ELEKTRİKLİ İHA SİSTEMLERİ İÇİN BİYOMİMETİK PERVANE TASARIMI


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Ahmet TAVŞAN

Danışman: Hüdayim Başak

Özet:

Elektrikli dönerkanat İHA sistemlerinin yaygınlaşmasıyla birlikte bu hava araçlarının uçuş sürelerini artırma ve oluşturdukları gürültüyü azaltma yönünde pek çok nümerik veya deneysel akademik araştırmalar yapılmıştır. Ancak günümüzde ticari amaçla kullanılan elektrikli hava araçları hala içten yanmalı motorlar için geliştirilmiş pervanelerin ölçekli hallerini kullanmaktadırlar. Yapısı itibariyle elektrikli motorlara kıyasla daha yüksek devirlerde verimli çalışan içten yanmalı motorlar için tasarlanan pervaneler de yüksek devirlerde verimli olmaları üzerine tasarımlanmıştır. Elektrik motorlarının verimli çalıştığı düşük devirlerde gerekli itkiyi elde edebilmesi için daha düşük devirler için tasarımlanmış bir pervaneye ihtiyaç duyulmaktadır. Bu ihtiyacın giderilmesi için doğadaki canlıların kanat yapılarını baz alan tasarımlar yapılmıştır. Biyomimetik tasarımların nispeten daha düşük devirde ve dolayısıyla daha sessiz bir itki ürettiği sonucu literatürdeki çalışmalarla belirlenmiştir. Bu çalışmalar içerisinde ağustos böceği ve arılar gibi böceklerden ilham alınarak geliştirilen tasarımların yanında akçaağacı tohumu ve javan salatalık tohumu gibi bitkilerden de ilham alınmıştır. Literatürdeki çalışmalarda pervaneye ait veter dağılımlarının canlılardan kopyalandığı görülmüştür. Bu çalışmayla literatürde eksik görülen kısımların tamamlanması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda pervane kanadı veter dağılımı, pervane burulma açısı dağılımı ve kanat profili yusufçuk böceğinin arka kanatları kullanılarak tasarlanmıştır. Nümerik analizlerle devir-itki değerleri ve iyileştirmeler hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak çalışılmıştır. 

Anahtar Kelimeler : İHA, Biyomimetik, Pervane