elektron ışın kaynağı makinesinde vakum altında deneyler gerçekleştirilmiştir. Numunelere deney sonrası sertlik testi yapılmıştır. Sonrasında optik mikroskop altında tanecik yapısı, kaynağın genel durumu ve ısı tesiri altındaki bölge incelenmiştir. Elektron ışın kaynağı ile doldurma işlemi sırasında parametrelerin malzeme sertliğine ve ısı tesiri altındaki bölgenin (ITAB) genişliğine etkileri araştırılmıştır. Tel besleme hızı parametresi, ITAB sertliği üzerinde en etkili parametre olarak belirlenmiş olup, gerilim ve akım parametrelerinin etkileri düşük bulunmuştur. ITAB genişliği üzerinde en etkili parametre gerilim olup, tel besleme hızının etkisi en düşük parametre olarak belirlenmiştir.
Düşük Reynolds sayılı aerodinamik analizde girdap kafes ve panel yöntemlerinin karşılaştırılması
Uçak tasarım sürecinin en önemli fazı kavramsal tasarım aşamasıdır, çünkü bu fazda alınan kararlar uçağın genel geometrisini tanımlamaktadır. Karar aşamasında yapılan aerodinamik analizler sonucundaki statik aerodinamik katsayılar üzerinden performans gereksinimlerinin değerlendirilmesiyle uçağın geometrisi ortaya çıkmaktadır. Uçak geometrisi bu faz süresince iteratif ve sürekli olarak değiştiğinden optimum sonuca ulaşabilmek için hem zaman hem de maliyet etkin tasarım ve analiz araçları kullanmak elzemdir. Bu sebeple kavramsal tasarım sürecinde hızlı ve basit çözümler sunan Panel ve Girdap Kafes Yöntemleri düşük maliyetli yöntemler olup, son yıllarda uçak tasarım süreçlerinin başlangıç aşamalarında sıklıkla kullanılmaktadır. Panel ve Girdap Kafes Yöntemleri; potansiyel akış teorisini temel alarak sıkıştırılamaz, doğrusal, viskoz olmayan, irrotasyonel akım şartlarında cisimlerin yüzeyini küçük panellere ayırarak akışın etkilerini bu paneller üzerinde tanımlar. Bazı yazılımlar ile Panel ve Girdap Kafes Yöntemlerinin matematiksel modellerini kullanarak düşük ve orta hücum açılarında bir kanada ait statik aerodinamik katsayıları elde edilebilir. Bu tezde düşük Reynolds sayılı aerodinamik analizde düşük mertebeli aerodinamik analiz metotlarından Panel, Girdap Kafes ve yarı deneysel yöntemler kullanarak hava aracının aerodinamik modellenmesi için gereken katsayıların kestirilmesi ve kendi aralarında kıyaslanmasını hedeflemektedir. Çalışmanın ilk aşamasında yöntemlerin başarısı hakkında bilgi edinmek ve yöntemleri karşılaştırmak için rüzgâr tüneli deney sonuçları bulunan farklı açıklık oranlarına sahip dikdörtgen görünümlü NACA 4415 kanat geometrisi XFLR5, OpenVSP ve Dijital DATCOM yazılımlarında modellenerek aerodinamik analizler gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada Trainer 60 uçak geometrisi aynı yazılımlarla modellenerek aerodinamik analizler gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçlarında statik aerodinamik katsayılar kullanılarak yöntemler ve yazılımlar karşılaştırılmıştır.
Havacılık aydınlatma sistemlerinde sızdırmazlık sorunu ve çözüm önerileri
Günümüzde hava araçlarının kullanımı hızla artmaktadır. Gelişen teknoloji ile birlikte en güvenilir ulaşım araçlarından olan hava araçlarında kullanılan parça ve ekipmanların dayanıklılığı önem arz etmektedir. Aydınlatma sistemleri, hava araçlarında ve otomobillerde kullanılan önemli parçalardan biridir. Bu çalışmada ilk aşamada bir fabrikada aydınlatma sistemi montaj hattında karşılan problemler proje bazlı kırınımlara uğratılarak 5 farklı problem belirlenmiştir. Bu problemler sızdırmazlık, lens yüzey çizik, eksik enjeksiyon, soket eksikliği ve gövde kırık olarak bulunmuştur. Aydınlatma sistemi montaj hattı hataları incelendiğinde en fazla hatanın geometri kaynaklı sızdırmazlık hatası olduğu tespit edilmiştir. Üretilen aydınlatma sistemine ait üst paket/orta paket parçanın hammaddesi, üretim parametreleri ve üretim şekli incelenerek sıcak kaynak aparatının zamana bağlı aşınması ve geometrinin eksenden kayması sonucu kaynaklanamadığı veya sızdırmazlık hatası verdiği görülmüştür. Yapılan iyileştirme çalışmaları ile birlikte sıcak kaynak makinesi üzerindeki standart parçaya bağlı ayar sınırlandırılması ve enjeksiyon makinesi müdahaleleri ile orta paket hata oranı %1,45'ten %0,95 seviyelerine getirilerek problem giderilmiştir.
Uzay projelerinde kalite teminatı yaklaşımı
Bu çalışmada, uzay projelerinde uygulanan kalite teminatı yaklaşımı, Avrupa Uzay Standardizasyon İşbirliği (ECSS) tarafından yayınlanan standartlar referans alınarak anlatılmıştır. ECSS-Q-ST-20C Kalite Teminatı standartında belirtilen prensip ve gereksinimler açıklanmış olup, proje evrelerine göre gerçekleştirilen kalite faaliyetlerinin uygulama amacı ve yöntemleri aktarılarak bu faaliyetlerin önemine değinilmiştir. Çalışmada, uzay sektöründe referans alınan Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi (NASA), Japan Uzay Araştırma Ajansı (JAXA) gibi kuruluşlara ait olan kalite standartları hakkında bilgilendirme yapılmış olup, uluslararası alanda uzay sektöründeki ürün ve kalite teminatına dair yapılan çalışmalar taranarak, araştırma konusu desteklenmiştir. Bir yer gözlem uydu projesinde gerçekleştirilen kalite faaliyetleri kontrol/muayene listeleri üzerinden verilerek teorik olarak tanımlanan kalite gereksinim ve prensiplerine yönelik yapılan çalışmalar uygulamalı bir vaka üzerinden detaylı bir şekilde gösterilmeye çalışılmıştır. Çalışmanın nihai hedefleri olan; ülkemizde yeni şekillenmeye başlayan uzay sektöründe kalite teminatı konusundaki farkındalığın artırılması ve uzay kalite standartları üzerine bir kılavuz oluşturulmasını desteklemek adına bir uzay aracının fırlatma ve uzay koşullarında mağruz kalacağı zorlu etkiler anlatılmış, bu etkiler ve projelerin teknik zorlukları karşısında tüm süreçlerin neden kalite teminatı yaklaşımına sahip olması gereğinin önemi vurgulanmaya çalışılmıştır. Çalışma sonucu olarak kalite teminatı yaklaşımın proje ekiplerince kollektif olarak sahiplenilmesi ve referans kalite standartlarında belirtilen gereksinimlerin tüm proje süreçlerinde öncelenmesi gereği belirtilmiştir.
Uçak taksi hareketi için batarya destekli elektriksel itki güç sistemi tasarımı ve matematiksel modellemesi
Artan dünya nüfusu ile birlikte her alanda olduğu gibi havacılıkta da enerji tüketimi artmaktadır. Çevresel ve ekonomik kaygılardan ötürü bu enerjinin yenilenebilir ve temiz olması çok önemlidir. Her ne kadar kullanılan yakıtlar iyileştirilse ve motorların emisyon değerleri daha çevreci hale getirilse de havacılıkta elektrik destekli itki sistemlerine geçiş yapmak kaçınılmaz hale gelmiştir. Ancak elektrik destekli itkiye geçişte, mevcut teknolojik kısıtlar nedeniyle hava aracının, uçuş fazının, itki mimarisinin ve kullanılacak komponentlerin seçimi detaylı bir şekilde üzerinde çalışılması gereken bir konudur. Bu tez kapsamında havacılıkta kullanılan farklı itki mimarileri, uçuşun taksi fazı, bataryalar ve elektriksel güç üniteleri incelenmekte, turbofan motora sahip tek koridorlu yolcu uçağının taksi hareketi için kavramsal bir tasarım üzerinden güç sistemi matematiksel modeli oluşturulmaktadır. Matematiksel modelleme MATLAB/Simulink ortamında yapılmakta ve sonuçlar yorumlanmaktadır.
Havaalanı yer destek aracının aks mili hasar analizi
Bu çalışmada, havaalanı yer destek aracı aks milinin hasar analizi yapılmıştır. Sadece burulmayla yüklenen aks milinde ortaya çıkan hasarın mekanizması, sebepleri belirlenmiştir. Tekrar aynı hasarla karşılaşmamak için alınması gereken önlemler tavsiye edilmiştir. Hasar analizinde makro gözlem, nümerik analiz, metalografik analiz, kimyasal kompozisyon analizi, sertlik ölçümü ve çekme testi metotları kullanılmıştır. Nümerik analizlerde, gerçeğe yakın sonuçlar elde etmek için aks mili fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme (FDM) olarak modellenmiştir. Analiz sonuçları göstermektedir ki aks milindeki kırık bir burulma yorulması hasarıdır ve yorulma ömrü tipi düşük ömürlü yorulmadır. Aks milinin talaşlı imalatı sonrasında oluşan yüksek yüzey pürüzlülüğü hasar sebeplerinden biridir. Gerilme yığılmalarının oluşmasına sebep olan yüksek yüzey pürüzlülüğü, yüzeyde burulma yorulması dayanımını düşürmüştür ve çatlak başlangıcına sebep olmuştur. Diğer hasar sebebiyse yetersiz mekanik özelliklerde malzeme seçimidir. İndüksiyonla yüzey sertleştirme sayesinde aks milinin burulma dayanımı arttırılsa da 9 mm'den 14 mm'ye kadar olan derinliklerde akma mukavemetlerinin yeterli olmadığı bulunmuştur. Aks milinin talaşlı imalatında yüzey kalitesini arttırmak, yüzey pürüzlülüğünü ve gerilme yığılmalarını azaltmak için yüzey finiş işleminde son pasonun düşük derinlikle alınması ve hatta taşlama önlem olarak tavsiye edilmiştir. Ayrıca aks mili malzemesi olarak EN 34Cr4 alaşım çeliği yerine akma mukavemeti daha yüksek olan başka bir malzeme, örneğin EN 37Cr4, kullanılması tavsiye edilmiştir.
Nano malzeme katkılı çok fonksiyonlu kompozit yapıların geliştirilmesi
Bu çalışma kapsamında özellikle havacılık ve uzay endüstrilerinde önemi gittikçe artan çok fonksiyonlu kompozit yapıların geliştirilmesine yönelik, nano malzeme katkılı akıllı bir malzeme olan kayma altında katılaşan sıvılar kullanılarak, dış katmanları alüminyum, çekirdek malzemesi ise köpükten oluşan sandviç kompozit yapıların çarpma enerjisi sönümlemesinin arttırılması ve kendi halinde yalıtkan olan çekirdek malzemesine elektriksel iletim özelliği kazandırılması üzerine çalışılmıştır. Dış yüzeyler 1.6 mm kalınlığında 7075 serisi alüminyum, çekirdek malzeme ise 18 mm kalınlığında XPS (Ekstrüde polistiren köpük) kullanılarak 50x50x21.4 mm boyutlarında sandviç yapılar oluşturulmuştur. Çekirdek malzeme üzerine 2, 4 ve 6 mm çaplarında dikey delikler ve 2, 4 ve 6 mm genişliklerinde yatay kanallar olmak üzere 6 farklı kanal tasarımı yapılmış ve bu kanallar 200 g/mol polietilen glikol (PEG) ortamında dağıtılmış ağırlıkça %40 silika tozu ile hazırlanan kayma altında katılaşan sıvı (KAKS) ile doldurulmuştur. Elektriksel iletimin sağlanması amacı ile hazırlanan KAKS çözeltisine çok katmanlı karbon nanotüpler (KNT) eklenerek, reolojik ve elektriksel parametreler gözetilerek optimum KAKS + KNT içeriği belirlenmiştir. Hazırlanan sandviç yapılar 5, 10 ve 15 J enerji seviyelerinde düşük hızlı çarpma testine tabi tutulmuştur. Çarpma testi sonucunda numune tabanında oluşan reaksiyon kuvvetleri incelenmiştir. Ardından elektriksel iletim ve darbe sönümleme performansı açısından optimum özellikteki sandviç yapı tasarımı değerlendirilmiştir.
Havaalanlarının çevresel etkileri
Günümüz dünyasında iletişim ve ulaşım, teknolojiyle birlikte gelişmeye ve artmaya devam etmektedir. Ulaşım, modern insanın yaşam kalitesinin önemli ve ayrılmaz bir parçasıdır. Ulaşımdaki gelişmelerin getirdiği sosyal değişimlerin yanı sıra önemli çevresel etkiler de söz konusudur. Bu etkilere neden olan ana ulaşım unsurlarından biri de hava taşımacılığıdır. Günümüzde önemli bir konuma sahip olan hava taşımacılığı sektörü giderek gelişmektedir. Hava taşımacılığı için bağlantı noktaları olarak kabul edilen havaalanları, bulundukları bölgelerin ekonomik, sosyal ve kültürel gelişiminin önünü açmakla birlikte çevre üzerinde de olumsuz etkiye sahiptir. Bu çalışmada havaalanlarının çevresel etkilerinden, havalimanlarının faaliyyetleri yüzünden oluşan gürültü kirliliğinden bahs edilmiş, uçakların taksi modunda neden olduğu karbon monooksit, azot monooksit ve hidrokarbon emisyonları hesaplanmış ve bunların zararlarına karşı alınacak önlemlerle ilgili önerilerde bulunulmuştur.Aynı zamanda Türkiye'de daha çok tercih edilen yolcu uçaklarının neden olduğu karbon emisyonlarının analizi yapılmıştır.
Havalimanı pistlerinde yabancı madde tespiti için derin öğrenme yaklaşımı
Pist üzerindeki yabancı nesneler, uçuş güvenliğini doğrudan tehdit eden ciddi bir risktir ve bu nedenle hızlı, doğru ve güvenilir şekilde tespit edilmeleri hayati öneme sahiptir. Çalışmanın amacı; havalimanı pistlerinde bulunan yabancı nesnelerin yabancı madde hasarı (YMH) tespitinde kullanılabilecek, derin öğrenmeye dayalı bir nesne algılama sistemi kurmak ve farklı YOLO mimarilerinin (YOLOv5, YOLOv8 ve YOLOv11) performanslarını karşılaştırmalı olarak değerlendirmektir. Tezin temel hipotezi, modern derin öğrenme temelli nesne algılama algoritmalarının YMH tespiti görevlerinde geleneksel yöntemlere kıyasla daha yüksek doğruluk, daha az yanlış negatif oranı ve farklı çevresel koşullara karşı daha yüksek dayanıklılık sağlayabileceğidir. Bu doğrultuda, hazır olarak sunulan YOLOv5s, YOLOv8s ve yeni nesil YOLOv11-s modelleri kullanılarak kapsamlı deneyler gerçekleştirilmiştir. Tez kapsamında kullanılan veri seti, havalimanı ortamında toplanmış olan ve 31 farklı yabancı nesne sınıfı ile çeşitli hava ve ışık koşullarını içeren FOD-RUNWAY veri setidir. Değerlendirme sürecinde modeller; doğruluk (precision), duyarlılık (recall), F1 skoru, mAP@0.50 ve mAP@0.50–0.95 gibi çeşitli metrikler kullanılarak kıyaslanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, YOLOv11-s modeli, hafif yapısına rağmen YOLOv5s ve YOLOv8s modellerine kıyasla daha yüksek F1 skoru (0.861) ve daha iyi duyarlılık (0.826) sergilemiştir. Bu durum, özellikle güvenlik açısından kritik olan uygulamalarda yanlış negatiflerin azaltılması açısından önemli bir avantaj sağlamaktadır. YOLOv8s modeli, genel doğruluk ve mAP performansı bakımından öne çıkarken, YOLOv5s bazı durumlarda daha düşük recall oranlarına sahip olmuştur. Ayrıca, YOLOv11-s modelinin yalnızca 9.45 milyon parametreye sahip olması ve yaklaşık 45 dakikalık bir sürede orta seviye donanımda eğitilebilmesi, sınırlı kaynaklara sahip gömülü sistemlerde veya gerçek zamanlı havaalanı uygulamalarında kullanılabilirliğini artırmaktadır. Sonuç olarak, bu tezde herhangi bir yeni mimari geliştirilmeden, hazır ve güncel YOLO modellerinin performansları derinlemesine analiz edilmiştir. Elde edilen bulgular, derin öğrenme yöntemlerinin YMH tespitinde geleneksel sistemlere göre önemli avantajlar sunduğunu ve özellikle YOLOv11-s modelinin hafif yapısı ve güçlü genelleme kabiliyeti sayesinde havalimanlarında gerçek zamanlı ve ölçeklenebilir güvenlik çözümleri için etkili bir seçenek olabileceğini ortaya koymaktadır.
Elazığ havalimanı havacılık emisyonlarının makine öğrenmesi ile analizi
Havacılığın ulaşım sektöründeki giderek artan payı, havacılık sektörünün küresel ısınma ve kirlenmeye olan etkisinin de incelenmesine yol açmaktadır. Bu etmenler göz önüne alındığında havacılık sektörünün çevreye olan etkisinin incelenmesi, artan küresel farkındalık nedeniyle önemli bir araştırma konusu haline gelmiştir. Özellikle, havacılık sektörünün sera gazı emisyonundaki payı göz önüne alındığında, bu konuda yapılacak doğru emisyon hesaplamaları ve ileriye dönük tahminleme çalışmaları, havacılık sektörünün geleceğinin belirlenmesi ve sera gazı emisyonuna yönelik önleyici tedbirlerin alınması için önemli bir etkendir. Bu tez çalışmasında, Elazığ Havalimanını kullanan uçakların yer hareketi (taksi) sırasında atmosfere saldıkları gazların (HC, CO, NOx, CO₂) detaylı bir envanterinin oluşturulması ve bu emisyonların makine öğrenmesi yöntemleriyle tahmin edilebilirliğinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Elazığ Havalimanı 2023 ve 2024 yıllarına ait 11042 ticari uçuş hareketini içeren hesaplama sonucunda, uçakların taksi süresi boyunca yaklaşık 1265 kg HC, 20942 kg CO, 6093 kg NOx ve 3,98 milyon kg CO₂ gaz salınımı gerçekleştirdiği hesaplanmıştır. İki yıllık gaz emisyon hesaplamasının ardından, Doğrusal Regresyon, Destek Vektör Regresyonu (SVR), Rastgele Orman (RF) ve Gradyan Artırma Makineleri (GBM) modelleri kullanılarak geçmiş verilere dayalı kısa vadeli tahmin performansları test edilmiştir. RMSE, MAE ve MAPE metrikleri yardımıyla model performansları karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, topluluk öğrenme yöntemlerinin diğer modellere göre daha yüksek doğruluk sağladığını ve en iyi modelde yaklaşık %12 MAPE değeri elde edildiğini göstermiştir. Bu tez çalışması, gerçek taksi süreleri kullanılarak Elazığ Havalimanı için doğruluğu yüksek gaz emisyonları hesaplamasını ve emisyonların makine öğrenmesi modelleriyle tahminlerinin yapılabilirliğini gösteren detaylı bir analizdir. Çalışmanın ileri ki zamanlarda politika yapıcılara, şehir yöneticilerine ve planlamacılara yol gösterecek bilgi ve yöntemler sunacağı öngörülmektedir.
İç hat uçuşlarda hava aracı yakıt verimliliğinin çoklu doğrusal regresyon analizi
Bu tez çalışması, Airbus A321 uçak modelinin çevresel ve operasyonel verimlilik özelliklerini analiz ederek havacılık sektörünün sürdürülebilirlik hedeflerine nasıl katkıda bulunduğunu incelemektedir. A321, dar gövdeli ve orta menzilli uçaklar kategorisinde, yüksek yolcu kapasitesi, yakıt verimliliği ve çevre dostu teknolojileriyle öne çıkmaktadır. Çalışma kapsamında, A321'in yapısal tasarımı, motor teknolojileri, aerodinamik özellikleri ve malzeme kullanımı detaylı şekilde ele alınmıştır. Yakıt tüketimini etkileyen faktörlerin karmaşık yapısını çözümlemek amacıyla çoklu doğrusal regresyon analizi yöntemi tercih edilmiştir. Bu yöntem, yakıt tüketimi ile uçağın performansı ve operasyonel parametreleri arasındaki ilişkileri istatistiksel olarak modelleyerek, etkili tasarım ve işletme stratejileri geliştirmeye olanak tanımaktadır. Regresyon analizi, parametrelerin birbirleriyle olan etkileşimlerini de değerlendirerek yakıt verimliliğini optimize etmek için uygulanabilir sonuçlar sunmaktadır. Yakıt tüketimini azaltmaya yönelik yenilikçi çözümler, özellikle Pratt & Whitney PW1100G ve CFM LEAP-1A motorlarının sağladığı teknolojik avantajlarla incelenmiştir. Ayrıca, aerodinamik iyileştirmeler ve hafif kompozit malzemelerin kullanımı, karbon emisyonlarını azaltma ve operasyonel maliyetleri düşürme açısından değerlendirilmektedir. Tezde, A321'in yakıt verimliliğini analiz edebilmek için; operasyon boyunca harcanan yakıt miktarının, yolcu sayısı, uçuş seviyesi, uçuş mesafesi, ortalama rüzgar, ortalama hız, uçuş süresi (dakika) ve uçak kalkış ağırlığı gibi parametrelerle olan ilişkisi analiz edilmiştir. Sonuç olarak, havacılık sektöründe sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmak için biyoyakıt kullanımı, hidrojen yakıtlı sistemler ve yenilikçi motor teknolojileri gibi öneriler sunulmaktadır. Bu çalışma, A321 gibi modern uçak modellerinin, havacılık sektörünün çevresel sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşma konusundaki potansiyelini ortaya koyarak sektördeki yenilikçi yaklaşımlara ışık tutmaktadır.
Statik ve modal analiz ile turboşaft motor bağlanti braketi tasarimi
Statik ve Modal Analiz ile Turboşaft Motor Bağlantı Braketi Tasarımı tez çalışmasında, turboşaft motorların testlerinin yapıldığı test odalarında güvenli bölgede çalışabilmek için motor bağlantı braketinin yapısal olarak incelemesi yapılmıştır. Turboşaft motorların testlerinin yapıldığı odalarda alınacak ölçümlerin doğruluğu ve teste tabi tutulan motorların güvenliği birinci önceliktir. Bu nedenle motor bağlantısı elemanlarının sağlamlığı kritik öneme sahiptir. Bu kapsamda test odası bileşenleri detaylı şekilde incelenmiştir. Test odalarının olmazsa olmaz sistemleri, dinamometre, hava ve yakıt besleme sistemleri ile veri toplama altyapısı gibi alt sistemlerden bahsedilmiştir. Tez çalışmasında, motor bağlantı braketi üzerinde statik ve modal analizler gerçekleştirilmiştir. Farklı ağ yapıları karşılaştırılarak ağ bağımsızlık çalışması yapılmıştır. Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak analizler gerçekleştirilmiştir. Kartezyen ağ yapısı ve 1,25 mm eleman boyutu en düşük çarpıklık metriği ve en yüksek eleman kalitesi açısından öne çıkmıştır. Statik analiz sonuçlarına göre maksimum eşdeğer gerilme 65,7 MPa ve maksimum toplam deformasyon 0,484 mm olarak hesaplanmıştır. Bu değerlerin belirlenen sınırların üstünde olmadığı doğrulanmıştır. Ayrıca parametrik analiz çalışması ile birlikte motor bağlantısı parçalarının bazı kalınlıkları değiştirilerek yapılan analizler sistemin genel davranışına etkisi değerlendirilmiştir. Modal analiz çalışmalarıyla motor bağlantı parçasının ilk sekiz doğal frekansı ve mod şekilleri belirlenmiştir. Bu çalışma ile sistemin dinamik davranışları incelenmiştir. Özellikle düşük frekanslı modların motordan gelen frekanslardan uzak olmasına dikkat edilmiştir. Rezonans ihtimali bulunan tasarım bölgeleri vurgulanmıştır. Tüm bu analiz sonuçlarından elde edilen sonuçlar, daha rijit motor bağlantı tasarımları oluşturmak ve test sistemi güvenirliliğini artırmak açısından değerlendirildiğinde önemli bilgiler sağlamıştır. Sonuç olarak bu tez çalışması, turboşaft motor test odası tasarımı özelinde, sonlu elemanlar ile yapısal analiz felsefesiyle motor bağlantı braketlerinin değerlendirilmesini hedeflemiştir. Analiz sonuçları hem literatüre katkı sağlamış hem de sahada testlerde kullanmaya yönelik bilgiler sunmuştur.
Sandviç yapılardaki kafes boyutlarının eğme özelliklerine etkisi
Eklemeli imalat yöntemlerinin gelişimiyle farklı çekirdek yapı modelleri ile oluşturulan sandviç yapıların mekanik performansı ve ağırlık azaltımı çalışmaları kolay bir hale gelmiştir. En iyi mekanik performansı elde etmek için plakanın veya çekirdek yapı malzemesinin değişiminin yanı sıra malzemenin dağılımının veya şeklinin değişimi gibi birçok seçenek vardır. Ergiyik yığma modellemesi (EYM), esneklik, basit işleme, kısa üretim süresi, özel tasarım fırsatı ve bal peteği sandviç yapılarının işlevselliğini artırma yeteneğine sahip bir süreçtir. Ergiyik yığma modeli (EYM) prensibi ile çalışan 3B yazıcılar eklemeli imalat teknolojilerinde PLA ve ABS gibi termoplastik malzemelerin kullanımı ile en sık uygulanan yöntemlerden biridir. Bu çalışmada 7075 alüminyum plakalar kullanılarak ve biyoçözünür malzemeye sahip PLA filamentten EYM yöntemi ile hazırlanan çekirdek yapı malzemesinin reçine ile birbirine yapıştırılması ile oluşturulan beş farklı sandviç yapının üç nokta eğme testi yapılmıştır. Dikdörtgen kafes tasarımı ile yapılan bu çalışmada diğer iki boyutlu farklı şekillerdeki kafes yapıları için de fikir oluşturması amaçlanmıştır. Kafes yapısının alanı aynı tutularak kenarlarının boyut değişimiyle mekanik performansı incelenmiştir. Oluşturulan numunelerin kafes alanları 12 mm²'dir. Numunelerden birinin kafes yapısı kare seçilirken diğer dört kafes yapısı aynı ölçülerdeki ikişer dikdörtgenin yatay ve dikey konumlandırılması ile oluşturulmuştur. Deney sonuçlarına göre kuvvete dik yöndeki kiriş sayısının karşıladığı kuvvete oldukça etkisinin olduğu, dikey konumlandırılanların diğerlerine göre oldukça düşük performans gösterdiği görülmüştür.
Baskı yönüne bağlı olarak eklemeli imalat yöntemiyle üretilen pla parçalarının çekme dayanımı özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, Fused Deposition Modeling (FDM) yöntemiyle üretilen polilaktik asit (PLA) numunelerin mekanik özellikleri üzerinde baskı yöneliminin etkisi deneysel ve numerik olarak incelenmiştir. ASTM D638-14 standardına uygun çekme numuneleri, ZAXE X1 PLUS 3B yazıcı ve PLA-ZAXE filament (Ø 1,75 mm) kullanılarak üretilmiştir. Numuneler, düz(flat) ve dik (upright) baskı yönelimlerinde, ±45° raster açısı ve 0,15 mm katman kalınlığı sabit tutulacak şekilde basılmıştır. Çekme testleri, Shimadzu AG-IS 250 kN cihazında oda sıcaklığında ve 1,4×10⁻³ s⁻¹ gerinim hızında gerçekleştirilmiştir. Elde edilen gerilme–gerinim eğrilerinden elastisite modülü, akma davranışı, maksimum çekme dayanımı ve kopma uzaması değerleri belirlenmiştir. Deneysel sonuçlara ek olarak, aynı numuneler için sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak numerik analizler gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar deneysel verilerle karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, düz baskı yöneliminde üretilen PLA numunelerin, dik yönelimde üretilen numunelere kıyasla daha yüksek dayanım ve süneklik sergilediğini göstermiştir. Bu durum, katman birikim yönü ile uygulanan yük doğrultusu arasındaki ilişkinin PLA parçaların mekanik performansı üzerinde belirleyici bir etkiye sahip olduğunu ortaya koymaktadır.
Hasarlanmış perçin başının hava aracı bağlantılarının mukavemetine etkisi
Havacılık yapılarında yaygın olarak kullanılan MS20470AD-4 tipi dolu perçinler mekanik dayanım, düşük ağırlık ve üretim kolaylığı gibi avantajları nedeniyle yapısal bağlantı elemanı olarak sıklıkla tercih edilmektedir. Ancak üretim hataları, bakım işlemleri veya korozyon gibi nedenlerle perçin başlarında meydana gelen malzeme kayıplarının bağlantı mukavemeti üzerindeki etkisi hakkında literatürde sınırlı sayıda deneysel çalışma bulunmaktadır. Bu eksiklikten yola çıkarak gerçekleştirilen bu çalışmada perçin başı yüksekliğindeki azalmaların bağlantıların statik kesme dayanımına etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Bu çalışmada 2024-T3 alüminyum alaşımı kullanılarak hazırlanan tek perçinli, tek kesme düzlemli bindirme bağlantılar üzerinde baş yüksekliği sırasıyla %0, %25, %50, %75 ve %100 oranlarında hazırlanmış ve her grup için onar adet numune hazırlanarak statik kesme testleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel veriler, perçin başı yüksekliğinin kademeli olarak azaltılmasının bağlantının statik kesme dayanımı üzerindeki etkisini ayrıntılı biçimde ortaya koymuştur. Baş yüksekliği %25, %50 ve %75 oranlarına kadar azaltıldığında, bağlantının kesme yönündeki yük taşıma kapasitesinde %100 baş yüksekliğine sahip kontrol grubuyla karşılaştırıldığında istatistiksel olarak anlamlı bir fark gözlenmemiştir. Bu durum, belirli bir orana kadar baş yüksekliği kaybının bağlantının yapısal bütünlüğünü kritik düzeyde etkilemediğini göstermektedir. Buna karşılık başın tamamen ortadan kaldırıldığı (%0 baş yüksekliği) grupta, taşıma kapasitesinde yaklaşık %11,3 oranında anlamlı bir azalma tespit edilmiştir. Ayrıca %0 grubunda daha belirgin plastik deformasyon ve şekil bozukluğu gözlemlenmiştir. Bu sonuçlar, perçin başının yükü dengeli bir şekilde iletmedeki kritik rolünü vurgulamakta ve belirli bir eşik değerin altındaki hasarın bağlantının rijitliğini ve yük taşıma kapasitesini önemli ölçüde zayıflattığını göstermektedir.
Havacılık aksesuar dişlileri rim ve ağ kalınlığının dişli kontağına ve doğal frekansına etkileri
Havacılık aksesuar dişli kutuları, motor ve alt sistemler arasında mekanik güç aktarımını sağlayan kritik sistemlerdir. Bu sistemlerdeki dişliler, yüksek dönüş hızlarında çalışan ve şaftla yekpare olarak tasarlanan hassas bileşenlerdir. Ayrıca hafiflik ve güvenilirlik, bu sistemlerde öncelikli tasarım hedeflerindendir. Bu dişli kutularının tasarım projelerinde özellikle dişli ağırlık ve güvenilirlik optimizasyonu zorlu bir süreçtir. Bu çalışmada, AGMA 2001 D04 standardına uygun olarak modellenmiş bir havacılık aksesuar düz dişli çifti kullanılarak rim ve ağ kalınlıklarının, dişli kontak durumuna ve dişli doğal frekanslarına etkileri incelenmiştir. Bu amaçla statik ve modal analizler gerçekleştirilmiştir. Yapılan değerlendirmelerde, kontak kuvvet dağılımları, gövde deformasyonları ve doğal frekanslar üzerindeki etkiler incelenmiştir. Bu tez kapsamında yapılan analizlerde, geometrik değişimlere bağlı olarak Z53 dişlisinde gövde deformasyonuna bağlı %8'e varan dişli kontak kayma değişimleri görülmüş ve ilk 6 mod frekansındaki değişimler ortaya konmuştur. Benzer şekilde Z76 dişlisinde ise %20'lere varan kontak kayma değişimleri ile ilk 6 mod frekansındaki değişimler gösterilmiştir. Kontak kuvvet dağılımları incelendiğinde ise her iki dişlinin de en ince yapılarda olduğu durumda kontak kuvvet dağılımı tepe değerinde %21 kadar bir artış tespit edilmiştir. Bu çalışmanın sonuçları kullanılarak bir havacılık aksesuar dişli kutusu tasarımında kavramsal ve ön tasarım aşamalarında daha hızlı bir şekilde dişli geometrilerinde değişiklik yapılabilecektir. Şaft ile yekpare olduğu için dişli şaft olarak adlandırılan bu parçalarda rim ve ağ kalınlıkları belli ölçülerde değiştirildiğinde ortaya çıkan etkilerin büyüklüğüne göre dişli şaft geometrileri en az geometri değişikliği ile ihtiyaç dâhilinde iyileştirilebilecektir. Bu sayede tasarım sürecinde hem maliyetler azaltılmakta hem de süreç daha yönetilebilir hale gelmektedir.
Gaz türbinli bir yanma odası için melez yayıcı performans analizi
Havacılıkta yaygın bir kullanım alanına sahip gaz türbinli motorların, icra ettikleri görevler ve çalışma koşulları bakımından güçlü, hafif ve verimli olmaları beklenmektedir. Bu isterleri sağlamak amacıyla yürütülen optimizasyon çalışmalarında, motorun ana bileşenlerinden olan kompresör ile yanma odası arasındaki aerodinamik uyum kritik öneme sahiptir. Kompresörden çıkan yüksek hızlı havanın, yanma verimini artırmak amacıyla genişleyen bir kesitte (yayıcı) yavaşlatılarak basıncının artırılması gerekmektedir; ancak bu işlem aerodinamik kayıplara ve akış ayrılmalarına yatkındır. Bu çalışmada, yayıcı uzunluğunu kısaltarak motor ağırlığını düşürmeyi hedefleyen "melez yayıcı" konseptinin aerodinamik performansı incelenmiştir. Literatürdeki deneysel veriler (Stieglmeier vd., 1989) referans alınarak doğrulanan Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) modelinde, 𝑘−𝜔 𝑆𝑆𝑇 türbülans modeli kullanılarak analizler gerçekleştirilmiştir. %5 sabit tahliye oranıyla yürütülen parametrik analizlerde, tahliye boşluğu geometrisi, tahliye mesafesi ve akış içi engel elemanlarının etkileri araştırılmıştır. Analizler sonucunda, ikinci yayıcı açısının 45° ve geçiş mesafesinin 2 mm olduğu geometri (Durum 4), laboratuvar ölçeğinde 0.4718 statik basınç geri kazanım katsayısı (𝐶𝑝) ve 0.1473 toplam basınç kayıp katsayısı (K) ile optimum tasarım olarak belirlenmiştir. Çalışma gerçek motor koşullarına (Re=20*10^4) uyarlandığında ise performans katsayısı (𝐶𝑝) 0.8461 değerine ulaşmıştır. Ayrıca, akış içi engel analizlerinde konik yönlendiricilerin küresel geometrilere kıyasla akış ayrılmasını daha etkin önlediği tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular, önerilen melez yayıcı tasarımının kısa mesafede yüksek genişleme açılarına imkan tanıyarak kompakt ve yüksek verimli bir çözüm sunduğunu göstermektedir.
T6 ve derin kriyojenik ısıl işlemleri uygulanmış alüminyum esaslı magnezyum alaşımlarının mikroyapı, aşınma ve deniz suyu korozyonu performansının incelenmesi
Bu çalışmada, AZ91 ve AM60 magnezyum alaşımlarına T6 (çözeltiye alma ve yaşlandırma) ısıl işlemi ve ardından derin kriyojenik (DC) ısıl işlemi uygulanmıştır. Çözeltiye alma ısıl işlemi 400°C'de farklı sürelerde (4, 5 ve 6 saat) yapılmıştır. Yaşlandırmada ısıl işlemi ise 200°C'de 10 saat fırında tavlanarak gerçekleştirilmiştir. Bu işlemler sonrası numuneler -196°C'de 48 saat boyunca derin kriyojenik (DC) ısıl işlemine tabii tutulmuştur. Numunelerin aşınma direncini ölçmek için pin-on-disc yöntemi ve korozyon direncini ağırlıkça %3.5 NaCl içeren sulu çözeltide elektrokimyasal deneyler yapılarak ölçülmüştür. Elde edilen bulgularda, AZ91 ve AM60'ın mikroyapısının ısıl işlemlerden sonra değiştiği gözlemlenmiştir. AZ91 için ötektik fazın, matris içinde daha fazla çözündüğü diğer taraftan AM60 alaşımında ise 6 saat hariç 4 ve 5 saatlik süreler sonrasında ötektik fazın mikroyapıda dağıldığı ve matriste çözündüğü gözlemlenmiştir. Aşınma hızının AZ91 alaşımında süre ile beraber artarken, AM60 alaşımında 5 saat sonrasında düşüş gözlemlendiği tespit edilmiştir. Korozyon çalışmalarında ise ısıl işlem görmemiş AZ91 alaşımının açık devre potansiyelinin (Eocp), ısıl işlem görmüş numunelere göre daha pozitif olduğu görülmüştür. Buna karşın, AM60 alaşımında ise T6 ısıl işlem süresinin artması ile Eocp pozitif yönde artış olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, ısıl işlem görmüş veya görmemiş AZ91 ve AM60 alaşımları için elde edilen polarizasyon eğrilerinde herhangi bir pasivasyon bölgesi oluşmadığı anlaşılmıştır.
Süper kondansatörle güçlendirilmiş mikro/mini sınıf bir insansız hava aracı için hibrit güç sistemi matematiksel modeli
Dünya nüfusu arttıkça her alanda tüketim artmaktadır. Enerjiye hemen hemen her alanda ihtiyaç duyulmaktadır ve bu enerjinin yenilenebilir ve temiz enerji olması önemlidir. Havacılık alanında atılan çevresel adımlardan biri de itki sistemlerinin ve kullanılan yakıtların iyileştirilmesidir. Bu amaçla fosil yakıtlardan elde edilen ve çevreye zarar veren enerji yerine daha sürdürülebilir bir seçenek olan elektrik enerjisinin kullanımı yaygınlaşmaktadır. Elektrik enerjisinin verimli kullanılabilmesi için depolanması gerekir. Elektrikli araçlarda enerji depolama teknolojisi olarak batarya kullanımının çevre için olumsuz sonuçları olabilmektedir. Buna rağmen bataryanın yerini alabilecek çevreci bir teknoloji mevcut değildir. Bataryaların ömrü uzatılarak batarya kullanımı azaltılabilir. Bu tez kapsamında havacılıkta kullanılan enerji depolama teknolojileri mikro/mini sınıf insansız hava araçları özelinde incelenmekte, bu teknolojilerin havacılık için önerilen yeni nesil hibrit itki sistem mimarileri için hibrit formda kullanımları irdelenmektedir. Batarya ve süper kapasitörün mikro/mini sınıf bir insansız hava aracının güç sistemi için hibrit kullanımı MATLAB/Simulink ortamında matematiksel olarak modellenmekte ve sonuçlar yorumlanmaktadır.