(INVESTIGATION OF A MICRO TURBOJET ENGINE VIA REVERSE ENGINEERING)

Abstract

Reverse engineering is the process of discovering the technological working principles of a device, object or system. This paper in particular, focuses on the reverse engineering of a micro turbojet engine. First, components of a gas turbine engine are scanned and transformed into digitized point cloud format utilizing a three axis optical scanner. Next, solid geometry of the engine parts were re-constructed in computer aided drafting (CAD) environment from these data. Furthermore, performance maps of individual components are either calculated or certain assumptions were made as to their behaviour. On and off design point engine performance has been determined through a parametric cycle analysis. Obtained results are in line with the reported performance parameters of the reverse engineered engine. This case study demonstrates the use of reverse engineering procedures, when designing from scratch would not be as practical. This approach can cut down the overall turnover time for a new design

Keywords

• turbojet engine, reverse Engineering, performance

BİR MİKRO TURBOJET MOTORUN TERS MÜHENDİSLİK İLE İNCELENMESİ

Abstract

Tersine mühendislik bir aygıt, nesne veya sistemin teknolojik çalışma prensiplerini keşfetme sürecidir. Bu çalışma, özellikle bir mikro turbojet motorun ters mühendisliği üzerine odaklanmaktadır. İlk olarak, gaz türbin motorunun bileşenleri üç eksenli bir optik tarayıcı kullanılarak taranmış ve dijital nokta bulutu formatına dönüştürülmüştür. Sonra, motor parçalarının katı modeli bilgisayar destekli çizim (CAD) ortamında bu verilerden tekrar inşa edilmiştir. Daha sonra, her bir bileşenin performans haritası ya hesaplanmış, yahut davranışlarına uygun olarak belirli varsayımlar yapılmıştır. Tasarım noktası ve tasarım noktası haricindeki motor performansı, parametrik çevrim analizi ile hesaplanmıştır. Ters mühendislik ile elde edilen sonuçlar üretici tarafından bildirilen motor performans parametreleri ile uyumludur. Dolayısıyla bu çalışma, tasarımın sıfırdan başlanarak yapılmasının pratik olmadığı zamanlarda ters mühendislik prosedürünün kullanımını göstermektedir. Bu yaklaşım, yeni bir tasarım için toplam tasarım döngüsü süresini azaltabilir

Keywords

• turbojet motor, tersine mühendislik, performans

References

1. Rodgers, C., Turbofan Design Options for Mini UAV's, 37th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit, 2001
2. Muller, N. ve Akbari, P., Performance Investigation of Small Gas Turbine Engines Topped with Wave Rotors, 39th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit, 2003
3. van den Braembussche, R. Micro Gas Turbines – A Short Survey of Design Problems. Notes, 2005
4. Casey, M.V., The Effects of Reynolds Number on the Efficiency of Centrifugal Compressor Stages, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Cilt 107, s. 541-548, 1985
5. Sirakov, B.T., Characterization and Design of a Non-Adiabatic Microcompressor Impeller and Preliminary Design of Self-Sustained Micro Engine System, Yüksek Lisans Tezi, Massaschusetts Institute of Technology, 2005
6. Gong, Y., Sirakov, B., Epstein, A. ve Tan, C., Aerothermodynamics of Microturbomachinery, ASME Turbo Expo, s. 95-102, Viyana, Avusturya, 2004
7. Epstein, A., Millimeter-Scale Micro-Electro-Mechanical Systems Gas Turbine Engines, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Cilt 126, s. 205-225, 2004
8. Isomura, K., Murayama, M. ve Kawakubo, T., Feasibility of a Gas Turbine at Micro Scale, ASME Turbo Expo, New Orleans, Louisiana, ABD, 2001

9. van der Merwe, Design of a Centrifugal Compressor Impeller for Micro Gas Turbine Application, Yüksek Lisans Tezi, Stellenbosch University, Matieland, Güney Afrika, 2012
10. Schiffmann, J. ve Favrat, D., Design Experimental Investigation and Multiobjective Optimization of a Small-Scale Radial Compressor for Heat Pump Applications, Energy, Cilt 35, s. 436-450, 2010
11. Eken, E., Başaran, E. ve Çoban, K., Küçük Ölçekte Özgün Bir Gaz Türbin Motorunun Yer ve Uçuş Testleri, TMMOB Makina Mühendisleri Odası VII.Ulusal Uçak Havacılık ve Uzay Mühendisliği Kurultayı , s. 137-144, Eskişehir, Türkiye, 2013
12. Akca, D., Grun, A., Breuckmann, B., Lahainer, C., High definition 3D Scanning of Art Objects and Paintings, Optical 3D Measurement Techniques VIII, 2007.
13. Dixon, S. ve Hall, C., Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery, Butterworth-Heinemann, 2010.
14. Ceylanoğlu, A., An Accelerated Aerodynamic Optimization Approach for a Small Turbojet Engine Centrifugal Compressor, M.S. Thesis, Middle East Technical Univesity, Ankara, 2009.
15. Bathie W.W., Fundamentals of Gas Turbines, Wiley, Second Edition, 1996.
16. Lewis, I., Turbomachinery Performance Analysis, John Wiley and Sons, 1996.
17. Karabulut, H., Solmaz, H., Okur, M. ve Şahin, F., Gama Tipi Serbest Pistonlu Bir Stirling Motorunun Dinamik ve Termodinamik Analizi, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 28, No 2, s. 265-273, 2013.
18. Mattingly, J., Haiser, W. ve Pratt, D., Aircraft Engine Design, AIAA Education Series, Second Edition, 2006.
19. Mattingly, J. ve Ohain, H., Elements of Propulsion: Gas Turbines and Rockets, AIAA Education Series, 2006.