Geri Dön

Wing in ground effect vehicle: Modelling and control

Yer etkisini kullanan araçlar: Modelleme ve kontrol

  1. Tez No: 415555
  2. Yazar: ABDUL GHAFOOR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET KEMAL LEBLEBİCİOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 191

Özet

The“Ground Effect”is the increase in the force which is acting on a lifting surface like wing, when it come to the close proximity of the ground. Ground effect vehicles (GEV) are the kind of amphibious vehicles that fly in close proximity of ground, making use of the aerodynamic interaction between the wings of the ground effect vehicle and ground (Sea or Earth surface) and it increases their efficiency 3-4 times more. There are many other advantages of the vehicles employing GE; they do not require a take-off/landing place, they can land anywhere in case of malfunctioning, they can be constructed in a variety of sizes for both military and civil purposes. This study includes a detailed study of Ground Effect (GE), its implementation using Wing in Ground (WIG) effect vehicle or Ground Effect Vehicle (GEV). Next, this thesis report includes its mathematical model explaining GE, motion, translational and rotational dynamics and kinematics, aerodynamics, gravity, atmospheric, mass inertia, forces and moments. Nonlinear 6DOF dynamical model is implemented in Matlab/Simulink and its response is investigated in open loop simulations. Next step is to develop and implement its autopilot. Autopilot consists of a controller and a guidance unit, to get a vehicle to a destination by following a desired trajectory. For the controller, PID controllers from classical feedback theory are used for controlling pitch, yaw, roll, altitude and speed. Their performances are compared based on simulation studies. Final part is the guidance, which is done for the yaw plane (Heading) using Line Of Sight (LOS) method, through Way Points (WPs). Major challenges during this work are the lack of available technical data and the need for multidisciplinary skills like aerodynamics, mathematical modeling and finding suitable controller design techniques.

Özet (Çeviri)

Yer etkisini kullanan araçlar (WIG's), ne deniz ne de hava araçları olarak sınıflandırılabilir. Onlar aslında hava araçlarına çok benzerler: ancak yer etkisini kullanabilmek için deniz seviyesine çok yakın bir yükseklikte uçmaları gerekir. Temel olarak, yer etkisi, havanın araçla yer (deniz) arasında sıkıştırılması sonucu ortaya çıkan doğrusal olmayan bir etkidir. Yer etkisinin en önemli sonucu, bu etkiyi kullanan araçların faydalı yükleri, kullanmayanlara göre 3-4 kat daha fazla olabilir. Yer etkisini kullanan deniz araçlarının diğer avantajları arasında, bir iniş-kalkış pistine ihtiyaç duymamalarını ve bir makine arızası olduğunda yolcuların maruz kaldığı tehlikenin çok az olduğunu söyleyebiliriz. Ayrıca, WIG'ler çok farklı boyutlarda ve şekillerde inşa edilebilirler ve hem askeri hem de sivil alanlarda kullanılabilirler. Bu tezin ilk amacı, yer etkisini kullanan uçakların matematiksel modellerini elde etmektir. Sonraki aşamada ise, otopilot adı verilen kontrolcüler tasarlanacaktır. Bu otopilotlar öncelikle PID tipi kontrolcülerden tasarlanacaklardır. Daha sonra, bu otopilotlar kayan kipli kontrolcülerle tasarlanan otopilotlarla karşılaştırılacaklardır. Aracın istenilen bir rota üzerindeki hareketini sağlayacak güdüm yöntemi olarak ara-nokta güdüm metodu tercih edilmiştir. Tezin son kısmında, WIG'lerin performansını ortaya çıkarmak için, farklı deniz koşullarında ve farklı otopilotlar altında benzetim çalışmaları yapılacaktır. Bu çalışmada karşılaşılan zorluklar arasında, matematiksel modelleme, yer etkisinin doğru bir şekilde ifade edilmesi gibi, farklı disiplinlerin bir araya gelmesi sayesinde aşılabilecek sorunlar vardır.

Benzer Tezler

  1. Turaç insansız hava aracının aerodinamik tasarım, modelleme ve analizi

    The aerodynamic desing, modelling and analysis of turac unmanned air vehicle

    ASLIHAN VURUŞKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MAHMUT ADİL YÜKSELEN

  2. Kanat profili üzerinde oluşan buzun iki boyutta matematiksel modellenmesi ve sayısal çözümü

    Two dimensional mathematical modelling and numerical solution of accumulated ice on wing profiles

    RAMAZAN DÖKME

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET CİHAT BAYTAŞ

  3. Farklı insansız hava araçları ile elde edilen görüntülerin otomatik fotogrametrik yöntemlerle değerlendirilmesi ve doğruluk analizi

    Examination of images obtained from different unmanned air vehicles via automatic photogrammetric methods and accuracy analysis

    DENİZ BİLGE KILINÇOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ELİF SERTEL

  4. A model based flight control system design approach for micro aerial vehicles using integrated flight testing and hil simulations

    Küçük boyutlu insansız hava araçları üzerinde sistem tanılama, uçuş kontrol sistem tasarımı ve donanım ile benzetim uygulamaları

    BURAK YÜKSEK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN

  5. Eski bir askeri sahada İHA sistemleri kullanılarak patlamış ve patlamamış mühimmatların tespiti için havadan manyetik ile araştırılması

    Aerial magnetic search for the detection of explosed and unexplosed munitions using UAV systems in an old military field

    COŞKUN ERTUĞRUL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Jeofizik MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AYHAN KESKİNSEZER