2. LİSELER ARASI
İNSANSIZ HAVA ARACI YARIŞMASI
TAKIM ADI: CREW OF SKY KATEGORİ: SABİT KANAT
DANIŞMAN ÖĞRETMEN: HAMİT YILMAZ
KURUM ADI: ESKİŞEHİR SABİHA GÖKÇEN MESLEKİ VE TEKNİK ANADOLU
1
1.GENEL ÖZET ... 2
1.1Tasarım süreci ... 2
1.2 Temel Görev Gereksinimleri ve Tasarım Özellikleri ... 3
1.3 Sistem Performans Özellikleri ... 3
2.YÖNETİM ÖZETİ ... 4
2.1 Takım Organizasyonu ... 4
2.2 Zaman Akış çizelgesi ... 6
3. DETAYLI TASARIM ... 8
3.1 Tasarım Boyutsal Parametreleri ... 8
3.2 Tasarımın Yapısal Özellikleri ... 10
3.2.1 Gövde, Mekanik Sistemleri ... 10
3.2.2 Aerodinamik Özellikler ... 12
3.2.3 Görev Mekanizması Sistemi ... 16
3.2.4 Elektrik Elektronik Kontrol ve Güç sistemleri Entegrasyonu ... 16
3.3 Uçuş Performans Parametreleri ... 18
3.4 Hava Aracı Maliyet Dağılımı ... 21
4.PROTOTİP ÜRETİM SÜRECİ ... 21
4.1 İHA İmalat ve Montaj süreci ... 22
4.2 İHA Elektrik Elektronik Entegrasyon Süreci ... 25
4.3 İHA Montajı ve Genel Kontroller ... 26
4.4 Üretim İş Zaman Çizelgesi planlanan ve gerçekleşen ... 26
5.TEKNİK ÇİZİMLER ... 28
1.GENEL ÖZET
1.1Tasarım süreci
Gökçen İHA’nın tasarım sürecinde, verilen görevi mümkün olan en düşük ağırlık ile en kısa sürede, uygun biçimde yerine getirebilme ve emniyetli uçuş sağlayabilme kriterleri göz önünde bulundurulmuştur. Bu amaçlar doğrultusunda Solidworks ile çizilen gövde yapısı 3B yazıcı ile basılıp, fotoblok malzeme ile de skin kaplaması yapılmıştır. Yarı monokok yapı prensibiyle tasarladığımız ve 3B yazıcı ile bastığımız yapı, gövdenin dayanıklılığını arttırırken, fotobloktan oluşturulan skin ise aerodinamik düzgünlüğün daha hafif ve kolay bir şekilde gerçekleştirilmesine olanak sağlamıştır. Yapılan uçuşlarda ağırlığın fazla olduğu görülerek kontrplak iskelete geçilmiştir. Gövde yapısının iskelet üzerine yapılan kaplama esasına göre tasarlanmış olması, inişin bu dayanıklılığı yüksek gövde üzerine yapılmasını mümkün hale getirmiş ve bu sayede iniş takımlarına olan ihtiyacın ortadan kalkmasını sağlamıştır. Bu da hem ağırlığın azaltılmasına hem de fazladan bir drag etkisinin ortadan kaldırılmasına olanak sağlamıştır.
Aerodinamik açıdan yapılan değerlendirme sonucunda uygun görülen AG 35 kanat airfoil yapısı, strafor üzerine karbon fiber kompozit kaplama ile güçlendirilerek oluşturulmuştur. Kavramsal tasarım raporunda kanat yüzey kaplaması öncelikle cam elyafı olarak belirlenmiştir. Ancak yapılan deneme uçuşlarında kanadımızın esneme oranının yüksek olması ve inişlerde kanat yüzeyinde oluşan çatlaklar, malzeme tercihinde değişikliğe gidilmesini zorunlu kılmıştır. Bu nedenle kanat yüzey kaplaması olarak CW200A kodlu karbon fiber kumaşlar tercih edilmiştir. Yarışma görevi için kullanılacak materyalin uygun bölgeye bırakılmasını sağlamak amacıyla İHA’mızın bu esnada düşük seyir hızı ile uçuşunu sağlaması gerektiği düşünülmüştür. Bu nedenle, stall hızının bu amacı gerçekleştirebilecek ölçüde düşük olabilmesi için, kaldırma kuvveti bileşenlerinden yüzey alanı parametresinin belli ölçüde geniş tutulması tercih edilmiştir. Düşük hızda İHA’mızın stalla girmesinin engellenmesine katkı sağlayacak biçimde, gövdeye üstten bağlanan kanadımızın açıklığı 1440 mm ve veter uzunluğu ise 240 mm olarak belirlenmiştir. Kanadımızın montajı ve gövdeye üstten erişimin mümkün olmasını sağlamak amacıyla, kanat gövde bağlantısı için yeterli dayanıklılıkta lastik bağlantılar tercih edilmiştir. Aileronların geniş tasarımı ile roll hareketinin istenen şekilde ve herhangi bir dönüş kayış aksaklığına yol açmadan gerçekleştirilmesi sağlanmıştır. Deneme uçuşlarında, roll hareketi esnasında istenmeyen bir adverse yaw etkisinin ortaya çıkmadığı belirlenmiştir.
3
Gövde ve empenange arasındaki bağlantı karbon çubuk kullanarak gerçekleştirilmiştir. Bu sayede hem daha hafif bir gövde yapımı mümkün olmuş hem de ağırlık merkezinin gövde ve kanat bağlantı noktasına yakın bölgede kalması sağlanmıştır. İHA’mızın kontrol ve denge konusunda istenen düzeyde kalabilmesi için klasik tip kuyruk yapısı tercih edilmiş ve üretimi fotoblok malzemeden yapılmıştır.
Aerodinamik düzgünlük ve dayanıklılık anlamımda herhangi bir ihtiyaç görülmediğinden, kuyruk yapısında kompozit kaplamaya gerek duyulmamıştır.
Otonom şekilde uçuşunu planladığımız İHA’mızda fazla incelenebilir içerik ve tecrübe edilen stabil uçuş nedeniyle Pixhawk 4 tercih edilmiştir.
1.2 Temel Görev Gereksinimleri ve Tasarım Özellikleri
Gökçen İHA’nın belirlenen görev gereksinimlerini yerine getirebilmesi için gövde üzerinde alt kısımda gömmeli şekilde bir sistem tasarlanmıştır. Oluşturduğumuz gövde yapısı içi kısımda iki ayrı bölmeye ayrılmış ve alt kısımda görevde atılacak olan su şişesi ve paraşütüne yetecek ölçüde bir alan ayrılmıştır. Gövdeden kesilerek oluşturulan kapak yapısı bir bant ile menteşelendirilmiştir. Kapağın kilitli kalmasını sağlamak ve şişenin ağırlığı ile kendiliğinden açılmasını engellemek için bir servo, açılıp kapanmasını sağlamak için ise ikinci bir servo tasarlanmıştır. Bırakılan şişenin yere inişi sonrasında patlamasını engellemek amacıyla kapak kısmından itibaren bir paraşüt bağlantısı gerçekleştirilmiştir. Ayrıca paraşütün açılması esnasında, paraşüt iplerinin birbirine dolaşmasını engellemek ve paraşütün daha kolay açılmasını sağlamak amacıyla, gövde içine yerleştirilmek üzere katlanacak olan paraşüt içerisinde bir miktar pudra kullanılması tasarlanmıştır.
1.3 Sistem Performans Özellikleri
Gökçen İHA’nın tasarım sürecinde belirlenen kanat açıklığı, AG 35 airfoil yapısı için kaldırma kuvveti katsayısı ve belirlenen stall hızı ile kaldırma kuvveti hesaplaması yapılmıştır. Tasarımın boyutsal parametreleri kısmında detaylı olarak gösterilen veriler eşliğinde yapılan hesaplamalar sonucunda Gökçen İHA’nın
Tablo 1.3.1 sistem performans özellikleri
I.Görev II.Görev
Uçuş hızı 20m/s 10m/s
Uçuş yüksekliği 10m-15m 10m-20m
Stall hızı 4.5m/s 6.5m/s
İlk Kalkış hızı ve türü Elden atış 5m/s Elden atış 7m/s
Max kalkış ağırılığı 1650gr 1900gr
Yük taşıma kapasitesi 350 gram 600gram
İhanın boyutu 1440mm*1400mm*160mm 1440mm*1400mm*160mm Gövde malzemesi Kontrplak iskelet-fotoblok skin Kontrplak iskelek-fotoblok skin
2.YÖNETİM ÖZETİ
2.1 Takım Organizasyonu
Gökçen İHA tasarım, analiz ve üretim sürecinde görev dağılımı ve takım üyeleri Şekil 2.1’de gösterilmiştir.
Şekil 2.1 Takım üyeleri görev dağılımı
Takım üyelerimiz hakkındaki tanıtıcı bilgiler aşağıda belirtilmiştir.
Hamit YILMAZ (Danışman Öğretmen): 2007 yılında Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi’nden mezun oldum. Aynı yılda Eskişehir’de 1. Hava İkmal Bakım Merkezi Komutanlığı’nda uçak teknisyeni olarak göreve başladım. F-4, F 16 ve KT1-T uçaklarında gövde ve mekanik sistemler alanında çalışmalar yaptım. 2008 yılında İzmir’de F-4 Yakıt Sistemleri Eğitimi, 2009 yılında Ankara’da F-16 Hidrolik Sistemler Eğitimi, 2010 yılında Güney Kore’de KT-1T Gövde ve Mekanik Sistemler Eğitimi, 2011 yılında Fransa’da KT-1T Pnömatik Sistem Eğitimi aldım. 2014 yılında Uçak Bakım Alanı Öğretmeni olarak MEB’de göreve başladım. İzmir Selçuk Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi’nde 1 yıl görev yaptıktan sonra 2015 yılında Eskişehir Sabiha Gökçen Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi’ne atandım. Halen okulumuzda Uçak Gövde Yapıları ve Sistemleri kısmında Uçak Bakım Alanı Öğretmeni ve Atölye şefi olarak görev yapmaktayım. Çalışma alanlarım; Uçak Malzeme ve Yapıları, Uçak Sistemleri, Uçuş Aerodinamiği ve Uçak Teknik İngilizcesi üzerine yoğunlaşmaktadır. Okulumuzun havacılık kulübünde öğrencilerimize rehberlik etmekte ve birlikte farklı yarışma ve etkinliklere hazırlanmaktayız. Bu kapsamda 2017 yılında Bursa’da düzenlenen Tasarla Yap Uçur yarışmasında 2.‘lik, 2018 yılında TÜBİTAK 2204 Liselerarası Proje yarışmasında Bursa Bölge 1.’liği, bu yıl ise TÜBİTAK 2204 C Liselerarası Kutup
Hamit Yılmaz (Danışman Öğretmen)
Muhammed Zahid DURSUN (Elektronik sistem)
İmran YILDIRIM (Elektronik sistem
montaj)
Semih KABAK (Otonom Sistem)
Elif AYDOĞMUŞ (Gövde Yapsıs)
Ahmet Metehan GÖK (Kompozit sistem)
Elif YEŞİLKUŞAK (Yardımcı Öğrenci)
Mert Ali YOLDAŞ (Mekanik Sistem)
Akın SARI (Yardımcı Öğrenci) Furkan BATI
(Takım kaptanı)(pilot)
5
Furkan BATI (Takım Kaptanı- Pilot): Eskişehir Sabiha Gökçen Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi Uçak Bakım Alanı Uçak Elektronik Sistemler Dalı 11. Sınıf öğrencisiyim. 9. Sınıfın başından beri okulumuzun havacılık kulübü içerisinde yer almakta ve arkadaşlarımla birlikte farklı yarışma ve etkinliklere hazırlanmaktayız. Bu kapsamda bu yıl düzenlenen TÜBİTAK 2204 C Liselerarası Kutup Araştırmaları yarışmasında, tasarımını ve üretimini yaptığımız Antarktika’da meteor araştırması yapacak olan bir İHA projesi ile Türkiye 2.’liği derecesi eldi etmiş bulunmaktayız. 2020 yılı başından beri havacılık kulübü başkanı ve Crew of Sky takımının kaptanı olarak görev yapmaktayım. Solidworks ve C Sharp programlarını kullanabilmekteyim. Gökçen İHA’nın tasarım ve imalat süreçlerinde gövde tasarımı-yapımı, elektronik sistemler, görev konfigürasyonu, test uçuşları alanında çalışmakta ve tüm prossesler için genel koordinatörlük görevlerini yerine getirmekteyim.
Ahmet Metehan GÖK: Eskişehir Sabiha Gökçen Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi Uçak Bakım Alanı Uçak Gövde Motor Dalı 12. Sınıf öğrencisiyim. Okulumuzun Havacılık Kulübü’nde üç yıldır görev almaktayım. Takımımızda kompozit süreçlerin yönetilmesi ve gerçekleştirilmesi aşamalarından sorumluyum. Gökçen İHA’nın gövde ve kanat tasarım-imalat süreçlerinde ve aerodinamik analiz çalışmalarında görev almaktayım.
Semih KABAK: Eskişehir Sabiha Gökçen Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi Uçak Bakım Alanı Uçak Elektronik Sistemler Dalı 11. Sınıf öğrencisiyim. Okulumuz Havacılık Kulübü’nde üç yıldır faaliyet göstermekteyim. Arduino, C Sharp ve MS Office programlarını iyi derecede kullanabilmekteyim. Gökçen İHA’nın elektronik sistemler tasarım ve montaj süreçlerinin yanı sıra, otonom sistem yerleşimi, test ve ayarlamaları ile ilgili çalışmaları yürütmekteyim.
Elif AYDOĞMUŞ: Eskişehir Sabiha Gökçen Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi Uçak Bakım Alanı Uçak Gövde ve Motor Dalı 11. Sınıf öğrencisiyim. Havacılık Kulübü’nde üç yıldır çalışmalar yürütmekte ve çeşitli yarışma ve etkinliklere hazırlanmaktayım. Bu yıl katıldığımız TÜBİTAK 2204 C Liselerarası Kutup Araştırma Projeleri yarışmasında, tasarımını ve üretimini yaptığımız ve Antarktika’da meteor arama faaliyetlerini yürütecek olan bir İHA ile Türkiye 2.’liği derecesi elde etmiş bulunmaktayız. Gökçen İHA’nın gövdesinin tasarım çizimi, 3 D yazıcı ile üretimi ve fotoblok malzeme ile skin yapısının oluşturulması süreçlerinde görev almaktayım.
Mert Ali YOLDAŞ: Eskişehir Sabiha Gökçen Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi Uçak Bakım Alanı Uçak Gövde ve Motor Dalı 11. Sınıf öğrencisiyim. Kulübümüzde 3 yıldır görev almaktayım. Gökçen İHA’nın uçuş kumandaları tasarım ve imalatının yanı sıra görev mekanizmasının tasarım ve üretiminden de sorumluyum. Aynı zamanda takımımızda 2. Pilot olarak görev almakta ve bu konuda çalışmalar yürütmekteyim.
Muhammed Zahid DURSUN: Eskişehir Sabiha Gökçen Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi Uçak Bakım Alanı Uçak Elektronik Sistemler Dalı 11. Sınıf öğrencisiyim. Gökçen İHA’nın elektronik sistemleri ile ilgili almış olduğum sorumluluğun yanı sıra, Solidworks ve Cura programları ile ilgili yeterliliğim sayesinde gövde tasarım ve imalat süreçlerinde de takımımıza katkıda bulundum.
İmran YILDIRIM: Eskişehir Sabiha Gökçen Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi Bilişim Teknolojileri Alanı 11. Sınıf öğrencisiyim. Okulumuzun Havacılık Kulübü’nde 3 yıldır görev almaktayım. Mission Planner, C Sharp, Arduino ve Solidworks programlarını iyi derecede kullanabilmekteyim. Gökçen İHA’nın otonom sistem tasarım ve testleri ile ilgili çalışmalarda bulunmaktayım.
Elif YEŞİLKUŞAK: Eskişehir Sabiha Gökçen Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi Uçak Bakım Alanı 9. Sınıf öğrencisiyim. Bu yıl katılmış olduğum havacılık kulübünde Gökçen İHA’nın elektronik komponentlerin yerleşiminde montaj takımına yardımcı oldum. Solidworks ve Autocad programlarını öğrenme aşamasındayım.
Akın SARI: Eskişehir Sabiha Gökçen Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi Uçak Bakım Alanı 9. Sınıf öğrencisiyim. Kulübümüzün en yeni üyelerinden biri olarak Gökçen İHA’nın kumanda yüzeyleri ve görev konfigürasyonunun tasarım ve imalat aşamalarında takım arkadaşlarıma yardımcı olacak şekilde çalışmalarda bulundum.
2.2 Zaman Akış çizelgesi
Crew of Sky ekibi yarışma açıklandıktan sonra kendi arasında iş bölümü yaparak zaman akış çizelgesi yapmıştır zaman akış çizelge tablosu tablo2.2’de verilmiştir.
7
Tablo 2.2 Zaman akış çizelgesi
İş Planı Kimler Tarafından yapılacağı Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz
Ön tasarım Furkan BATI
Kavramsal tasarım raporu yazımı Mert Ali YOLDAŞ
Görev analizi ve konfigürasyonu M. Zahid DURSUN
Detaylı tasarım ve aerodinamik hesaplamalar Elif AYDOĞMUŞ
Ahmet Metehan GÖK
Malzeme seçimi Furkan BATI
Gövde üretimi Ahmet Metehan GÖK
Elif EYDOĞMUŞ
Mekanik sistem üretimi Mert Ali YOLDAŞ
Akın SARI
Kanat üretimi Ahmet Metehan GÖK
Atış sistemi üretimi Mert Ali YOLDAŞ
Elektronik sistem montajı otonom sistem tasarımı Furkan BATI
Semih KABAK
Test ve hataların düzeltilmesi Semih KABAK
İmran YILDIRIM
Detaylı tasarım raporu yazımı Mert Ali YOLDAŞ
M. Zahid DURSUN
Uçuç videosu çekimi Furkan BATI
Elif YEŞİLKUŞAK
Yarışma İHA’sının üretimi Ahmet Metehan GÖK
M. Zahid DURSUN
Proje yönetimi Hamit YILMAZ
3. DETAYLI TASARIM
3.1 Tasarım Boyutsal Parametreleri
Crew of Sky tasarım ekibi belirlenen ön tasarıma uygun, uzun yıllar boyunca edindiği bilgiler ve formüllerden yararlanarak tasarımı ölçülendirmiştir.
Tablo 3.1.1 Tasarımın boyutsal parametreleri
Kanat Yatay stabilize Gövde
Kanat boyu 1440mm Genişlik 400mm Uzunluk 113mm
Veter uzunluğu 240mm Veter 12mm Genişlik 120mm
Kanat alanı 0,384M2 Elevatör Yükseklik 160mm
Aileron Genişlik 400mm Dikey stabilize
Genişlik 400mm Veter 40mm Yükseklik 200mm
Veter 40mm Rudder Genişlik 140mm
Yükseklik 190mm
Veter 30mm
Tasarımda başlangıç olarak itki sistemini belirlenmesi için kullanılacak olan parçaların ağırlıkları hesaplanıp itkiyi sağlayacak olan elektrik motorunu belirlenir.
Tablo 3.1.2 Parça ağırlık hesaplaması
Kullanım Yeri Parça Adı Ağırlık Adet Toplam Ağırlık
Yapısal
Gövde 160gr 1 160gr
Kanat 280gr 1 280gr
Yatay stabilize 25gr 1 25gr
Dikey stabilize 15gr 1 15rg
Karbon Çubuk 33gr 1 33gr
İtki Sistemi
Sunny sky x 4108s 690kv 110 gr 1 110gr
60 A. ESC 70gr 1 70gr
11” pervane 20gr 1 20gr
Elektronik Sistem
4s 1500mah 60c batarya 160gr 1 160gr
Alıcı 30gr 1 30gr
Servo Motor 19 gr 5 95gr
Otonom Sistem
Pixhawk 4 213gr 1 213gr
Gps Sistemi 32gr 1 32gr
Pitot Tüpü 33gr 1 33gr
Telemetri Modülü 40gr 1 40gr
TOPLAM 1316 gram
9
Uçuşta yapılan denemeler ve testlerden alınan verilere bakılarak İHA’nın ağırlık ve dengesi ile ilgili ağırlık merkezi kanadın veterinin ön kısmından ¼’i olacak şekilde parçaların ağırlıkları ölçülerek ağırlık merkezinden uzaklık konumlandırılması yapılmıştır.
Tablo 3.1.3 Ağırlık merkezi ölçülendirmesi
Parça Adı Ağırlık X uzaklığı(mm) Y uzaklığı(mm) Z uzaklığı(mm)
Gövde 160gr 0 0 0
Kanat 280gr 0 0 0
Yatay stabilize 25gr -1200 0 0
Dikey stabilize 15gr -1200 0 0
Karbon Çubuk 33gr -600 0 0
Sunny sky x 4108s 690kv 110gr 240 -50 0
60 A ESC 70gr 100 -20 0
11” pervane 20gr 250 -50 0
4s batarya 160gr 100 -20 0
Alıcı 30gr 0 0 20
Pixhawk 4 213gr 0 0 0
Gps sistemi 32gr 0 20 0
Pitot tüpü 33gr 40 0 -400
Telemetri modülü 40gr -60 0 0
Elevatör servosu 20gr -1200 0 0
Aileron servoları 40gr 0 0 -,+600
1. Atış sistemi servosu 20gr -180 -160 0
2.Atış sistemi servosu 20gr 40 -160 40
Faydalı yük 350gr 0 -120 0
TOPLAM 1671 gram
Şekil 3.1.1 Ağırlık merkezi konumlandırması
3.2 Tasarımın Yapısal Özellikleri
3.2.1 Gövde, Mekanik Sistemleri
İHA’nın gövdesi kanat yapısı, kanat yeri, gövde yapısı, kuyruk tasarımı ve çekici sistemine bakımından değerlendirilerek tasarımı yapılmıştır.
Kanat Yapısı Tasarım Seçenekleri: Kanat seçiminde önemli performans değerlikleri ağırlık, kaldırma/sürükleme, üretim kolaylığı, kontrol ve uçuş tecrübesi olarak belirlendi. Yapılan test ve denemeler sonucu alınan veriler bakılarak Gökçen İHA’ya en uygun kanat tipi ağırlık, üretim kolaylığı, kontrol ve uçuş tecrübesi açısından avantajlı olduğu için klasik tip tercih edilmiştir
Tablo 3.2.1.1 Kanat yapısı seçenekleri
CREW OF SKY
Performans değerlikleri Yüzdelik Faktör Çift Kanat Uçan Kanat Klasik
Ağırlık 30 -1 1 1
Kontrol ve denge 25 -1 -1 1
Kaldırma/Sürükleme 20 0 1 0
Üretim kolaylığı 15 -1 0 1
Uçuş tecrübesi 10 0 -1 1
TOPLAM 100 -70 15 80
Kanat Yeri Tasarım Seçenekleri: Güncel hava araçları incelendiğinde bu bölümde karşılaştırmak için üstten, ortadan ve alttan kanat tipleri belirlendi. Bu kanat tiple arasında seçim önemli performans değerlikleri ağrılık, denge ve kontrol, üretim kolaylığı ve göreve uygunluk olarak belirlendi. Bu performans değerlikleri göz önüne alınarak yapılan tasarım çalışmasında denge ve kontrol, üretim kolaylığı ve göreve uygunluk bakımından avantajlı olduğu için üstten kanat tasarımı seçilmiştir.
Tablo 3.2.1.2 Kanat yeri seçenekleri
CREW OF SKY
Performans Değerlikleri Yüzdelik Faktör Üst Orta Alt
Ağırlık 30 0 -1 0
Denge ve kontrol 25 1 0 -1
Üretim kolaylığı 25 1 -1 0
Göreve uygunluk 20 1 -1 -1
TOPLAM 100 70 -75 -45
11
Gövde Tasarım Seçenekleri: Gövdenin tasarımı için 3 farklı tasarım seçeneği belirlenmiştir klasik, kaldırıcı ve gövde&çubuk tasarımı belirlenmiştir. Bu tasarımlar performans değerlikleri bakımından ağırlık, aerodinamik performans üretim kolaylığı ve sürükleme bakımından değerlendirilmiştir. Yapılan değerlendirmelere bakılarak ağrılık, üretilebilirlik ve sürükleme bakımından avantajı olduğu için gövde&çubuk tip gövde seçilmiştir.
Tablo 3.2.1.3 Gövde tasarımı seçenekleri
CREW OF SKY
Performans değerlikleri Yüzdelik Faktör Klasik Kaldırıcı Gövde&Çubuk
Ağırlık 35 -1 0 1
Aerodinamik performans 25 1 1 0
Üretim kolaylığı 20 0 -1 1
Sürükleme 20 1 1 1
TOPLAM 100 10 25 75
Kuyruk Tasarım Seçenekleri: Gökçen İHA’nın en önemli parçalarından biri olan kuyruk tasarım için oldukça önemli bir yere sahiptir. Gerek uçuş kararlılığı gerekse yunuslama ve istikamet kumandalarının temelini oluşturmaktadır.
Kuyruk tasarımı için performans değerlikleri ağırlık denge ve kontrol, üretim kolaylığı ve sürükleme olarak belirendi. T kuyruk uçuş sırasında oluşan fazla titreşim sebebiyle uçuş kararlılığını bozacağı için T kuyruk elendi. V kuyruk ağırlık açısından olumlu olsa da üretimi ve ayar zorluğu olduğu için elendi. İHA tasarımına sağladığı yüksek manevra kabiliyeti ve ayar kolaylığı sebebiyle klasik tip kuyruk kullanılmıştır.
Tablo 3.2.1.4 Kuyruk tasarımı seçenekleri
CREW OF SKY
Performans Değerlikleri Yüzdelik Faktör T Kuyruk V kuyruk Klasik
Ağırlık 30 0 1 0
Kontrol ve Denge 30 -1 -1 1
Üretim Kolaylığı 20 0 0 1
Sürükleme 20 -1 1 1
TOPLAM 100 -50 20 70
Güç Sistemi Tasarım Seçenekleri: Gökçen İHA için en önemli parçalardan biri de İtki sistemidir. Bu güç yarışmanın belirlediği kurallar çerçevesinde fırçasız elektrik motoru olarak seçilmiştir.
İHA güç tasarımı için tek çekici, çift çekici, tek itici ve çekici itici motor tipleri karşılaştırıldı. Bu karşılaştırmada performans değerlikleri verimlilik, kontrol ve denge, ağırlık ve sürüklemedir. İtici motorlar çekici motorlara göre %20’lik verim kaybı yaşadığı için itici motorlar eleniştir. Çift çekici motor verimlilik bakımından avantajı olsa da ağırlıkla kontrol ve denge bakımından dezavantajıdır. Tek çekici motor verimliği, ağırlığı, kontrol ve dengesi bakımından avantajlı olduğu için seçilmiştir.
Tablo 3.2.1.5 Güç sistemi seçenekleri
CREW OF SKY
Performans Değerlikleri Yüzdelik
Faktör Tek Çekici Çift Çekici Tek İtici Çekici İtici
Verimlilik 30 1 1 -1 0
Kontrol ve Denge 25 1 0 1 0
Ağrılık 25 1 -1 1 -1
Sürüklenme 20 0 1 0 -1
Toplam 100 80 25 20 -45
3.2.2 Aerodinamik Özellikler
İHA aerodinamik özellikleri kuyruk, gövde ve kanat yapısı bakımından değerlendirilerek en etkili tasarım yapılmıştır.
Kuyruk Aerodinamik Tasarımı: Tasarımda seçilen klasik tip kuyruğun aerodinamik yapısı için performans değerlikleri verimlilik, üretim kolaylığı, gövdeye uygunluk ve ağılık olarak belirlenmiştir. Değerlendirmeler sonucu düz tip aerodinamik yapı üretim kolaylığı, gövdeye uygunluk ve ağırlık bakımından avantajlı olduğu için düz tip aerodinamik yapı seçilmiştir.
13
Tablo 3.2.2.1 Kuyruk aerodinamik tasarımı
CREW OF SKY
Performans Değerlikleri Yüzdelik Faktör Düz Trainer Semi-Simetrik
Verimlilik 25 0 0 1
Üretim Kolaylığı 35 1 -1 0
Gövdeye Uygunluk 20 1 -1 0
Ağırlık 20 1 0 0
TOPLAM 100 75 -55 25
Gövde Aerodinamik Tasarımı: Gövde yapısı için seçilen Gövde&Çubuk tasarımının aerodinamik yapısında performans değerlikleri verimlilik, göreve uygunluk, üretim kolaylığı ve ağırlık olmaktadır. Bu değerliklerden en önemlileri üretim kolaylığı ve göreve uygunluk olduğundan bu konu üzerinde yoğunlaşılmıştır.
Bu değerliklere göre Crew of Sky’ın tasarım ekibi iki tane gövde tasarımı yapmıştır. İlk tasarım low-drag tasarımı olup verimliğe ve göreve uygunluğa önem vermektedir. İkinci tasarım iste block fuselage olup üretim kolaylığı göreve uygunluk ve ağırlık bakımından önemsenmiştir. Tasarım ekibi bu iki gövde tipinden performans değerliklerine bakarak block fuselage tasarımını uygun bulmuştur.
Tablo 3.2.2.2 Gövde aerodinamik tasarımı
CREW OF SKY
Performans Değerlikleri Yüzdelik Faktör Low-Drag Block Fuselage
Verimlilik 15 1 0
Göreve Uygunluk 35 1 1
Üretim Kolaylığı 35 -1 1
Ağırlık 15 0 1
TOPLAM 100 15 85
Şekil 3.2.2.1 Prototip olarak üretilmiş Gökçen İHA
Kanat Aerodinamik Tasarımı: Gökçen İHA’nın en önemli parçalarından bir tanesi de kanattır. Bu tasarım hava aracının uçuş hızı, iniş ve kalkış mesafesi, hava aracını faydalı yükünü etkilemektedir. Bu yüzden verimliliği yüksek 3 tane kanat profili seçilmiştir.
Bu profiller AG35, SD 7062 ve NACA 4415 olup analiz edilmiştir. Bu analizler sonucu en verimli kanat profili AG35 olarak seçilip Gökçen İHA da kullanılacaktır.
Tablo 3.2.2.3 Kanat aerodinamik verileri
AIRFOIL MAX. KALINILIK MAX. CL MIN. CD MAX. CL/CD
AG35 8,70% 1,54 0,0091 119
SD 7062 14,00% 1,6 0,0094 85,1
NACA 4415 15,00% 1,44 0,0092 84,95
Tablo 3.2.2.4 Kanat profil görüntüleri
Airfoil Görüntüsü
AG35
SD 7062
NACA 4415
15
Şekil 3.2.2.2 Airfoil profil aerodinamik test sonuçları
3.2.3 Görev Mekanizması Sistemi
Gökçen İHA’nın yarışmada belirtilen 2.görevi yapması için tasarım ekibi hava aracının gövdesine uygun atış sistemi tasarımı yapmıştır.
Yapılan bu tasarımda önemli kriterler servo motoru gereksiz yükte tutmama ve inişte sıkıntı çıkartmaması olmuştur. Bu yüzden atış sistemi 2 tane servo ile üretilmiştir.
İlk servo kapakçığı kilit sistemiyle tutmakta. İkinci servo ise kapakçığı açıp kapatacak şekilde konumlandırılmıştır. Bunun yapılmasının nedeni uçuşta ve iniş esnasında istenmeyen durumların oluşmaması amaçlanmasındandır.
Tablo 3.2.3.1 Görev mekanizması tasarımı
CREW OF SKY
Performans Değerlikleri Yüzdelik Faktör Kilit Kapakçık Kilit-Kapakçık
Ağırlık 20 1 1 0
Göreve Uygunluk 35 1 0 1
Uçuş Stabilitesi 45 -1 0 1
TOPLAM 100 10 20 80
İHA’nın 2.görevi gerçekleştirmesi için 2 seçenek üretilmiştir.
İlk seçenek manuel uçuşta atış sistemi mekanizmasının servolarını tek portta paralel bağlanarak alıcıdaki uygun bir kanal ile kumandanın 2 yönlü tuşuna atanmıştır.
İkinci seçenek olarak da otonom sistemi pixhawk ile uçuş sırasında waypointleri konumlandırma esnasında şartnamede verilen uçuş güzergahındaki belirtilen hedef noktaya o anki hava şartlarına göre uygun bir waypointte atış sistemi mekanizmasının servolarını çalıştıracak komut verilecektir.
3.2.4 Elektrik Elektronik Kontrol ve Güç sistemleri Entegrasyonu Uçuş kontrol kartı olarak pixhawk kullanılmıştır. Pixhawk üzerindeki işlemci ve sensörler sayesinde PID kullanarak kullanılan cihazın dengede durmasını sağlamaktadır. Ayrıca Mission Planner, QgroundControl gibi yazılımlar sayesinde programlaması ve konfigürasyonların yapılmasını sağlar.
17
Tablo 3.2.4.1 kullanılan parçaların entegrasyon kısımları ve özellikleri
Kullanılan parça Entegrasyon parçası Özelliği
Gps Pixhawk üzerinde GPS ve i2c
pinlerine bağlaır Konum takibi sağlar Buzzer Pixhawk kontrol kartını buzzer
pinine bağlanır Sesli olarak kontrol kartının durumunu belirtir Buton Switch pinine bağlanır Motorun çalışması için etkin hale getirilmesi
gerekir
RC kontrol
Kumandanın alıcı kalları ppm encoder aracılığı ile tüm kanalları tek bir kabloya düşürür sbus pinine bağlanır.
Kumandadan İHA’nın doğrudan kontrolü için kullanılır. Otonom Modda ise İHA’nın belirli bir
sinyal alanında hareket etmesini sağlar.
Telemetri Pixhawk’ın TELEM1 Girişine bağlanır.
Pixhawk ile otonom veya manuel uçuş yaparken uçuş parametrelerinin takibini ve uzaktan
müdahale etmek için kullanılmıştır.
Air speed sensor Pixhawk’ın ADC6.6 pinine bağlanır
Havadaki hızını ölçmek ve Pixhawk’a gelen hız verisini kullanarak havadaki hız kontrolünü
sağlamak amacıyla kullanılır
BEC
Güç kaynapından aldığı enerjiyi apm kablosu ile birlikte Pixhawk’ın Power
pinine bağlanır
İHA’nın 5v ihtiyacını karşılar
ESC Sinyal kablosu Pixhawk’ın Main out3 pinine bağanır.
Fırçasız motorun hızını pwm sinyalleri ile kontrol eder. Ayrıca servo motor için Pixhawk
hattına ESC tarafından enerji sağlanmış olur.
Fırçasız motor 3 faz kabloları ile ESC’ ye bağlıdır.
İHA’nın kalkışı, hız kontrolü ve inişi için kullanılır.
Servo motor
Aileron Main out 1, Elevatör main out 2 Atış servosu 1 Main out 5 Atış servosu 2 Main out 7 pinine bağlanır
Pitch, rol, yaw eksenlerinde dengede durmasını ve İHA’nın istenilen yöne hareket edebilmesi
amacıyla kullanılır.
Lİ-PO PİL Güç dağıtıcının dişi xt60 pinine bağlanır
Sistemin çalışması için gerekli olan güç kaynağıdır
Akım Kesici Bıçak sigortaya bağlıdır Acil durumlarda enerjyi kesmek amacıyla kullanılır
Bıçak sigorta Lİ-PO pil’in + kutbuna bağlanır
Pil üzerinden çekilen akımın anma akımına ulaşmasını engellemek amacıyla kullanılır
Otonom görev için uçuş yapılacak alanda belirtilen görevlere göre sıralı bir şekilde “waypointler” eklenecektir. Sistem eklenen waypointleri takip edecektir. Görev waypointime İHA geldiğinde atış servoları açılacaktır ve bir sonraki waypointte atış servoları kapanacaktır Otonom görevde uçuş için Pixhawk kontrol kartı kullanılacaktır
3.3 Uçuş Performans Parametreleri
Yarışmada en yüksek puanı almak için puanlama incelendi ve göreve göre uçuş planı belirlendi
Tablo 3.3.1 puanlama
Görev Formül
I.Sabit kanat 𝑘[10 (𝑡𝑚𝑖𝑛
𝑡𝑡𝑘 ) + 20 (𝑊𝑚𝑖𝑛 𝑊𝑡𝑘 )]
II.Sabit kanat 𝑘[15(𝐵𝑌𝑆) + 35(𝑅𝑚𝑖𝑛
𝑅𝑡𝑘 )
Detayı tasarım raporu I.Görev II.Görev TOPLAM
20 30 50 100
Grafik 3.3.1 Puan değerlendirmesi
50%
5%
10%
7,50%
17,50%
10%
Puan Değerlendirmesi
k t w bys r DTR
19
Tablo 3.3.2 Tahmin puan değerlendirmesi
I.Görev 𝑡𝑚𝑖𝑛 𝑡𝑡𝑘 𝑊𝑚𝑖𝑛 𝑊𝑡𝑘 Sonuç
62 82 600 1316 16.678
II.Görev BYS 𝑅𝑚𝑖𝑛 𝑅𝑡𝑘 Sonuç
1 10 35 25
Sonuçlar I.Görev II.Görev DTR TOPLAM
16,678 25 16 57.678
Tablo 3.3.3 uçuş planlama tablosu
I.Görev II.Görev
Uçuş hızı 20m/s 10m/s
Uçuş yüksekliği 10m-15m 10m-20m
Stall hızı 4.5m/s 6.5m/s
İlk Kalkış hızı ve türü Elden atış 5m/s Elden atış 7m/s
Max kalkış ağırılığı 1650gr 1900gr
Yük taşıma kapasitesi 350 gram 600gram
İhanın boyutu 1440mm*1400mm*160mm 1440mm*1400mm*160mm Gövde malzemesi Kontrplak iskelet-fotoblok skin Kontrplak iskelet-fotoblok skin
Hava aracının ağırlığını zorlanmadan taşıyabilecek fırçasız elektrikli motor seçildi. Bu motor sunny sky x 4108 690kv olup 14” pervanede 2000 gram çekme kapasitesine sahiptir.
Tablo 3.3.4 itki motoru bilgileri
Sunny sky x 4108 690kv
kv 690kv
Max A. 31,8A
Ağrılık 110g
Çalışma voltajı 14,8v-4s Kullanabildiği
pervaneler 11” 12” 14”
Pervane(inch) Volt(v) Amper(A) Çekme kuvveti (g)
11” 14,8
4s batarya
5 580g
10 940g
21,9 1620g
14” 14,8
4s batarya
5 640
10 990
21 1600
31,8 1970
Alınan elektrikli motora uygun güç sistemi hesaplaması yapılmıştır.
Batarya kapasite hesaplaması: ağırlıklar göz önüne alındığında motordan çekilen ortamala akım 15A olarak hesaplanmıştır. 6dk uçulacak olan uçuşta yapılan ölçümlerde 1500 mah batarya uygun görülüştür. 𝑢ç𝑢ş 𝑠ü𝑟𝑒𝑠𝑖 = 𝑝𝑖𝑙𝑖𝑛 1𝑑𝑘 𝑣𝑒𝑟𝑑𝑖ğ𝑖 𝑎𝑘𝚤𝑚
𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟𝑢𝑛 𝑡𝑎𝑙𝑒𝑝 𝑒𝑡𝑡𝑖ğ𝑖 𝑎𝑘𝚤𝑚
Tablo 3.3.5 itki sistemi seçim nedenleri
Özellik Seçilme nedeni
ESC 60 A
İHA üretimi sırasında seçilen motor os-oma 3805-1050 olup 1600 gram çekme kuvvetine sahip 50A akım çekmektedir fakat test uçuşları sırasında kaza kırıma uğradığında motor infilak etmiştir bu
yüzden alınan 60A esc’ler sunny sky motorunda da kullanılmaktadır.
Batarya 4s 1500 Mah.
60c
Alınan sunny sky motorun data sheet’ine bakıldığında testlerin en sağlıklısı 4s batarya ile sağlandığından 4s batarya kullanılmaktadır.
Test uçuşlarının kısa sürüp bataryayı fazla deforme etmemek ve yarışma sırasında batarya kaynaklı sıkıntıları en aza indirmek için
1500 Mah. Kapasite seçilmiştir.
Ağırlık: Puanlama analizinde bulunan sonucu ağırlık doğrudan etkilemektedir, ayrıca dolaylı yoldan da hava aracının uçuş hızı, stall hızı, iniş ve kalkış mesafesini etkilemektedir.
Kontrol ve Denge: Hava aracının görevler güzergahında dengeli uçması ve alınan süreyi kısaltıp daha fazla puan almada doğrudan etkilidir.
Göreve uygunluk: 2.görevde istenen 330ml şişeyi atmak için atış ve paraşüt sisteminin istenmeyen durumlardan en az etkilenecek şekilde olmasıdır.
Üretim Kolaylığı: Hava aracının test ve deneme uçuşları sırasında kaza ve kırım geçirmesinden dolayı zaman kaybetmemek için çoğunlukla hasar gören parçaların üretimin kolay olmasıdır.
Aerodinamik Performans: Hava aracının aerodinamik performansı uçuş hızını ve dolayısıyla puanı da etkilemektedir.
Grafik 3.3.2 Uçuş performans değerlikleri
21
3.4 Hava Aracı Maliyet Dağılımı
Hava aracının üretimi için gerekli olan parçalar ilk olarak yapısal, İtki sistemi, Elektronik sistem ve Otonom sistem olmak üzere 4 parçaya ayrıldı. Sonradan ayrılan bu parçaların fiyatları yazılarak toplam maliyet hesaplandı.
Tablo 3.4.1 Hava aracı maliyet tablosu
Kullanım yeri Parça adı Birim Fiyatı Miktarı Toplam Fiyat
Yaspısal Fotoblok Siyah 5mm 50*70 5’li paket 54,88 TL 2 109,66 TL İtki Sistemi Sunny sky 4108 690kv fırçasız motor 301,14 TL 1 301,14 TL
60A ESC 194,29 TL 1 194,29 TL
Elektronik Sistem
4s 1500Mah 60c Lİ-Po batarys 472,59 TL 1 472,59 TL Tower pro mg90s Servo motor 19,11 TL 5 95,55 TL Flysky fsi6 2.4 Ghz kumanda seti 714,49 TL 1 714,49 TL Otonom sistem Uçuş kontrol kartı seti 2520,48 TL 1 2520,48 TL
TOPAM 4408,2 TL
4.PROTOTİP ÜRETİM SÜRECİ
Gökçen İHA’nın üretim sürecinde tasarım ekibi ve imalat ekili bilgi paylaşımı içerisinde paralel olarak çalışmıştır. Deneyinleri birbirleri ile paylaşarak yeni veriler ve metotlar elde edilmiştir. Üretim ekibi topluca alınan kararlar doğrultusunda hava aracının imalatını başarılı bir şekilde tamamlamıştır. Üretim süreci ilk olarak gövde üretimi ile başlamıştır. Daha sonrasında kanat ve kuyruk üretimi ile devam etmiştir.
Ana hatarı tamamlanan İHA’nın elektronik aksamı ve yük bırakma mekanizmasının montajından sonra Gökçen İHA uçuşa hazır hale gelmiştir.
35%
12% 19%
16%
18%
Uçuş Performans Değerlikeri
Ağırık
Kontrol ve Denge Göreve Uygunluk Üretim kolaylığı
Aerodinamik Performans
4.1 İHA İmalat ve Montaj süreci
Gökçen İHA’nın gövde üretiminde ilk olarak karbon fiber low-drag gövde üretimi planlanmıştır. Ancak pozitif strafor kalıbın üzerine kaplanan karbon fiber vakumdan çıkarıldığında çok fazla pürüzlü ve hatalı bir gövde ortaya çıktığından dolayı karbon fiber gövde üretiminden vazgeçilmiştir. Üretimi kolay olan 3B yazıcı ile gövde üretimine karar verilmiştir. Solidworksten tasarlanan gövde iskeleti okulumuzun havacılık kulübünün almış olduğu 3B yazıcı ile basılmıştır ve 5mm kalınlığındaki fotoblok ile skin kaplaması yapılmıştır. Yapılan test ve deneme uçuşlarında 3B yazıcıdan alınan baskının ağılığının fazla olduğu anlaşılarak 3mm kontrplak iskelet ile iyileştirme yapılıştır.
Şekil 4.1.1 3B yazıcıdan üretilen iskelet yarı monokok gövde iskeleti
Şekil 4.1.2 3mm kontrplaktan üretilen yarı monokok gövde iskeleti
Kanat, üstten kanat şeklinde tasarlanıp AG-35 Airfoil yapı profili tercih edilmiştir.
Strafordan kesilen 1440mm uzunluğunda olan kanat profilinin üzerine ilk başta hafif olması için ince cam elyafı ile kaplanmış ve vakuma alınmıştır. Yapılan test ve deneme uçuşlarında cam elyafı kanat kırılgan ve çok fazla esnek olduğu fark edilip karbon fiber kumaşla kaplama kararı alınmıştır. 90° mukavemete sahip CW245A VE CW200A kodlu karbon fiber kumaş kullanılarak 2 farklı kanat üretilmiştir. Yapılan test ve deneme uçuşlarında CW200A kodlu karbon fiber kumaşla kaplanan kanadın diğer kaplanan kanada göre daha avantajlı olduğu tespit edilip Gökçen İHA’da kullanılmaya karar verilmiştir. Kanat gövdeye kolay montajlanıp sökülebilmesi için lastik ile monte edilme
23
Şekil 4.1.2.3 Prototip kanadın üretimi ve vakuma alınması
Kuyrukta ise klasik kuyruk yapısı tercih edilmiştir. Yatay ve dikey stabilize 5mm kalınlığındaki fotobloktan kesilerek elde edilmiştir. Elde edilen Yatay ve dikey stabilize kontrplak empanange mounth’a sıcak silikon ile yerleştirilerek kuyruk elde edilmiştir.
Kuyruk ile gövde bağlantısı karbon fiber çubuk ile yapılmıştır ve mukavemeti arttırmak için silikon ile desteklenmiştir.
Şekil 4.1.2.4 Prototip empenange üretimi ve empenange mounth
Ana hatları tamamlanan İHA’nın Motor montajı, Kontrol yüzeylerinin yapılmasına ve Yük bırakma mekanizmasınıa geçilmiştir. İlk olarak motor, çekici pervane olup İHA’nın önüne kolayca yerleştirebilmek için 3B yazıcıdan basılan motor mounth’u cıvata ve somun ile monte edilmiştir. Test ve Deneme uçuşlarında 3B yazıcıdan alınan motor mounth’u çabuk kırıldığı ve motorun fazla titreşime sebep olduğu tespit edilmiştir. Motor mounth’unun sağlam olması için 2mm kalınlığındaki alüminyum alaşımlı sac plakadan motor mouth’u üretilmiş ve motor montajında silikon ile destekleme yapılarak titreşim en aza indirilmiştir.
Şekil 4.1.2.5 Motor montajı
Aileron ve elevatör uygun ölçüde kesilip bant ile menteşelendirilmiştir. Test ve deneme uçuşlarından alınan verilere bakılarak kavramsal tasarım raporunda belirtilen flap kumandasının yapılmasına ihtiyaç duyulmamıştır.
Şekil 4.1.2.6 Empenange montajı
Yük bırakma mekanizmasının yapımında 2 Adet servo kullanılmıştır. İHA’nın alt kısmından kesilen kapak bant ile menteşelenip kapağın açılıp kapanmasına olanak sağlamıştır. Kapakçığın açılıp kapanması için Servonun kolu direkt kapağa sıcak silikonla silikonlanmıştır. Kapakçığın yükü taşıyabilmesi bir servo ile kilit mekanizması yapılmıştır.
Şekil 4.1.2.7 görev mekanizmasının testi ve atış sistemi
Yarışma şartnamesinde atılan 330ml şu şişesini patlayıp deforme olmasını istenmediği için atılan su şişesinin düşme hızını azaltmak için paraşüt sistemi yapılması kararlaştırılmıştır. Prototip için paraşüt kumaşı yerine Kompozit parçaların vakumlama esnasında etrafına sarılan mavi kumaş kullanılmıştır. Sekizgen haline getirilen mavi kumaş köşelerinden misina ile şişenin kapağına bağlanmıştır.
Şekil 4.1.2.8 prototip paraşüt ve atış denemesi
25
4.2 İHA Elektrik Elektronik Entegrasyon Süreci
Gökçen İHA’nın kontrol yüzey servoları 6 kanallı alıcıya bağlanmıştır. Aileron servolrı 1.kanal, elevatör servosu 2.kanal, ESC 3.kanal, Rudder 4.kanal, kapak servosu 5.kanal, kilit servosu 6.kanala bağlanıp flysky kumandaya atamaları yapılmıştır. Konumlandırma için gövdenin önündeki koni kısımın içine yerleştirilmiştir.
Motor ESC bağlantısı için genel olarak bir kural yoktur ilk olarak rastgele bağlanır. Motor dönüş yönü testi yapılır. Dönüş yönü ters ise bağlanan 3 tane faz kablosundan 1tanesi sabit bırakılıp diğer 2 tanesinin yeri değiştirilir. Konumlandırma için gövdenin önündeki koni kısımının içine yerleştirilmiştir.
Pixhawk montajında Gps modülü Gps ve i2c pinine, buzzer buzzer pinine, buton switch pinine, alıcı ppm encoder ile sbus pinine, telemetri modülü TELEM1 pinine, pitot tüpü modülü ADC6.6 pinine, BEC apm kablosu ile power pinine, ESC sinyal kablosu le Main out3 pinine bağlanır ve otonom sistemın çalışması için gerekli olan entegrasyon tamamlanır pitot tüpünün havayı uuygun olarak alması için kanat atına sabitlenmesi yapılmıştır. GPS modülü temiz haberleşme için kanat üstüne konumlandırılmıştır. Geri kalan tüm otonom sistem atış mekanizmasının üstü kanadın altındaki açıklığa konumlandırılacaktır
Şekil 4.2.1 Otonom sistem entegrasyonu
Lİ-PO batarya güç dağıtıcının dişi XT60 pinine bağlanarak sisteme enerji sağlar Bıçak sigorta ve akım kesici güç dağıtıcı ile XT60 arasında bataryanın + kutubuna bağlanarak aşırı akım çekilmesini önler ve acil durumlarda sistemden gücü kapatmak için kullanılır
Şekil 4.2.2 Hava aracının tüm elektronik sistem entegrasyonu
4.3 İHA Montajı ve Genel Kontroller
Gökçen İHA’nın genel kontrolleri tabloda belirtilen sırayla gerçekleştirilmiş ve güvenli bir şekilde uçuşunu gerçekleştirilmiştir.
Tablo 4.3.1 genel kontrol tablosu
Bileşenler Kontrol edilecekler Durumu
Hava aracı gövdesi
Gövde ve kapaklar sağlamlık kontrolü ✓ Kuyruk- gövde bağlantısının kontrolü ✓
Yük bırakma mekanizması kontrolü ✓
Alıcının sabitlenmesi ve bağlantısının kontrolü ✓ ESC’nin sabitlenmesi ve bağlantı kontrolü ✓ Servo motorların sağlamlık ve bağlantı kontrolü ✓ Batarya sabitlenmesi ve bağlantı kontrolü ✓
Motor
Motor montajı ve bağlantısının kontrolü ✓
Motor mounth’unun hasar kontrolü ✓
Pervane bağlantı kontrolü ✓
Motora 10% güç verilerek çalışmasının kontrolü ✓
Kanat
Kanat hasar kontrolü ✓
Aileron dönüş yönünün rahat hareket ettiğinin kontrolü ✓ Kanadın gövdeye sağlam bir şekilde monte edilmesi ✓
Kuyruk
Empanange hasar kontrolü ✓
Empanange karbon fiber çubuk bağlantı kontrolü ✓
Kontrol yüzeyleri Hareketli yüzeyler hasar kontrolü ✓
Hareketli yüzeylerin doğru açıda hareket ettiğinin kontrolü ✓
4.4 Üretim İş Zaman Çizelgesi planlanan ve gerçekleşen
Gökçen İHA üretilirken üretim iş planı çizelgesi hazırlanmıştır. Hava aracı üretimi sırasında Crew of Sky ekibinin hazırlandığı pandemi koşulları olduğu için hazırlanan iş planına yeterince uyulamamıştır.
Tablo 4.4.1 Üretim iş planı çizelgesi planlanan ve gerçekleşen
27
ŞUBAT MART NİSAN MAYIS HAZİRAN TEMMUZ
Görev analziz ve İHA konfigürasyon seçimi Planlanan
Tasarım planlanması aerodinamik hesaplar Gerçekleşen
Malzeme deçimi ve maliyet hesabı
Prototip üretimi
Gövde üretimim
Mekanik sistem üretimi
Elektronik sistem yerleşimi
Montaj ilk uçuş denemesi
Otonom sistem denemeleri
Uçuş videosunun çekimim
5.TEKNİK ÇİZİMLER
Ön Sağ Üst ve Perspektif görünüş: Ön tasarımdan sonra ölçülendirilen Gökçen İHA’nın detaylı tasarımı için SolidWorks’den çizimi yapılmıştır.
Şekil 5.1 Gökçen İHA’nın önden üstten yandan ve teknik perspektif görünümü
Şekil 5.2 Gökçen İHA’nın perspektif görüntüsü
Yük Bırakma Mekanizması: Tasarımı yapılan atış sisteminin detaylı görüntüleri SolidWorks’den çizilmiştir.
29
Şekil 5.3 Yük bırakma mekanizması Açık ve Kapalı
Genel Sistem Şeması: Hava aracının entegrasyonu sırasında elektrik elektronik sistemi ekibine yardımcı olması için Genel sistem şeması çizilmiştir.
Şekil 5.4 Genel sistem şeması
