27 Şubat 2021

İHA Kavramsal Tasarım Aşamaları – 1

Hatırlanacağı üzere bir önceki makalemizde İHA tasarımının nasıl yapılacağından bahsetmiştik. Tasarımımızı yaparken aşama aşama gitmek güzel bir ürün çıkartmak için olmazsa olmazların arasında gelmektedir. Zira bir aşamanın eksik oluşu diğer aşamayı da etkileyeceği için nihai tasarımımızın hatalı olmasına sebep olacaktır. Bu aşamalardan ilki kavramsal tasarımdır. Bu nedenle İHA tasarımı rehberimize kavramsal tasarım aşamalarını anlatarak devam ediyoruz. Bu makalemizde kavramsal tasarımın görev tanımı, temel görev gereksinimleri ve tasarım özellikleri, benzer model çalışması ve boş ağırlık tahmini başlıklarından bahsedeceğiz.

Görev Tanımı

Daha önceden de bahsettiğimiz üzere hobi amaçlı da olsa yarışma için de olsa İHA tasarımımıza başlamadan önce görev tanımımızı çok net bir şekilde ortaya koymamız gerekmektedir. Çünkü görev tanımımız nihai tasarımın oluşmasında en temel etkendir.

Bu makalemizde sizlere TUBİTAK Uluslararası İHA yarışmasının görev tanımını örnek olarak vereceğiz. Ve İHA tasarım rehberimizi bu görev tanımına göre oluşturacağız.

TUBİTAK yarışması iki görevden oluşur. Birinci görevi başarıyla tamamlayabilirsek ikinci göreve geçmeye hak kazanırız.

İlk görevde tasarlanan İHA’nın otonom uçuşu ve manevra kabiliyeti test edilecektir. Birinci görev için uçuş güzergahı aşağıdaki şekilde gösterildiği gibidir.

Kavramsal Tasarım - Görev 1
İHA – Görev 1 Güzergahı

İkinci görevin amacı ise yarışma heyeti tarafından belirlenen iki topun “top bırakma alanına” bırakılmasıdır. Tasarladığımız hava aracı bu görevde de yine otonom uçuş yapacaktır. İkinci görevin uçuş güzergahı ise aşağıdaki şekilde görülmektedir.

Kavramsal Tasarım - Görev 2
İHA – Görev 2 Güzergahı

Görev tanımlarının detaylı anlatımına Teknofest’in sitesinden ulaşabilirsiniz.

Temel Görev Gereksinimleri ve Tasarım Özellikleri

Bu aşamada üstteki başlıkta tanımladığımız görevlerin isterlerini karşılayacak şekilde temel tasarım gereksinimlerimizi ve özelliklerimizi belirlemeliyiz.

Bu makalede örnek olarak verilen görev tanımları için temel tasarım isterlerini aşağıdaki gibi sıralayabiliriz.

  • Birinci görevde amacımız uçuş güzergahını en hızlı şekilde tamamlamak olduğu için İHA tasarımımız görevi en kısa sürede tamamlamak üzere yapılmalıdır.
  • Tasarımımız görevlerde belirtilen uçuş güzergahlarında hareket edebilecek farklı hız ve manevra kabiliyetine sahip olmalıdır.
  • Yarışmadaki puan hesaplaması dikkate alınarak hava aracımızın boş ağırlığı mümkün olduğunca düşük tutulmalıdır.
  • Hava aracımız motorun çalışmasından itibaren en geç beş saniye içerisinde otonom uçuşa geçebilmeli ve görevleri otonom olarak tamamlayabilmeli.
  • İkinci görevin ilk turunda top bırakma alanının İHA tarafından tespit edilmesi gerektiğinden hava aracımıza görüntü işleme yapılmalıdır.
  • İkinci görevde topların hedefe başarılı bir şekilde bırakılabilmesi için tasarımımız düşük stall hızına sahip olmalıdır.
  • Oluşabilecek herhangi bir sorunda İHA’nın güvenli bir şekilde durdurulabilmesi için İHA “failsafe” sistemine sahip olmalıdır. Ayrıca görevlerin başarılı bir şekilde tamamlanmış olarak kabul edilebilmesi için inişin hasarsız olarak yapılması gerekmektedir.

İHA Benzer Model Çalışması

Benzer model çalışması tasarım sürecimizde önemli bir role sahiptir. Çünkü İHA tasarımımız sırasında yapacağımız ilk hesaplamalarda ekseriyetle benzer model çalışmasından faydalanılacaktır. Bu sebeple benzer model çalışmasını ihtiyaçlarımıza göre doğru bir şekilde yapmak büyük öneme sahiptir.

Benzer model çalışması yaparken dikkat etmemiz gereken ilk husus bizim tasarımını yapacağımız hava aracıyla seçeceğimiz benzer modellerin birbirine yakın görevlerde kullanılması gerektiğidir. Mesela bizim örnek olarak seçtiğimiz TUBİTAK Uluslararası İHA Yarışmasını düşünelim. Seçeceğimiz benzer modeller daha önceden bu yarışma veya buna benzer yarışmalarda kullanılmış bir İHA olabilir.

İkinci husus ise kalkış ağırlıklarının bizim İHA’mız için öngördüğümüz kalkış ağırlığına yakın olması gerektiğidir. Örneğin TUBİTAK İHA yarışması için yarışma kurulunun belirlediği maksimum kalkış ağırlığı 4 kg’dır. O zaman diyebiliriz ki seçeceğimiz benzer modeller maksimum 4 kg kalkış ağırlığında olan İHA olmalıdır.

Bir diğer husus da bulacağımız benzer İHA’lar ihtiyacamız olan parametreleri bize sağlamalıdır. Tasarım çalışmalarımızda kolaylık sunması açısından bulacağımız modeller bize ne kadar çok parametre sunuyorsa o kadar iyidir. Lakin en azından kalkış ağırlığı, boş ağırlık, kanat açıklık oranı parametrelerini bize sağlamalıdır. Kanat açıklık oranı yerine kanat alanı, veter uzunluğu, kanat açıklığı parametreleri de verilebilir.

Bizim örneğimiz için HAVOC, KATANA, MAYHEM gibi hava aracı modelleri uygun olacaktır.

Aşağıdaki tabloda ise dikine kalkan bir İHA tasarımı (VTOL) için oluşturulan benzer model çalışması örneği gösterilmektedir.

İHA - VTOL Benzer Model
Benzer Model Çalışması – VTOL

İHA Boş Ağırlık Tahmini

Boş ağırlık demek İHA’nın faydalı yükler dahil değilken olan ağırlığıdır. Maksimum kalkış ağırlığı ise İHA’mızın faydalı yükler dahilken olan ağırlığını göstermektedir. Kavramsal tasarım aşamasında hava aracının boş ağılığı hakkında öngörüde bulunarak ön tasarım sürecimizi şekillendireceğiz.

Bu aşamada tasarlayacağımız İHA’nın boş ağırlık tahminini benzer modeller çalışmasından faydalanarak yapacağız. Burda önemli olan benzer modellerden ortalama alma formülünü mantıklı bir şekilde oluşturmaktır.

Şöyle ki, eğer seçtiğimiz benzer modellerden bir tanesi bize daha güvenilir geliyorsa (katılmak istediğimiz yarışmada daha önceden derece yapmış bir model gibi) o modeli ortalamaya yüzde 60 etki edecek diğer benzer modelleri de toplamda yüzde 40 etki edecek şekilde dahil edebiliriz. Hepsi aynı düzeyde güvenilirse hepsini aynı oranda etki edecek şekilde de ortalamaya katabiliriz. Yani bu tamamen sizin benzer model çalışmanıza bağlı olan bir husustur.

Benzer modellerden ortalama alma formülünü oluşturduktan sonra modellerin boş ağırlıklarını formülde yerine koyarak İHA’mız için boş ağırlık öngörüsü oluşturmuş oluruz.

Oluşturulan “benzer modellerden ortalama alma formülü (B.M.O.A.F)” ihtiyaç oldukça farklı parametrelerin öngörüsünü yapmak için de kullanılacaktır.

Konsept tasarım sürecimizin birinci kısmını bu şekilde tamamlamış oluyoruz. Toplam üç kısımda tüm konsept tasarım sürecini tamamlayacağız. İsterseniz bu konsept tasarım raporuyla da TUBİTAK Uluslararası İHA Yarışmasına başvurabileceksiniz.

Benzer Haberler

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz

Takipte Kal

1,561TakipçilerTakip Et
1,921TakipçilerTakip Et
1,000AboneAbone Ol
- Reklam -

En Son Haberler