Ticari Turbofan Uçak Motorlarının Uçuş Ömürlerinin Optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, ticari turbofan uçak motorlarının optimum uçuş süresinin hesaplanması, elde edilen veriler analiz edilerek oluşturulan bir matematik model kullanarak Genetik Algoritma metodu ile gerçekleştirilmiştir. Bir havayolu işletmesinde, turbofan uçak motorlarından sorumlu olan mühendisliğin birincil önceliği, motorların teknik olarak uçuşa elverişliliğini sağlayacak şekilde yönetilmesi ve bununla birlikte uçak motorlarının kullanım maliyetinin, güvenilirliğinin, emniyetinin ve operasyonel esneklik açısından motor performanslarının yeterli seviyelerde olmasının temin edilmesidir. Motorların uçak üzerinden sökülmesi ve motora gereken iyileştirme işlemlerinin yapılması gereken optimum bir zaman aralığı olduğu bilinmektedir. Sözkonusu optimum uçuş ömrünün belirlenebilmesi amacıyla bir operatörün motorlarına ait veriler hem analitik hem de istatiksel olarak analiz edilmiştir. Gerçek problemin özelliklerini bozmayacak bazı yaklaşımlarla, problem matematiksel olarak modellenmiştir. Bakım maliyeti, performans, güvenilirlik ve emniyet hedefleri bir arada düşünülmesi gerektiğinden, problemin çoklu amaç fonksiyonlu bir optimizasyon problemi şeklinde çözülmesi önerilmiştir. Sözkonusu çoklu amaç fonksiyonlu optimizasyon problemi, bir havayolu mühendisliğinin öncelikleri göz önüne alınarak dayanıklılık fonksiyonu şekline dönüştürülmüş ve genetik algoritma yöntemi kullanılarak çözülmüştür.

In this study, optimum on wing time of commercial turbofan aircraft engines is searched by proposing a mathematical model derived by analyzing available data. The optimization is performed by using Genetic Algorithm optimization method. The primary objective of an airline powerplant engineer responsible from turbofan aircraft engines is to technically manage the engines to be available for revenue flight, while achieving the desired goals of cost of use, reliability and safety, with an adequate engine performance level for operational flexibility. It is known that there is an optimum time at which engine should have essential restoration done on it to meet an optimized cost for removal. In order to search for this optimum, available actual data is gathered from one airline and analyzed both analytically and statistically. The problem is mathematically modeled by making assumptions, without effecting the accuracy of the real problem. As far as the integrity of the goals of maintenance cost, performance, reliability and safety is concerned, a multi objective optimization problem is proposed. The proposed model is converted into a fitness function form by an airline engineering perspective and this multi objective problem of on wing life optimization is solved by using a Genetic Algorithm based solver.