Hava araçları için bump tipi süpersonik hava alığı tasarımı

Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Oğuzhan ÇABUK

Danışman: Nureddin Dinler

Özet:

Hava solumalı jet motorlu ses üstü hava araçlarında, hızı ses altı hızlara düşürmek için farklı hava alığı tipleri kullanılmaktadır. Günümüzde yeni nesil savaş uçaklarının hava alığı tasarımında özellikle ağırlık, karmaşıklık ve radar görünürlüğü gibi konularda üstün yönleri nedeniyle literatürde “bump” veya “diverterless” olarak bilinen hava alığı tipi öne çıkmaya başlamıştır. Bu nedenle tez çalışması kapsamında bump tipi hava alığı tasarımı ve performansı üzerine çalışma yapılmıştır. Tez çalışmasında öncelikle bump tipi hava alığı tasarımı için konik şok sayısal çözümü gerçekleştirilmiş ve yüzey tasarım metodu tanımlanarak, bilgisayar destekli tasarım ortamında otomatik çizecek bir kod yapısı oluşturulmuştur. Yüzey performansının çıkarılması için hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri kullanılmıştır. Bu kapsamda OpenFOAM-HISA çözücüsü kullanılarak bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği metodu tanımlanmış ve bu metot için doğrulama çalışmaları ile çözüm ağından bağımsızlık çalışmalar yapılmıştır. Doğrulanan çözüm metodu kullanılarak 8 farklı bump yüzeyi ile bu yüzeylerin tasarımlarında kullanılan 2 farklı koninin tasarım hızlarındaki performanslarının tespiti için hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda bump yüzeyinin ses üstü tasarım hızındaki şok yapısı ve şok sonrası akış özellikleri, konik şok ve konik şok sonrası akış özellikleri ile karşılaştırılmıştır. Bump yüzeyinin geometrik olarak konik şok yapısında bir şok oluşturduğu ve bump sıkıştırma yüzeyin sonundaki akış özelliklerinin de konik şok sonrası akış özelliklerine yakın mertebede olduğu görülmüştür. Ayrıca bump yüzeyi üzerinde simetri ekseninden yüzey açıklığı boyunca basınç değerinin düştüğü ve bu nedenle yüzeyin üstündeki düşük enerjili sınır tabaka akışının yüzey kenarlarına yönlendirildiği tespit edilmiştir. Bump tasarım parametrelerinden radyal açı değeri ve koni yarı tepe açısının artmasıyla beraber sınır tabaka yönlendirme kabiliyetinin de arttığı gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler : Hava alığı, Bump, DSI, Süpersonik Akış, Konik Şok, HAD, OpenFOAM