Geri Dön

Preliminary sizing and energy feasibility analysis of a solar-powered high-altitude long endurance UAV

Güneş enerjili yüksek irtifa uzun havada kalışlı (hale) insansız hava aracının ön boyutlandırma ve enerji analizi

  1. Tez No: 1017486
  2. Yazar: ŞEYDANUR AKGÜN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MECİT YAMAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Düz güneş toplayıcısı, Konsept tasarım, Mühendislik tasarımı, Sabit kanatlı hava araçları, İnsansız hava aracı, Flat plate solar collector, Concept design, Engineering design, Fixed-wing aircraft, Unmanned aerial vehicle
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Türk Hava Kurumu Üniversitesi
  10. Enstitü: Havacılık ve Uzay Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tez, alt stratosferde uzun süreli uçuş için tasarlanmış sabit kanatlı, güneş enerjili bir Yüksek İrtifa Platform Sistemi'nin (HAPS) kavramsal ve ön tasarımını sunmaktadır. Sistem mühendisliği metodolojisi kullanılarak aerodinamik boyutlandırma, itki sistemi seçimi, güneş enerjisi toplama ve batarya depolama modelleri entegre edilmiştir. Yüksek uzama oranlı kanat (AR=22, kanat açıklığı 30.35 m, kanat yüklemesi 3.23 kg/m²) için aerodinamik boyutlandırma yapılmış, eşleştirme diyagramı ile stall, maksimum hız, tırmanış ve tavan irtifa kısıtlarını sağlayan bir tasarım noktası belirlenmiştir. Motor-pervane eşleştirme analizi sonucunda NeuMotor 6560/8 BLDC motor ve 64×36 pervane seçilmiştir. Enerji fizibilitesi üç yaklaşımla değerlendirilmiştir: (i) küresel güneş ışınımı haritaları, (ii) maksimum kanat yüklemesi $(WL_{max})$ kriteri, (iii) spesifik güç grafikleri.

Özet (Çeviri)

This thesis presents the conceptual and preliminary design of a fixed-wing, solar-powered High-Altitude Platform System (HAPS) intended for long-endurance operation in the lower stratosphere. A systems engineering methodology is applied, integrating aerodynamic sizing, propulsion selection, solar energy harvesting, and battery storage modelling into a unified framework. The design process begins with mission definition and operational requirements, followed by configuration selection using the Analytic Hierarchy Process (AHP). Aerodynamic sizing is performed for a high-aspect-ratio wing (AR=22) with a wingspan of 30.35 m and wing loading of 3.23 kg/m². A matching plot analysis identifies a feasible design point satisfying stall, maximum speed, climb, and ceiling constraints simultaneously. Parasite drag is estimated using the component buildup method at multiple altitudes, and a detailed motor-propeller matching analysis selects the NeuMotor 6560/8 BLDC motor paired with a 64×36 propeller as the optimal propulsion configuration. The energy feasibility is assessed through three complementary approaches. First, a global solar irradiation model generates daily energy density maps, establishing the upper bound of available solar energy at stratospheric altitude. Second, the maximum wing loading $(WL_{max}$ criterion defines the necessary condition for 24-hour energy balance, showing that the DELICE configuration satisfies this condition from March through October at 40°N. Third, specific power charts are introduced as a graphical tool to visualise daily energy balance, breakeven times, and the effective discharge window.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    421066

    Natural ventilation of high-rise buildings a methodology for planning with different analysis tools and case-study integration

    Çok katlı binalarda doğal havalandırma farklı analiz araçları ve örnek alan entegrasyonu ile planlama için bir yöntem

    TOBIAS SCHULZE

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    Prof. Dr. AYŞE ZERRİN YILMAZ

    PROF. DR. MARCO PERINO

  2. Tez No

    995204

    Atto–femto scale planarsats: A power‑first design and feasibility framework for planar, surface‑limited spacecraft

    Atto–femto ölçeğinde planarsat'lar (düzlemsel uydular): düzlemsel ve yüzey-kısıtlı uzay araçları için güç-öncelikli bir tasarım ve fizibilite çerçevesi

    MEHMET ŞEVKET ULUDAĞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2026

    Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN

  3. Tez No

    439642

    Metro sistemlerinin tasarımında yapım ve işletme maliyetlerinin optimizasyonu için bir yaklaşım

    An approach for optimizing construction and operation costs of metro systems

    MEHMET TARIK DÜNDAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZÜBEYDE ÖZTÜRK

    PROF. DR. SİNAN MERT ŞENER

    DOÇ. DR. MURAT ERGÜN

  4. Tez No

    724531

    PTC ısıtıcı ünitesi geliştirilmesi tasarımı ve analizi

    PTC heater unit development design and analysis

    ALTAY TABANCACI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Otomotiv Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÜNER ÇOLAK

  5. Tez No

    846811

    Thermal modeling and energy analysis of small satellites at low earth orbits

    Alçak dünya yörüngeleri̇ndeki̇ küçük uydularin termal modellemesi̇ ve enerji̇ anali̇zi̇

    CİHAN ATAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Makine MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METİN AKTAŞ

    PROF. DR. NEDİM SÖZBİR

Geri Dön