Farklı uçuş koşulları altında rotorlu insansız hava araçları (RİHA) performansının incelenmesi
Examining of rotorcraft unmanned aerial vehicles (RUAV) performance under different flight conditions
- Tez No: 1003137
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGE ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Milli Savunma Üniversitesi
- Enstitü: Atatürk Stratejik Araştırmalar ve Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Rotorlu İnsansız Hava Aracı (RİHA), ileri uçuş hızı olmaksızın yere göre havada asılı kalmasını sağlayan taşıma, itki ve kontrol kuvvetleri oluşturmak için dönen palleri kullanan insansız hava aracı olarak tanımlanabilir. Verimlilik oranı, sabit kanatlı İnsansız Hava Aracı (İHA)'na oranla düşük olmasına rağmen, RİHA'nın havada askı durumunda kalabilmesi, iniş ve kalkış için piste ihtiyaç olmaması, meskun mahaller ve dar vadiler gibi engeller ihtiva eden arazi şartlarında kullanım kolaylıkları sebebiyle, askeri ve sivil alanlarda kullanım alanı her geçen gün artmaktadır. Ön tasarım sürecinin en önemli adımlarından biri, farklı uçuş koşullarında güç gereksiniminin hesaplanarak, uçuş performans değişkenlerinin belirlenmesidir. Bu değişkenlerin gerçeğe en yakın şekilde belirlenmesi ve temel uçuş performansının tahmin edilmesi, genel proje süresi ve maliyet etkinliği için oldukça önemlidir. Bu çalışma kapsamında ön tasarım aşamasındaki tek rotorlu geleneksel bir RİHA'nın farklı uçuş koşullarında güç, saatlik yakış akış oranı, havada kalış süresi, menzil, özgül menzil, tırmanış hızı, otorotasyonda alçalış hızı, taşıma-sürükleme oranı, verimlilik oranı, askıda kalma uçuşu tavan irtifası ve servis tavan irtifası performans değişkenlerinin hesaplanması ve hesaplamaları kolayca ve hızlıca yapmaya imkân sağlayan, MATLAB tabanla bilgisayar kodu geliştirilmesi amaçlanmıştır. Gerekli gücün hesaplanması için Momentum Teorisi kullanılmıştır. Sabit, tek boyutlu, viskoz olmayan ve sıkıştırılamaz akış gibi belirli varsayımlar altında kütle, enerji ve momentum korunumu yasaları tanımlandıktan sonra, gereken güç denklemleri elde edilmiştir. Bu denklemler önceki başarılı tasarımlardan türetilen deneysel katsayılar ve değişkenlerle birlikte modifiye edilerek performans hesaplamaları yapılmıştır. Geliştirilen bilgisayar kodu, UH-60 Black Hawk ve Robinson R22 Beta helikopterlerinin verileri ile doğrulanmış ve deneysel denklemlerle ön tasarımı boyutlandırılan kavramsal taktik seviye bir RİHA için, askıda kalma uçuşu ve ileri uçuş şartlarında kapsamlı bir performans analizi yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
Rotorcraft Unmanned Aerial Vehicle (RUAV) can be defined as an unmanned aerial vehicle that uses rotating blades to create lift, thrust and control forces that allow it to hover relative to the ground without forward flight speed. Although its efficiency rate is lower than fixed-wing Unmanned Aerial Vehicle (UAV), the RUAV's use in military and civil fields is increasing day by day due to ability to stay suspended in the air, no runway needed for landing and take-off, and ease of use in land conditions that contain obstacles such as residential areas and narrow valleys. One of the most important steps of the preliminary design process is to determine the flight performance parameters by calculating the power requirement under different flight conditions. Determining these parameters as closely as possible and estimating the basic flight performance is very important for the overall project duration and cost effectiveness. Within the scope of this study, it is aimed to calculate power, hourly fuel flow rate, endurance, range, specific range, climb rate, autorotation descend rate, lift-drag ratio, figure of merit, hover ceiling and service ceiling performance parameters of a conventional single-rotor RUAV in different flight conditions in the preliminary design stage and develop a computer code based on MATLAB, which making calculations easily and quickly. Momentum Theory is used to calculate the required power. After defining the laws of conservation of mass, energy and momentum under certain assumptions such as quasi-steady, one-dimensional, inviscid and incompressible flow, the required power equations are obtained. Performance calculations are made by modifying these equations together with experimental coefficients and parameters derived from previous successful designs. The developed computer code has been validated with the data of UH-60 Black Hawk and Robinson R22 Beta helicopters, and a comprehensive performance analysis has been made for a concept tactical RUAV, whose preliminary design has been dimensioned with ampharic equations, in hover flight and forward flight conditions.
Benzer Tezler
- Dörtlü rotor konfigürasyonuna sahip bir insansız hava aracının model öngörülü kontrol yöntemi ile uçuş performansının incelenmesi
Investigation of the flight performance of an unmanned aerial vehicle with quad rotor configuration using model predictive control method
ABDÜLHAMİD HAN DOĞRU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN ENES SALMAN
- Robust estimation-based fault detection and isolation framework for autonomous aerial and navigation systems
Otonom hava ve seyrüsefer sistemleri için dayanıklı kestirim tabanlı arıza tespiti ve izolasyonu çerçevesi
MEHMET GÖKBERK PATAN
Doktora
İngilizce
2026
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLKER ÜSTOĞLU
- Altitude dependent thermal model and analysis of an outrunner rotor permanent magnet synchronous motor for unmanned air-vehicle applications
İnsansız hava aracı uygulamaları için dış rotorlu kalıcı mıknatıslı senkron motorun irtifaya bağlı termal modeli ve analizi
YUNUS EMRE CİNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
- Development of LPV-MPC and LQR control strategıesfor multı-uav formatıon wıth battery-awareweıght matrıx optımızatıon
Batarya farkındalığına sahip ağırlık matrisi optimizasyonuile çoklu iha formasyonu için lpv-mpc ve LQRkontrol stratejilerinin geliştirilmesi
HACI MUHAMMED YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİ ACAR
- Ballistically launchable shape shifting 3D printed multi-rotor unmanned aerial vehicle design and foldable arms analysis
Balistik olarak fırlatılabilir şekil değiştiren 3B baskılı çok rotorlu insansız hava aracı tasarımı ve katlanabilir kolların analizi
MEHMET ZEKİ PAŞAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KAAN YILDIZ