Bu çalışmada, 1 Mach altı seyir hızlarında kullanılan füze kanatçık sistemleri için 5754 alüminyum alaşımı ve epoksi matrisli yüksek modüllü karbon fiber takviyeli polimer (CFRP) malzemeler yapısal ve aerodinamik açıdan karşılaştırılmıştır. Öncelikle CFD analizleri ile kanatçık yüzeylerindeki basınç dağılımları belirlenmiş, ardından bu yükler sonlu elemanlar analizlerinde uygulanarak gerilme, deformasyon, güvenlik katsayısı ve titreşim özellikleri hesaplanmıştır. Analizler, aerodinamik yüklerin özellikle kanatçık kök ve ön kenar bölgelerinde yoğunlaştığını göstermiştir. Karbon fiber, düşük yoğunluğu ve yüksek elastisite modülü sayesinde daha düşük deformasyon ve yüksek rijitlik sağlamıştır. Alüminyum ise daha yüksek sönüm oranı ile belirli titreşim senaryolarında avantaj sunmuş, ayrıca üretim, bakım ve onarım kolaylığı açısından öne çıkmıştır. Sonuç olarak, hafiflik ve yüksek rijitliğin öncelikli olduğu durumlarda karbon fiber, maliyet ve bakım kolaylığının öncelikli olduğu durumlarda ise alüminyum tercih edilebilecek malzemeler olarak değerlendirilmiştir.
This study aims to comparatively analyze the structural performance of metallic (Aluminum 5754) and composite (Epoxy/CFRP) materials used for control flaps in missiles with subsonic flight speeds below Mach 1. Based on the fundamental problem of weight and strength optimization in aerospace structures, a unidirectional analysis method simulating fluid-structure interaction was used. As a method, aerodynamic pressure loads obtained from CFD analyses were integrated into a finite element model (FEA) to examine the stress, deformation, and vibration characteristics of the materials. Numerical results confirmed that aerodynamic loads reached their maximum level at the root and leading edge of the winglets. It was found that carbon fiber reinforced structures offer a distinct advantage over aluminum in limiting deformation and increasing rigidity due to their high specific strength properties. However, it was observed that aluminum material remains a valid alternative due to its damping properties and cost advantages in manufacturing/maintenance processes. As a result of the study, material selection criteria were established based on the “performance/cost” balance required by the mission profile.
| Birincil Dil | Türkçe |
|---|---|
| Konular | Akışkan-Yapı Etkileşimi ve Aeroakustik |
| Bölüm | Araştırma Makalesi |
| Yazarlar | |
| Gönderilme Tarihi | 28 Ekim 2025 |
| Kabul Tarihi | 12 Aralık 2025 |
| Erken Görünüm Tarihi | 15 Aralık 2025 |
| Yayımlanma Tarihi | 30 Aralık 2025 |
| IZ | https://izlik.org/JA99RJ94HU |
| Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 3 Sayı: 2 |
ERÜ Havacılık ve Uzay Çalışmaları Uygulama ve Araştırma Merkezi Dergisi 2021 | jasam@erciyes.edu.tr
Bu eser Creative Commons Atıf-Gayri Ticari-Türetilemez (CC BY-NC-ND) 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır. 