Soru 1: Aerodinamik Taşıma Katsayısı (C_L) Hesaplama
Verilen Değerler
- Kütle (m): 7 kg
- Kanat Alanı (S): 2 m²
- Hız (V): 20 m/s
- Hava Yoğunluğu (ρ): 1.225 kg/m³
Çözüm Adımları
1. Kaldırma Kuvveti (L) Hesabı
Kaldırma kuvveti statik uçuşta, uçağın kütlesi ile ağırlığına eşittir.
L = m * g
Burada g, yerçekimi ivmesi olup yaklaşık olarak 9.81 m/s²’dir. Bu durumda:
L = 7 kg * 9.81 m/s² = 68.67 N
2. Kaldırma Kuvveti Formülü
Kaldırma kuvveti (L), aşağıdaki formülle de hesaplanabilir:
L = 0.5 * ρ * V² * S * C_L
Bu formülde, ( C_L ) aerodinamik taşıma katsayısıdır ve bilinmemektedir. Şimdi ( C_L )'yi çözelim.
3. Aerodinamik Taşıma Katsayısı (C_L) Hesabı
C_L = \frac{2L}{ρ * V² * S}
Verilen değerleri yerine koyarak ( C_L )'yi hesaplayabiliriz:
C_L = \frac{2 * 68.67 N}{1.225 kg/m³ * (20 m/s)² * 2 m²}
C_L = \frac{137.34}{980}
C_L ≈ 0.14
Sonuç
İnsansız hava aracının sabit irtifada ve sabit hızda uçuş gerçekleştirebilmesi için gerekli aerodinamik taşıma katsayısı (C_L), 0.14 olmalıdır.
TERİMLER:
Aerodinamik Taşıma Katsayısı (C_L): Bir hava aracının kanatlarının havayı kaldırma kapasitesini belirten boyutsuz bir katsayıdır.
Soru 2: XFLR5’te Kanat Geometrisi Modelleme ve Aerodinamik Analiz
Adımlar
1. Kanat Geometrisi Modelleme
- XFLR5 programını açın.
- “Aircraft” menüsünden “Define a new aircraft” seçeneğini tıklayın.
- Kanat özelliklerini (kanat açıklığı, kord uzunluğu vb.) ilgili alanlara girerek tanımlayın.
2. Kanat Profili (Airfoil) Seçimi
- Kanat profilini seçmek için XFLR5’te “Foil” menüsüne gidin ve bir airfoil yükleyin veya oluşturun.
- Önerilen şekilde her öğrenci istedikleri airfoil’i kullanabilir.
3. Hücum Açısı (AoA) ve Hava Akışı Ayarları
- “Analysis” kısmına giderek bir yeni analiz oluşturun.
- Hava akışı için 10 m/s olarak ayarlayın.
- Hücum açısı aralığını -10 derece ile 20 derece arasında belirleyin.
4. Aerodinamik Analizleri Gerçekleştirme
- XFLR5’te analizleri çalıştırarak CL (taşıma katsayısı), Cd (sürükleme katsayısı) ve Cm (moment katsayısı) gibi değerleri hesaplatın.
Sonuçların Gösterimi
1. C_L, C_d ve C_m Grafiklerinin Oluşturulması
- Grafik arayüzünü kullanarak elde edilen CL, Cd ve Cm değerlerini hücum açısına bağlı olarak grafikte gösterin.
2. Yunuslama Moment Katsayısı (C_{mα})
- Analiz sonuçlarında Cm’nin hücum açısına (α) bağlı değişimini gözlemleyerek C_{mα} katsayısını belirleyin.
Özetle
XFLR5 programında, kanat özelliklerini ve profilini tanımlayıp, verilmiş hız ve hücum açıları aralığında aerodinamik analizleri gerçekleştirmek gerekmektedir. Elde edilen sonuçlar, özellikle taşıma ve sürükleme katsayıları ile moment katsayısı grafiklerini yorumlamanız açısından önemlidir.
TERİMLER:
Hücum Açısı (AoA): Hava akımına karşı kanadın eğim açısıdır.
Moment: Kanadın etrafında dönme eğilimini ifade eder, yunuslama momenti ise, kanat etrafında dönme eğilimidir.
XFLR5: Aerodinamik analiz ve tasarım yazılımıdır.
Bu bilgiler temelinde, her iki sorunun da eksiksiz ve doğru bir şekilde çözülmesi gerekmektedir. Havacılık ve aerodinamik prensipleri dikkate alınarak çözüm süreçleri baştan sona detaylandırılmıştır.
