TÜBİTAK 1001 ARAŞTIRMA PROJESİ

Proje Adı: İnsansız Otonom Bir Hava Aracının Mekanik Tasarımı, Prototip İmalatı ve Uçuş Kontrolü

Proje Süresi: 01.10.2007-01.10.2010

Proje Konusu:

Günümüzde ülkeler güvenlik, çevresel felaketler ve trafik gibi etkin ve kesintisiz gözetleme gerektiren konularda ekonomik ve kalıcı bir çözüm bulmak için kendi milli insansız hava araçlarının tasarım ve üretimine yönelmektedir. Bu bağlamda esnek, küçük ve ucuz insansız otonom hava araçlarının geliştirilmesinde son yıllarda önemli ilerlemeler sağlanmıştır.

Bu projede, özgün bir mekanik, aerodinamik ve kontrol tasarımıyla helikopter gibi dikine kalkış ve iniş yapabilen ve de uçak gibi yatayda hızlı ve verimli uçabilen kompakt bir insansız otonom hava aracının mekanik tasarımı, prototip imalatı ve uçuş kontrolünün gerçekleştirilmesi amaçlanmaktadır. Tasarlanacak hava aracı, havada sabit bir noktada askıda kalabilecek, dolayısıyla kapalı mekanlarda da çok düşük hızlarda etkili gözetleme işlevini başarıyla yürütebilecektir. Öte yandan yatay uçuş sırasında kanatlarının kaldırma kuvvetinden yararlanarak hızlı, ekonomik, uzun menzilli ve uzun süreli uçuşlar gerçekleştirebilecektir. Ayrıca ağır yük taşıması gerektiği koşullarda, kısa pist mesafesi kullanarak dikey kalkıştakinden daha fazla yük taşıma kapasitesine erişebilecektir.

Geliştirilecek otonom hava aracı, mekanik olarak dört kanat üzerine kurulu bir gövde ve kanatların uçlarında kanatla birlikte yatay ve düşey düzlem arasında geçiş yapabilen 4 adet elektrikli motordan oluşacaktır. Motorların ve kanatların yataydan düşeye geçişi servolarla sağlanacak ve aracın hem dikey kalkış-inişinde hem de yatay uçuşunda manevra için motor ve servoların farklı güç ve açı konfigürasyonlarından yararlanılacaktır. Araç gerektiğinde üzerindeki GPS alıcısı sayesinde verilen koordinatlara otonom olarak gidip dönebilecek, ya da ana konsoldan kullanıcı tarafından yönlendirilebilecektir. Bu araç için hiyerarşik bir kontrol sistemi tasarlanacaktır. Üst seviye kontrol sistemi aracın farklı çalışma modlarına uygun olarak gürbüz alt seviye denetleyicileri arasındaki anahtarlamanın nasıl olacağına karar verecektir. Aracın kontrol sistemi bir mikrodenetleyici ile sağlanacak olup her üç eksendeki açı bilgisi bu yönlerde konumlandırılmış jiroskoplardan okunacaktır. Aracın gözetleme için kablosuz kameraları olacaktır.

Proje sonuçları, insansız hava araçlarının keşif, sınır güvenliği, enerji hatlarının izlenmesi, trafik gözlemi, yangın erken uyarısı, arama ve kurtarma vb. görevlerde kullanılmasını mümkün kılacaktır. Üretilecek hava aracı ve yazılımlar çeşitli sivil uygulamalarda telif hakları gözetilerek ticarileştirilebilir. Bunun yanında aynı ürünler askeri uygulamalarda da etkin olarak kullanılabileceğinden özellikle savunma teknolojileri konusunda yurtdışı bağımlılığı azaltacaktır. Ortaya çıkacak bilimsel ve teknolojik sonuçlar, uluslararası indekslere kayıtlı dergilerde ve konferanslarda yayınlanacaktır. Geliştirilecek özgün yöntemlerin patentleşme ihtimali yüksektir. Ayrıca, bu araştırma proje ekibinin eğitim ve hizmet aktivitelerini de geliştirecektir. Projede çalışacak yüksek lisans ve doktora öğrencileri Türkiye'nin bilimsel ve teknolojik araştırma gücünü arttıracaktır.

Projenin ilk yılında hava aracının mekanik ve aerodinamik ön tasarımı yapılacak ve dinamik modeli geliştirilecektir. İlk yılın sonlarında aracın prototipi üretilecek, ön denemeler ve gerekli iyileştirmeler yapılacak ve kontrol sistem tasarımına başlanacaktır. Projenin ikinci ve üçüncü yıllarında kontrol sistem tasarımı tamamlanacak ve otonom uçuş testleri gerçekleştirilecek, yapı, donanım ve yazılımda kalibrasyon ve en iyileme çalışmaları yapılacaktır.