SABİT KANATLI İNSANSIZ HAVA ARAÇLARINDA KANAT UÇ VORTEKSLERİNİN AERODİNAMİK KUVVETLERE ETKİSİ

Abstract

Son yıllarda hem sivil hem de askeri alanlarda kullanımı yaygınlaşan İnsansız Hava Araçlarında(İHA) optimal tasarım parametresi uçuş süresidir. Uçuş süresindeki en önde gelen parametre aracın aerodinamik performansıdır. Sabit kanatlı İnsansız Hava Araçlarının(İHA) aerodinamik performansını belirleyen parametrelerden biride uç vorteksleridir. Bu çalışmada uç vortekslerinin kanatın basınç dağılıma etkisi hem deneysel hem de nümerik olarak araştırılmıştır. Bu amaçla kanadın biri tam ortasında (Uç vortekslerin etkisinin olmadığı bölge) diğeri kanatın serbest ucuna yakın iki eksende basınç ölçümleri alınmıştır. Referans olarak sabit kanatlı İnsansız Hava Araçlarında(İHA) yaygın olarak kullanılan NACA 2415 kanat profili seçilmiştir. Deneysel çalışmalarla eş zamanlı yürütülen nümerik analizler açık kaynak kodlu bir yazılım olan OpenFOAM ile yürütülmüştür. Deneysel çalışmalar toplamda 13 farklı atak açısı ile gerçekleştirilirken nümerik analizler 7 farklı atak açısı ve 5.6*103 , 1.13*104 ve 2.26*104 ’de Reynolds sayılarında gerçekleştirilmiştir. Kanat aerodinamik kuvvetleri hesaplanmış ve yapılan ölçümler sonucunda, havanın kanat alt kısmında firar kenar bölgesinden önceki bölgelerde en yüksek sapma miktarlarının meydana geldiği tespit edilmiştir. 0°-10° atak açılarında basınç katsayıları sapma miktarı artış trendinde iken 15°-30° aralıklarında azalma trendinde olduğu görülmüştür. Tüm sonuçlar göz önüne alındığında göze çarpan kısım atak açısı ile Reyndols sayılarındaki artışın beraberinde kanat üzerindeki basıncı artırdığı ve paralelinde kanat uç kısımlarında oluşan vorteks miktarında artış olduğudur.