Sabit ve döner kanatlı insansız hava araçlarının aerodinamik iyileştirmeler ile otonom performans maksimizasyonu
Autonomous performance maximization of fixed and rotary wing unmanned aerial vehicle with aerodynamic improvements
- Tez No: 831436
- Danışmanlar: PROF. DR. TUĞRUL OKTAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması kapsamında günümüz insansız hava aracı sistemlerinin tasarımında büyük önem arz eden otonom uçuş performansının aerodinamik iyileştirmeler yardımıyla maksimizasyonu için hem sabit kanatlı hem de döner kanatlı araçlarda farklı inovatif tasarım fikirlerinin multidisipliner olarak değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu çerçevede öncelikle döner kanatlı bir insansız hava aracı pervane geometrisi çapının küçültülmesi ve aerodinamik performansının artırılması hedefiyle kütlesi korunarak yeniden tasarlanmış, literatürdeki deneysel sonuçlarla karşılaştırmalı olarak BEMT ve HAD analizleri yürütülerek yeni tasarımın iyileştirilmiş performans sonuçları ortaya koyulmuştur. Sabit kanatlı insansız hava aracına dair çalışmada ise öncelikle hali hazırda var olan bir hava aracının ana kanat uç bölgesinde dihedral açısı ve koniklik oranı değişimi ile iki farklı başkalaşım senaryosu kurgulanmış ve uygulamaların uçuş dinamiğine etkileri aerodinamik, geometrik ve ataletsel açılardan sayısal ve analitik yöntemlerle değerlendirilmiştir. Sonrasında ise hava aracının başkalaşım senaryoları ile yeniden tasarım sürecinde yenilikçi eş zamanlı tasarım metodolojisi takip edilerek uçuş kontrol sistemi ve başkalaşabilen kanat tasarımları SPSA algoritması yardımıyla otonom uçuş performansı maksimizasyonu hedefiyle optimize edilmiştir. NLS ve k-NN makine öğrenimi algoritmaları ile de desteklenen süreç sonucunda ortaya koyulan optimum hava aracı tasarımları türbülans modeli entegre edilmiş uçuş simülasyonları ile test edilmiş ve hem boylamsal hem de yanal olarak hedeflenen yörünge takiplerini başarıyla gerçekleştirmiştir.
Özet (Çeviri)
Within the scope of this thesis, it is aimed to evaluate various innovative design ideas in a multidisciplinary manner to maximize the autonomous flight performance that is of great importance in the designs of today's both fixed and rotary wing unmanned aerial vehicle systems via aerodynamic improvements. In that context, firstly a rotary wing unmanned aerial vehicle propeller is redesigned with the aim of obtaining a decrement in diameter and increment in aerodynamic performance while the mass is conserved. The improved performance results obtained from BEMT and computational fluid dynamics analyses of the new design are presented in comparison with experimental results. On the other hand, in the section of fixed-wing unmanned aerial vehicle, two innovative morphing scenarios are planned on a fixed-wing unmanned aerial vehicle, which are morphing wingtip in terms of dihedral angle and morphing wingtip in terms of taper ratio. The aerodynamical, geometrical, and inertial effects on longitudinal and lateral aircraft flight dynamics are investigated by proper numerical and analytical methods. The redesign process of the vehicle with morphing scenarios was conducted with the modern simultaneous design methodology, in which the flight control system and the aerial vehicle designs were simultaneously designed and optimized via the SPSA algorithm to maximize autonomous flight performance. In conclusion of the process in assistance with NLS and k-NN machine learning algorithms, obtained optimum unmanned aerial vehicle designs were tested with flight simulations integrated with a turbulence model and found to be performed satisfactory longitudinal and lateral trajectory tracking performances.
Benzer Tezler
- Ballistically launchable shape shifting 3D printed multi-rotor unmanned aerial vehicle design and foldable arms analysis
Balistik olarak fırlatılabilir şekil değiştiren 3B baskılı çok rotorlu insansız hava aracı tasarımı ve katlanabilir kolların analizi
MEHMET ZEKİ PAŞAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KAAN YILDIZ
- Bazı esterlerin kinetik incelenmesi ve termodinamik parametrelerin belirlenmesi
Kinetic study and detesmination of thermodnamic parameters of some esters
İBRAHİM TAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA CEBE
- Üzüm sularının pastörizasyonu ve kontsantresi sırasında hidroksimetilfurfural oluşumu üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ŞERİFE ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiTarım Ürünleri Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDIN URAL
- Buğday ekiminin mekanik esasları üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ADNAN DEĞİRMENCİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
ZiraatEge ÜniversitesiTarımsal Mekanizasyon Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMET ÖNAL
- Sera domates üretiminde aşı uygulaması ile elde edilen çift kök sistemine sahip domateslerin verim ve kalite yönünden üstünlükleri üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
ALİ DİZDAROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
ZiraatEge ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAHRETTİN MECİT