Geri Dön

Güdümlü mühimmatlar için açılır-kapanır kanat sistemi geliştirilmesi

Development of a folding wing system for guided munitions

  1. Tez No: 636261
  2. Yazar: ASAF SAYIL
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FUAT ERDEN, DR. AYDIN TÜZÜN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Havacılık Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Aeronautical Engineering, Mechatronics Engineering, Defense and Defense Technologies
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Sivas Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 86

Özet

Halihazırda kullanılan kanat kitleri, mühimmat hava aracından bırakıldıktan sonra tek yönlü açılarak önceden belirlenmiş sabit bir ok açısında kilitlenmektedir. Kanat kitleri hedefe doğru süzülen mühimmatın maksimum menzilini arttırsa da uçuş sırasında önceden belirlenmiş ok açısında sabitlenmeleri terminal aşamasında kanatlar üzerinde bir sürtünme kuvveti oluşur. Bu sürüklenme kuvveti nedeniyle mühimmatın hızı düşer, tahribat gücü azalır. Ek olarak, yine bu aerodinamik kuvvetler, kanatlar üzerinde moment oluşturarak hücum açısında sapmalara neden olabilir. Bu problemlere çözüm olarak hem süzülme hem de dalış aşamalarında ok açısının değiştirilmesine olanak sağlayabilecek bir Açılır-Kapanır Kanat Sistemi (AKS) geliştirilmesi yüksek lisans tez konusu olarak önerilmiştir. Görev esnasında beklenmedik durumlarla karşılaşılırsa, geliştirdiğimiz kanat kitinin ok açısı, süzülme fazında güdüm kiti tarafından otonom bir şekilde kontrol edilerek ortam koşullarına göre ayarlanabilecek, en önemlisi de dalış aşamasında kanat açısı 0°'ye getirilerek bahsi geçen sürtünme kuvveti ortadan kaldırılabilecektir. Kısaca, önce dinamik ve kinematik analizlerle bir mekanizma tasarımı yapılmış ve ardından AKS'nin imalatı ve montajı tamamlanmıştır. Bunu takiben Box-Jenkins yaklaşımı ile sistem tanımlaması gerçekleştirilmiş ve doğrusal karesel regülatör (LQR), doğrusal karesel integratör (LQI), kayan kipli kontrol (SMC) ve ikinci dereceden kayan kipli kontrol (SOSMC) gibi çeşitli kontrolcüler tasarlanmıştır. Son olarak, kontrolcü performansları iki farklı uçuş senaryosu altında test edilmiştir. Tüm kontrolcüler, aerodinamik yüklerin yokluğunda test edildiğinde, neredeyse sıfır kalıcı durum hatası (SSE) ile referans sinyalini hassas bir şekilde takip edebilmiştir. Aerodinamik yüklerin ve bozucuların varlığında, kontrolcülerin çeşitli SSE'leri oluşmuştur (LQR:0.39°, LQI:0.01°, SMC:0.05°, SOSMC:0.05°). Gecikme, çatırdama, enerji tüketimi ve zorlu çevre koşulları gibi diğer parametreler de göz önünde bulundurunca, SOSMC'nin sistemimizdeki en etkili kontrolcü olduğu sonucuna varılmaktadır.

Özet (Çeviri)

Previous wing kits do not allow to change sweep angle during the flight as the wings are actually fixed at a predetermined position. Although the wing kits increase the maximum range through gliding towards the target, a friction force act on the wings during the terminal phase since they are fixed at a definite sweep angle. The friction force causes the bomb to slow down, reducing its destructive power. Besides, a drag moment might act on the wings, causing the angle of attack to change, and thus, limiting the accuracy and precision. To solve this, we suggested developing a folding wing system (FWS) with an adjustable sweep angle feature as a master thesis. The idea is to design and develop a folding mechanism and a controller, which could change the sweep angle both during the gliding and diving phases. Therefore, the sweep angle could be adjusted to 0° during the diving phase to bring the wings to a closed position, and hence, the friction problem could be resolved. Briefly, we first conducted a mechanism design with dynamic and kinematic analysis, and the FWS was then manufactured and assembled. Following this, system identification was implemented by the Box-Jenkins approach and various controllers were designed including linear quadratic regulator (LQR), linear quadratic integrator (LQI), sliding mode control (SMC), and second-order sliding mode control (SOSMC). Finally, the controller performances were tested under two different flight scenarios. All controllers follow the reference signal precisely with almost zero steady-state error (SSE) in the absence of aerodynamic loads. In the presence of aerodynamic loads, the controllers have various SSEs (LQR:0.39°, LQI:0.01°, SMC:0.05°, SOSMC:0.05°). Considering other parameters as well, such as delay, chattering, energy consumption, and environmental conditions, we conclude that SOSMC is the most effective controller in our system.

Benzer Tezler

  1. Design and control of nose actuation kit for position correction of spin stabilized munitions under wind effect

    Dönü kararlı mühimmatların rüzgar etkisi altında konum düzeltmesini sağlayacak bir burun tahrik sisteminin tasarımı ve kontrolü

    MESUT EROĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ALİ TÜRKER KUTAY

  2. INS/GPS integration and adaptive filtering methods for guided munitions

    Güdümlü mühimmatlar için ANS/KKS tümleştirilmesi ve adaptif filtreleme yöntemleri

    NUR SILA EROĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HALİL ERSİN SÖKEN

  3. Güdümlü bir mühimmatın kanatçık tahrik sistemi için gürbüz kontrolcü tasarımı ve uygulanması

    Robust controller design and application of a guided ammunution's fin actuation system which has an electromechanical part

    İSMAİL CANTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. COŞKU KASNAKOĞLU

  4. External configuration design and aerodynamic optimization of modular guided munitions

    Modüler güdümlü mühimmatların dış geometri dizaynı ve aerodinamik eniyilemesi

    MERT GÜN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NİLAY SEZER UZOL

  5. Cooperative guidance method with formation control for a guided munition swarm

    Güdümlü mühimmat sürüsü için formasyon kontrolü ve birlikte güdüm yöntemi

    FURKAN ZEKİ AYHAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ EMRE TURGUT

    PROF. DR. VEYSEL GAZİ