A recovery maneuver determination method based on a multi-criteria decision-making approach for ground collision avoidance systems of fighter aircraft
Savaş uçağı yer çarpışma önleyici sistemleri için çok kriterli karar verme yaklaşımına dayalı bir kaçış yolu belirleme yöntemi
- Tez No: 971494
- Danışmanlar: PROF. DR. CENK ULU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Askeri uçaklar, Savaş uçakları, Yüzey çarpışması, Çok kriterli karar verme, Military aircraft, Fighter aircrafts, Surface impact, Multi criteria decision making
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kontrollü Uçuşta Araziye Çarpma kazaları, özellikle yüksek manevra kabiliyetine sahip savaş uçaklarında, pilotun durumsal farkındalığını kaybetmesi veya geç karar vermesi gibi nedenlerle araziye çarpmasıyla meydana gelir. Bu kapsamda geliştirilen Otomatik Yer Çarpışma Önleme Sistemleri, pilot müdahalesi olmadan kaçış manevrası uygulayarak yer çarpışmalarını önlemeyi hedefler. Ancak mevcut sistemlerde kullanılan sabit manevra tanımı, her uçuş senaryosuna uyum sağlayamamaktadır. Bu durum uçuş güvenliğini sınırlamakta ve gereksiz alarm üretimine neden olmaktadır. Bu tez çalışmasında izlenen metodoloji, uçuş modelinin hazırlanması, yirmi farklı kurtarma manevra yörüngesinin tahmin edilmesi, manevra seçimi için başarım kriterlerinin tanımlanması, Çok Kriterli Karar Verme yönteminin uygulanması ve dijital arazi modeli oluşturularak çarpışma tahmininin gerçekleştirilmesi adımlarından oluşmaktadır. Bu kapsamda, F-16 uçağı için 6 serbestlik dereceli doğrusal olmayan uçuş modeli oluşturulmuştur. Farklı yatış açısı değerlerine (-45° ile 50° arasında 5°'lik adımlarla) dayalı toplam 20 farklı manevra sistematik biçimde türetilmiştir. Her bir manevra, MATLAB ortamında Euler entegrasyon yöntemi ile benzetimi yapılmış; yatış açısı değiştirilen adımlar sırasında dikey ivme (𝑁𝑧) sabit tutulmuştur. Her bir manevranın başarımını değerlendirilmesi için seçilen kriterler: •Yakıt tüketimi (kg) •Kaçış süresi (s) •İrtifa kaybı (m) •Yanal eksen sapması (m) Kriterlere bağlı olarak manevralar puanlanarak yüksek toplam puana sahip beş yörünge seçilmektedir. Ardından, bu beş yörüngeden hangisi en son yer ile çakışıyorsa, sistem bu yörüngeyi nihai kurtarma manevrası olarak belirleyerek pilottan kontrolü devralır ve manevrayı otomatik olarak gerçekleştirmektedir. Önerilen yöntemin etkinliğini değerlendirmek için benzetim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Önerilen yöntemin başarımı klasik sabit manevra tabanlı ve üç sabit manevralı sistemleri ile karşılaştırılmıştır. Benzetim sonuçları, önerilen çoklu manevra ve karar algoritmasının klasik sabit manevra tabanlı sistemlerine kıyasla daha esnek, güvenilir ve etkili bir kurtarma stratejisi sağladığını ortaya koymuştur. Benzetim sonuçları önerilen yöntemin gereksiz alarm üretimini azalttığını, bunun da görev başarısına ve pilot güvenliğine katkı sağladığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Controlled Flight into Terrain (CFIT) accidents occur when the pilot crashes into the terrain, especially in highly maneuverable fighter aircraft, due to reasons such as losing situational awareness or making a late decision. In this context, Automatic Ground Collision Avoidance Systems (Auto-GCAS) aim to prevent accidents by applying recovery maneuvers without pilot intervention. However, the fixed recovery maneuvers used in existing systems cannot adapt to every flight scenario. This limitation reduces flight safety and causes nuisances The methodology of this thesis consists of several steps: preparation of the flight model, prediction of twenty different recovery maneuver trajectories, definition of performance criteria for maneuver selection, application of Multi-Criteria Decision-Making (MCDM), and execution of collision prediction using a digital terrain model. Within this scope, a nonlinear six-degree-of-freedom flight model of the F-16 aircraft is developed. A total of twenty maneuvers is systematically generated based on roll angle variations between –45° and 50° in 5° increments. Each maneuver is simulated in MATLAB using the Euler integration method, while the vertical load factor (𝑁𝑧) is kept constant during roll angle changes. The performance of each maneuver is evaluated using four criteria: •Fuel consumption (kg) •Escape time (s) •Altitude loss (m) •Lateral axis deviation (m) According to these criteria, maneuvers are scored, and the five highest-scoring trajectories are selected. Among them, the trajectory that intersects the terrain latest is identified as the final escape maneuver. The system then automatically executes this maneuver by taking control from the pilot. Simulation studies are conducted to evaluate the effectiveness of the proposed method. The results show that, compared to conventional single-maneuver and fixed three-maneuver Auto-GCAS approaches, the proposed multi-maneuver and decision algorithm provides a more flexible, reliable, and effective escape strategy. Furthermore, it reduces unnecessary alerts, thereby contributing to mission success and pilot safety.
Benzer Tezler
- Ovulasyon indüksiyonu tedavisinde folliküler gelişimin ultrasonografik takibi
Başlık çevirisi yok
MERİH BAYRAM
- Bazı esterlerin kinetik incelenmesi ve termodinamik parametrelerin belirlenmesi
Kinetic study and detesmination of thermodnamic parameters of some esters
İBRAHİM TAŞ
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
- Atherosklerotik kalp hastalıklarında risk faktörleri
Risk factors in the coronary artery disease
MURAT SUHER
