Yenilikçi yaklaşımlar ile vtol drone platformlarının performansının iyileştirilmesi
Improving the performance of vtol drone platforms with innovative approaches
- Tez No: 978223
- Danışmanlar: PROF. DR. TUĞRUL OKTAY, DOÇ. DR. FIRAT ŞAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: İnsansız hava aracı, Unmanned aerial vehicle
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Geleneksel tilt-rotor ve tilt-wing konfigürasyonlarına sahip VTOL insansız hava araçları (İHA), sabit kanatlı ve döner kanatlı sistemlerin avantajlarını birleştirerek hem dikey iniş-kalkış kabiliyeti hem de uzun menzilli uçuş imkânı sunmaktadır. Ancak bu sistemlerde geçiş fazları sırasında yaşanan kararsızlık, yapısal karmaşıklık ve kontrol zorlukları performans üzerinde sınırlayıcı etkilere yol açmaktadır. Bu tez çalışmasında, VTOL İHA'ların aerodinamik ve kontrol performansını iyileştirmek amacıyla kanatlara entegre edilen dihedral açısı başkalaşımı (morphing) mekanizması önerilmiştir. Çalışmada kanat uçlarında tilt-rotor konsepti benimsenmiş ve buna uygun olarak sabit kanat gövde yapısı üzerine bir hava aracı modeli oluşturulmuştur. Modelleme sürecinde hava aracının geometrisi ve kütle merkezine bağlı değişken atalet momentleri dikkate alınmış, ardından ortalama bir seyir hızında ve Von Karman türbülans modeli altında uçuş karakteristikleri analiz edilmiştir. Bu analizler MATLAB ortamında gerçekleştirilmiş, elde edilen veriler kullanılarak SPSA algoritması ile dihedral açısı optimizasyonu yapılmıştır. Böylece hem aerodinamik kararlılık hem de kontrolcü performansı göz önünde bulundurularak optimum dihedral açısı belirlenmeye çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar, önerilen başkalaşım sayesinde VTOL İHA'ların kararlılığının ve kontrol edilebilirliğinin anlamlı ölçüde iyileştirilebileceğini göstermiştir. Bu kapsamda, çalışma gelecekte VTOL platformlarına entegre edilebilecek aktif başkalaşım kanat sistemlerinin gelişimine katkı sunmayı amaçlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Conventional tilt-rotor and tilt-wing configurations in VTOL (Vertical Take-Off and Landing) unmanned aerial vehicles (UAVs) combine the advantages of fixed-wing and rotary-wing systems by offering both vertical take-off/landing capability and extended flight range. However, these systems often experience instability, structural complexity, and control difficulties, particularly during transition phases. This thesis introduces a novel morphing mechanism based on dihedral angle variation integrated into the wings to enhance aerodynamic and control performance. A fixed-wing UAV model incorporating tilt-rotor units at the wingtips was developed, taking into account the vehicle's geometry and center-of-mass-dependent variable moments of inertia. Flight characteristics were analyzed under cruise conditions using the Von Karman turbulence model within the MATLAB environment. The data obtained were used in an optimization framework utilizing the Simultaneous Perturbation Stochastic Approximation (SPSA) algorithm to determine the optimal dihedral angle. The results indicate that the proposed morphing structure significantly improves the stability and contyuvarlanmaability of VTOL UAVs. This study aims to contribute to the advancement of actively morphing wing systems for next-generation VTOL platforms.
Benzer Tezler
- Güneş-melez enerjili insansız hava aracı
Solar-hybrid powered unmanned aerial vehicle
SELİN ENGİN
Doktora
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLYAS KANDEMİR
- Quadrotor actuator fault detection and isolation. a model-based approach
Döner kanat aktüatör arıza tespiti ve izolasyonu. model tabanlı bir yaklaşım
MUHAMMED ARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKHAN İNALHAN
- Adaptive control of a novel tilt-roll rotor quadrotor UAV
Adaptif dört rotorlu bir insansız hava aracının modellenmesi ve kontrolü
ABDULKERİM FATİH ŞENKUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Resim sanatının yenilikçi yaklaşımlar ve teknolojiler ile dijitalleşme süreci
Digitalization process of painting art with innovative approaches and technologies
ÖZGE ÖNER
- Toksik ve uyarıcı organik moleküllerin yenilikçi analitik yaklaşımlar ile kütle spektrometri sisteminde tayinleri
Determination of toxic and stimulant organic molecules in mass spectrometry system with innovative analytical approaches
SUDE OFLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA TURAK
PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE