İHA İncelemesi |
Bulutların Altındaki Teknoloji 1. Bölüm

Askeriden kargo taşımacılığına kadar çok farklı alanlarda kullanılan İHA'larla ilgili günümüzde çok hızlı ve dönüşüm süreci yaşanıyor. İHA incelemesi yazı serimizin ilk bölümünde İHA'ları gövde çeşitlerini ve gimbal dediğimiz cihazı inceledik.

A- A+

21.01.2021 tarihli yazı 9883 kez okunmuştur.

İnsansız hava araçları, uzun zamandan beri varlığını ve gelişimini sürdüren fakat son zamanlarda askeri ve sivil alanlarda fazlaca kullanılan bir teknolojidir. Askeri alanda İHA’lar, casus veya keşif aracı olarak kullanılmalarının yanında savaş stratejilerinin değişmesinde oldukça etkili olmuştur. Sivil yaşamda ise; arama kurtarma, gözetleme , trafik izleme, hava durumu izleme ve yangınla mücadeleden hobi uçuşlarına, fotoğrafçılığa, tarım ve hatta teslimat hizmetlerine kadar çeşitli rollerde de kullanılmaktadır.

►İlginizi çekebilir: Drone için Motor, ESC ve Batarya Seçimi Nasıl Yapılır?

İnsansız hava araçları, döner (drone) ve sabit kanat olmak üzere 2 ana gruba ayrılır. Uzaktan kumanda kontrollü veya otonom uçuş olarak da uçuş modelleri bulunmaktadır. Bu serimizin ilk içeriğinde; İHA’ları, gövde çeşitlerini ve gimbal dediğimiz cihazı inceleyeceğiz.

►İlginizi çekebilir: Yarış Dronu Uçuş Kontrol Kartı Seçimi Nasıl Yapılır?

Drone Nedir?

Teknolojik anlamda, drone, insansız bir uçaktır. Genel tanımlamada ise insansız hava araçları (İHA/UAV) olarak bilinir. İnsansız uçak sistemleri (İUS/UAS) ise İHA kavramını oluşturan sistemsel yapının tamamını kapsar. Bir İHA, yerleşik sensörler ve GPS ile birlikte çalışan, gömülü sistemlerindeki yazılım kontrollü uçuş planları aracılığıyla uzaktan kontrol edilebilen veya otonom olarak uçabilen uçan bir robottur.

İlk pilotsuz radyo kontrollü uçak I. Dünya Savaşı'nda kullanılmıştır. 1918 yılında, daha önce kullanılmamış insansız ve uçan bomba olarak ifade edilen uçak, Kettering Bug tarafından geliştirilmiştir.

İHA’lar çeşitli amaçlara hizmet ederken, temel işlevleri aslında havada kalmak ve ilgili görevlerini tamamlamaktır. İHA’lar; başlatma, gezinme ve indirilme için uzaktan kumanda edilen bir denetleyiciye ihtiyaç duyar. Denetleyiciler, Wi-Fi dahil olmak üzere radyo dalgalarını kullanarak drone ile iletişim kurar. İHA’ların havada kalması için pil veya yakıt, motor, pervaneler, gövde ve güç kaynağı gereklidir.

Bir İHA tasarlamak ve geliştirmek için üzerine çalışılması gereken temel başlıklar aşağıdaki gibi listelenebilir:

► Gövde (Frame)
► İHA Tasarlama ve Geliştirme
► İtki Sistemi
► Elektronik Hız Kontrol Sistemleri
► Bağlantı Konnektörleri
► BEC (Batarya Ayırma Devresi)
► ESC Yazılımı (ESC FirmWare)
► Güç dağıtımı
► Batarya
► Montaj İşlemleri

İHA Şase/Gövde Türleri (Frame)

Bir İHA’nın çerçevesi, uçuş sırasında ağırlığı azaltmak ve manevra kabiliyetini artırmak için tipik olarak hafif, kompozit malzemelerden yapılır. İşlevselliğin ön plana çıktığı durumlarda süperalaşım veya çelik malzemeler kullanılabilir.

►İlginizi çekebilir: En Hafif Bisiklet Nasıl Tasarlanır?

Kompozit Malzemeler

Kompozit malzemeler; fiziksel ve kimyasal olarak farklı özellikteki maddelerin bir araya gelmesinden oluşmuştur. Polimer-matris kompozitler ise, karbon veya hidrokarbon fiberlerin (metalik iplikler, filamentler veya partiküllerin) tabaka veya fiber sargılı formda polimer reçinelerle birbirine bağlandığı fabrikasyon malzemelerdir. Havacılık endüstrisinde sertlikleri, hafiflikleri ve ısıya dirençleri nedeniyle değerlidir.

Kompozit malzeme kullanımında amaç, bir malzemenin diğerinin avantajlarıyla birlikte dezavantajlarına karşı koymak ve tersini yapmaktır. Kompozit malzemeler ile çalışırken, mukavemet gibi mekanik özelliklerin genellikle uygulanan yükün yönüne bağlı olmasına dikkat edilmelidir.

Metal Malzemeler

İnsansız hava araçlarında tercih edilen alüminyum ve magnezyum alaşımı gibi hafif metallerin tokluk ve ağırlığı sayesinde tasarım açısından yüksek mukavemetli, kuvvetli hava şartlarına karşı dirençli ve istikrarlı bir İHA üretilebilir. Kullanılan bu hafif metallerin kullanımı sayesinde İHA’nın alıcı ile verici arasındaki radyo frekans sisteminde parazite sebep olunmasının önüne geçilebilmektedir.

İHA'lar gövde türleri kol sayı ve yapısına göre 6 gruba ayrılır.

1)Tricopter

Tricopterlerde üç kol ve üç rotor bulunmaktadır. Düşük performanslı bir İHA modelidir. Genellikle hobi amaçlı kullanılırlar. Rotor sayısı stabiliteyi artırdığı için, motorlardan birini kaybetmeniz durumunda İHA havada kalamayacaktır.

►İlginizi çekebilir: Drone'lar için Yapay Zeka Geliştirildi

2)Quadcopter

Dört kolu olup her bir kolu motor ve pervaneye bağlı olan bir İHA modelidir. Rotorlarından ikisi saat yönünde, diğer ikisi saat yönünün tersi yönde döner. Doğal simetrisi itme gücünü destekler. Fakat manevra kabiliyetleri düşüktür.

3)Hexacopter

Hexacopterler altı rotor kolu ile karakterize edilmişlerdir. Altı rotorlu sistem daha dengeli bir uçuş ve daha fazla güç sağlamakla kalmaz,aynı zamanda güvenli bir uçuş sunar. Rüzgarlı havalarda kolayca kontrol edilebilir. Kollardan biri zarar görse bile beş rotorla da güvenli bir uçuş ve iniş yapabilir.

4)Octocopter

Bir octocopterin işleyen sekiz pervanesi vardır. Bunun sonucu olarak daha önce bahsetmiş olduğumuz tüm İHA’lardan daha iyi bir uçuş ve manevra kabiliyetine sahiptir. Octocopterler yağmurlu bir havada, kuvvetli rüzgarların içinde rahatça uçabilir. Dört kol kaybına kadar etkili bir şekilde uçuşunu sürdürebilir. Bunların yanında daha fazla motor bulundurduğu için daha pahalıdır ve güç tüketimi diğer İHA' lara göre oldukça fazladır.

Rotorlar için dönüş modeli aşağıdaki gibidir ;

5) Y6

Y6 olarak bilinen İHA'lar, Y şeklinde bir çerçevede altı motora sahiptir. Her bir kolda yukarıda ve aşağıda olmak üzere iki motor bulunur. Y6 dizaynı bir hexacopter türündedir. Fakat normal bir hexacopterin aksine Y6’da alınan itme gücü alt pervaneden etkilenmesi nedeniyle daha düşüktür. Uçuş kontrol cihazlarının bazıları bu konfigürasyonu desteklemeyebilir.

6) X8

X8 model İHA’lar bir octocopterdir. Ancak yan taraflarına bağlı bir motora sahip dört destek kolu daha vardır. Toplamda sekiz motor bulunur. Sayıca fazla olan motorlar burada da itme gücü ve rüzgar direnci konusunda avantaj sağlarken öbür yandan daha maliyetlidirler.

İHA'lar için Gimbal Sistemleri

Gimbal, bir nesnenin tek bir eksen etrafında dönmesini sağlayan eksenel bir destektir.

En içteki yalpa çemberi üzerine monte edilen bir nesnenin desteğinin dönüşünden bağımsız kalmasına izin vermek için, biri diğerine dik açılı mil eksenleri ile monte edilmiş üç yalpa çemberi seti kullanılabilir.

İHA’larda gimbal, kamerayı dengelemek amacıyla konumlandırılır. (FPV ve ya video amaçlı) Kamerayı doğrudan İHA’nın gövdesine bağlamak iyi bir video deneyimi sunmaz. Genelde gimbal, İHA’nın ağırlık merkezine göre gövdenin alt kısmına monte edilir. Gimballer, doğrudan tabana bağlandığından daha uzun iniş takımlarına ihtiyaç duyulur. Gimbal veya kamera, İHA’nın ön tarafına monte edilirse ağırlık, ana pilin uçağın daha arkasına yerleştirilmesiyle telafi edilir.