ATLAS-SAHA VE ARAZİ GÖREVLERİNE YÖNELİK, MODÜLER VE YÜKSEK FAYDALI YÜK ORANLI MİKRO SINIFI BİR İHA TASARIMI, ÜRETİMİ VE TESTLERİ

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "ATLAS-SAHA VE ARAZİ GÖREVLERİNE YÖNELİK, MODÜLER VE YÜKSEK FAYDALI YÜK ORANLI MİKRO SINIFI BİR İHA TASARIMI, ÜRETİMİ VE TESTLERİ"

Umut Şahin
7 yıl önce
İzleme sayısı:

1 VI. ULUSAL HAVACILIK VE UZAY KONFERANSI UHUK Eylül 2016, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli ATLAS-SAHA VE ARAZİ GÖREVLERİNE YÖNELİK, MODÜLER VE YÜKSEK FAYDALI YÜK ORANLI MİKRO SINIFI BİR İHA TASARIMI, ÜRETİMİ VE TESTLERİ Emre ÖZBEK 1, Seyhun DURMUŞ 2, Yasin ŞÖHRET 3, T. Hikmet KARAKOÇ 4 1 Fen Bilimleri Enstitüsü, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir 2 Sivil Havacılık Araştırma ve Uygulama Merkezi, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir 3 Keçiborlu Meslek Yüksekokulu Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta 4 Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesi, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir ÖZET Bu çalışmada saha ve arazi görevlerine yönelik, modüler ve yüksek faydalı yük oranlı mikro sınıfı elektrik motorlu bir İHA tasarımı, üretimi ve testleri konu edinilmiştir. Söz konusu insansız hava aracının boş ağırlığı 600 gram olup, 1,4 kilogram faydalı yük taşıma kapasitesine sahiptir. Özgün tasarıma sahip ve mikro sınıfa dâhil olan insansız hava aracı; kanadı dört, kuyruğu iki ve gövdesi tek olmak üzere yedi alt parçaya ayrılıp küçük boyutlardaki özel kutusuna sığdırılabilmektedir. Yüksek modüler yapısı sayesinde üç dakika içerisinde montaj ve de montaj imkânı ile bir pist gerekmeksizin elden atılarak uçurulabilmesi insansız hava aracının öne çıkan diğer özellikleridir. Gövde üstü iniş ve diğer zorlu saha şartlarına direnebilen, darbe emici özelliğe sahip, ileri teknoloji üç boyutlu baskı yöntemi kullanılarak üretilen özgün tasarım bileşenler, hava aracı yapısının %70 ini oluşturmaktadır. Üretim sonrasında insansız hava aracının kanat yükleme testleri, yapısal ve yardımcı elemanların çekme testleri, gövdenin darbe analizi ve kapsamlı uçuş testleri gerçekleştirilerek performans parametreleri belirlenmiş ve tasarım sürecinde yapılan yapısal analizler ve akış analizleri doğrulanmıştır. Bu çalışma ülkemizde yaygınlaşmakta olan tasarla, yap, uçur temalı yarışmaların organizatörlerine ve bu yarışmalara katılım gösterecek ekiplere yol göstermeyi ve uluslararası arenada edinilen deneyimin paylaşılmasını, bu çalışmaları yapacak olan ekiplere gerçekleştirdikleri araştırmaları bilimsel yayınlara dönüştürme yolunda örnek olmayı da amaçlamaktadır. Anadolu Üniversitesi Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesi bünyesinde faaliyet gösteren; Anatolia Aero Design ekibi tarafından, tasarımı, üretimi ve uçuş performans testleri gerçekleştirilen Atlas, SAE Aero Design West 2016 yarışmasında ülkemizi temsil edecek tek Türk İHA sı olacaktır. Anahtar Kelimeler: Mikro İHA, Modülarite, Faydalı Yük, Tasarım, Atlas. 1

2 GİRİŞ Saha ve arazi görevlerine yönelik, modüler ve yüksek faydalı yük oranlı mikro sınıfı elektrik motorlu bir İHA tasarımı, üretimi ve testleri konu edinilmiştir. Saha operasyonlarına uygun bir İHA için gereksinimler incelenmiş, bu gereksinime uygun bir İHA üretilmiştir. YÖNTEM Saha operasyon gereksinimleri değerlendirilmiş, değerlendirmeler sonucu bir kavramsal tasarım oluşturulmuştur. Kavramsal tasarım bulguları ile İHA üzerindeki sistemler değerlendirilerek bir ödünleşim (optimizasyon) gerçekleştirilerek detaylı tasarım ortaya çıkarılmıştır. Detaylı tasarım üzerinde gerçekleştirilen bilgisayar destekli analizler sonrası ilk prototip üretilmiştir. Üretilen ilk prototip İHA farklı koşullarda uçuş testlerine tabii tutularak eniyilenmiş, saha operasyonları için gerekli her koşulda test edilmiştir. UYGULAMALAR Saha operasyon gereksinimleri, modülarite, kalkış-iniş metodu, faydalı yük başlıkları altında incelenmiş ve uçak tasarımına etkileri değerlendirilmiştir. Yapılan değerlendirme sonucu farklı İHA konfigürasyonları bir değerlendirmeye tabii tutulmuş, kavramsal tasarım süreci tamamlanmıştır. Kavramsal tasarım sürecinde elde edilen bulgular, 2 kilogram kalkış ağırlığı, elden atılabilme, gövde üzerine iniş yapabilme, kararlı seyir uçuşu, yüksek faydalı yük oranı ve yüksek modülerlik olarak belirlenen operasyon gereklilikleri çerçevesinde İHA detaylı tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bilgisayar destekli analizler gerçekleştirilerek İHA nın ilk prototipi oluşturulmuştur. Şekil 1: Kanat Profil Analizleri Şekil 2: Bilgisayar Destekli Teknik Çizim 2

3 Belirlenen ağırlık verileri üzerinden tarihsel veriler ve geçmiş tecrübelerin ışığında bir güç yoğunluğu gereksinimi belirlenmiş ve bu gereksinimi karşılamak için motor itki testleri gerçekleştirilmiştir. Şekil 3: Gerçekleştirilen Motor Testleri Detaylı tasarım ve motor seçimi gerçekleştirildikten sonra İHA nın üretilmesine geçilmiş, bilgisayar destekli teknik çizim programları kullanılarak özgün komponentler tasarlanmış ve bu komponentlerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Kanat ribleri, kanat ve kuyruk bağlantı parçaları başta olmak üzere, çok özel komponentler üç boyutlu baskı yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Şekil 4: Kanat Bağlantı Elemanı Şekil 5: Kuyruk Bağlantı Elemanları 3

4 Şekil 6: Kanat Yapısı Tüm parçaların üretimi gerçekleştirildikten sonra tasarımın başlangıcında belirlenen taşıma çantası, CNC torna kullanılarak oluşturulan dişi kalıplar üzerinde gerçekleştirilen vakumlu kürleme işlemi ile karbon fiber-epoksi kullanılarak üretilmiştir. Şekil 7: Atlas UAV Şekil 7: Atlas UAV ve taşıma çantası 4

5 SONUÇLAR Çalışma sonucu, boş ağırlığı 600 gram olup, 1,4 kilogram faydalı yük taşıma kapasitesine sahip, yüksek modüler yapısı sayesinde üç dakika içerisinde montaj ve de montaj imkânı ile bir pist gerekmeksizin elden atılarak uçurulabilen saha görevlerine uygun mikro sınıfı bir İHA olan Atlas ortaya çıkmıştır. Atlas, SAE Aero Design West 2016 yarışmasında ülkemizi temsil edecek tek Türk İHA sı olacaktır. Çalışma ülkemizde yaygınlaşmakta olan tasarla, yap, uçur temalı yarışmaların organizatörlerine ve bu yarışmalara katılım gösterecek ekiplere yol göstermekte, uluslararası arenada edinilen deneyimlerin paylaşılmasını sağlamaktadır. Ayrıca mikro İHA konusunda çalışacak ekiplere gerçekleştirdikleri araştırmaları bilimsel yayınlara dönüştürme yolunda örnek teşkil etmektedir. 5

Benzer belgeler

ATLAS-SAHA VE ARAZİ GÖREVLERİNE YÖNELİK, MODÜLER VE YÜKSEK FAYDALI YÜK ORANLI MİKRO SINIFI BİR İHA TASARIMI, ÜRETİMİ VE TESTLERİ

VI. ULUSAL HAVACILIK VE UZAY KONFERANSI 28-30 Eylül 2016, Kocaeli Üniversitesi, Kocaeli ATLAS-SAHA VE ARAZİ GÖREVLERİNE YÖNELİK, MODÜLER VE YÜKSEK FAYDALI YÜK ORANLI MİKRO SINIFI BİR İHA TASARIMI, ÜRETİMİ