Salınım hareketi verilen yarasa tipi delta kanat modeli üzerindeki akış dinamiğinin incelenmesi

Abstract

Uçak üzerinde oluşan girdap çökmeleri ve ayrılmış akış uçağın manevra kabiliyetini, dolayısı ile performansını etkilemede önemli bir rol oynamaktadır. Girdap çökmesi ve ayrılmış akış, değişik hücum açılarında uçak üzerinde farklı akış karakteristikleri meydana getirmektedir. Uçak gövdelerinde, örneğin hızlı manevra gücüne sahip savaş uçaklarının muhtelif bölgelerinde oluşan girdap (vortex), uçakların manevra kabiliyetini azaltmaktadır. Pilotsuz uçak kullanımın söz konusu olduğu günümüzde, bu tür uçakların manevra kabiliyetini arttırabilmek için uçak gövdesinin oluşturduğu spiral girdabın ve girdap çökmesinin (vortex breakdown) oluşumunun, çökme sonrası oluşan girdapların kanat yüzeyi ile olan etkileşiminin bilinmesi ve bu girdapların kontrolü gerekmektedir. Bu durum, uçakların manevra kabiliyeti ve performansı bakımından oldukça önemlidir. Bu çalışmada, 500 süpürme açısına sahip UCAV (Unmanned combat air vehicle) benzeri yarasa tipi delta kanat modeli üzerinde değişik hücum açılarında oluşan girdap çökmesi ve ayrılmış akış hem statik durumda hem de sinüzoidal salınım hareketi verilerek boya görüntüleme ve Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçme Tekniği (PIV) yöntemleri ile deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel analiz, zaman ortalama hız vektörleri, sabit akım çizgileri ve girdap dağılımlarını içerir. Ayrıca kanat geometrileri statik ve salınım yaparken kaldırma ve sürükleme kuvvetlerinin ölçümleri yapılarak kaldırma ve sürüklenme katsayıları (CL ve CD) ve dönme momenti (PM) incelenmiştir. Deneyler üst görünüş düzleminde kanat yüzeyine oldukça yakın mesafede yapılmıştır. Farklı hücum açılarında girdap çökmesi, yeniden oluşan girdapların gelişimi, akışın yapısı ve aerodinamik katsayılar incelenmiştirAnahtar Kelimeler: Delta Kanat, Girdap Çökmesi, İnsansız Hava Araçları, PIV

The aim of this study vortex breakdown and separated flow over aircraft play an important role in influencing performance and maneuverability of the aircraft. Vortex breakdown and separated flow originate different flow characteristics over aircraft regarding various angles of attack. This is an undesirable fact for the aircraft. It affects the lifespan of aircraft and maneuverability as well. Vortex which occurs in a various regions of aircraft fuselage having high maneuver capability reduces the maneuvering of aircraft power and its performance. Today, when it comes to the use of UCAV (Unmanned combat air vehicle), the formation of spiral vortex, vortex breakdown over the delta wing in order to increase maneuverability and the interaction with the delta wing surface of the vortex formed after the breakdown must be known and these vortices must be controlled. These are very important in terms of aircraft maneuverability performance. In this study,geometrie for the various angle of attack was investigated experimentally under static condition and sinusoidal motion by using dye visualization and particle image velocimetry technique (PIV). The experimental analysis consists of time averaged velocity vectors, streamline patterns and vorticity contours. In addition, lift and drag coefficients (CL and CD) and pitching moment (PM) were examined by measuring aerodynamic forces of lift and drag forces during static and pitching motion. The experiments were conducted in plan-view planes and it was very close to surface of the delta wing models. Flow structure, development of the vortices, vortex breakdown and aerodynamic coefficients were investigated for different angles of attackKeywords: Delta Wing, Vortex Breakdown, Unmanned Combat Air Vehicle, PI