Dört dinamik rotorlu insansız hava aracının tasarımı, prototip üretimi, matematiksel modellenmesi ve hareket simülasyonu


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İmalat Mühendisliği, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ÖMER BAYRAKTAR

Danışman: Abdulmecit Güldaş

Özet:

Son yıllarda insansız hava araçlarına (İHA) olan ihtiyacın artmasıyla birlikte bu teknoloji giderek gelişmektedir. Özellikle savunma, keşif yapma gibi önemli görevleri üstlenen İHA’lar günümüzde sivil kullanıcılarada hitap etmektedir. Dikey iniş kalkış yapabilen (VTOL) İHA’lar arasında olan dört rotorlu insansız hava araçları (Quadrotor) son zamanlarda önemli teknolojik gelişimler göstermiştir. Bunun en önemli sebepleri uçuş dinamiği açısından önemli olan sensörlerin ve matematiksel algoritmaların gelişmesidir. Bu tez çalışmasında, quadrotor üzerinde sabit olarak duran rotorlar yerine, rotorların açı alabilmesini sağlayacak mekanizma ile quadrotorun daha yüksek manevra kabiliyetine sahip İHA modeli geliştirilmiştir. Bu İHA modelinin, aerodinamik kuvvet ve momentlerini içeren matematiksel modeli oluşturularak dinamik hesaplamalar yapılmıştır. Performans kriterlerinin belirlenmesi için Matlab/Simulink modeli oluşturularak simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Dört rotorlu İHA’nın tasarımı ve imalatı gerçekleştirilmiştir. Bu dinamik rotorlu quadrotor sabit rotorlu quadrotora kıyasla, önemli uçuş karakteristiklerinden olan yunuslama (Pitch), sapma (Yaw), ve yuvarlanma (Roll) hareketlerinde daha üstün performans sergilemiştir. Ayrıca toplam 100m’lik mesafeye sahip kare yörüngede dinamik rotorlu quadrotor 10,6 s ile yörüngeyi en kısa sürede tamamlamış, standart quadrotor ise yörüngeyi 17,15 s’de tamamlamıştır.