Ticari uçakların ekserjetik sürdürülebilirlik indikatörlerinin geliştirilmesi

Abstract

Bu tezde ticari uçak ve uçak motorları için ekserjetik sürdürülebilirlik indikatörlerinin araştırılmıştır. Bu amaçla havacılıkta orta ve uzun menzilli yolcu uçaklarında kullanılan yüksek bypass oranına sahip bir turbofan motoru, bölgesel uçaklarda kullanılan bir turboprop motor ve dünyada yaygın olarak kullanılan bir yolcu uçağı ele alınmıştır. Her iki motor için öncelikle detaylı ekserji analizleri gerçekleştirilmiş ve elde edilen ekserji parametreleri kullanılarak bu motorların ekserjetik sürdürülebilirlik indikatörleri hesaplanmıştır. İlave olarak, bir ticari yolcu uçağının ekserjetik sürdürülebilirlik indikatörleri elde edilmiştir. Yapılan analizlere göre turbofan motoru için ekserji verimi %31.5, atık ekserji oranı 0.685, ekserji geri kazanabilirlik oranı 0, ekserji yıkım oranı 0.408, çevresel etki faktörü 2.174 ve ekserjetik sürdürülebilirlik indeksi 0.46 olarak hesaplanmıştır. Benzer şekilde turboprop motor içinde dinamik ekserji analizleri yapılmış, ekserjetik sürdürülebilirlik indikatörleri elde edilmiştir. Ekserjetik sürdürülebilirlik indeksi en düşük güç çalıştırması (240 N.m tork) için 0.26 ve en yüksek güçteki çalıştırması için (630 N.m tork) 0.41 olarak elde edilmiştir. Ticari yolcu uçağının ekserjetik sürdürülebilirlik indeksi uçağın kalkış ağırlığına bağlı olarak kalkışta 0.422 - 0.440 arasında düz uçuşta ise 0.42 – 0.441 arasında hesaplanmıştır. Ekserjetik sürdürülebilirlik indikatörlerinin uçak ve itki sistemlerinin değerlendirilmesinde havayolu işletmeleri ve havacılık otoriteleri tarafından önemli bir parametre olarak kullanılabileceği düşünülmektedir. Uçak ve uçak motorlarının ekserjetik sürdürülebilirlik indikatörlerinin belirlenerek etiketlendirilmesi ve sınıflandırılmasının bir kriter olarak ele alınmasının yararlı olacağı düşünülmektedir.