UT - Makale Koleksiyonu

Bu koleksiyon için kalıcı URI

https://hdl.handle.net/20.500.12695/287

Listeleniyor 1 - 9 / 9

Design and Implementation of A Low-Cost Parachute Landing System for Fixed-Wing Mini Unmanned Aerial Vehicles
(2024) Kırteke, Emre; Yıldırım Dalkıran, Fatma
Fixed-wing mini-UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) face difficulties due to the need for runways during take-off and landing. While fixed-wing UAVs are capable of using catapults during take-off, various landing systems are required for landing. Therefore, in this study, a parachute system design and production were carried out for the safe landing of fixed-wing mini-UAVs. The produced parachute utilized ultra-lightweight ripstop nylon fabric and suspension lines, while a carbon fiber tube was chosen for the launching system for its lightweight and strength. The parachute deployment system was triggered by a servo motor with low power consumption and high torque. During tests, the parachute was activated at a height of 47 meters during flight. The parachute deployment was completed in 1.42 seconds, and the descent with the parachute lasted 11 seconds. The vertical descent speed of the parachute during landing was measured at 4.27 m/s. The produced parachute landing system was manufactured at 71% lower cost compared to existing parachute landing systems in the literature and on the market. Additionally, the ultra-light ripstop parachute weighed 56 grams, making it 12% lighter than similar systems. Considering the advantages in terms of cost and weight, it is anticipated that parachute landing systems will be increasingly used for fixed-wing UAVs in the future.
Uzak Kule Merkezi ile Kontrol Edilen Havalimanlarında Bulanık Mantık Tabanlı Uçak İniş Öncelik Sıralaması
(Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 2024) DOĞAN,Hatice; Y.DALKIRAN, Fatma
Hava taşımacılığı, bilinen en güvenli ve emniyetli ulaşım şeklidir. Yapılan incelemeler sonucunda hava taşımacılığında meydana gelen kazaların büyük bir yüzdesinin yaklaşma safhasında meydana geldiği görülmüştür. İncelenen çalışmalarda hava trafik kontrolörlerinin iş yükünün ve stresinin arttığı gözlemlenmiştir. Trafik kontrolörlerinin iş yükünü azaltmak ve stresi dengelemek konuları araştırmacılara yeni çalışma sahaları açmıştır. Bu sahalardan biri olan uzak kule merkezi çalışmaları, kule çalışanlarının fazla iş yükü dahil hava trafiği kontrolü problemlerine çözüm olarak sunulmuştur. Günümüzde maliyet ve emniyet açısından da büyük avantajlar sağlayacağı düşünülen uzak kule merkezi üzerinde çalışmalar halen devam etmektedir. Bu çalışmada uzak kule merkezinden kontrol edilen havalimanlarına iniş için yaklaşmakta olan uçaklara iniş önceliği verilmesi için bulanık mantık tabanlı karar destek sistemi oluşturulmuştur. Bu sistem için havalimanlarının ortalama günlük uçuş sayısı, havalimanı karar yüksekliği ve yaklaşma aşamasındaki uçağın hızı ve irtifası, girdi parametreleri olarak belirlenmiştir. Oluşturulan bulanık mantık modellemesinde MATLAB/FIS arayüzü kullanılmıştır. Bu arayüz kullanılarak uzak kule merkezi tarafından kontrol edilen havalimanlarına yaklaşmakta olan uçaklar için iniş sıralaması belirlenmiştir.
Effect of oxygen enrichment on the combustion characteristic and pollutant emissions of kerosene-biogas mixtures on a mini jet engine combustion chamber
(Elsevier, 2023) Alabaş, Hüsamettin Alperen; Albayrak Çeper, Bilge
There are many alternative fuel studies in gas turbine engines, which are widely used in aviation and energy production. Biogas has also become popular among alternative fuels, especially since it can be obtained from waste. Biogas not only provides a renewable energy source, but also helps to manage organic waste, reduce greenhouse gas emissions and promote sustainable practices in waste management and energy production. The most important issue for alternative fuel studies in gas turbine engines is maximum emission reduction with minimum efficiency loss. In this study, oxygen enrichment and alternative fuel simulation were performed on a mini gas turbine engine. The biogas/kerosene mixture was used together with the oxygen enrichment method, which is known to increase the flame temperature in the literature, due to the lowering effect of the biogas on the combustion chamber outlet temperature. As an alternative fuel, biogas was mixed with kerosene up to 50% in 10% increments. The geometry of the GTM-120 engine used in the study was simplified and validated with the combustion chamber outlet temperatures at 3 different rpms created with the fuel and air inlet conditions taken from the literature. While kerosene fuel is injected from 12 nozzles with Discrete Phase Method, k-e turbulence model and Discrete Ordinates radiation model are used. Alternative fuel was given from the nozzle surfaces as a mass flow inlet by calculating the flow rate so that the thermal power remains constant. All simulations were made with steady-state and 1600 iterations. As a result, it was observed that oxygen enrichment increased the flame temperature and NOX formation, while decreasing the CO emission. On the other hand, it has been observed that the CO2 in the biogas reduces both the temperature and NOX emissions due to its diluting effect, while at the same time increasing the CO emissions in the front region. Furthermore, the decrease in the total C/H mass also led to a reduction in the CO emission at the outlet. Another effect of the biogas was the reduction in the CO2 at the outlet. Thanks to this study, the use of alternative fuels and a decrease in pollutant emissions have been achieved by keeping the loss of engine efficiency at a minimum. With this study, it has been demonstrated that biogas can be used as an alternative fuel with kerosene by keeping the engine efficiency loss to a minimum and a decrease in pollutant emissions.
Effect of the hydrogen/kerosene blend on the combustion characteristics and pollutant emissions in a mini jet engine under CDC conditions
(Elsevier, 2023) Alabaş, Hüsamettin Alperen; Albayrak Çeper, Bilge
In this CFD study conducted with the geometry of a mini gas turbine engine using kerosene as fuel, colorless distributed combustion conditions were achieved by increasing the N2 ratio in the air. Then, H2 was added to the kerosene fuel in order to increase the combustion performance and the combustion chamber temperature distributions, NOx, CO, and CO2 values were examined. In the simulations using the simplified GTM-120 geometry, the combustion chamber outlet temperatures at 80 k, 100 k, and 120 k rpm were compared with the experimental results in the literature by changing the ratio of fuel and air for the validation study. Standard k-? and Discrete Ordinates were chosen for turbulence and radiation models, respectively. In the study conducted with the non-premixed combustion model, simulations were made at O2 rates of 21%, 19%, 17%, and 15% for the formation of colorless distributed combustion conditions. For enrichment with hydrogen, H2 was added from 0% to 50% with 10% increments. HEF (Hydrogen energy fraction) has been used as the hydrogen addition rate. In light of the analyses made, it was seen that the colorless distributed combustion regime reduced the flame temperature from 2292 K to 1912 K and the NOx amount from 2.85 ppm to 0.0086 ppm. On the other hand, it is seen that this regime increased the CO emissions from 6.9 ppm to 38.67 ppm and the mole ratio of CO2 from 6.25% to 6.94%. It was observed that these findings prepared the ground for increasing the amount of hydrogen in the fuel, which increases the flame temperature and, accordingly, NOx emissions. By adding 50% H2 to kerosene under standard atmospheric conditions, the average NOx emission at the combustion chamber outlet increased from 2.85 ppm to 7.97 ppm, while the average CO emission decreased from 6.9 ppm to 1.08 ppm. As a matter of fact, by the addition of 50% H2 to the kerosene with air that contains 15% O2, which is the most extreme combustion situation in this study, the flame temperature decreased to 1912 K, and NOx rose to 0.0713 ppm. However, the CO emissions at the combustion chamber outlet decreased to 1.83 ppm and the CO2 ratio to 3.48%. Thus, with this study, it has become possible to use hydrogen as an alternative fuel in a real engine geometry by using CDC and hydrogen enrichment together, both in terms of pollutant emissions and combustion performance.
Küresel Seyrüsefer Uydu Sistemleri Kullanılamayan Alanlarda İnsansız Hava Aracının Stabilizasyonunun Artırılması
(Journal of Aviation, 2021) Yıldırım Dalgakıran, Fatma; Gençağ, Mustafa Samet
Günümüzde kullanılan insansız hava araçlarının (İHA) neredeyse tamamı, küresel seyrüsefer uydu sistemini (Global Navigation Setallite System, GNSS) kullanmaktadır. Bu sistem, hava aracına yüksek hassasiyetli konum, hız ve zaman bilgisi sağlamaktadır. Ancak GNSS kullanıldığında, yüksek yapıların arasında, engebeli arazilerin bazı bölgelerinde ve kapalı alanlarda veri akışında aksaklıklar meydana gelmektedir. Bu sistemin eksikliğinde, ataletsel ölçüm birimi (Inertial Measurement Unit, IMU) içerisinde bulunan jiroskop, ivmeölçer ve manyetometre verileri kullanılmaktadır. Kapalı ortamda uçuş yapılırken, harici bir seyrüsefer sistemi kullanılamadığı zaman, IMU’ da sapmalar meydana gelmekte ve bu sapmalar, düzeltilememekte, uçuş boyunca da artarak devam etmektedir. Bu çalışmada, kapalı ortam uçuşlarında ortaya çıkan sapmaları azaltmak ve buna bağlı olarak uçuş stabilitesini artırmak için optik akış, kızılötesi ve ultrasonik sensörlerin birlikte kullanıldığı bir İHA modeli sunulmuştur. Geliştirilen İHA’ nın uçuş stabilitesini karşılaştırma açısından kapalı ortam uçuşu için iki farklı konfigürasyon kullanılmıştır. Arduino üzerinde geliştirilen algoritmalar sayesinde, İHA’ nın kapalı alanda engellerden kaçınması sağlanmış ve hem IMU’ daki sapmalar azaltılmış hem de uçuş stabilizasyonu artırılmıştır.
Sabit Hücum Açısı ile Yapılan Wingsuit Atlayışlarının Aerodinamik Hesaplamalarının İncelenmesi
(Dergipark / Journal of Aviation, 2021) Kekeç, Emin Tugay; Konar, Mehmet
Bilgisayar destekli tasarım, analiz ve üretim sistemlerinin gelişimi ile sportif havacılık disiplinleri ilerlemiştir. Sportif havacılık disiplinleri içerisinde yamaç paraşütleri, yelken kanatlar ve planörler en bilinen ve tercih edilebilen sportif havacılık branşlarıdır. Buna rağmen son on yılda yarasa adam uçuşu olarak bilinen wingsuit uçuşları da oldukça popüler bir konuma gelmiştir. İnsanlar için kuş gibi uçuşun en doğal hali olarak tanımlanan wingsuit uçuşları, deneyimli serbest paraşütçüler tarafından yapılmaktadır. Wingsuit’ler insan bedenine aerodinamik bir şekil vermek için tasarlanmış uçuş tulumlarıdır. Kontrol edilmesi, uzun bir serbest düşüş deneyimine sahip paraşütçüler tarafından rahatlıkla yapılmaktadır. Bu çalışmada wingsuit’ler hakkında genel tanımlamalar ve wingsuit BASE (Building Antenna Span Earth) atlayışları açıklanmıştır. Ayrıca wingsuit’lerin sabit bir hücum açısı ile yapılan atlayışta aerodinamik özellikleri bilimsel eşitliklerden yararlanarak açıklanmıştır. Bu çalışmanın bu spor ile ilgilenen insanlar için faydalı olacağı ve bu alanda bilimsel çalışma yapmak isteyen bilim insanlarına ve çalışmalarına ışık tutacağı düşünülmüştür.
Sportif Havacılık İçin Düşük Maliyetli, Kullanışlı Variometre Tasarımı ve Gerçekleştirimi
(2020) Kekeç, Emin Tugay; Konar, Mehmet; Yıldırım Dalkıran, Fatma
Dünyada sportif havacılığın her geçen gün etkisinin artmasıyla birlikte gelişimini devam ettirmektedir. Bu gelişim ile orantılı olarak branşların teknik ve mühendislik boyutu da ilerlemektedir. Sportif havacılıkta en çok tercih edilen, planör, delta kanat ve yamaç paraşütü branşlarıdır. Bu branşlar, akrobasi, hedef ve mesafe uçuşları gibi farklı disiplinleri içermektedir. Mesafe uçuşu olarak adlandırılan ileri seviye uçuşlarda, kilometrelerce uzaklara herhangi bir itki olmadan doğada bulunan taşıyıcı hava akımları ile seyrüsefer uçuşları gerçekleştirilmektedir. Mesafe uçuşlarında sportif havacılık pilotları bir takım elektronik donanım kullanmak zorundadırlar. Bunlardan en temel olanı variometre adı verilen sesli ve görüntülü olarak pilota düşey eksende, hızını ve irtifasını anlık olarak ileten elektronik cihazdır. Bu çalışmada sportif havacılıkta kullanılan variometrelerin tasarımı ve maliyetleri ele alınmıştır. Çalışmada ayrıca basit ve uygun maliyetli bir variometre tasarım ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Önerilen model, mesafe uçuşu yapan başlangıç ve orta seviye sportif havacılık pilotları için uygun görülmüştür. Çalışmada üretilen variometre, küçük boyutlu ve kolay kullanım sunan ara yüze sahiptir. Ayrıca bu model, dünyada sınırlı sayıda firmanın yüksek maliyetli olarak ürettiği ürünleri kullanan sportif havacılık pilotları için alternatif bir ürün olması beklenmektedir. Avantajları göz önüne alındığında önerilen modelin, sportif havacılık pilotları için alternatif ve cazip bir model olduğu açıkça görülmektedir. Bütün bu avantajlar ile birlikte, bu çalışmanın sportif havacılık branşları için elektronik donanım üretmek isteyen kişilere bir rehber olması planlanmıştır.
İnsansız Hava Araçlarının Uçuş Süresinin Termal Hava Akımları Kullanılarak Arttırımı
(2021) Konar, Mehmet; Kekeç, Emin Tugay
İnsansız hava araçları (İHA), uzaktan komuta ya da otonom biçimde uçuş yapabilen içerisinde bir operatör bulunmayan hava araçlarıdır. İHA’lar askeri ve sivil amaçlar için geniş bir kullanım alanına sahiptir. Kullanım alanlarının geniş olması ile son kullanıcılar için pek çok farklı konfigürasyonlar ile tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmektedir. Farklı konfigürasyonlar ile tasarlanan İHA sistemleri beraberinde birçok problemlerle birlikte gelmektedir. Geniş kullanım alanları ile İHA'larda karşılaşılan en temel eksiklik ise uçuş süresi ve menzilinin yetersiz olmasıdır. Bu problemin çözümü üzerine itki sisteminin iyileştirilmesi, aerodinamik iyileştirmeler, batarya teknolojisinde yapılan yenilikler gibi pek çok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmada İHA’ların uçuş süreleri ve menzillerinin iyileştirilmesi konu alınarak, termal hava akımlarından yararlanılmıştır. Termal hava akımları, güneş ışınlarının yeryüzünde bıraktığı etki ile oluşan yukarı yönlü yükselen hava akımları olarak tanımlanmaktadır. Yukarı yönlü hava akımlarının etkisi ile sportif hava araçları ve kuşlar herhangi bir itiş gücü ve enerji ihtiyacı olmadan havada saatlerce kalabilmekte ve uzun mesafeli olarak uçuş yapabilmektedir. Çalışma kapsamında termal hava akımları incelenmiş ve termal hava akımlarının otonom olarak tespit edilebilmesi için bir İHA sistemi tasarlanmış ve uçuşu gerçekleştirilmiştir. Uçuş denemeleri esnasında manuel ve stabilize uçuş modlarına göre termal hava akmlarının kullanımı ile yapılan uçuşta %61 daha uzun uçuş süresi tespit edilmiştir
Uçuş Veri Kaydedicisi Verilerinden Bulanik Mantik Yöntemi ile İrtifa Tahmini
(2019) Demiryürek, Sancak; Yıldırım, M. Tülin
İrtifa bilgisi uçaklar için emniyetli uçuşun temel unsurlarından birisidir. Uçuşun güvenli seviyede seyredebilmesi için altimetre pilotlara bilgi sağlayan temel uçuş aletlerinden birisi olarak kullanılmaktadır. Altimetre kaynaklı daha önceleri meydana gelen uçak kazaları bu durumun önemini ortaya koymaktadır. İrtifa bilgilerini elde edebilmek için uçaklarda Pitot-Statik Sistem ve Hava Veri Bilgisayarına ihtiyaç duyulur. Temelde bir baromere olan altimetre uçağın deniz seviyesinden yüksekliğini ölçmektedir. Atmosfer katmanındaki bazı bozucu etmenlerle birlikte coğrafik etkilerden dolayı irtifa ölçümlerinde sapmalar oluşmaktadır. Altimetre sistemi herhangi bir bozucu etken karşısında tüm yedek sistemleriyle birlikte etkilendiğinden emniyetli uçuş için alternatif bir sisteme ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada amaç bozucu unsurlardan etkilenmeyen, altimetreden ayrı bir sistemden alınan ivme verilerini, zaman domeni kullanarak giriş parametreleri elde etmektir. Bu parametrelerden ivme verisi acil durum elektrik sisteminden beslenen, dış bozucu unsurlardan etkilenmeyen, kalibrasyon ve bakım gerektirmeyen ivme ölçer sisteminden temin edilmektedir. Bir başka dış sebeplerden etkilenmeyen parametre olan zaman domeni de bulanık mantık sistemine giriş olarak tanımlanmıştır. Önerilen çalışmada iki girişli bir çıkışlı bulanık mantık yöntemi kullanılarak Genelleştirilmiş Çan Tipi ve Gauss Fonksiyonu ile irtifa tahmini yapılmış, elde edilen sonuçlara göre performans kıyaslaması gerçekleştirilmiştir. Kıyaslama neticesinde Gauss fonksiyonunun Genelleştirilmiş çan tipi fonksiyonuna göre daha iyi performans gösterdiği gözlemlenmiştir. Gauss fonksiyonunun üretmiş olduğu irtifa bilgisi Genelleştirilmiş çan tipi fonksiyonunun üretmiş olduğu irtifa bilgisine göre %95 daha az hata çıkardığı gözlemlenmiştir. Önerilen yöntemin avantajı, Hava Veri Bilgisayarında kullanılan düzeltme parametrelerine gerek kalmaksızın, Pitot-Statik Sistemde oluşacak arızalardan ve coğrafi etkilerle birlikte hava muhalefetinin oluşturmuş olduğu bozucu unsurlardan etkilenmeyen; uçuş veri kaydedicisi verilerinden bulanık mantık yöntemi ile irtifa tahmini yapan alternetif bir sistem ve hesaplama mantığı getirmesidir.

Güncel Gönderiler