Development of a conceptual design tool and calculation of stability and control derivatives for mini UAV systems
Mini insansız hava aracı sistemleri için kavramsal tasarım aracı geliştirilmesi ve karalılık ile kontrol türevlerinin hesaplanması
- Tez No: 416518
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSEYİN NAFİZ ALEMDAROĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezin asıl hedefi bir hava aracının kavramsal tasarım fazını gerçekleştirecek ve tasarımı istenilen özelliklere eriştirecek bir tasarım aracı yazmaktır. Bu amaçla, MATLAB programında bir kod yazılmıştır ki böylelikle kullanıcı, tasarlanan uçağın görev irtifasında, seyir koşullarında, kanat profil türlerinde, itki sistemi elemanlarında, ağırlığında veya genel formunda bir değişiklik yaparsa, diğer parametre değerlerini tekrar kontrol etmek veya değiştirmek zorunda kalmayacaktır. Birçok tasarım aracı daha büyük türdeki ve insansız olmayan uçaklar için yaratılmıştır. Bunun yanında, onlar genel olarak uçak tasarımının profil tasarımı, kanat tasarımı, performans analizi veya yapısal tasarım gibi tek bir dalına odaklanmıştır. Bu tezde, tüm bu alanları birleştirmek ve elektrik motorlu, kompozit malzemelerden yapılmış ve mini sınıfında olan insanız hava araçları tasarımı için bir kavramsal tasarım aracı oluşturulması amaçlanmıştır. Bu kod genel geometri, kaldırma ve sürükleme kuvvetleri, yunuslama momenti, performans karakteristiği, kompozit yapı ağırlığı, kararlılık ve kontrol türevleri, yanal ve boylamsal yönlere ait durumsal uzay matriksi ve özgün değer parametrelerini hesaplamaktadır. Prensipte, kullanıcı girdi parametrelerini koda girer ve geri kalan hesaplamalar otomatik olarak yapılır. Beş tane kritik girdi parametresi kullanıcı tarafından tasarım özelliklerine göre belirlenir. Bu parametre değerleri kod tarafınan hesaplanır ve bunun karşılığında kullanıcı belirlenen aralıklarda ve kısıtlamalarda belirlenen hedef parametresi için optimum değerleri elde eder. Sonuç olarak, kullanıcı dostu, hava aracı ile ilgili geometrisinden kararlılık türevlerine kadar tüm bilgileri üreten bir kavramsal tasarım aracı düzenlenmiştir. Bu tez, tasarım aracı kullanılarak ve tasarım aracını doğrulamak için gerçekleştirilen bir mini UAV sistem tasarımı örneğini içermektedir.
Özet (Çeviri)
The main objective of this thesis is to write a design tool that will perform the conceptual design phase of an aircraft and achieve the desired specifications of the design. For this purpose, a code is written in MATLAB so that the designer does not have to change or check parameter values when a modification on the mission altitude, cruise conditions, airfoil type, propulsion system units, weight or general geometry of the aircraft. Most of the available design tools are created for large aircraft and not for uninhabited air vehicles. Besides they are mostly focused on a single branch of the aircraft design such as airfoil design, wing design, structural design, performance analysis etc. Whereas in this thesis, it is aimed to combine all these branches of the aircraft design and come up with a conceptual design tool for mini class uninhabited air vehicles manufactured from composite materials and powered by electrical motor. The code calculates the parameters for the general geometry, lift and drag forces, pitching moment, performance characteristics, composite structure weight, stability and control derivatives, state space matrices with their eigenvalues of longitudinal and lateral dimensions. In principle, the user enters the input parameters needed and rest of the computations are done automatically. Five critical input parameters are determined by the user according to the design features. These parameters are computed by the tool and in return the user gets the optimum values for the determined objective parameters of the aircraft within the given intervals and constraints. As a results, a user-friendly conceptual design tool that generates the whole information about the aircraft from its geometry to its stability and control derivatives is devised. The thesis gives an example of the conceptual design of a mini UAV system performed using the design tool given in the thesis to verify the design tool.
Benzer Tezler
- Yalın, çevik, yeşil, dayanıklı ve sürdürülebilir tedarik zinciri perspektiflerinden bütünleşik bir tedarikçi performansı değerlendirme yaklaşımı
An integrated supplier performance evaluation approach from lean, agile, green, resilient and sustainable supply chain perspectives
GÖZDE ÇİNKAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEYDA SERDAR ASAN
- Rotor dynamics analysis overhung rotor-bearing configuration
Konsol rotor-rulman konfigürasyonun rotordinamik analizi
KAYHAN KURUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN TAHA ŞEN
- A decision support model for the early design phase of residential buildings based on space conditioning energy prediction and optimization with embodied energy
Konut binalarının erken tasarım aşaması için mekan iklimlendirme enerjisi tahmini ve gömülü enerji ile optimizasyonuna dayalı bir karar destek modeli
DAMLA KÖMÜRCÜ
Doktora
İngilizce
2025
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FETHİYE ECEM EDİS
- Toplu taşıma (transit) odaklı gelişim yaklaşımı ile tramvay hattı analizi: Bursa T2 hattı örneği
A case study of tramline analysis with transit oriented development approach: Bursa T2 tramline
BETÜL ŞENGÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Ulaşımİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAİDE DURAN
- Yağmur suyu yönetiminin peyzaj tasarım sürecine entegrasyonu için kontrol sistemi ve tasarım yöntemi önerisi: İTÜ Ayazağa yerleşkesi örneği
Control system and design method proposal for the integration of stormwater management into landscape design process: Case study of ITU Ayazağa campus
NAZİFE TUĞÇE ONUK MADANOĞLU
Doktora
Türkçe
2024
Peyzaj Mimarlığıİstanbul Teknik ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELTEM ERDEM KAYA