Investigation of design and effects of a morphing winglet by applying a shape-memory alloy material on a passenger aircraft

Ahmet Kaplan; Fahrettin Öztürk

Makale detayları

Investigation of design and effects of a morphing winglet by applying a shape-memory alloy material on a passenger aircraft

Yazarlar:

Ahmet Kaplan | Fahrettin Öztürk

Yayıncı:

Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar:

Makine Mühendisliği (Diğer)

Dergi:

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.13 Issue 2, pp.419-428

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

4/2024

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001315340

pISSN:

2564-6605

Anahtar kelimeler:

Özet:

 Continuous research and development have focused on optimizing wing aerodynamics and reducing fuel consumption in air vehicles since their inception. Winglets, fixed curved structures at wingtips, gained significant attention during the oil crisis for their fuel-saving potential in the aviation industry. This study focuses on designing a morphing winglet using a shape memory alloy SMA for improved aerodynamic efficiency and fuel economy under various conditions. The XFLR5 software analyzes the wings lift and drag ratios at different aircraft stages take-off, cruise, landing for different cant angles. Results indicate that a moving winglet enhances the liftdrag ratio and reduces induced drag. Cant angle and angle of attack AOA variations play key roles in increasing this ratio. Optimal values for different aircraft stages are determined and discussed alongside existing mechanisms for moving winglets. Experimental data validation from previous studies in the literature concludes the research.

 Continuous research and development have focused on optimizing wing aerodynamics and reducing fuel consumption in air vehicles since their inception. Winglets, fixed curved structures at wingtips, gained significant attention during the oil crisis for their fuel-saving potential in the aviation industry. This study focuses on designing a morphing winglet using a shape memory alloy SMA for improved aerodynamic efficiency and fuel economy under various conditions. The XFLR5 software analyzes the wings lift and drag ratios at different aircraft stages take-off, cruise, landing for different cant angles. Results indicate that a moving winglet enhances the liftdrag ratio and reduces induced drag. Cant angle and angle of attack AOA variations play key roles in increasing this ratio. Optimal values for different aircraft stages are determined and discussed alongside existing mechanisms for moving winglets. Experimental data validation from previous studies in the literature concludes the research.

 Continuous research and development have focused on optimizing wing aerodynamics and reducing fuel consumption in air vehicles since their inception. Winglets, fixed curved structures at wingtips, gained significant attention during the oil crisis for their fuel-saving potential in the aviation industry. This study focuses on designing a morphing winglet using a shape memory alloy SMA for improved aerodynamic efficiency and fuel economy under various conditions. The XFLR5 software analyzes the wings lift and drag ratios at different aircraft stages take-off, cruise, landing for different cant angles. Results indicate that a moving winglet enhances the liftdrag ratio and reduces induced drag. Cant angle and angle of attack AOA variations play key roles in increasing this ratio. Optimal values for different aircraft stages are determined and discussed alongside existing mechanisms for moving winglets. Experimental data validation from previous studies in the literature concludes the research.

 Sürekli araştırma ve geliştirme, başlangıcından bu yana hava araçlarında kanat aerodinamiğini optimize etmeye ve yakıt tüketimini azaltmaya odaklanmıştır. Kanat uçlarındaki sabit kavisli yapılar olan kanatçıklar, havacılık endüstrisindeki yakıt tasarrufu potansiyeli nedeniyle petrol krizi sırasında büyük ilgi görmüştür. Bu çalışma, çeşitli koşullar altında gelişmiş aerodinamik verimlilik ve yakıt ekonomisi için şekil hafızalı alaşım SMA kullanan bir geçiş kanatçığı tasarlamaya odaklanmaktadır. XFLR5 yazılımı, farklı eğim açıları için farklı uçak aşamalarında kalkış, seyir, iniş kanadın kaldırma ve sürükleme oranlarını analiz eder. Sonuçlar, hareketli bir kanatçığın kaldırmasürükleme oranını arttırdığını ve indüklenen sürüklemeyi azalttığını göstermektedir. Cant açısı ve hücum açısı AOA varyasyonları bu oranın arttırılmasında anahtar rol oynamaktadır. Kanatçıkların hareket ettirilmesine yönelik mevcut mekanizmaların yanı sıra, farklı uçak aşamaları için en uygun değerler belirlenmekte ve tartışılmaktadır. Literatürdeki önceki çalışmalardan elde edilen deneysel verilerin doğrulanması araştırmayı sonuçlandırmaktadır.

Makale detayları

Investigation of design and effects of a morphing winglet by applying a shape-memory alloy material on a passenger aircraft

Yazarlar:

Ahmet Kaplan | Fahrettin Öztürk

Yayıncı:

Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar:

Makine Mühendisliği (Diğer)

Dergi:

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.13 Issue 2, pp.419-428

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

4/2024

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001315340

pISSN:

2564-6605

Morphing winglet

Variable cant angle

Shape memory alloy

morphing winglet mechanismDönüşen kanatçık

Değişken eğim açısı

Şekil hafızalı alaşım

Geçiş kanatçık mekanizması

Sayı

Makale detayları

Yazarlar: Ahmet Kaplan | Fahrettin Öztürk

Yayıncı: Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar: Makine Mühendisliği (Diğer)

Dergi: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.13 Issue 2, pp.419-428

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 4/2024

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2001315340

pISSN: 2564-6605

Sayı

Yazarlar:

Ahmet Kaplan | Fahrettin Öztürk

Yayıncı:

Nigde Omer Halisdemir University

Ana Başlıklar:

Makine Mühendisliği (Diğer)

Dergi:

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Vol.13 Issue 2, pp.419-428

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

4/2024

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001315340

pISSN:

2564-6605