Uçuş Mekaniği Hesaplamalarinda Matlab/simulink Kullanımı: İstanbul’dan Kahire’ye Uçuş Planlamasi Örneği

Benzetim araçları gerçek bir sistemin üretimi ve/veya yönetimi öncesinde büyük maliyetleri önlemek, hızlı prototipleme ile AR-GE çalışması gerçekleştirmek, farklı senaryolarda sınırsız test imkanı sağlamak gibi bir çok avantajı kullanıcısına sunmaktadır. Bu çalışmada MATLAB/Simulink benzetim ortamı kullanılarak uçuş mekaniği kapsamında, İstanbul’dan Kahire’ye bir uçuşun planlaması yapılmıştır. Uçuş planına dair hesaplamalardan önce Euler’in diferansiyel denklem çözücü metodundan (ode1) ve benzetim aracındaki kullanımından bahsedilmişdir. Ardından uçağın değişkenlerinden ( X ve Y eksenlerindeki yatay konum, irtifa, gerçek hava hızı, baş açısı, uçağın kütlesi), kontrol işaretlerinden (motor itkisi, yalpa açısı, uçuş yolu açısı), hava trafiği kurallarından ve gerçek bir uçağın rotasından bahsedilerek benzetim aracının kullanım kapsamı ortaya konmuştur. Çalışmanın kapsamı belirtildikten sonra İstanbul Havalimanından (IST) Kahire Havalimanına (CAI) gerçek bir Boeing 737-700 uçağının uçak performansı operasyonel verileri kullanılarak uçuş rotası ve bu rotadaki kalkış, tırmanma, seyir uçuşu, dönme, iniş gibi hareket değişimleri belirtilmiştir. Tüm uçuşun benzetimi aşamasında Eurocontrol Experimental Centre’ın BADA (Base of Aircraft Data) projesi kapsamında yayınladığı hesaplamalara dayanarak uçağın değişkenleri, 3 boyutta rotası, yataydaki hızı, yakıt tüketimi, uçağın rotasının değişimi vb. gibi veriler görselleştirilerek yorumlanmıştır. Son kısımda ise elde edilen sonuçlar ile birlikte benzetim araçlarının uçuş mekaniği özelinde sağladığı faydalardan bahsedilmiştir. 

Simulation tools offer many advantages to their users, such as avoiding large costs before the production and/or management of a real system, performing R&D work with rapid prototyping, and providing unlimited testing in different scenarios. In this study, a flight from Istanbul to Cairo was planned within the scope of flight mechanics using the MATLAB/Simulink simulation environment. Before the calculations of the flight plan, Euler's differential equation solver method (ode1) and its use in the simulation tool are mentioned. Then, by talking about the variables of the aircraft (horizontal position on the X and Y axes, altitude, true airspeed, head angle, mass of the aircraft), control signals (engine thrust, yaw angle, flight path angle), air traffic rules and the route of a real aircraft, the simulation tool will be used. Scope is revealed. After specifying the scope of the study, the flight route and movement changes such as takeoff, climb, cruise flight, turn, and landing on this route are indicated by using the aircraft performance operational data of a real Boeing 737-700 aircraft from Istanbul Airport (IST) to Cairo Airport (CAI). During the simulation phase of the entire flight, the variables, 3D route, horizontal velocity, fuel consumption, change of the aircraft's route etc. data such as visualization and interpretation. In the last part, together with the results obtained, the benefits of simulation tools in flight mechanics are mentioned.