Geri Dön

Modelling of an impact resistant navigation system for gun projectiles based on low cost MEMS sensors

Düşük maliyetli MEMS sensörlü top mermileri için darbe dayanımlı navigasyon sistemi modellemesi

  1. Tez No: 679074
  2. Yazar: SELAHATTİN CAN İNEL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SERHAN ÖZDEMİR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences, Defense and Defense Technologies
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 126

Özet

Bu tez çalışması; güdümlü bir top mermisi için navigasyon sistemi tasarımı, düşük fırlatma hızlarında CFD analizi ve elektronik devre elemanlarının şiddetli ateşleme koşulları altındaki dayanımları olmak olmak üzere üç ana başlık altında toplanmıştır. Tez çalışmaları süresince simülasyon ve 3 boyutlu modelleme için MATLAB & Simulink, FlightGear ve Ansys Fluent yazılımları kullanılmıştır. Temel Kanatçık Referans Mermisi, ölçülerinin ve bazı uçuş parametrelerinin açık kaynak olarak verilmiş olması nedeniyle navigasyon simülasyonu için test numunesi olarak seçilmiştir. Ancak son derece gelişmiş bir mühimmat olan güdümlü top mermilerinin 6 serbestlik dereceli model kapsamında kullanılması gerekli olan bazı kritik aerodinamik parametrelere erişim imkanı olmaması nedeniyle uçuş parametreleri güdümlü top mermisine yakın olan Raytheon firması tarafından açık kaynak olarak sunulan bir güdümlü füzenin durum-uzay modeli, güdümlü top mermisi modeli yerine simülasyon için kullanılmıştır. Navigasyon sistemi, ateşleme öncesinde mevkisi yüklenen hedeflere karşı rota düzeltmek amacıyla dahili ataletsel sensörlerin kullanıldığı önceden ayarlanmış güdüm metodolojisi kullanılarak tasarlanmıştır. Temel Kanatçık Referans Mermisinin CFD hesaplamaları, mancınık ve havalı tüfek gibi patlayıcı olmayan ateşleme ekipmanlarının aerodinamik koşullarına ışık tutması amacıyla düşük fırlatma hızları için yapıldı. Ayrıca, elektronik devre elemanlarının aşırı mermi ateşleme koşulları altında dayanıklılığı Hopkinson Bar test ekipmanı kullanılarak 20.000g'ye kadar görselleştirildi ve mikrodenetleyicilerin ve sensörlerin işlevselliği test edildi. Güdümlü bir mühimmat için FlightGear ve MATLAB & Simulink'i birleştirerek, direk yerleştirme yöntemi, LQR kontrolör ve gözlemci tasarımı için verilen farklı kriterleri karşılayan bir navigasyon model simülasyonu oluşturuldu.

Özet (Çeviri)

In this thesis, guided projectiles are studied in three aspects: a navigation system design, CFD analysis of a guided projectile for low launch velocities and durability of electronic components under extreme firing conditions. During the thesis progress, MATLAB & Simulink, FlightGear and Ansys-Fluent software are used for simulations and 3D object modelling. Basic Finner Reference Projectile is chosen as a test bed for navigation simulation, since the dimensions and some of the flight parameters are already available as open source. However, a missile state-space model which is given by Raytheon is used for navigation simulations instead of a guided projectile model due to inaccessibility of some critical aerodynamic parameters for 6-DoF model. Navigation system is designed using preset guidance methodology which uses built-in inertial sensors to correct the course for given targets which location are loaded prior to launching. CFD calculations of the Basic Finner Reference Projectile are conducted for low launching velocities to light the way for the aerodynamic conditions of non-explosive firing equipments such as catapults and airguns. Furthermore, the durability of common electronic components under extreme projectile firing conditions are visualized up to 20,000g and the functionality of regular off the shelf microcontrollers and sensors are tested using Hopkinson Bar test equipment. A navigation model simulation of a guided munition is created combining FlightGear and MATLAB & Simulink satisfying the given different criteria for pole placement method, LQR controller and observer design.

Benzer Tezler

  1. Denizden soğutma amaçlı su alma yapıları

    Sea water intake structures for cooling purposes

    MUSTAFA KAVAS

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Ana Bilim Dalı

  2. Kanal ı̇stanbul'da debı̇ azaltıcı yöntemlerı̇n belı̇rlenmesı̇

    Determination of flow reducing methods in Channel İstanbul

    MEHMET FATİH SAVCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kıyı Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TARKAN ERDİK

  3. Ev tipi bir fırının düşme testinin sonlu elemanlar yöntemi ile modellenmesi

    Modeling the drop test of household oven with finite element method

    TOLGA ASA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. ZEYNEP PARLAR

  4. Behaviour and modelling of reinforced concrete structures subjected to impact loads

    Betonarme yapıların darbe yüklerine karşı davranışı ve modellenmesi

    SELÇUK SAATCI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    İnşaat MühendisliğiUniversity of Toronto

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FRANK J VECCHIO

  5. Bir uçak kanadının hücum kenarına kuş çarpmasının sayısal olarak modellenmesi ve analizi

    Numerical modeling and analysis of bird strike on an air plane wing leading edge

    SİNAN TAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU