Temel eğitim uçağı burun iniş takımı fork ve aks parçalarının tasarımı ve analizi

Abstract

Havacılık ve uzay endüstrisinde yapıların hafif tasarlanması büyük önem arz etmektedir. Hava aracını oluşturan yapıların hafifletilmesiyle hava aracının taşıyabileceği faydalı yük kapasitesi artırılabilmekte ve tükettiği yakıt miktarı azaltılabilmektedir. Böylece geçen yüzyılda havacılık endüstrisinde yeni tasarım metotları, yeni malzemeler ve özel üretim prosesleri geliştirilmiştir. Federal Havacılık İdaresine göre uçakta meydana gelen hataların % 55 uçağın inişi ve kalkışı sırasında gerçekleşmektedir. Bu sebeple İniş takımı sistemi gerçekleştirdiği kritik fonksiyonlar, uçuş güvenliğine etkisi ve uçak geometrisi ile oluşturduğu arayüzler nedeniyle uçak tasarım süreçlerinde çalışılan önemli bir alt sistemdir. Sistem içerisinde barındırdığı teker, jant, fren, şok sönümleyici, açma-kapama sistemi, yönlendirme sistemi ve ana dikme gibi yapısal parçalar ile uçak ağırlığının yaklaşık olarak %3-5 ağırlığını oluşturmaktadır. Günümüz havacılık endüstrisinde tasarımda hafifletmenin kazandığı önem ile iniş takımının ağırlığının azaltılması da ön plana çıkmaktadır. Havacılık endüstrisinde daha çok uygunluğu ve uçağa sağladığı yüksek stabilite dolayısıyla üçlü tip iniş takımı en çok tercih edilen tiptir. Ana iniş takımları uçağın ağırlık merkezinden hemen sonra burun iniş takımı ise ön tarafa yerleştirilir. İniş takımı sisteminin uçak için birçok önemli fonksiyonu bulunmaktadır. Jant ve teker sistemi ile uçağı yerde desteklemek, iniş ve manevralar sırasında oluşabilecek dikey enerjiyi teker ve şok sönüm sistemi ile sönümlemek, fren sistemi ile uçak durduğunda ve/ veya park edildiğinde ileriye doğru oluşan enerjiyi sönümlemek, diferansiyel fren ve/ veya yönlendirme sistemi ile dönme ve manevra kabiliyetini sağlamak, jaka alma, çekme ve bağlama operasyonları için bünyesinde özel yapısal ve bağlantı arayüzleri bulundurmak, uçak gövdesinde oluşan sürüklenmeyi azaltmak için iniş takımlarında katlama mekanizması bulundurmak, mafsallı yapısıyla kalkış ve yükleme sırasında uçak geometrisinin uyum sağlamasına olanak sağlamak ve uçak gemilerinde mancınık sistemi ile kalkışı sağlamak için gerekli arayüzleri bulundurmak gibi birçok kritik fonksiyonları sağlamaktadır. Uçakların ulaşım amacıyla kullanılabilmesi için uçuşa elverişlilik sertifikasyon belgelerinin olması gereklidir. Bu belgelendirmenin uçuş otoritesinden alınması için uçak tasarımının regülasyonlarda belirtilen kurallara uygun olarak tasarlanmış olması ve bunun ispatlanması gereklidir. İniş takımı tasarımı için gerekli yük bilgileri regülasyonlarda yer yükleri ve iniş koşulları olarak verilmiştir. Regülasyonlarda belirtilen yüklerin iniş takımı için hesaplamaları bu çalışma için yapılacak tasarıma ve analiz çözümlerine yansıtılmıştır. Tecrübe edilmiş uygulamalar ve iniş takımı tasarım hesapları için kullanılan varsayımlar ile ilgili bilgiler literatür araştırması sonucunda elde edilmiş ve bu çalışmada kullanılmıştır.

Designing lightweight structures is very important in aerospace industry. By reducing the aeroplane structure weight, fuel consumption decreases on the other hand payload capacity and flight range can be increased. Thus, new design methods, new materials and special manufacturing processes are developed and used in aerospace industry in the last century. According to Federal Aviation Administration, in average, 55% of aircraft failures occur during take-off and landing. Landing gear system is an important subsystem in aircraft design processes due to the critical functions it performs, its effect on flight safety and the interfaces with aircraft geometry. It constitutes 3-5% of the aircraft weight with subsystems like wheel, brake, shock absorber, extension-retraction system, and structural components like main fitting. While the design of light weight structures getting important in aerospace industry, landing gear has come into prominence. In the aviation industry, tricycle type landing gear is accepted as the most suitable and sustainable configuration for most of the airplanes due to is great stability, where main landing gears are situated just after the centre of gravity and the nose landing gear at the front. Landing gear system consists of several significant functions for aircraft. Supporting aircraft on the ground by wheels and tires, absorbing vertical energy by tires and shock absorbers at the landing, minimizing shock effects at the ground manoeuvring, absorbing forward energy by brakes, holding aircraft by brakes, when it is stopped and parked, permitting turning and manoeuvring on the runway by differential braking and steering, permitting towing, jacking and tie down operations for aircraft by consisting specific structures and attachments, minimizing airframe drag by retracting landing gear, including doors, which are driven and independent, and ensuring aerodynamic cleanliness, consisting articulated geometry for maintaining take-off operations or kneeling during loading cases, including driven wheels for manoeuvring aircraft with no need of main engine thrust, including attachments, which permit catapult launch from ships and arresting gear mounted on airframe and including tail bumper for protecting structure of tail cone are provided functions by landing gear system and its subsystems. To fly an aircraft, it must be certified. Aircrafts are certified by aviation authorities and their designs are strictly controlled with regulations. The information about the experienced applications and the assumptions used for the landing gear design calculations was obtained because of the literature research and it is planned to be used in this study.