Düşük hızlı bir kanat modelinin ANFIS ile modellenmesi ve tahmin edilmesi

Abstract

Havacılığın yolcu, kargo ve savunma sanayisi için önemi her geçen gün artmaktadır. Artan bu önem teknolojinin gelişmesiyle beraber hava araçlarında kullanılan komponent ve sistemlerin verimini ve performansını arttırma, kullanılan zaman ve maliyeti de azaltma çabasını tetiklemiştir. Bu nedenle üretici firmalar bu yönde araştırma ve geliştirme çalışmalarını büyük hassasiyet içinde yürütmektedirler. Bu çalışmalardan biri de hava aracında performansı arttırma çabasıdır. Hava aracının aerodinamik olarak verimini arttırmak performansa direkt olarak etki etmektedir. Aerodinamik olarak verimliliği arttırma, hava aracının maruz kaldığı kuvvetlere maksimum direnç gösterip, minimum seviyede etkilenmeyle sağlanabilir. Hava aracının maruz kaldığı en önemli kuvvetler kanata etkiyen taşıma ve sürükleme kuvvetleridir. Bu nedenle, bu tez çalışmasında uçağa etki eden aerodinamik kuvvetlerden taşıma ve sürükleme kuvvet katsayılarının ve kanat performans parametrelerinden CL /CD oranının ANFIS modellemesi yapılarak tahmin işlemi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada flap açısı, hücum açısı ve Reynolds sayısı giriş verisi olarak seçilmiş, çıkış değerleri de CD, CL ve CL/CD olacak şekilde 3 farklı tahmin işlemi yapılmıştır. 114 adet eğitim, 18 adet test verisi, 7 farklı üyelik fonksiyonu ve 64 kural seti kullanılarak tahmin işlemleri gerçekleştirilerek modelleme yapılmıştır. Hata performansının ölçülmesi için ortalama karesel hata, ortalama yüzde bağıl hata ve ortalama mutlak hata performans fonksiyonları kullanılmıştır. Sonuç olarak modellemelerden elde edilen sonuç verileriyle gerçek verilerin örtüştüğü gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar tablo, şekil ve grafiklerle bu çalışmada sunulmuştur. Bu sonuçlarla, zeki optimizasyon yönteminin hava araçlarının performans tahminlerinin yapılmasında alternatif bir yöntem olabileceği gösterilmiştir.Anahtar kelimeler: ANFIS, Optimizasyon, Aerodinamik, Performans, Hava Aracı

The importance of aviation is increasing day by day for the passenger, cargo and defense industry. This increasing importance with the development of technology has triggered the effort to increase the efficiency and performance of the components and systems used in aircraft, and to reduce the time and cost used. Therefore, manufacturers carry out research and development studies in this direction with great sensitivity. One of these studies is an effort to increase performance in aircraft. Increasing the aerodynamic efficiency of the aircraft directly affects the performance. It is possible to increase the aerodynamic efficiency by showing maximum resistance to the forces that the aircraft is exposed to and by being affected at a minimum level. The most important of these forces that the aircraft is exposed to are lift and drag forces acting on the wing. This is why, in this thesis, the aerodynamic forces acting on the aircraft, the lift and drag force coefficients and the CL /CD ratio, which is one of the wing performance parameters, were estimated by using ANFIS modeling. In the study, flap angle, angle of attack and Reynolds number were chosen as input data. And also, three different estimation processes performed as output values as CD, CL and CL /CD. 114 training, 18 test data, 7 different membership functions and 64 rule sets were used and modeling was done by performing estimation processes. For measured error performance, functions of mean square error, mean percent relative error and mean absolute error performance used. As a result, it was observed that the actual data overlapped with the actual data obtained from the models. The results obtained are presented in this study with tables, figures and graphics. With these results, it has been shown that the intelligent optimization method can be an alternative method for making performance predictions of aircraft.Keywords: ANFIS, Optimization, Aerodynamic, Performance, Aircraft