Açı verilebilir pervane sistemine sahip insansız bir hava aracının tasarımı, üretimi ve uçuş tecrübeleri

Abstract

Bu tez kapsamında, açı verilebilir pervane sistemine sahip, özgün tasarımlı bir insansız hava aracının tasarım, imalat ve uçuş tecrübe çalışmaları sunulmuştur. Bu çalışmada ele alınan uçak, kanat uçlarına yerleştirilmiş iki adet pervane sistemi ve arka kuyruk kolları arasına yerleştirilmiş bir adet pervane sistemi ile tahrik edilmektedir. Uçak üzerindeki tüm pervane sistemleri saat yönü ve tersi olmak üzere karşıt dönüşlü iki adet pervaneden oluşmaktadır. Uçak, dikey iniş – kalkış yapabilme kabiliyeti yanında konvansiyonel uçuş kabiliyetine de sahiptir. Her iki kanat ucunda bulunan pervane sistemi, uçağın y-ekseni etrafında doksan derece dönebilecek şekilde tasarlanmıştır. Tez içerisinde, uçak ilk ağırlık tahmini için yapılan yaklaşım ve ilk boyutlandırma çalışmaları gösterilmiştir. Hareket ve kinematik denklemleri tanımlanmış ve bu denklemlerde yer alan aerodinamik/motor kuvvet ve moment modelleri oluşturulmuştur. Oluşturulan modeller kullanılarak askı, geçiş ve seyir uçuşları için denge durumu analizleri yapılmıştır. Hareket denklemlerinin doğrusallaştırılmasından sonra, askı, geçiş ve seyir uçuşu modları uzunlamasına kararlılık incelemeleri yapılmıştır. Kararlılık incelemesinde, hareket denklemleri durum uzayı şeklinde modellenerek, sistem matrisinin özdeğerlerinin s-düzlemindeki yerleşimlerine bakılmıştır. Tüm uçuş modları için kontrol sistemi geliştirilmesi yapılmış ve bu kontrol sisteminin uçak üzerinde uygulanabilmesi için geliştirilen kontrol algoritması gösterilmiştir. Otomatik kontrol sistemi için kullanılan kumanda, uçuş kontrol kartı, duyargalar ve bunların bağlı olduğu elektrik-elektronik bağlantılar tanımlanmıştır. Uçağın kontrolü için gerekli olan açısal durum kestirimi çalışmaları belirtilmiştir. Deneysel incelemeler için imal edilen iç ve dış ortam test düzenekleri ve nihai uçak imalat adımları gösterilmiştir. Son olarak, yapılan test uçuşları ve kapsamları özet halinde verilmiştir. Tüm uçuş modlarının test edildiği son uçuş testinin sonuçları grafikler halinde açıklanmıştır.