İnsansız Hava Aracı Tasarımı Temel Bilgilerin İncelenmesi

Bu kitap, IHA tasarımı, otopilot tasarımı ve yer sistemi tasarımına odaklanan üç bölümle

insansız hava araçları (İHA) için temel ilkeleri, tasarım prosedürlerini ve tasarım araçlarını

içerir. İnsanlı uçakların tasarımı ve İHA'ların tasarımı bazı benzerlikler ve farklılıklar

içermektedir. Tasarım sürecini, kısıtlamaları (ör. g-yükü, basınçlandırma) ve İHA

ana bileşenlerini (otomatik pilot, yer istasyonu, iletişim, sensörler ve yük) içerir. Bir İHA

tasarımcısı en son İHA gelişmelerinden haberdar olmalıdır; güncel teknolojiler, geçmiş

başarısızlıklardan çıkarılan dersleri bilmek ve İHA tasarım seçeneklerinin genişliğini

takdir etmeleri gerekir. İnsansız uçakların katkısı her geçen gün artmaya devam etmekte

ve 20'den fazla ülke hem askeri hem de bilimsel amaçlarla İHA'lar geliştirip kullanmaktadır.

Bir İHA sistemi, yeniden kullanılabilir bir hava aracı veya araçlarından çok daha

fazlasıdır. İHA'lar hava araçlarıdır, uçak gibi uçarlar ve uçakla ilgili ortamlarda çalışırlar.

Hava araçları gibi tasarlanmışlardır ve uçuş açısından kritik hava aracı gereksinimlerini

karşılamaları gerekir. Bir tasarımcının karmaşık, çok disiplinli sistemleri nasıl entegre

edeceğini ve ortamı, gereksinimleri ve tasarım zorluklarını nasıl anlayacağını bilmesi

gerekir ve bu kitap, mühendislik perspektifinden temellere mükemmel bir genel bakış

niteliğindedir. Bu kitap, İHA dünyasına yeni gelenlerin ihtiyaçlarını karşılamayı amaçlamaktadır.

Malzemeler, her alanda yeterli bilgi sağlamayı ve eksiksiz bir İHA tasarımını

desteklemek için hepsinin birlikte nasıl rol oynadığını göstermeyi amaçlamaktadır. Bu

nedenle, bu kitap hem alana giren mühendisler için bir referans olarak hem de her bir

özel konu için sistem düzeyinde katkı sağlamak açısından bir İHA tasarım kursu için ek

bir metin olarak kullanılabilir.

1 Tasarım Temelleri

1.1 Giriş

1.2 İHA’nın Sınıflandırılması

1.3 Tasarım Proje Planlaması

1.4 Karar Verme

1.5 Tasarım Kriterleri, Hedefleri ve Öncelikleri

1.6 Fizibilite Analizi

1.7 Tasarım Grupları

1.8 Tasarım Süreci

1.9 Sistem Mühendisliği Yaklaşımı

1.10 Kavramsal Tasarım

1.11 Ön Tasarım

1.12 Detay Tasarımı

1.13 Tasarımı İnceleme, Değerlendirme ve Geri Bildirim

1.14 Sorular

2 Tasarım Dalları

2.1 Giriş

2.2 Aerodinamik Tasarım

2.3 Yapısal Tasarım

2.4 Tahrik Sistemi Tasarımı

2.5 İniş Takımı Tasarımı

2.6 Mekanik / Güç İletim Sistemleri Tasarımı

2.7 Kontrol Yüzey Tasarımı

2.8 Sorular

Kısım II

3 Otomatik Pilotun Temelleri

3.1 Giriş

3.2 Bir Otopilotun Birincil Alt Sistemleri

3.3 Dinamik Modelleme

3.4 İHA Dinamiği

3.5 Aerodinamik Kuvvetler Ve Torklar

3.6 Kararlılık ve Kontrol Türevleri

3.7 Transfer Fonksiyonu

3.8 Durum Uzay Modeli

3.9 Doğrusallaştırma

3.10 Otopilot Tasarım Süreci

3.11 Sorular

4 Kontrol Sistemi Tasarımı

4.2 Kontrol Sistemlerinin Temelleri

4.3 İha Kontrol Mimarisi

4.3.1 Kontrol Kategorileri

4.3.2 Hız Kontrolü

4.4 Uçuş Kontrol Gereksinimleri

4.4.1 Boyuna Kontrol Gereksinimleri

4.4.2 Yuvarlanma (X Ekseni Etrafında) Kontrol Gereksinimleri

4.4.3 Yönlü Kontrol Gereksinimleri

4.5 Pıd Kontrolörü

4.6 Optimal Kontrol-Doğrusal Kadratik Regülatör (LQR)

4.7 Sağlamlık Kontrol

4.8 Dijital Kontrol

4.9 Kararlılık Artırımı

4.10 Özerklik

4.10.1 Sınıflandırma

4.10.2 Algıla ve Kaçınma

4.10.3 Otomatik Kurtarma

4.10.4 Hata İzleme

4.10.5 Akıllı Uçuş Planlaması

4.10.6 İnsansız Takım

4.11 Kontrol Sistemi Tasarım Süreci

4.12 Sorular

4.13 Problemler

5 Navigasyon Sistem Tasarımı

5.1 Giriş

5.2 Navigasyon Sistemi Tasarımı

5.3 Koordinat Sistemleri

5.4 Ataletsel Navigasyon Sistemi

5.5 Küresel Konumlandırma Sistemi

5.6 Konum Sabitleme Navigasyonu

5.6.1 Harita Okuma

5.6.2 Göksel Navigasyon

5.7 Ataletsel Navigasyon Sensörleri

5.7.1 İvmeölçer

5.7.2 Jiroskop

5.7.3 Hava Hızı Sensörü

5.7.4 Yükseklik Sensörü

5.8 Tasarım Hususları

5.9 Sorular

6 Kılavuz Sistem Tasarımı

6.1 Giriş

6.2 Kılavuz Sistemin Elemanları

6.3 Kılavuzluk Kanunları

6.4 Görüş Hattı Rehberlik Kanunu

6.5 Formasyon Uçuşu

6.6 Oransal Seyir Rehberlik Kanunu

6.7 Arama Kılavuzluk Kanunu

6.8 Ara Nokta Kılavuzu

6.9 Takipçi

6.10 Sorular

7 Mikrodenetleyici

7.1 Giriş

7.2 Temel Bilgiler

7.3 Modüller / Bileşenler

7.4 Uçuş Yazılımı

7.4.1 Yazılım Geliştirme

7.4.2 İşletim Sistemi

7.4.3 Yönetim Yazılımı

7.4.4 Mikrodenetleyici Programlama

7.4.5 Yazılım Entegrasyonu

7.4.6 C Dili

7.4.7 Derleyici

7.4.8 Ardupilot

7.4.9 Hata Ayıklama

7.4.10 Tasarım Prosedürü

7.5 Sorular

Kısım III

8 Yer Kontrol İstasyonu

8.1 Giriş

8.2 Gcs Alt Sistemleri

8.3 Yer İstasyonundaki İnsan Operatörü

8.4 Yer İstasyonu Türleri

8.4.1 El Kontrol Cihazı

8.4.2 Taşınabilir Gcs

8.4.3 Mobil Kamyon

8.4.4 Merkezi Komuta İstasyonu

8.5 İletişim Sistemi

8.6 Tasarım Hususları

8.7 Sorular

9 Fırlatma/Havalanma ve Güvenli İniş Sistemleri

9.1 Giriş

9.2 Lansmanın Temelleri

9.3 Fırlatıcı Ekipmanları

9.4 İndirme Teknikleri

9.5 Kurtarma Temelleri

9.5.1 Paraşüt

9.5.2 Darbesiz İniş

9.6 Havadan Fırlatma

9.7 El İle Fırlatma

9.8 Fırlatma ve İniş Sistemleri Tasarımı

9.9 Sorular

9.10 Problemler

10 Yük Seçimi / Tasarımı

10.1 Giriş

10.2 Faydalı Yük Tanımı

10.3 Kargo veya Kargo Yükü

10.4 Keşif / Gözetim Yükü

10.4.1 Kamera

10.4.2 Radar

10.5 Bilimsel Yükler

10.6 Askeri Faydalı Yük (Silah)

10.7 Faydalı Yük Kurulumu

10.7.1 Faydalı Yük Konumu

10.7.2 Faydalı Yük Aerodinamiği

10.7.3 Faydalı Yük-Yapısı Ve Entegrasyonu

10.7.4 Faydalı Yük Stabilizasyonu

10.8 Faydalı Yük Kontrolü Ve Yönetimi

10.9 Faydalı Yük Seçimi / Tasarım Hususları

10.10 Sorular

10.11 Problemler

Kaynaklar