Güdümlü mühimmatlar için açılır-kapanır kanat sistemi geliştirilmesi
Development of a folding wing system for guided munitions
- Tez No: 636261
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FUAT ERDEN, DR. AYDIN TÜZÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Aeronautical Engineering, Mechatronics Engineering, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sivas Bilim ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2016
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ TÜRKER KUTAY
- 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
2023
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL ERSİN SÖKEN
- 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
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. COŞKU KASNAKOĞLU
- External configuration design and aerodynamic optimization of modular guided munitions
Modüler güdümlü mühimmatların dış geometri dizaynı ve aerodinamik eniyilemesi
MERT GÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİLAY SEZER UZOL
- 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
2023
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ EMRE TURGUT
PROF. DR. VEYSEL GAZİ