Τo πρώτο κεφάλαιο, το οποίο είναι και το εισαγωγικό, παρουσιάζει με συντομία στον ενδιαφερόμενο αναγνώστη τα χαρακτηριστικά, τις ιδιότητες και τις δυνατότητες των βασικών «συστατικών» αυτής της έρευνας, που δεν είναι άλλα παρά τα υπερκράματα και οι επικαλύψεις αυτών. Στη συνέχεια, στο επόμενο κεφάλαιο, παρουσιάζεται το βασικό πειραματικό εργαλείο αυτής της μελέτης, δηλαδή τα πειράματα θερμομηχανικής κόπωσης καθώς και η συγκεκριμένη πειραματική διάταξη που πρόκειται να χρησιμοποιηθεί. Το κεφάλαιο αυτό θεωρείται ιδιαίτερα σημαντικό καθώς ασχολείται με τις βασικές παραμέτρους που ελέγχουν τα πειράματα αυτά, καθώς και με τους μηχανισμούς αστοχίας που αναμένεται να ενεργοποιούνται κατά τη διάρκειά τους. Το τρίτο κεφάλαιο μπορεί να θεωρηθεί και αυτό καθαρά εισαγωγικό, όπως και το πρώτο, καθώς ασχολείται με τις βασικές αρχές και ιδιότητες της μεθόδου της Ακουστικής Εκπομπής. Το κεφάλαιο αυτό κλείνει με μια περιγραφή του συστήματος της Ακουστικής Εκπομπής που χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη αυτή. Τα τρία αυτά κεφάλαια, είναι ανεξάρτητα μεταξύ τους και κρίθηκε ότι ήταν απαραίτητο να είναι όσο πιο δυνατό πλήρη καθώς αναφέρονται σε υλικά, ιδιότητες και μεθόδους αρκετά «νέες» και μη ευρέως γνωστές. Η εργασία συνεχίζει στο τέταρτο κεφάλαιο με την παρουσίαση της πρώτης πειραματικής σειράς που ασχολείται με ισόθερμα εφελκυστικά πειράματα υλικών στροβιλοκινητήρων, στη θερμοκρασιακή περιοχή λειτουργίας τους. Με την παράλληλη εφαρμογή της μεθόδου της Ακουστικής Εκπομπής γίνεται προσπάθεια ανίχνευσης και τελικά ανάλυσης των ενεργοποιημένων μηχανισμών αστοχίας καθώς και εντοπισμού των βασικών παραμέτρων απόδοσης των υλικών. Το αναλυτικό μέρος της εργασίας ολοκληρώνεται στο πέμπτο κεφάλαιο, όπου και παρουσιάζονται δύο ανεξάρτητες σειρές πειραμάτων θερμομηχανικής κόπωσης. Στα πειράματα αυτά, προηγείται μια προσπάθεια κατανόησης και ανίχνευσης των μηχανισμών αστοχίας. Στη συνέχεια με την αξιοποίηση των καταγεγραμμένων σημάτων Ακουστικής Εκπομπής επιχειρείται συσχέτιση αυτών των μηχανισμών βλάβης – αστοχίας με ομάδες σημάτων ΑΕ καθώς και η ποσοτικοποίηση της εξέλιξης της βλάβης και του βαθμού της υποβάθμισης του υλικού με την εξέταση της υπογραφής των σημάτων αυτών. Η επεξεργασία και παρουσίαση των αποτελεσμάτων αυτών επιχειρήθηκε να γίνει με τέτοιο τρόπο, που να διασφαλίζει την ανεξαρτησία των παρατηρήσεων και συμπερασμάτων για κάθε πειραματική σειρά αλλά συγχρόνως να εξασφαλίζει και μια συνέχεια των παρατηρήσεων και των εφαρμογών. Η εργασία ολοκληρώνεται στο έκτο κεφάλαιο, με μια συζήτηση πάνω στην ανάλυση αυτών των αποτελεσμάτων, όπου διατυπώνονται οι καινοτομίες της έρευνας καθώς και οι προοπτικές εφαρμογής της σε πιο γενικευμένη και επίσημη βάση και το τί η επιστημονική κοινότητα καθώς και τα στελέχη των σχετικών βιομηχανιών θα μπορούσαν να αναμένουν από αυτή. / -

Η παρούσα διπλωματική έχει ως αντικείμενο την μελέτη των συστημάτων προώθησης και την εξέταση των δυνατοτήτων χρησιμοποίησης νέων μορφών προωθητηρίων. Συγκεκριμένα θεωρώντας ότι μέχρι σήμερα το κύριο σύστημα προώθησης UAV είναι οι DC κινητήρες σε συνδυασμό με έλικες μελετάται η δυνατότητα χρήσης Jet κινητήρων για την παραγωγή της απαιτούμενης ώσης που χρειάζεται ένα UAV κατά την αιώρηση. Οι στροβιλοκινητήρες έχουν την δυνατότητα παραγωγής σταθερής ώσης και χρησιμοποιούνται σχεδόν αποκλειστικά στα μεγάλης κλίμακας ιπτάμενα οχήματα. Υπάρχουν διάφοροι τύποι στροβιλοκινητήρων στην αγορά, οι οποίοι όμως βασίζονται στις ίδιες αρχές λειτουργίας. Κατά την εργασία μελετήθηκε ο μοντελιστικός Jet κινητήρας JetCat P20. Έγινε προσπάθεια μοντελοποίησης του εν λόγω κινητήρα λαμβάνοντας υπόψη όλα τα χαρακτηριστικά του. Το άγνωστο έως τώρα σύστημα μοντελοποιήθηκε και έγινε μελέτη της δυναμικής του. Οι Jet κινητήρες λόγω της φυσικών νόμων που τους διέπουν παρουσιάζουν σχετικά αργές αποκρίσεις. Οι σταθερές χρόνου αυτών των κινητήρων καθιστούν την δυνατότητα χρήσης τους σε UAV εφαρμογές αρκετά δύσκολη. Με την χρήση του JetCat P20 σε μια πραγματική εφαρμογή ελέγχου της γωνιάς ενός οδηγούμενου εκκρεμούς αναζητήθηκαν τα όρια και οι δυνατότητες ελέγχου αυτού του προωθητικού συστήματος. Οι Jet κινητήρες τελικά, όπως ο JetCat P20 έχουν αρκετά καλές δυνατότητες παραγωγής συγκεκριμένου επιπέδου ώσης, επομένως και ρύθμισης της γωνίας του εκκρεμούς, ωστόσο οι χρόνοι απόκρισής του είναι αρκετά μεγάλοι για τα δεδομένα UAV εφαρμογών, χωρίς να υπάρχουν πολλά περιθώρια βελτίωσης μέσω κλασσικού έλεγχου. / This thesis object is the study of propulsion systems and the examination of using new systems for propulsion. Especially, considering that until now the main propulsion system for UAV's are DC motors in combination with propellers we are examining the possibility of using Jet engine to generate the required thrust needed a UAV in hover. The turbines have the ability to produce constant thrust and are used almost exclusively in large-scale flight vehicles. There are different types of turbines on the market, but they are based on the same principles of operation. During this thesis, we are experimenting with the Jet engine JetCat P20. The Jet Engine system was modeled and we examined its dynamic.The Jet engines ,because of the physical laws governing them, have relatively slow time responses. The time constants of these motors makes it difficult to use in UAV applications. We have used the JetCat P20 in a real application ,where we tried to control the angle of a driven pendulum.The Jet engines finally, like JetCat P20 have pretty good production capabilities thrust level, and thus adjusting the angle of the pendulum, but their response time is large enough for the UAV applications, without much scope for improvement through classical control.