Conceptual design of a hybrid (turbofan/solar) powered hale UAV
Hibrit (turbofan/güneş enerjili) itki sistemli yüksek irtifa insansız hava aracı kavramsal tasarımı
- Tez No: 442245
- Danışmanlar: PROF. DR. SERKAN ÖZGEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Uçak kavramsal tasarım yöntemi, hibrit itki sistemli uçak, güneş enerjili uçak, aralıksız uçuş, yüksek irtifa insansız hava aracı, simülasyon, Aerodinamik, Aerodinamik tasarım, Uçak gövdesi, Uçak kanatları, Uçak motorları, Uçak tasarım yöntemi, Uçaklar, Uçuş dinamiği, Uçuş yükleri, Aircraft conceptual design methodology, hybrid powered UAV, solar powered aircraft, continuous flight, HALE UAV, simulink, Aerodynamics, Aerodynamic design, Fuselage, Aircraft wings, Aircraft engines, Aircraft design method, Airplanes, Flight dynamics, Flight loads
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezin amacı hem turbofan hem de güneş enerjisi ile çalışan yüksek irtifada (30000 ft), 24 saatten daha uzun süre havada kalabilen ve 550 lb faydalı yük taşıyabilen bir İHA tasarlamaktır. Gündüz güç sadece güneş panellerinden elde edilecektir. Bununla birlikte fazla olan güç lityum iyon pilleri şarj etmek için kullanılacaktır. Gereken yüksekliğe ulaşmak için sadece turbofan motoru kullanılacaktır. Turlama sırasında sadece güneş enerjisi ve pillerden gelen enerji kullanılacaktır. Tasarım metodu iki ana kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısımda kavramsal tasarım metotları kullanılmıştır. Ağırlık analizi, kanat yükü, itki yükü, gerekli güç analizleri ve uçak performans analizleri tamamlanmıştır. Bu hesaplamalar sırasında uçağın yalnızca turbofan motoru kullanacağı varsayımı yapılmıştır. Klasik ağırlık hesaplama yöntemleri uzun kanat açıklığı ve büyük kanat alanı olan uçaklarda doğru sonuç vermemektedir, bu yüzden yeni bir yapısal ağırlık tahmin yöntemi kullanılmıştır. İkinci kısımda turlama sırasında güneş enerjisinin ve pil enerjisinin yeterliliği incelenmiştir. Güneş radyasyon modeli esas alınmıştır. İtki sisteminin bir veya iki turbofan motoru ve her biri bir pervaneli dört elektrik motorundan oluşacağı öngörülmektedir. Güneş panellerinin verimliliği 30% ve 40% olarak alınmıştır. Böylece güneş hücrelerinin olası gelişimlerinin uçuş zamanına olan etkileri gözlenebilmiştir. Son olarak yılın 4 farklı zamanında uçağın turlama süresi hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
The aim of the thesis is to design a HALE UAV using both turbofan engine and solar energy in order to obtain 24 hours endurance with 550 lb payload capacity and 30000 ft service ceiling. During daytime, required power is obtained from solar panels. However, excess solar energy is used for charging the lithium-ion battery. It is assumed that turbofan engine is used only for climbing to the required altitude. During loiter, only solar energy and battery power are used. The design methodology consists of two main parts. In the first part, typical conceptual design methodology is used. Weight analysis, wing loading and thrust loading, required power analysis, aircraft performance analysis are performed. While performing the conceptual design, aircraft is assumed as only turbofan-powered aircraft. Due to long wingspan and large wing area, typical structural weight determination techniques are not suitable for the HALE UAV. Therefore, a new structural weight prediction model is used. In the second part of the thesis, solar energy and battery energy are examined in order to assess whether endurance and service ceiling requirements are satisfied. Solar radiation model is used for verification. Also a simulink model is constructed for examining the flight duration. It is considered that propulsion system consists of one or two small turbofan engines and four electric powered engines with one propeller each. Solar panel efficiency is assumed as 30% and 40%, in order to show the effects of cell efficiencies on flight endurance. Finally, endurance of the aircraft is predicted for four different times of the year.
Benzer Tezler
- Conceptual design and mathematical modelling of a hybrid vtol aircraft
Başlık çevirisi yok
MUHAMMED EMİN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Uçak MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARİF ANKARALI
- Automated hybrid-electric propulsion architecturemodeling for conceptual aircraft design: A novel approachto integrating system architecting in MDO
Kavramsal uçak tasarımı için otomatik hibrit-elektrikli itki mimarisi modellemesi: Sistem mimarisini MDO'ya entegre etmek için yeni bir yaklaşım
MAHMOUD ESSAM ABDELMONEAM FOUDA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Uçak MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ
DR. LUCA BOGGERO
- Design and manufacturing of a dog-lobster hybrid robot as implementation of the“bio- inspired design methodology”for insect / animal locomotion
Böcek / hayvan hareketleri için“biyo-esinlenilmiş tasarım metodolojisinın”bir köpek – ıstakoz melez robotun tasarımı ve üretimine uygulanması
EMRE GÜNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Mekatronik MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULKADİR ERDEN
- Design of a six degree-of-freedom haptic hybrid platform manipulator
Altı serbestlik dereceli haptik hibrit platform manipülatörü tasarımı
TUNÇ BİLGİNCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET İSMET CAN DEDE
- Characterization of a conceptual modified synthetic jet design in a confined space
Sınırlı alanda değiştirilmiş sentetik jetin kavramsal tasarımının karakterizasyonu
ABDURRAHMAN ATEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR BAYER