BİLDİRİ DETAY

Mehmet Emin ÖRS, Mehmet KARALI
MİNİ KÜRESEL BİR HELİKOPTERİN TASARIMI, İMALATI VE UÇUŞ DİNAMİKLERİNİN DENETİMİ
 
İnsansız Hava Araçları (İHA), medya sektörü, yangın söndürme, nakliye, arama-kurtarma, savunma sanayi, tarım ve hayvancılık gibi bir çok alanda başarılı bir şekilde kullanılmaktadır. Bu alanlarda kullanımı gitgide daha normal bir durum haline gelmiştir. İHA ların uçus süreleri, faydalı yük kapasiteleri, manevra kabiliyetleri ve güvenilirlik gibi performansa dair özellikleri araştırmacılar tarafından optimize edilmeye çalışılmaktadır. Bu çalışmada küresel mini bir helikopter tasarımı ile performans ve uçuş kararlılığı elde edilmeye çalışılmıştır. Gövde ve kafes için kullanılan karbon fiber malzeme ile faydalı yük kapasitesi artırılmaya ve dolaylı olarak uçuş süreside artırılmaya çalışılmıştır. Esnek ve mukavim bir malzeme seçimi ve tasarımının güvenlik üzerinde de olumlu bir etkisinin olacağı öngörülmüştür. Helikopterin ağırlık merkezi daima yere dik pozisyonda olacak şekilde tasarlanmıştır. Alt kafes boşluğu farklı görevler için müsait hale getirilmiştir. Manuel modda kumanda ile performans testleri yapılan helikopterin otonom modda çalışması için de çalışmalar sürmektedir. Amaç: Bu çalışmanın amacı, otonom görevleri yerine getirebilen mini küresel bir helikopter imal etmek, bu hava aracını kargo amaçlı kullanmaktır. Bu hava aracının yazılımda belirtilen enlem-boylam noktalarına en kısa yoldan gitmesini sağlamak beklenmeyen bir durumla karşılaşılması durumunda veya batarya ömrünün %10’un altına düşmesi durumunda olduğu yere veya başlangıç noktasına inmesini sağlamak da amaçlardan biridir. Bunlar GPS, ivmeölçer, pusula ve jiroskop gibi sensörlerden alınan verilen toplanması ve işlenmesi ile elde edilmektedir. Kapsam: Küresel helikopterler diğer hava araçlarına göre birtakım farklı özelliklere sahiptir; Bunlar; 1. Küresel hava araçlarının dışında bir katman vardır ve bu yere düşse bile pervaneyi ve diğer ekipmanları korunmasını sağlamaktadır. 2. Küresel hava aracının içindeki pervane hava aracının yerden kalkmasını sağlamaktadır fakat bu tersi yönde bir harekete neden olmaktadır. Bunu engellemek için 2 adet denge motoru kullanılmaktadır. 3. Dıştaki küre karbon fiberden yapılmaktadır ve bu kürenin yarıçapı pervanenin yarıçapı ile doğrudan ilgilidir. Sınırlıklar: Bu çalışmada sadece mini küresel hava araçları veya mini küresel helikopterler ele alınmaktadır. Yöntem: Bu çalışmada pixhawk 32 bit çözünürlüğe sahip uçuş kontrol kartı kullanılmış ve bu kartın üretilen helikopterde kullanımı için uygun yazılım yazılmıştır. Aynı zamanda 6 kg itme gücüne sahip bir motor ana motor olarak kullanılmıştır. Bu motorun 2.7 kg olan model ağırlığını kaldırabileceği öngörülmektedir. Karbon fiber çubukların birleşme noktalarına bağlanan karbon ipler epoksi resin yapıştırıcı ile güçlendirilmiştir. Aynı zamanda kumanda ile uçuş testleri devam eden bu İHA’nın otonom görevleri yerine getirebilmesi için yazılımsal çalışmalar devam etmektedir. Bulgular: Helikopterlerde ana rotorun ürettiği dengelenmesi gereken moment, ana problemlerden biridir. Bunun tersi yönünde anti-tork uygulanmazsa helikopter kararsız bir şekilde olduğu yerde dönecektir. Teorik olarak hesaplanan verilerde ise, iki adet denge motorunun dakikadaki dönüş hızının (rpm) kontrol sistemi ile ayarlanmasıyla bu sorunun da aşılacağı öngörülmektedir. Sonuç: Çalışmanın sonucunda mini küresel bir İHA elde edilmiştir ve bu İHA’nın uçuş testleri halen devam etmektedir. Bu küresel helikopter 56 cm çapında tam bir küre olmamakla beraber altında elektronik ekipmanların sabitlendiği silindirik bir bölme mevcuttur. Aynı zamanda üretilen iki eksenli servo mekanizması da ana rotorun eğilme ve dönme yönünde hareketini sağlamaktadır. Bu mekanizma aliminyumdan üretilmiştir. Bu mekanizmanın üstüne motorun eklenmesi ile oluşan montaj parçası elde edilen kürenin merkezi ile çakışmadığından polyamit materyalinden üretilen bir parça bu parçanın altına eklenmiştir. Sonuç olarak üretilen helikopter özgün ve ilk defa üretilmiştir. Avrupa ve Japonya gibi yerlerde benzerleri mevcuttur ama bazı farklı özelliklere sahiptir.

Anahtar Kelimeler: Küresel, Helikopter, Otonom, GPS



 


Keywords: