Yapay zekadan makale özeti
- Kısa
- Ayrıntılı
- Bu video, bir eğitmen tarafından sunulan genel havacılık tek motorlu uçak tasarım sürecini anlatan kapsamlı bir eğitim içeriğidir.
- Video, uçak tasarım sürecinin tüm aşamalarını adım adım göstermektedir. İlk olarak beygir gücü ve kanat yüklemesi değerlerinin farklı yöntemlerle tahmin edilmesi, ardından performans analizleri (kalkış, iniş, seyir, stall, menzil, dönüş hızları, tırmanma eğimi ve tavan hesaplamaları) ve son olarak geometri boyutlandırması anlatılmaktadır.
- Eğitim içeriğinde sistem mühendisliği yaklaşımı kullanılarak kavramsal tasarım, ön tasarım ve ayrıntılı tasarım aşamaları ele alınmaktadır. Kanat yüklemesi artırılarak brüt ağırlık %60 oranında azaltılmış, seyir hızı düşürülmüş ve kanat sistemi kullanılmıştır. Sonuç olarak, uçağın geometrisi belirlenmiş ve kanatların rakip uçaklara göre daha büyük hale geldiği belirtilmiştir.
- 00:01Uçak Tasarımında İlk Boyutlandırma İşlemleri
- Ekip çalışmasında beygir gücünün ve kanat yüklemesi ile ilk boyutlandırma işlemleri yapılacaktır.
- Beygir gücünün ağırlığa ve kanat yüklemesi farklı yollardan tahmin edilerek uygun değerler seçilecektir.
- Beygir gücünün beş farklı, kanat yüklemesi ise yedi farklı değerden seçilmiştir ve onbeş farklı analiz yapılmıştır.
- 00:34Beygir Gücü-Ağırlık Oranı Seçimi
- Beygir gücü-ağırlık oranı seçiminde dörtvirgüldokuz ve dörtvirgülyirmi'den rakip yarışmacı çalışmasından, uygun itme denklemlerinden ve kabul edilen dönüş denklemlerinden beş farklı yöntem kullanılmıştır.
- Tablo dörtvirgüldokuz'dan genel havacılık tek motorlu uçak için beygir gücünün ağırlığa oranı sıfırvirgülyedi değeri seçilmiştir.
- Rakip çalışmasındaki değer, benzer tüm uçakların ortalama değerleri alınarak sıfırvirgüldört olarak seçilmiştir.
- 01:34Diğer Yöntemlerle Hesaplama
- Uygun itme denklemlerindeki hesaplama, denklem hızı, veri taşıma kuvveti ve sürükleme kuvveti hesaplamaları yapılarak beygir gücünün ağırlığa oranı sıfırvirgülsekiz olarak hesaplanmıştır.
- Kabul edilen dönüş denklemlerinden hesaplama, uçağın 3000 metrede 175 hızda 2 yük faktörü ile dönmesi istenerek beygir gücünün ağırlığa oranı sıfırvirgülbeş olarak hesaplanmıştır.
- Deniz seviyesindeki 3000 metre rakıma çevrildiğinde beygir gücünün ağırlığa oranı sıfırvirgüloniki olarak bulunmuştur.
- 02:58Kanat Yüklemesi Seçimi
- Kanat yüklemesi seçiminde dörtvirgülkırk çalışmasından, kalkış mesafesi denkleminden, iniş mesafesi denkleminden, kabul edilen dönüş denkleminden ve tavan denklemi olmak üzere yedi farklı yöntemden hesaplanmıştır.
- Tablo dörtvirgülkırk'ten genel havacılık tek motorlu uçaklar için kanat yüklemesi onyedi olarak alınabilir.
- Rakip yarışmacı çalışmasından kanat yükü, uygun değerlerin elde edilmesi için uç değerler dışındaki tüm değerlerin ortalaması alınarak onbeş olarak seçilmiştir.
- 03:29Kanat Yüklemesi Hesaplama Yöntemleri
- Sol denklemindeki hesaplama, cl-max değerini dörtvirgülelli numaralı denklemden hesaplayarak kanat yüklemesi dokuzvirgülüç olarak hesaplanmıştır.
- Kalkış mesafesi denkleminden kanat yüklemesi hesaplamak için take-off parametre değeri 500 metrede (1644 fit) kullanılarak alınmıştır.
- İniş mesafesi denklemindeki kanat yüklemesi hesaplaması için engelli temizleme mesafesi 600 fit olarak alınmıştır.
- 05:11Diğer Kanat Yüklemesi Yöntemleri
- Kabul edilen dönüş denkleminden olan hesaplama, yoğunluk ve hız değerlerini hesaplayarak kanat yüklemesi yirmiyedivirgülellibeş olarak bulunmuştur.
- Tavan denkleminden olan hesaplama, uçağın istenen tavan 5000 metre için hesaplanarak kanat yüklemesi yetmişaltı yetmişyedivirgülellialtı olarak hesaplanmıştır.
- Tüm bulunan yedi farklı değer tablo dörtvirgülelli'te belirtilmiş ve uçağın kanat sistemi olmadığından kanadın tüm uçuş koşulları için yeterince büyük olmasını sağlamak için en küçük değer olan dokuzvirgülüç seçilmiştir.
- 07:05Uçak Performans Analizi
- Güvenli bir uçuş için gerekenden biraz daha büyük bir motora ihtiyaç vardır.
- Uçak için gerekli beygir gücü, ağırlık oranı ve kanat yüklemesi seçildikten sonra analiz yapılacaktır.
- Uçak karar sistemi olmadığı için CR-max değeri değişmeyecek ve iniş, kalkış ve seyir bölümü için stall aynı olacaktır.
- 07:55Kalkış ve İniş Hesaplamaları
- Kalkış yer silindiri hesaplamaları için denklem 4.40 kullanılabilir ve bu parametre bilindiğinde pist uzunluğu ve kalkış alanı uzunluğu tahmini yapılabilir.
- Deniz seviyesinde kanat yüklemesi 99.10 olarak bulunmuş, bu değerle pist uzunluğu 240 metreye, kalkış alanı uzunluğu 305 metreye tekabül etmiştir.
- İniş alanı uzunluğu hesaplamak için denklem 7 kullanılmış ve pist uzunluğu 125.10 metre, iniş alanı uzunluğu 307.98 metre olarak bulunmuştur.
- 08:46Menzil ve Hız Hesaplamaları
- En iyi menzil hızı deniz seviyesinde 31.52 m/s, mat sayısı 0.12 olarak hesaplanmıştır.
- 3000 metredeki en iyi menzil hızı 35.84 m/s, mat sayısı 0.19 olarak bulunmuştur.
- En iyi menzil hızı için HP cruise ve HP max oranları deniz seviyesinde 0,15, 3000 metredeki en iyi menzil hızı için 0,25 olarak hesaplanmıştır.
- 09:39Dönüş ve Tırmanma Hesaplamaları
- Anlık dönüş oranları hesaplanırken deniz seviyesinde dönüş faktörü 20.16, anlık dönüş hızı 127.19 derece olarak bulunmuştur.
- 3000 metrede dönüş faktörü 14.97, anlık dönüş hızı 92.61 derece olarak hesaplanmıştır.
- Deniz seviyesinde tırmanma gradyanı 0,2937, tırmanma oranı (R/C) dakikada 1388 feet olarak bulunmuştur.
- 11:10Tavan Hesaplamaları
- Maximum tavan uçağın artık tırmanamayacağı yüksekliktir ve hesaplanırken denklem 19 kullanılmıştır.
- Servis tavanı uzaktan kumandanın dakikada 100 feet irtifada tırmanma gradyanı elde edilerek hesaplanmıştır.
- Servis tavanı yaklaşık 9480 metre (31550 ft) olarak bulunmuştur.
- 12:11Sonuçların Özeti
- Uygun beygir gücü-ağırlık oranı ve kanat yükü seçildikten sonra uçak için gerekli hesaplamalar yapılmış ve sonuçlar tablo haline getirilmiştir.
- Seçilen beygir gücü-ağırlık oranı 0,12, kanat yüklemesi oranı 9.3 libra/fit³ olarak hesaplanmıştır.
- Uçak performansının maksimum taşıma katsayısı, kanat yüklemesi ve TW/2 ağırlık oranı gibi bir dizi parametreye bağlı olduğu öğrenilmiştir.
- 14:22Motor Boyutlandırma
- İlk boyutlandırma motor seçim işlemlerinde kalkış brüt ağırlığının hesaplanması, gerekli motor gücünün hesaplanması ve motor seçimi ile performans parametrelerinin hesaplanması yapılmaktadır.
- Motor boyutlandırması için menzil, seyir hızı, tırmanma yüksekliği, mürettebat ağırlığı ve boş ağırlık gibi parametreler belirtilmektedir.
- Kalkış ağırlığı için denklem 5.9 kullanılmış ve boş ağırlık hesaplamaları için denklem 6.20 kullanılmıştır.
- 15:25Uçak Tasarımında Ağırlık Hesaplamaları
- Tablo 6,20'den genel havacılık tek motorlu uçaktan gerekli değerler alınarak AR=8 ve maksimum 175 knot hız değerleri seçilerek parametrik denklem elde ediliyor.
- Yakıt ağırlığı hesaplamalarında sadece ağırlık düşüşü yakıt olduğundan, yakıt ağırlığı kesri denklem 5,30 ve 5,40'daki gibi elde ediliyor.
- Isınma, kalkış, iniş, alçalma, tırmanma ve hızlanma için W2/W1 denklemi kullanılıyor ve tırmanış için deniz seviyesi ve 1,10 değerleri hesaplanıyor.
- 16:33Boş Uçuş ve Yakıt Hesaplamaları
- Pistonlu pervane uçağında olduğu gibi C değeri hesaplanıyor ve denklem 5,90'dan yararlanılarak taşıma kuvveti sürükleme kuvveti değeri 9,386 bulunuyor.
- Boş uçuş gereksinimleri 2000 metrede 30 dakika boşta (1800 saniyede) E7 ve E8'den 5W4 değeri bulunuyor.
- Yakıt fonksiyonu denklem 5,30 ile hesaplanıyor ve W6W değeri 0,28 olarak bulunuyor.
- 17:41Kalkış Ağırlığı Hesaplamaları
- Kalkış ağırlığı hesaplamasında denklem 5,9 için değerler alındıktan sonra interpolasyon yapılarak uçağın kalkış ağırlığı 3500 kg olarak bulunuyor.
- Bu kalkış ağırlığının tasarım uçağı için çok fazla olduğu, kanat yükünün benzer uçaklarla karşılaştırıldığında gerekli seyir hızı için düşük olması nedeniyle belirtiliyor.
- Ağırlığı azaltmak için seyir hızını azaltmak veya kanat yükünü artırmak gerekiyor, bu nedenle kanat yükleme değeri 16 fit kare olarak seçiliyor.
- 19:03Motor Seçimi ve Boyutlandırma
- Motor seçimi için W beygir gücü ağırlığa oranı parametresi kullanılıyor ve denklem 5,11 kullanılarak gerekli libre cinsinden ve beygir cinsinden gerekli olan bulunuyor.
- Belirlenmiş motor boyutlandırması için yeni kalkış brüt ağırlığı hesaplanıyor ve tekrar bilinen kalkış brüt ağırlığı için ilk tahmin değeri verilerek yeni bir aralık değeri bulunuyor.
- Hesaplanan kalkış ağırlığı orijinal kalkış ağırlığına uyana kadar aralık değerini değiştirerek interpolasyon yapılabiliyor ve sonuç aralığı 3000 kilometre olarak belirleniyor.
- 20:48Geometri Boyutlandırması
- Azami kalkış ağırlığı, boş ağırlık, yakıt ağırlığı ve beygir gücü gibi parametreler hesaplandıktan sonra gövde ve kanatlar boyutlandırılabilir.
- Gövde uzunluğu değeri hesaplanıyor ve gövde inceliği oranı 6/1,45 olarak bulunuyor.
- Kanat alanı azami kalkış ağırlığının kalkış kanat yüklemesine bölünmesiyle hesaplanıyor ve kanat açıklığı 15,39 metre olarak hesaplanıyor.
- 21:49Kuyruk ve Kontrol Yüzeyleri
- Kanatlar ve dikey kuyruk seçimlerinde kanat ve dikey kuyruk geometrisi kuyruk hacmi katsayıları kullanılarak elde ediliyor ve dikey kuyruk açıklığı 5,88 metre olarak bulunuyor.
- Kanat ve düşey alanları 5,15 ve 5,16 olarak belirtiliyor, kanadın alanı 5,60 m², kuyruğun alanı 6,7 m², düşey kuyruğun açıklığı 5,88 metre olarak bulunuyor.
- Uçağımızda kanatlar yunuslama hareketi için kullanıldığından irtifa dümeni sistemi yok ve kanatçıklar tipik olarak kuyruk veterinin yaklaşık %15-25'i olarak belirleniyor.
- 23:30Uçak Tasarım Aşamaları
- Bu bölümdeki amaç bir uçağın ön tasarım aşamasını açıklamakta ve sistem mühendisliği yaklaşımına dayalı olarak üç aşamada tasarlanıyor: kavramsal tasarım, ön tasarım ve ayrıntılı tasarım aşamaları.
- Kavramsal tasarım aşamasında kaba işlemler yapılıyor, hassas hesaplamalar yapılmıyor ve tüm parametreler karar verme sürecine dayalı olarak belirleniyor.
- Ön tasarım aşamasında belirlenen parametreler nihai değil, formülasyonlardan doğan sonuçlar kesinliğe azami derecede önem vererek azami kalkış ağırlığı ve gerekli motor gücü hesaplanıyor.
- 24:29Uçak Tasarımında Kanat Yüklemesi ve Performans
- Stok hızına göre seçilen kanat yüklemesi tasarım uçağında flap sistemi bulunurken, incelenen uçak flap sistemine sahip değildir.
- Flap sistemine sahip olmaması nedeniyle uçak aynı seyir hızında rakiplerden daha düşük olur ve iniş-kalkış sırasında kanat yüklemesini azaltır.
- Gereksinimler dikkate alınarak kanat yükünün artırılmasına karar verilir, brüt ağırlık yüzde altmış oranında azaltılır ve seyir hızı düşürülür.
- 25:03Motor Seçimi ve Geometri Belirleme
- Azami kalkış ağırlık değeri alındıktan sonra gerekli motor gücü hesaplanır ve bir motor seçilir.
- Hesaplanan performans parametreleri için uçağın geometrisi belirlenir.
- Kanatlar rakip uçaklara göre oldukça büyük bir hale gelir.