Akıllı Yangın Söndürme Mühimmatının Sayısal Analizi

Abstract

Öz:Akıllı yangın söndürme mühimmatı (AYSM) yangınlarla havadan mücadele yöntemlerinde kullanılabilecek, yeni ve etkili bir üründür. Bu ürün NATO üyesi ülkelerin envanterinde bulunan bir harp mühimmatı olan MK-82 (havadan yere genel maksat bombası) tip mühimmatın tasarımına benzer tasarıma sahiptir. Tasarım ölçülerinin var olan bir harp mühimmatına benzemesi onu hava araçları üzerinde herhangi bir iyileştirme veya değiştirme yapmadan doğrudan hava aracına yükleme imkânı vermektedir. Bu çalışmanın amacı, insansız bir hava aracına yüklü mühimmatın, araca ait maksimum hız koşullarında ortaya çıkaracağı sürükleme katsayısının tespitidir. Hava aracının ulaşacağı maksimum hız değerinde AYSM’nin gövdesi üzerinde ortaya çıkacak basınç ve hız profillerinin belirlenerek görselleştirilmesi amaçlanmıştır. Korunum denklemleri farklı türbülans modelleri kullanılarak sonlu elemanlar esasına dayalı olan Ansys Fluent yazılımı yardımıyla çözülmüştür. Bilgisayar ortamında sanal bir rüzgâr tüneli kurulmuş farklı 𝑦� + değerleri kullanılarak mühimmata ait ağ optimizasyonu yapılmıştır. Türbülans modelleri olarak SpalartAllmaras (S-A) modeli, standart k-ε modeli ve SST k-ω türbülans modeli kullanılmıştır. Bulunan sonuçlar MK-82 tip genel maksat bombasına ait literatür verileri ile karşılaştırılarak doğrulama yapılmıştır. AYSM için verilen hız ve irtifa koşullarında en uygun y+ değerinin 60 olduğu ve buna bağlı olarak ilk inflation katman kalınlığının 0.3 mm olması gerektiği hesaplanmıştır. Kullanılan türbülans modellerinden SST k-ω türbülans modeli en doğru sonucu vermiştir. Bu modele göre AYSM’nin sürükleme katsayısı 0.14633 olarak bulunmuştur. Bu model kullanılarak maksimum uçuş hızı için mühimmat gövdesi üzerinde meydana gelebilecek basınç ve hız profilleri elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar ileride yapılacak yapısal statik ve dinamik analizlerde kullanılacaktır.

Öz:Smart fire extinguishing ammunition (SFEA) is a new and effective product that can be used in aerial firefighting methods. This product has a design similar to the MK-82 (air-to-ground general purpose grenade) type ammunition, which is a war ammunition in the inventory of NATO member countries. Being the design dimensions similar to an existing warfare ammunitionallows it to be loaded directly onto the aircraft without any improvement or modification on the aircraft. The aim of this study is to determine the drag coefficient of ammunition loaded on an unmanned aerial vehicle at maximum speed conditions of the vehicle. It is aimed to determine and visualize the pressure and velocity profiles that will appear on the body of the AYSM at the maximum speed that the aircraft will reach. The conservation equations have been solved by using Ansys Fluent software based on finite elements by different turbulence models. A virtual wind tunnel was established in the computer environment and mesh optimization of the ammunition was performed using different y+ values. SpalartAllmaras (S-A) model, standard k-ε model and SST k-ω turbulence model were used as turbulence models. The results were compared with the literature data of the MK-82 type general purpose bomb and verified. It was calculated that the optimum y+ value for the speed and altitude conditions given for the AYSM is 60, and accordingly, the first inflation layer thickness should be 0.3 mm. Among the turbulence models used, the SST k-ω turbulence model gave the most accurate result. According to this model, the drag coefficient of SFEA is 0.14633. This model was used to determine pressure and velocity profiles that can occur on the ammunition body at maximum flight speed have been obtained. The obtained results will be used in future structural, static and dynamic analyzes.