Bir İHA için tasarlanmış kanal içi pervanenin performansının deneysel incelenmesi

Abstract

İHA'ların arazi şartlarından etkilenmeksizin kolayca dikey iniş kalkış yapabilmesi İHA'ların kullanım alanları açısından da yeni açılımlar sağlamaktadır. Bu sebeple bu çalışmanın da konusu olan dikey iniş kalkış yapabilen sabit kanatlı insansız hava araçları günümüzde oldukça çalışılan bir uygulama olmuştur.Kanal içi pervane sistemlerine karşı artan bu aşırı ilgi sebebiyle bu konu teknik olarak da birçok çalışmaya konu olmuştur. Nitekim sabit kanatlı bir insansız hava aracında ekseni değiştirilebilen kanal içi pervane sisteminin eksenel akış halinin araştırılması ve oluşturduğu performansın belirlenip geliştirilmesi bu çalışmanın asıl amacını oluşturmaktadır. Bu sebeple bu çalışmada kanal içi pervane performansını etkileyen parametreler literatürle birlikte ayrıntılı olarak işlendi. Daha sonra buradan edinilen bilgiler doğrultusunda üç farklı kanal ve üç farklı pervane ile kanal içi pervane sisteminin performansı deneysel olarak incelendi.Daha önce tasarımı yapılan DİK-İHA teknik özelliklerinden yola çıkılarak üç farklı kanat profilinde (NACA0018, NACA0012, NACA 4312) üç farklı kanal üretildi. İlk önce bir yalın kanal içerisinde dışarısında sıcak tel ile hız verisi alınarak yalın kanalın serbest akımı nasıl etkilediği araştırıldı. Daha sonra kuvvet/moment duyargası yardımıyla yalın kanalların ayrı ayrı sürükleme kuvvetleri ölçüldü.İkinci aşamada yalın pervanenin iz bölgesinde sıcak tel sistemi ile hız taraması yapıldı ve yine kuvvet/moment duyargası yardımıyla yalın pervanenin statik ve serbest akım hızı altında performansı incelendi. Daha sonra dönüş hızı/tork duyargası ile yalın pervanenin çeşitli güçlere karşılık oluşturduğu tork ve dönüş hızı belirlendi.Üçüncü aşamada kanal içi pervane sistemi içerisinde ve dışarısında hız taramaları gerçekleştirildi ve yalın pervanenin indüklediği akış alanının kanal ilavesi ile nasıl değiştiği belirlendi. Ayrıca kanal içerisinde ve dışarısında yedi delikli basınç probu yardımıyla basınç ve hız verileri elde edilerek kanal profillerinin iki boyutlu akış altında oluşturduğu basınç katsayısı verileri ile karşılaştırıldı. Kanal altına ve motor kovanı altına ayrı ayrı yerleştirilen kuvvet/moment duyargası ile sistemin akışa maruz hali ve statik hali için kanal içi pervane sisteminde kanalın ve pervanenin oluşturduğu eksenel kuvvetler ayrı ayrı ölçüldü. Elde edilen veriler yalın pervane performansı ile karşılaştırılarak kanalın pervane performansına etkisi belirlendi. Farklı kanallar içerisinde dönüş hızı/tork duyargası yardımıyla pervanenin dönüş hızı ve oluşturduğu tork belirlendi. Pervanenin yeri kanal içerisinde üç farklı istasyonda sabitlenerek üçüncü aşamada belirtilen deneyler tekrarlandı. Bu şekilde pervane yerinin performansa etkisi belirlendi.