Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu

Yıl: 2023 Cilt: 11 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 1223 - 1231 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.29109/gujsc.1394062 İndeks Tarihi: 04-01-2024

Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu

Öz:
Bu çalışmada, Gri ilişkisel Analiz yöntemi kullanılarak hibrit-elektrikli itki sistemine sahip Cessna 172S uçağında yakıt ekonomisi, uçuş maliyeti ve $CO^2$ azaltılma değerlerine etki eden uçuş parametreleri optimize edilmiştir. Bu amaçla beş farklı uçuş süresi (A) ve beş farklı seyir irtifası (B) için tasarım sonucu elde edilen uçuş verileri konvansiyonel değerlerle kıyaslanarak optimum uçuş süresi ve seyir irtifası belirlenmiştir. Uçuş görevleri iki farklı parametre için beş seride L25 (5^2) ortogonal dizin kullanılarak tasarlanmıştır. Optimum yakıt, maliyet tasarrufu ve $CO^2$ azaltma değerinin oluştuğu görev dizilimi A3B3 olarak 120 dak uçuş süresi, 2400 m seyir irtifası için elde edilirken en düşük görev performans verilerine sahip dizilim ise A5B1 olarak 180 dak uçuş süresi, 1200 m seyir irtifalı uçuş görevi için elde edilmiştir. Gri ilişkisel analiz yöntemi ile elde edilen veriler ile kavramsal tasarım sonucunda elde edilen verilerin birbiri ile uyum içinde olduğunu görülmüştür.
Anahtar Kelime: Hibrit-Elektrik itki sistemi Gri ilişkisel analizi Elektriklileşme Yakıt tasarrufu

Optimizing Flight Parameters on a Cessna 172S Aircraft with a Hybrid-Electric Propulsion System Using the Gray Relational Analysis Method

Öz:
In this study, the flight parameters affecting fuel economy, flight cost and $CO^2$ reduction values in Cessna 172S aircraft with hybrid-electric propulsion system were optimized using the Grey Relational Analysis method. For this purpose, the flight data obtained as a result of the design for five different flight times (A) and five different cruise altitudes (B) were compared with conventional values and the optimum flight time and cruise altitude were determined. Flight missions were designed using the L25 (5^2) orthogonal index in five series for two different parameters. While the mission sequence with optimum fuel, cost savings and $CO^2$ reduction was achieved as A3B3 for 120 min of flight time and 2400 m cruising altitude, the sequence with the lowest operating performance systems was assigned as A5B1 for 180 min of flight time and 1200 m cruising altitude. The results show that the data obtained by the grey relational analysis method are in agreement with the data obtained by the conceptual analysis.
Anahtar Kelime: Hybrid-electric propulsion system Grey relational analysis Electrification Fuel saving

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] Xie Y, Savvarisal A, Tsourdos A, Zhang D, Gu J. Review of hybrid electric powered aircraft, its conceptual design and energy management methodologies. Chinese Journal of Aeronautics. 2012; 34: 432-450.
  • [2] Committee on Propulsion and Energy Systems to Reduce Commercial Aviation Carbon Emissions. Commercial aircraft propulsion and energy systems research. Washington, D.C. National Academies Press. 2016.
  • [3] Darecki M, Edelstenne C, Enders T. Flightpath 2050 Europe’s vision for aviation. Luxembourg: European Commis-sion. 2011.
  • [4] Pornet C, Isikveren AT. Conceptual design of hybrid-electric transport aircraft. Progress in Aerospace Sciences. 2015; 79: 114-135.
  • [5] Righi H. Hybrid electric aircraft. Mississippi State University. 2016.
  • [6] Friedrich C, Robertson PA. Hybrid-electric propulsion for aircraft. Journal of Aircraft. 2015; 52: 176-189.
  • [7] Iwanizki M, Arzberger MJ, Plohr M, Silberhorn D, Hecken T. Conceptual design studies of short range aircraft configurations with hybrid electric propulsion. In AIAA Aviation 2019 Forum, Dallas, Texas, US, 2019.
  • [8] Nicolay S, Kapuk S, Liu Y, Elham A. Conceptual design and optimization of a general aviation aircraft with fuel cells and hydrogen. International Journal of Hydrogen Energy. 2021; 46: 32676-32694.
  • [9] Hoelzen J, Liu Y, Bensmann B, Winnefeld C, Elham A, Friedrichs J, Hanke-Rauschenbach R. Conceptual design of operation strategies for hybrid electric aircraft. Energies. 2018; 11: 217.
  • [10] Ata I, Akgül B. Investigation of hybrid-electric propulsion system applied on Cessna 172S aircraft. International Journal of Energy Studies. 2023; 8: 385-399.
  • [11] Chai X, Yu X, Wang Y. Multipoint optimization on fuel efficiency in conceptual design of wide-body aircraft. Chinese Journal of Aeronautics. 2018; 31: 99-106.
  • [12] Information Manual Skyhawk SP, Cessna aircraft company model 172S NAV III avionics option- GFC 700 AFCS, , Cessna Aircraft Company, Wichita, Kansas, USA, 2007.
  • [13] Hospodka J, Bínová H, Pleninger S. Assessment of all-electric general aviation aircraft. Energies 2020; 13(23): 6206.
  • [14] Turkey Electricity Generation-Transmission Statistics for 2019, 38-Graph III.I - Distribution of Turkey's electricity generation by sources in 2019, Webpage: https://www.teias.gov.tr/tr-TR/turkiye-elektrik-uretim-iletim-istatistikleri (Son erişim: Eylül 2021).
  • [15] Turkish Greenhouse Gas Inventory 1990-2019, National inventory report for submission under the united nations framework convention on climate change, Tüik, April 2021.
  • [16] Webpage:https://www.tedas.gov.tr/#!tedas_tarifeler (Son erişim: Eylül 2021).
  • [17] Operator’s Manual Lycoming O-360, HO-360, IO-360, AIO-360, HIO-360 & TIO-360 Series, 8th Edition, Part No. 60297-12, October 2005.
  • [18] Acır A., Canlı ME, Ata I, Çakıroğlu R. Parametric optimization of energy and exergy analyses of a novel solar air heater with grey relational analysis. Applied Thermal Engineering. 2017; 122: 330-338.
  • [19] Çakıroğlu R, Tanürün, HE, Acır A, Üçgül F, Olkun S. Optimization of NACA 4412 augmented with a gurney flap by using grey relational analysis. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2023; 45(3): 167.
APA ata i (2023). Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu. , 1223 - 1231. 10.29109/gujsc.1394062
Chicago ata ismail Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu. (2023): 1223 - 1231. 10.29109/gujsc.1394062
MLA ata ismail Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu. , 2023, ss.1223 - 1231. 10.29109/gujsc.1394062
AMA ata i Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu. . 2023; 1223 - 1231. 10.29109/gujsc.1394062
Vancouver ata i Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu. . 2023; 1223 - 1231. 10.29109/gujsc.1394062
IEEE ata i "Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu." , ss.1223 - 1231, 2023. 10.29109/gujsc.1394062
ISNAD ata, ismail. "Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu". (2023), 1223-1231. https://doi.org/10.29109/gujsc.1394062
APA ata i (2023). Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 11(4), 1223 - 1231. 10.29109/gujsc.1394062
Chicago ata ismail Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 11, no.4 (2023): 1223 - 1231. 10.29109/gujsc.1394062
MLA ata ismail Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, vol.11, no.4, 2023, ss.1223 - 1231. 10.29109/gujsc.1394062
AMA ata i Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2023; 11(4): 1223 - 1231. 10.29109/gujsc.1394062
Vancouver ata i Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2023; 11(4): 1223 - 1231. 10.29109/gujsc.1394062
IEEE ata i "Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu." Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 11, ss.1223 - 1231, 2023. 10.29109/gujsc.1394062
ISNAD ata, ismail. "Hibrit-Elektrikli İtki Sistemine Sahip Cessna 172S Uçağında Uçuş Parametrelerinin Gri İlişkisel Analiz Yöntemi ile Optimizasyonu". Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 11/4 (2023), 1223-1231. https://doi.org/10.29109/gujsc.1394062