Araştırma, 250 km tasarım menziline sahip hibrit Lift-Plus-Cruise/Tilt-Rotor bir eVTOL uchun batareya va maksimum kalkış ağırlığının MATLAB tabanlı iki turlu sabit nokta algoritmasıyla hesaplanmasını va sonuçların SysML/Cameo tabanlı MBSE modeli içerisinde avtomatik gereksinim doğrulamasına bağlanmasını incelemektedir. Batarya kütlesi, energiya gereksiniminden türetilen \(W_E\) bilan hover gücünden türetilen \(W_P\) değerlerinin büyüğü alınarak \(W_{battery}=\max(W_E,W_P)\) biçiminde belirlenmektedir. Çalışmanın nihai hesabında MTOW 2969,45 kg, batareya kütlesi 970,34 kg, toplam vazifa enerjisi yaklaşık 192,12–192,13 kWh va hover gücü 774,20 kW düzeyine yakınsamıştır. Modelin ana sınırlılığı, sıfırıncı mertebe bir ön tasarım modeli olması; boş og‘irlik oranını sabit kabul etmesi va yüksek doğruluklu aerodinamik, yapısal, termal va batareya hücre dinamiklerini bevosita çözmemesidir.

MATLAB açısından tadqiqot ayniqsa öğreticidir; çünkü tek bir denklem çözmek yerine girdi parametreleri → vazifa fazı hesapları → iterasyon → batareya energiya/quvvat kısıtları → yakınsama → Simulink çıkış portları → SysML gereksinim kontrolü shaklida gerçek bir mühendislik hisob zinciri kurmaktadır. Bu yapı, MATLAB’ın faqat grafik çizmek yoki denklem çözmek uchun emas, yanada büyük bir dijital mühendislik mimarisinin yürütülebilir hisob çekirdeği sifatida qanday kullanılabileceğini göstermektedir.

Tadqiqotning asosiy muhandislik muammosi nima?

eVTOL bataryasının boyutlandırılmasında iki turli fiziksel gereksinim bir xil anda karşılanmalıdır. Birinci gereksinim energiyadir: batareya, kalkıştan görevin sonundaki rezerv bölümüne kadar gerekli toplam elektrik enerjisini depolayabilmelidir. İkinci gereksinim esa quvvattür: batareya ayniqsa dikey kalkış va hover sırasında çok kısa süre ichida yüksek elektrik gücü sağlayabilmelidir.

Bu iki kavram bir xil emas. Bir batareya çok büyük miktarda energiya depolayabilir fakat bunu gerekli hızda boşaltamıyorsa yüksek hover gücünü sağlayamaz. Tersine, yüksek quvvat verebilen bir bataryanın toplam energiya kapasitesi uzun görevi tamamlamaya yetmeyebilir. Çalışmanın temel matematiksel yaklaşımı bu iki sınırı ayrı ayrı hesaplayıp yanada ağır bataryayı seçmektir:

\[ W_{\mathrm{battery}}=\max(W_E,W_P) \]

Burada \(W_E\), görevin energiya ihtiyacından kaynaklanan minimum batareya kütlesini; \(W_P\) esa tepe hover gücünü verebilmek uchun gereken minimum batareya kütlesini ifade eder.

Nima uchun bu farq eVTOL uchun muhim?

Çalışmanın nihai çözümünde hover gücü 774,20 kW, seyir gücü esa 170,09 kW sifatida hesaplanmıştır. Hover/seyrin quvvat oranı yaklaşık 4,6’dır. Dolayısıyla seyir, uzun sürdüğü uchun energiya bütçesini belirlerken hover çok kısa sürmesine rağmen quvvat elektroniği va batareya açısından en şiddetli yüklerden birini oluşturur.

Başka bir ifadeyle, energiya bize “batareya nima kadar süre çalışabilir?” sorusunun; quvvat esa “batareya belirli bir anda nima kadar hızlı energiya verebilir?” sorusunun cevabını verir. Çalışmanın MATLAB modeli bu iki soruyu bir xil iterasyon içerisinde birbirine bağlamaktadır.

Tadqiqotda ishlatilgan eVTOL arxitekturasi qanday?

Sayfa 9’daki OpenVSP kavramsal model, hibrit Lift-Plus-Cruise/Tilt-Rotor (LPC/TR) mimarisini göstermektedir. Araçta altı ana rotor mavjud:

• Dört adet orta kanat bölgesine dağıtılmış kaldırma rotoru hover görevini üstlenmektedir.
• İki adet kanat ucu rotoru yüksek torklu yapıdadır.
• Dikey uçuş sırasında altı rotor kaldırmaya katkı ta’minlaydi.
• Geçiş irtifasında uç rotorları öne doğru eğilerek ileri itki üretir.
• Seyirde dört kaldırma rotoru durdurulup kilitlenir va parazit sürüklemeyi azaltmak uchun feathered konumuna getirilir.

Bu mimari, dağıtılmış kaldırmanın hover avantajını sabit kanadın seyir aerodinamiğiyle birleştirmeyi amaçlayan kavramsal bir tasarımdır. Çalışma gerçek sertifikalı bir havo aracının tam dijital ikizi olduğunu iddia etmemektedir.

Namunaviy vazifa qanday belgilangan?

Çalışmanın referans görevinde bir pilot va dört yolcu olmak üzere toplam beş kişi taşınmaktadır. Sabit payload değeri 455 kg sifatida alınmıştır. Ana rota yaklaşık 190 km, rezerv esa 60 km bo‘lgani sababli toplam tasarım menzili 250 km sifatida belirlenmiştir.

Görev altı faza ayrılmıştır: dikey kalkış hover, tırmanış, seyir, alçalış, dikey iniş hover va rezerv. MATLAB hesapları her fazın quvvat va energiya talebini ayrı değerlendirir.

MATLAB–MBSE raqamli zanjiri qanday qurilgan?

Sayfa 8’deki Şekil 1, çalışmanın en muhim mimari görsellerinden biridir. Sistem üç temel model katmanı etrafında açıklanmaktadır:

1. Tanımlayıcı katman

SysML Block Definition Diagram ichida “eVTOL Aircraft” bloğu mavjud. MTOW, batareya kütlesi, disk yüklemesi va vazifa fazı güçleri kabi değişkenler faqat metin etiketi emas; yazılımın diğer bölümleriyle bağlanan değer özellikleridir.

2. Parametrik katman

SysML Constraint Blocks, fiziksel denklemleri biçimsel kısıtlar sifatida tutmaktadır. MATLAB/Simulink çıktısı değiştiğinde bağımlı gereksinimler yeniden değerlendirilir.

3. Yürütülebilir katman

Simulink modelinin merkezindeki MATLAB Function bloğu iki turlu boyutlandırma algoritmasını yürütmektedir. Cameo Simulation Toolkit, girişleri MATLAB/Simulink tarafına gönderir; yakınsamış sonuçlar yeniden SysML modeline döner.

Og‘irlik balansi qanday yopiladi?

İlk temel denklem toplam kütle bütçesidir:

\[ W_0=W_{empty}+W_{battery}+W_{payload} \]

Boş kütle esa:

\[ W_{empty}=f_{empty}W_0 \]

sifatida kabul amalga oshirilmoqda. Burada en muhim varsayımlardan biri \(f_{empty}=0{,}52\) değerinin barcha iterasyon davomida sabit tutulmasıdır. Çalışma bunu açık biçimde bir sınırlılık sifatida kabul etmektedir. Gerçek bir havo aracında yapısal kütle oranı MTOW bilan sabit kalmak zorunda emas.

Hover quvvati qanday hisoblanadi?

Hava aracının kütlesi avval ağırlığa çevrilmektedir:

\[ W_N=W_0g_0 \]

Burada \(g_0=9{,}81\ \mathrm{m/s^2}\)’dir.

Hover uchun manba denklem:

\[ P_{hover}= \frac{W_N}{\eta_h} \sqrt{\frac{\delta}{2\rho_{air}}} \]

şeklindedir.

• \(P_{hover}\): hover quvvat gereksinimi,
• \(W_N\): havo aracının Newton cinsinden ağırlığı,
• \(\eta_h\): hover tahrik verimi,
• \(\delta\): rotor disk yüklemesi,
• \(\rho_{air}\): deniz seviyesindeki havo yoğunluğudur.

Bu bağıntının kritik sonucu şudur: vosita ağırlaştığında faqat og‘irlik terimi emas, disk yüklemesi üzerinden hover gücü de büyümektedir. Çalışma natija bölümünde bu geri beslemeyi yaklaşık \(W_0^{3/2}\) ölçeklenmesiyle açıklamaktadır.

Ko‘tarilish, pasayish, kruiz va zaxira quvvatlari

Tırmanış gücü:

\[ P_{climb}= \frac{W_N}{\eta_s} \left( ROC+\frac{V_{climb}}{(L/D)_{climb}} \right) \]

Alçalış gücü:

\[ P_{descent}= \frac{W_N}{\eta_s} \left( ROD+\frac{V_{descent}}{(L/D)_{climb}} \right) \]

Seyir gücü:

\[ P_{cruise}= \frac{W_N}{\eta_c} \frac{V_{cruise}}{L/D} \]

Rezerv gücü:

\[ P_{reserve}= \frac{W_N}{\eta_c} \frac{V_{reserve}}{L/D} \]

sifatida tanımlanmıştır.

Alçalış gücü nima uchun negatif emas?

Çalışmanın muhim modelleme seçimlerinden biri alçalışın rejeneratif yoki otorotatif sifatida emas, pozitif quvvat tüketen propulsif glide sifatida modellenmesidir. Kaynakta \(ROD<0\) va alçalış açısının sinüsü negatif bo‘lgani sababli \(V_{descent}=ROD/\sin\gamma_{desc}\) oranının pozitif kaldığı va aerodinamik sürükleme teriminin toplam gücü pozitif tuttuğu açıklanmaktadır.

Nihai tasarımda alçalış gücü 29,40 kW’dır. Bu değer 774,20 kW hover gücüne kıyasla küçüktür. Yazarlar bu nedenle rejeneratif alçalmanın modellenmemesinin energiya bütçesine görece küçük bir ceza getirdiğini savunmaktadır. Bu, çalışmanın model varsayımıdır; barcha eVTOL mimarileri uchun genel bir natija emas.

Round 1: qo‘zg‘almas nuqta iteratsiyasi qanday ishlaydi?

İlk turda amaç tam fiziksel çözüm emas. Round 2’ye başlangıç sağlayacak bir MTOW tahmini elde amalga oshirilmoqda.

Ana metinde batareya kütle oranı:

\[ f_{bat}= \frac{R g_0} {(L/D)\eta_s SED_{cell},3600} \]

biçiminde basılmıştır. Ancak \(R\) tabloda kilometre sifatida verildiği hâlde ana denklemde açık bir kilometre-metre dönüşümü görünmemektedir. Ek A’nın birinci satırı bir xil işlemde açıkça \(R\times1000\) kullanmaktadır. Kaynaktaki bu iki gösterim arasındaki fark burada korunmaktadır.

Sabit nokta ilişkisi:

\[ W_0^{(i+1)} =========== W_{payload} + f_{empty}W_0^{(i)} + f_{bat}W_0^{(i)} \]

şeklindedir.

MATLAB öğrenen biri açısından bunun anlamı şöyledir: program bir başlangıç \(W_0\) değeri alır; bu değerden boş kütle va batareya kütlesi hesaplar; yeni toplam kütleyi üretir; yeni değer eski değerin yerine geçirilir va fark toleransın altına düşünceye kadar işlem tekrar amalga oshiriladi.

Bu, MATLAB’da çok sık kullanılan iteratif çözüm mantığının tipik bir örneğidir. Önemli nokta, natija sayısının “tek seferde” hesaplanmaması; kendi değerini dolaylı biçimde etkilediği uchun tekrar tekrar güncellenmesidir.

Minimum SOC nima uchun \(1-SOC_{min}\) bilan modellenmiştir?

Kaynak tadqiqot minimum şarj durumunu kullanılmaması gereken kapasite payı sifatida ele almaktadır. \(SOC_{min}=0{,}20\) esa toplam batareya kapasitesinin faqat %80’i vazifa sırasında kullanılabilir.

\[ C_{total} ========= \frac{E_{mission}} {1-SOC_{min}} \]

Enerjiyle sınırlı batareya kütlesi:

\[ W_E= \frac{E_{mission}\times1000} {(1-SOC_{min})SED_{cell}\eta_{bat}} \]

sifatida tanımlanmaktadır.

\(SOC_{min}=0{,}20\) uchun kapasite ölçek faktörü:

\[ \frac{1}{1-0{,}20}=1{,}25 \]

bo‘lmoqda. Çalışma, bazı alternatif yaklaşımlardaki \(1+SOC_{min}=1{,}20\) kullanımının bir xil fiziksel modeli temsil etmediğini va iki yaklaşım o‘rtasida %4,2 fark oluştuğunu ayniqsa vurgulamaktadır.

Güçle sınırlı batareya kütlesi qanday mavjud?

\[ W_P= \frac{P_{hover}}{\sigma_{bat}} \]

Burada \(\sigma_{bat}\), batareya paketinin kütle başına sağlayabildiği güçtür va birimi kW/kg’dır.

Örneğin nihai çözümde:

\[ W_P= \frac{774{,}20\ \mathrm{kW}} {1{,}0\ \mathrm{kW/kg}} ======================= 774{,}20\ \mathrm{kg} \]

mavjud.

Aynı noktada energiya tarafından gereken kütle 970,34 kg bo‘lgani sababli:

\[ W_{battery}=\max(970{,}34,\ 774{,}20)=970{,}34\ \mathrm{kg} \]

bo‘ladi. Dolayısıyla temel tasarımın nihai noktasında bağlayıcı kısıt energiyadir.

Crossover özgül gücü nima anlatmaktadır?

\[ \sigma_{cross}= \frac{P_{hover}}{W_E} \]

Nihai tasarım sayıları kullanıldığında:

\[ \sigma_{cross} \approx \frac{774{,}20}{970{,}34} \approx0{,}798\ \mathrm{kW/kg} \]

bo‘ladi va tadqiqot bunu yuvarlanmış sifatida 0,80 kW/kg vermektedir.

• \(\sigma_{bat}>\sigma_{cross}\) esa energiya kısıtı yanada ağır batareya gerektirir.
• \(\sigma_{bat}<\sigma_{cross}\) esa quvvat kısıtı yanada ağır batareya gerektirir.

Round 2 nima uchun Round 1 dan farq qiladi?

Round 2’de artık faqat başlangıç enerjisi kullanılmaz. Her dış iterasyonda mevcut \(W_0\) foydalanib barcha vazifa fazlarının güçleri tekrar hesaplanır, faz sürelerinden enerjiler mavjud, toplam vazifa enerjisi güncellenir, \(W_E\) va \(W_P\) ayrı hesaplanır va yeni batareya kütlesi seçilir.

Çıkış koşulu da faqat og‘irlik emas:

\[ |\Delta W_0|\leq\epsilon_W \]

va bir xil anda:

\[ |\Delta E|\leq\epsilon_E \]

sağlanmalıdır.

Bu çift yakınsama kontrolü muhimdir. Ağırlık neredeyse değişmiyor görünürken energiya hâlâ değişiyorsa algoritma durmaz; energiya yakınsamış fakat kütle değişmeye devam ediyorsa yine durmaz.

Ek A’daki algoritma MATLAB öğrenen birine nima öğretmektedir?

Bu yapı MATLAB eğitiminde muhim bir kavramı açıkça göstermektedir: bir mühendislik programı, faqat denklemlerin yazıldığı bir script emas; girdi, durum güncellemesi, yineleme, sınır kontrolü va çıktı zinciridir.

Simulink nima uchun ishlatilgan?

Sayfa 13’teki Şekil 3, merkezde bir MATLAB Function bloğu bulunan Simulink eş-simülasyon modelini göstermektedir. Sol tarafta vazifa va tasarım parametreleri giriş portları, sağ tarafta esa MTOW, boş kütle, payload, batareya kütlesi, vazifa fazı güçleri va enerjileri kabi natija portları mavjud.

Bu mimarinin önemi hesaplamayı diğer mühendislik modellerinden ayırmasıdır. SysML modeli “qaysi değerlerin tizim uchun anlamlı olduğunu” va “qaysi gereksinimlerin sağlanması gerektiğini” tutarken MATLAB Function bloğu matematiksel çözümü yürütür.

SysML/Cameo bilan MATLAB arasındaki bağ qanday ishlaydi?

Çalışmada MATLAB/Simulink çıktı portları SysML “eVTOL Sizing Analysis” Constraint Block parametrelerine bağlanmaktadır. Bir vazifa parametresi değiştirildiğinde yeni çözüm yürütülür; sonuçlar mimari modele geri döner va ilgili gereksinimler yeniden değerlendirilir.

Sayfa 15’te gösterilen canlı Cameo yürütmesinde tizim:

• MTOW_Final = 2969,45 kg,
• Power_Hover = 774,20 kW,
• Power_Cruise = 170,09 kW,
• Payload = 455,0 kg

değerlerini bevosita değişkenler paneline aktarmaktadır.

Kaynak, beş gereksinim kontrolünün bir xil çalıştırmada değerlendirildiğini belirtmektedir: maksimum payload, boş og‘irlik oranı sınırları, özgül energiya tabanı, seyir L/D aralığı va çalışmada kullanılan MTOW sınırı.

Neden spreadsheet yerine böyle bir tizim kurulmuş?

Çalışmanın argümanı sayısal hesaplamanın kendisinden çok değişiklik yayılımı üzerinedir. Bir spreadsheet bir xil sayıları tutabilir; fakat payload varsayımı değiştirildiğinde bağlı tizim gereksinimlerinin kendiliğinden yeniden çözülmesi va doğrulama kanıtının güncellenmesi zorunlu emas. MATLAB–Simulink–SysML zincirinde esa bir giriş değişikliği hisob va constraint ağının tamamını yeniden tetikleyebilir.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• Enerji va quvvat kısıtlarını bir xil iteratif çerçevede ele alan hesaplama yöntemi tanımlanmıştır.
• 250 km’lik örnek LPC/TR görevi uchun yakınsayan bir tasarım noktası elde edilmiştir.
• MATLAB/Simulink hesapları SysML/Cameo parametrelerine bağlanmıştır.
• Batarya özgül gücünün energiya/quvvat sınırlı rejimler arasındaki geçişi belirlediği ko‘rsatilgan.
• Duyarlılık analizinde boş og‘irlik oranı çok güçlü bir tasarım sürücüsü sifatida görünmektedir.
• Üç endüstri konfigürasyonuna yönelik kalibre edilmiş karşılaştırmada MTOW sapmaları %1,5 ichida raporlanmıştır.

Tadqiqot isbotlamagan narsalar

• Bu model gerçek bir eVTOL’un sertifikasyonunun tamamlandığını göstermemektedir.
• Çalışmada kullanılan 5700 kg sınırı barcha eVTOL’lar uchun bağımsız sifatida doğrulanmış evrensel bir hukuki eşik sifatida yorumlanmamalıdır; Verianla burada faqat kaynağın modellediği gereksinimi aktarmaktadır.
• Sıfırıncı mertebe model, yüksek doğruluklu aerodinamik yoki yapısal analiz yerine geçmez.
• Batarya termal yönetimi, hücre yaşlanması va transient elektriksel davranış ayrıntılı tarzda çözülmemiştir.
• Üç endüstri aracına karşı yapılan karşılaştırma, girişlerin raporlanan vazifa profillerine kalibre edildiği bir benchmark’tır; kör va bağımsız bir doğrulama emas.
• Kod-to-code karşılaştırmasında referans değerlerin bir kısmı yayımlanmış eğilimlerden yeniden oluşturulmuştur; tadqiqot bunu tam tasarım replikasyonu sifatida sunmamaktadır.

Turkiya nuqtayi nazaridan nimani anglatishi mumkin?

Çalışma Türkiye’de yürütülmemiştir va Türkiye’ye özgü bir havo aracı sertifikasyon analizi emas. Bununla birlikte MATLAB–Simulink bilan tizim mühendisliği modellerini birleştiren yöntem; Türkiye’de eVTOL, insansız havo aracı, elektrikli havo aracı yoki başka çok-disiplinli mühendislik projelerinde gereksinimden hesaplamaya va hesaplamadan avtomatik doğrulamaya uzanan dijital mühendislik zincirinin qanday kurulabileceğine yönelik öğretici bir örnek oluşturabilir. Yerel düzenlemeler, vazifa şartları, batareya teknolojisi va vosita mimarisi shuningdek tanımlanmalıdır.

Tadqiqot usuli va natijalari

Hesaplama ortamı

Kaynak tadqiqot boyutlandırma modelinin MATLAB R2024b bilan uygulandığını belirtmektedir. Kullanılan bilgisayar Intel Core i7-4790 @ 3,60 GHz işlemci va 16 GB RAM’e sahiptir.

Round 1:

• 62 iterasyonda yakınsamıştır.
• Tolerans \(10^{-6}\)’dır.

Round 2:

• 125 iterasyonda yakınsamıştır.
• Hem og‘irlik hem energiya toleransı \(10^{-6}\)’dır.

Round 1 sonucu

Şekil 6, başlangıçtaki 2177 kg değerinin monoton biçimde azalarak 1722,73 kg’a yaklaştığını göstermektedir. Bu tur, çalışmada “energy-dominated” yoki bazı bölümlerde “energy-only” temel çözüm sifatida qo‘llanadi; fakat yöntem açıklaması Round 1’in ayniqsa cruise-only energy üzerinden başlangıç tahmini yaptığını belirtmektedir.

Round 1 vazifa fazı değerleri

Round 1’deki quvvat tutarlılığına ilişkin manba notu

Çalışma \(342{,}19/371{,}91=0{,}92\) kW/kg değerini hesaplamakta va bunu nihai crossover değeri bo‘lgan 0,80 kW/kg bilan karşılaştırarak Round 1 bataryasını “marginally power-infeasible” sifatida nitelendirmektedir.

Ancak bir xil manba temel paket özgül gücünü 1,0 kW/kg sifatida kabul etmektedir. Bu durumda:

\[ 371{,}91\ \mathrm{kg}\times1{,}0\ \mathrm{kW/kg} ================================================ 371{,}91\ \mathrm{kW} \]

teorik paket gücü elde amalga oshiriladi va bu değer 342,19 kW hover talebinden yüksektir. Dolayısıyla kaynağın bu maxsus cümlesi, kendi temel sayısal varsayımlarıyla tam sifatida örtüşmemektedir. Verianla bu tutarsızlığı sessizce düzeltmemektedir.

Round 2 sonucu

İkinci turda MTOW 1722,73 kg’dan başlayarak 125 iterasyon sonunda 2969,45 kg’a yükselmektedir. Görev enerjisi esa yaklaşık 109,65 kWh’dan 192,12–192,13 kWh düzeyine çıkar.

Nihai vazifa fazı quvvat va enerjileri

Enerji bütçesini qaysi faz belirlemektedir?

En yüksek anlık quvvat hoverda olmasına rağmen energiya bütçesinin en büyük tek bileşeni seyirdir. Seyirde 170,09 kW quvvat gereksinimi, uzun süre nedeniyle 115,63 kWh energiya tüketimine dönüşmektedir.

Bu ayrım çalışmanın ana fikrini çok iyi özetler:

• Hover: kısa süre + çok yüksek quvvat.
• Seyir: yanada düşük quvvat + uzun süre + yüksek toplam energiya.

Görev süresi va hız profili

Şekil 9’daki vazifa profilleri toplam görevin yaklaşık 4200 saniye sürdüğünü göstermektedir. Kaynakta verilen karakteristik hızlar:

• Hover: yaklaşık 0 m/s ileri hız,
• Tırmanış: 58,3 m/s,
• Seyir: 67 m/s,
• Alçalış uçuş yolu: 76,4 m/s,
• Rezerv: 46,9 m/s.

Sayfa 42 va 49’daki ayrı grafikler, vazifa gücü va hızının zamana göre basamaklı değişimini yanada görünür biçimde göstermektedir. Bunlar sürekli yüksek doğruluklu transient simülasyon emas, vazifa fazlarının sabit kabul edildiği faz-temelli bir modelin çıktılarıdır.

SOC doğrulaması

Kaynağın sayfa 21 va sayfa 47’deki SOC grafiği, bataryanın göreve %100 SOC bilan başlayıp rezerv sonunda tam sifatida %20’ye indiğini göstermektedir.

Toplam vazifa enerjisi:

\[ E_{mission}=192{,}12\ \mathrm{kWh} \]

Toplam kurulu kapasite:

\[ C_{total}=240{,}15\ \mathrm{kWh} \]

olduğunda kullanılan kapasite oranı:

\[ \frac{192{,}12}{240{,}15}\approx0{,}80 \]

va kalan SOC yaklaşık %20 bo‘ladi. Çalışma bunu \(1/(1-SOC_{min})\) formülünün iç tutarlılık doğrulaması sifatida kullanmaktadır.

Batarya özgül quvvat crossover çalışması

Duyarlılık analizi nima göstermektedir?

Çalışma dört temel parametreyi başlangıç değerinin ±%20 çevresinde değiştirmiştir:

• boş og‘irlik oranı \(f_{empty}\),
• seyir \(L/D\),
• hücre özgül enerjisi \(SED_{cell}\),
• payload.

Boş og‘irlik oranı en hassas değişkendir

Kaynak, \(f_{empty}\)’nin 0,52’den %10 artışla 0,572’ye çıkmasının MTOW’u yaklaşık 2969 kg’dan 4750 kg düzeyine yükselttiğini belirtmektedir. Yalnız %10’luk giriş değişikliğine karşı yaklaşık %60 MTOW artışı oluşması, çalışmada “structural weight spiral” sifatida açıklanmaktadır.

Aerodinamik verim

\(L/D\) düştükçe energiya gereksinimi yükselir; yanada büyük \(W_E\) yanada büyük MTOW’a, yanada büyük MTOW yeniden yanada fazla quvvat va enerjiye yol açar. Kaynağa göre \(L/D=12\) civarında hesaplanan MTOW çalışmanın uyguladığı og‘irlik sınırını aşmaktadır. Şekil 13 başlığı bu noktada MTOW’un 6500 kg’ın üzerine çıktığını belirtmektedir.

Batarya özgül enerjisi

Kaynağa göre \(SED_{cell}\) yaklaşık 250 Wh/kg’ın altına indiğinde sabit nokta problemi güçlü biçimde doğrusal olmayan davranış göstermekte va düşük energiya yoğunluğu batareya ağırlığı geri beslemesini büyütmektedir. Çalışma, kendi düzeltmiş denklemleri ostida uygulanabilirlik sınırını yaklaşık 245 Wh/kg civarında vermektedir.

Payload

Payload etkisi yaklaşık doğrusaldır. Çalışmanın verdiği eğime göre her ek 1 kg payload yaklaşık 2,15 kg ek MTOW gerektirmektedir. 1 kg’ın 1 kg’dan fazla etkisi olmasının nedeni, payload arttığında onu taşıyacak yapı va energiya kütlesinin de artmasıdır.

MBSE teknoloji trade-off analizi

SysML Instance Table, hücre özgül enerjisini 200–400 Wh/kg o‘rtasida 25 Wh/kg artışlarla taramaktadır. Her satır uchun Cameo Simulation Toolkit, Simulink çözücüsünü çalıştırır va yakınsayan tasarımın pass/fail durumunu kaydeder.

Kaynakta:

• yaklaşık 245 Wh/kg’ın altındaki örnekler çalışmanın 5700 kg sınırını aştığı uchun FAIL,
• 350–400 Wh/kg teknoloji örnekleri yaklaşık 2200–2400 kg MTOW aralığında

gösterilmektedir.

Endüstri konfigürasyonlarıyla karşılaştırma

Bu karşılaştırmayı doğru yorumlamak muhimdir. Çalışma, her vosita uchun disk yüklemesi, verimler, payload va menzil kabi girdilerin yayımlanmış vazifa profillerine kalibre edildiğini açıkça söylemektedir. Bu nedenle natija, algoritmanın bu girdiler ostida bilinen MTOW değerlerini yakın biçimde yeniden oluşturabildiğini ko‘rsatadi; bağımsız va kör bir model doğrulaması emas.

Yayımlanmış iki boyutlandırma çalışmasına kod-seviyesi karşılaştırma

Kaynak Tablo 8, referans değerlerin yayımlanmış eğilimlerden yeniden oluşturulduğunu ayniqsa belirtmektedir. Dolayısıyla karşılaştırmanın amacı birebir vosita replikasyonu emas, hisob algoritmasının sayısal tutarlılığını değerlendirmektir.

Çalışmanın en muhim sınırlılıkları

Yazarlar natija bölümünde üç ana takip alanı tanımlamaktadır:

1. Sabit boş og‘irlik oranı: \(f_{empty}=0{,}52\) barcha MTOW düzeylerinde sabit tutulmuştur. Gelecekte \(f_{empty}=f(W_0)\) biçiminde filo verisine bağlı model önerilmektedir.
2. SED uygulanabilirlik sınırı: yaklaşık 245 Wh/kg sınırının menzil va payload fonksiyonu sifatida haritalanması önerilmektedir.
3. MBSE doğrulamasının kapsamı: mevcut döngü og‘irlik kısıtına odaklanmaktadır; termal va yapısal alt tizim kısıtlarının eklenmesi gelecekteki tadqiqot alanıdır.

Bunlara ek sifatida modelin kendisi sıfırıncı mertebedir. Dolayısıyla yüksek doğruluklu rotor aerodinamiği, aeroakustik, yapısal gerilme, hücre sıcaklığı, gerilim çökmesi, yaşlanma va batareya paket termal yönetimi bu çözümün bevosita hesaplanan çıktıları emas.

Manba va usul haqida izoh

Tam özgün tadqiqot adı: A MATLAB–MBSE Integrated Sizing Framework for Preliminary Weight, Power, and Energy Estimation of eVTOL Aircraft

Yazarlar: Vinay Kumar Reddy Sirigireddy; Darryl K. Ahner.

Yazar sırası: Kaynaktaki sıra aynen korunmuştur.

Eş katkı/eş birinci yazar: Bildirilmemiştir.

Sorumlu/temas yazarı: PDF görünür sayfasında açık corresponding-author işareti bulunmamaktadır; SSRN bibliyografik kaydı Vinay Kumar Reddy Sirigireddy’yi Contact Author sifatida tanımlamaktadır.

Kurum: Kaynak PDF: Wright State University, Fairborn, Ohio, 45435. SSRN yazar kaydı bir xil kurumu Dayton, OH 45435 shaklida göstermektedir. İki konum ifadesi sessizce tek biçime dönüştürülmemiştir.

DOI: 10.2139/ssrn.6662520

Platform: SSRN.

Yayın tarihi: SSRN kaydında 27 Nisan 2026.

Kaynak türü: Teknik/hesaplamalı yöntem va tizim mühendisliği preprint’i.

Hakemlik durumu: Bu tadqiqot hakem değerlendirmesinden geçmemiş bir preprinttir; sonuçları bu yayın aşaması dikkate alınarak değerlendirilmelidir.

Resmî yayın bağlantısı: https://ssrn.com/abstract=6662520

Lisans/telif: SSRN bibliyografik kaydında “All rights reserved. No reuse allowed without permission” bilgisi mavjud. Bu nedenle manba çalışmanın özgün ekran görüntüleri, OpenVSP görseli, Cameo ekranları va MATLAB grafiklerinin kendileri Verianla HTML’sine kopyalanmamıştır. Makaledeki Live bileşenleri kaynakta açıkça verilen sayısal tablolardan yeniden kurulmuştur.

Finansman: İncelenen sürümde açık bir finansman beyanı bulunmamıştır.

Veri erişilebilirliği: İncelenen sürümde ayrı bir veri erişilebilirliği beyanı bulunmamıştır.

Çıkar çatışması: İncelenen sürümde ayrı bir çıkar çatışması beyanı bulunmamıştır.

CRediT/yazar katkıları: İncelenen sürümde CRediT tablosu yoki eşdeğer ayrıntılı katkı beyanı bulunmamıştır.

Bilimsel içerik kaynağı: Verianla makalesindeki yöntem, formül, varsayım, natija, karşılaştırma, sınırlılık va sayısal değerler yüklenen 50 sayfalık manba çalışmaya dayanmaktadır. Dış manba faqat başlık, yazar, DOI, yayın tarihi, temas yazarı va lisans kabi bibliyografik kimlik alanlarını doğrulamak uchun kullanılmıştır.

Önemli manba içi tutarlılık uyarısı: Round 1 bataryasının “marginally power-infeasible” sifatida tanımlanması, bir xil kaynakta verilen 342,19 kW hover gücü, 371,91 kg batareya va 1,0 kW/kg temel paket özgül gücü birlikte değerlendirildiğinde bevosita uyuşmamaktadır. Ayrıca ana metindeki Denklem (7) bilan Ek A’nın kilometre-metre dönüşümü gösterimi farklıdır. Bu noktalar Verianla tarafından sessizce düzeltilmemiştir.

Bilimsel yorum sınırı: Sonuçlar belirli bir hibrit LPC/TR mimarisi, 250 km vazifa, seçilmiş verim va batareya parametreleri va sabit boş og‘irlik oranına dayalı sıfırıncı mertebe ön tasarım modelidir. Çalışma tam havo aracı sertifikasyonu, prototip uçuş testi yoki barcha alt sistemlerin yüksek doğruluklu fiziksel doğrulaması anlamına gelmemektedir.