Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: Sami ARSLAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Tuğba Selcen Navruz
Eş Danışman: İres İskender
Özet:
Sosyo-askeri sektördeki liderlik talebinin artması, yeni ve kompakt kavramların İHA'lara entegrasyonuna olan ilginin büyümesine öncülük etmektedir. Güç elektroniği, motor sürücüleri ve malzeme bilimindeki ilerlemeler, daha verimli sistemlerin geliştirilmesini sağlamaktadır. Bu da İHA'larda dikkate değer bir trend olan geleneksel mekanizmaların kompakt elektromanyetik sistemlere dönüştürülmesiyle uyumlu bir şekilde Starter/Generatör yapılarının önemli bir rol oynamasının önünü açmaktadır. Starter/ Generatör iki işlevi yerine getirir: motor modunda, pistonlu motorun çalıştırılması için ilk tahrik mekanizmasını sağlar ve itki sistemini destekler, generator modunda ise, pistonlu motor çalıştıktan sonra elektronik sistem bataryasını şarj eder. Yüksek enerji yoğunluğuna sahip nadir toprak mıknatıslarında kaydedilen yenilikçi ilerlemeler ise, manyetik kuplörlerin geliştirilmesini kolaylaştırmış ve pistonlu motor ile Starter/Generatör şaftları arasında manyetik olarak izole edilmiş, temassız güç iletimini mümkün kılmıştır. Bu tez, çift kademe DCSG adı verilen yeni, yüksek verimli, yüksek hızlı, çift kademeli doğrudan tahrikli manyetik kuplörlü Starter/Generatörün geliştirilmesi ve uygulanması üzerine odaklanmaktadır. Amaç, mini/küçük sınıfında piston motorlu gözetleme İHA'lar için bir hibrit itki sistemi sağlamak ve böylece güvenliği, güvenirliliği, kullanılabilirliği, dayanıklılığı, ve uçuş süresini geliştirmektir. Starter/Generatör, iç rotorlu, kalıcı mıknatıslı fırçasız senkron bir makine olmakla birlikte, motor modunda 1 kW 4500 d/d, generatör modunda ise 1.25 kW 5500 d/d olacak şekilde tasarlanmıştır. Starter/Generatör'ün analitik tasarım modeline göre verimliliği %84'tür. Ancak RMxprt duyarlılık analizi parametrik çözümlemeleri ile verimlilik %87'ye yükseltilmiştir. Maxwell 2D/3D sonlu elemanlar analizleri ve optimizasyonları ile de verimlilik %90'a çıkarılmıştır. Sisteme entegre edilen manyetik kuplörler, sistem tork gereksinimlerini karşılayan bir radyal senkron manyetik kuplör topolojisini benimsemektedir. Kuplör verimliliği, maksimum çalışma hızı ve kritik açıda %93,8'e, minimum tork açısı ve minimum çalışma hızında ise %96,9'a ulaşmaktadır. DCSG modelinin belirlenen görev bölgelerinde uygulanmasıyla, İHA itki verimliliği seyir halindeyken %20'den %45'e geliştirilmiştir. Sonuç olarak, uçuş süresi %24 oranında arttırılmıştır. Mutlak hata oranları, 2D için %13, 3D için ise %6 olarak hesaplanmıştır.
Anahtar Kelimeler : Hibrit İHA, manyetik kuplör, piston motor, Starter/Generator