Diverter in Hava Aliği Performansına Etkisinin Had Analizleriyle İncelenmesi


Creative Commons License

Hızalan O.

ASRETL, vol.2, no.2, pp.11-24, 2023 (Peer-Reviewed Journal)

  • Publication Type: Article / Article
  • Volume: 2 Issue: 2
  • Publication Date: 2023
  • Doi Number: 10.56753/asrel.2023.2.2
  • Journal Name: ASRETL
  • Page Numbers: pp.11-24
  • Istanbul Technical University Affiliated: No

Abstract

Savaş uçakları uçuş esnasında ciddi problemlerle karşı karşıya kalabilmektedirler. Bu problemlerden bir tanesi hava alığına gelen havanın türbülanslı olması ve uçuş esnasında meydana gelen sınır tabakalardır. Bu olumsuzlukları önlemek için tasarlanan diverter (yönlendirici), hava alığının dolayısıyla da motor performansının artışı için kullanılmaktadır. Diverter çalışma prensibi olarak gövdeden gelen türbülans değeri yüksek havanın motora alınmadan tahliyesini amaçlayan gövde ile motor arasına yerleştirilen bir parçadır. Bu çalışmanın amacı sesüstü hava araçlarında en yaygın kullanılan, iç ve dış akışı kapsayan Kanal Tipi Sınır Tabaka Diverter’ın, yüksek performans, yüksek basınç geri kazanımı ve düşük ağırlık gerekliliklerini sağlaması sebebiyle hesaplamalarını ve analizlerini yapmaktır. Analiz için F-22 Raptor savaş uçağı seçilmiştir. Uçağın hava alığı kısmına kadar olan geometrisi elde edilerek sınır tabaka boyutunun belirlenmesi için Ansys-Fluent programında M=0,8 hız değeri için analiz yapılmıştır. Elde edilen sınır tabaka kalınlığına göre diverter yüksekliği ayarlanmıştır. Diverter uygulanan ve diverter uygulanmayan modeller üç boyutlu çizilmiş ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) analizleri yapılarak motor performans parametreleri incelenmiştir. Bu analizler M=0,8, M=1,2 ve M=1,6 hızlarında 30000 ft irtifada yapılmıştır. Analiz programında sınır tabaka bölgesinin doğru çözümlenebilmesi ve SST- k türbülans metodunun doğru çalışması için y+ değeri 1’den düşük tutulmuştur. Ayrıca viskoz bölgeyi fark edebilecek şekilde geçiş ağ yapısı oluşturulmuştur. Akış hacminde belirlenen sınır şartları ile ağdan bağımsızlık çalışmaları yapılmıştır. Elde edilen değerler literatürde bulunan benzer çalışmalarla kıyaslanarak doğrulukları değerlendirilmiştir. Elde edilen değerler birbirleri ile kıyaslanarak diverter’ın sürükleme katsayısını ve sınır tabaka kalınlığını azalttığı, kütle debisini ve basınç geri kazanımını ise arttırdığı görülmüştür.