Geri Dön

Modeling and experimental identification of quadrotor aerodynamics

Dört rotorlu aracın aerodinamiğinin modellenmesi ve deneysel tanımlanması

PDF İndir

  1. Tez No: 385059
  2. Yazar: DİLBER DERYA KAYA
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALİ TÜRKER KUTAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Havacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 153

Özet

Bu çalışmanın amacı dört rotorlu bir helikopterin pervanelerinde oluşan aerodinamik kuvvet ve momentleri veren matematiksel modeller elde etmek ve bu modellerin parametrelerini askıda kalma, tırmanış ve ileri uçuş koşulları için rüzgar tüneli testleri ile belirlemektir. Dört rotorlu insansız hava aracının hareketini belirleyen temel etkenler aracın pervaneleri tarafından oluşturulan, üç eksendeki kuvvet ve momentlerdir. Dolayısıyla, pervane üzerindeki kuvvet ve momentlerin hassas olarak hesaplanması doğru bir benzetim modelinin oluşturulması için önemlidir. Bu amaçla, pervane kuvvet ve momentleri için pala elemanları ve momentum teorileri ile elde edilmiş analitik modeller kullanılmıştır. Bu modeller pala üzerinde pala dönüşü ve araç hareketi sebebiyle oluşan aerodinamik akış sonucu üç eksende oluşan kuvvet ve momentleri tahmin etmektedir. Bu modellerdeki parametreler daha sonra rüzgar tünelinde farklı pervane hızı, araç hızı ve hücum açısı değerlerinde elde edilen kuvvet ve moment ölçümleri kullanılarak tanımlanmıştır. Analitik model, deneysel olarak gözlemlenmiş bazı bağımlılıkları yakalayamadığı için, ikinci derece bir polinom modeli olan yüzey fiting geliştirilmiştir. Geliştirilen model, farklı pervane hızı ve uçuş koşullarında dört rotorlu aracın üzerindeki aerodinamik kuvvetlerin hassas olarak tahmin edilebilmesini sağlamaktadır.

Özet (Çeviri)

The aim of this study is to obtain mathematical models for aerodynamic forces and moments of rotors of a quadrotor helicopter, and estimate their parameters through wind tunnel tests for hover, vertical climb, and forward flight conditions. The main factors which determine the movement of a quadrotor UAV are the aerodynamic forces and moments in three axes created by four rotors of the vehicle. Hence, accurate calculation of rotor forces and moments in varying flight conditions are essential to establish a precise simulation of the vehicle. For this purpose, analytical models for aerodynamic forces and moments of a rotor are derived using blade element and momentum theories. These models predict the aerodynamic rotor forces and moments generated by air flows around the blades due to blade rotation and vehicle motion on all three axes. Parameters of the mathematical models are then identified through experimental force and moment measurements obtained in a wind tunnel at various rotor speed, free stream velocity, and vehicle angle of attack values. Since the analytical model cannot capture certain experimentally observed dependencies, an empirical rotor model has been developed by surface fitting a second order polynomial model to test data. The developed model allows us to accurately predict aerodynamic loads on a quadrotor in various rotor speeds and flight conditions.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    363546

    Modelling, control and implementation of an unmanned vertical take-off and landing aircraft

    Dikey iniş kalkış yapabilen bir insansız hava aracının modellenmesi, kontrolü ve gerçeklenmesi

    FARABİ AHMED TARHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HAKAN TEMELTAŞ

  2. Tez No

    334782

    Dikine iniş kalkış yapabilen dört rotorlu hava aracının (Quadrotor) uçuş kontrolü

    Flight control of a four rotor vtol (Quadrotor) aircraft

    MEHMET KEMAL BAYRAKÇEKEN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDURRAHMAN KARAMANCIOĞLU

    YRD. DOÇ. DR. AYDEMİR ARISOY

  3. Tez No

    393036

    Modeling, identification and simulation of a quadrotor using real-time flight data

    Bir dört rotorlu hava aracının gerçek zamanlı uçuş verisi ile modellemesi, tanılaması ve simülasyonu

    ATAKAN SARIOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. AYHAN KURAL

  4. Tez No

    143109

    Oransal valf ve hidrolik silindirden oluşan bir sistemin tanılanması ve konum kontrolu

    Identification and pasition control of a system consisting of a proportional valve and hydraulic cylinder

    İLYAS İSTİF

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KENAN KUTLU

  5. Tez No

    459027

    Temperature and force modeling on grinding

    Taşlama operasyonlarında sıcaklık ve kuvvet modelleme

    MERT KOCAEFE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Endüstri ve Endüstri MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERHAN BUDAK

Geri Dön