Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
DENEYSEL SPORTİF AMAÇLI İKİ KİŞİLİK
HAFİF HAVA ARACI TASARIMI
OKTAY DÖNMEZ 1
Takdim Planı
• Deneysel Hafif Hava Aracının Tanımı
• Tasarım Yöntemi
• Tasarım Girdilerinin Tespiti
• Kanat Tasarımı
• Kanat Malzemelerinin Seçimi
• Üretim
• Test
2
Deneysel Hafif Hava Aracının Tanımı Bu çalışmada;
İki kişilik,
Eğitim, eğlence ve spor maksatlı,
İki zamanlı bir motoru ve iki palli pervanesi olan,
Kompozit gövdeden oluşan,
deneysel hafif hava aracının SHGM yönetmeliklerine uygun şekilde çok
disiplinli tasarım tekniklerinden faydalanarak kavramsal tasarımı
amaçlanmıştır.
3
Deneysel(experimantal) uçak nedir?
Deneysel kategorideki uçaklar; bir uçak fabrikasının seri üretimine
geçmeden önce ürettiği prototip hava aracı olmakla birlikte, havacılığa
ve uçuşa ilgi duyan amatör kişilerin evlerinin bahçesinde ya da
atölyelerinde bir plan dahilinde yapabilecekleri uçaklardır.
4
Deneysel(experimantal) uçak nedir?
5
Sportif Hafif Uçaklar(Light Sport Aircraft) Hangileridir?
Eğlence ve spor maksatlı kullanılan herhangi bir ticari faaliyette
kullanılmayan hafif hava araçlarıdır. Özellikle A.B.D ve Avrupada çok
yaygın olmakla birlikte son zamanlarda ülkemizde de ilgi odağı
olmuştur. Yapımı ve uçuş izni tıpkı ticari amaçlı uçaklarda olduğu gibi
sivil havacılık otoritelerinin kurallarına tabidir. LSA lar için farklı
havacılık otoriteleri tarafında benzer kurallar çerçevesinde tanımları
yapılmıştır.
6
Sivil Havacılık Otorilerinin LSA Tanımları FAA EAA / EASA SHGM
Max. Gross Takeoff Weight
Azami kalkış ağırlığı 1,320 lbs 1,320 lbs 600 kg
Max. Gross Weight
Azami Boş Ağırlığı 660 lbs Belirtilmemiş Belirtilmemiş
Max. Stall Speed
Azami Stall Hızı 51 mph / 45 knots CAS 51 mph / 45 knots CAS 45 Knot
Max. Speed in Level Flight
Azami Seyir Hızı 138 mph / 120 knots CAS 138 mph / 120 knots CAS Belirtilmemiş
Seats
Ekip Sayısı Two (max.) Two (max.) Maksimum 2 kişi
Engines
Motor One (max. if powered.) One (max. if powered.) Türbinli olmayan tek motor
Propeller
Pervane
Fixed-pitch or ground
adjustable
Fixed-pitch or ground
adjustable Belirtilmemiş
Cabin
Kabin Unpressurized Unpressurized Basınçlandırılmamış
Landing Gear
İniş Takımları Fixed Fixed Belirtilmemiş
7
Deneysel Hafif Hava Aracı Üretimi Sertifikasyonu
• SHT - HHA-S: Hafif Hava Araçlarının Sertifikasyonu Talimatı
• SHT - AS : Amatör Yapım Hava Aracı Sertifikasyonu Talimatı
• TR-UL : Çok Hafif (Ultra Light) Hava Araci Sertifikasyon Şartnamesi
• AC 20-27 : FAA’in amatör yapım hava araçlarının sertifikasyonuna yönelik rehber dökümanı,
• AC 90-89 : FAA’in amatör yapım hava araçlarının test uçuşlarına yönelik rehber dökümanı,
• Revised Listing Of Amateur-built Aircraft Kits : FAA’in onaylı kit listesi
8
Amatör Yapım Hava Aracının İmalatına Başlamadan Önce Uygulanacak Adımlar
Hazır KİT Özgün/yeni bir Tasarım Hazır Plan
Genel Müdürlük
OKL’de yer
alıyor mu? Hayır Hayır
Genel Müdürlük
OKL’de yer
alıyor mu?
Evet
Evet
Planda
değişiklik
yapılması
Gerekli düzeltmeler
yapılır.
Yeterlilik ve uygunluk
kontrolü için Genel
Müdürlüğe
Hayır
Evet
Proje imalat sürecinde nezaret edecek
denetçinin atanması talep edilir.
Hayır Yeterlilik onayı verildi mi?
OKL: Onaylı
Kit Listesi 9
Hazır Kit/ Ready To Fly
Zenith Stol CH 750
10
Hazır Plan
Fighter ultralight
11
Özgün/Yeni Tasarım
12
Popüler LSA Örnekleri
13
Tasarım Yöntemi
Tasarıma gereksinimlerin belirlenmesiyle
başlayıp, şekildeki yol izlenilmektedir.
Tasarım gereksinimleri
belirlenmesi
Kavramsal tasarım
Detay tasarım ve analiz
Üretim
Test ve iyileştirme
Tasarım güvenilir ve tatmin
edicimi? Tecrübelerle tasarımı
değiştir
14
Tasarım Gereksinimlerinin Belirlenmesi
Boş Ağırlık <400 kg <881,85 lbs
Dolu ağırlık <600 kg <1322,77 lbs
Kalkış Mesafesi <150 mt <492,13 ft
İniş Mesafesi <150 mt <492,13 ft
Seyir Hızı 75 km/h 46,6 mph
Vne Hızı 130 km/h 80,78 mph
Stall Hızı 45 km/h 27,96 mph
Motor gücü 55 Hp 41 kw
• Yüksek kanat açıklık oranlı,
• Kompozit gövdeli,
• Üretim maliyeti düşük,
• Taşınmasının kolay olması
gerekmektedir.
15
Tasarım Parametrelerinin Belirlenmesi
Hangi kanat profili?
yüksek kanat açıklık oranlı hafif hava araçlarında kullanımı yaygın olan
Wortmann FX 63-137 13,7% smoothed , FX 61-168 %16.8 smoothed
profilleri…
16
Tasarım Parametrelerinin Belirlenmesi
Neden Wortmann profilleri?
Yüksek performasnlı Wortmann profillerinin genel karakteristikleri:
• firar kenarında belirgin bir aşağı yönlü kıvrım olması,
• pek çok düşük hız profillerine nazaran daha ince olması,
• daha keskin bir hücum kenarı eğrisine sahip olmasıdır.
60 serisi profillerin 1960’lı yıllarda geliştirildiğini, takip eden rakamlar
ise profilin kalınlık oranını belirtmektedir.
17
Kanat Açıklığı ve Açıklık Oranı
Seçmiş olduğumuz kanat profilleri L/D maks değerine yaklaşık 2⁰ lik
hücum açısında ulaşmakta ve bu hücum açısında CL = 1,2 değerini
almaktaydı. Bütün bu verileri göz önünde bulundurarak CL ort = 0.9 seçip
b =16m ve AR=25 değerlerini başlangıç hesaplarımız için seçebiliriz.
18
Kanat Alanı
Bu durumda gerekli olan toplam kanat alanı S = 10.24 m2 olarak
hesaplanır. Daha önceki çalışmalar göstermiştir ki perdövites
karakteristikleri açısından en iyi kanat planformu, kanat yarı açıklığının
2/3 ünden başlayarak sivrilik oranı 0.4 olacak şekilde uca doğru kanadın
daralması ve bu daralan uç kısımda -3⁰ lik bir burulma açısının
bulunduğu durumdur.
19
Kanat Yüklemesi Hesabı
Kanat Açıklığı (m) Kanat Açıklık Oranı (AR) Kanat Alanı (m2) Kanat Yüklemesi(daN/m2)
16 14 18,29 34,87
16 16 16,00 39,85
16 18 14,22 44,83
16 20 12,80 49,82
16 22 11,64 54,8
16 24 10,67 59,78
16 26 9,85 64,76
16 28 9,14 69,74
16 30 8,53 74,72
16 32 8,00 79,71
20
Kanat Açıklığına Bağlı Değişkenlerimiz
21
Kanat Malzemelerinin Seçimi
Kanat poliüretan köpük üzerine cam elyaf takviyeli epoksi lamine kabuk
kaplanarak imal edilecektir. Bu kaplama iki ayrı kabuktan üretilecektir.
Dış Kabuk ;
• 5 katman halinde 0.127mm kalınlığında ve kanat eksenine ±45° açı yapacak
şekilde,
• Z-8-009 silane emdirilmiş 181 tipi cam elyaf,
22
İç Kabuk ;
• 2 katman halinde 0.127mm kalınlığında ve kanat eksenine ±45° açı
yapacak şekilde,
• Z-8-009 silane emdirilmiş 181 tipi cam elyaf,
23
Üretim
Projemize benzer bir çalışma 1997 yılında Varşova Politeknik
Üniversitesi Havacılık Fakültesinde yapılmış olup hava aracının üretim
ve test aşamaları gösteren resimler şekillerdeki gibidir.
24
Test
Kanat üzerine gelen pozitif ve
negatif “G” yükleme testleri,
iniş takım kırılma testleri, rule
ve fren kontrolleri bu aşamada
yapılacaktır. Ayrıca yerde
yapılan motor testleri ile uçak
itki gücü ve performansı
değerlendirilecektir.
25
Teşekkürler…
26