Serbestlik derecesinden (3 açısal hareket, 3 çizgisel hareket; toplamda 6) daha az kontrol girdisine (itki, yunuslama torku, yatış torku ve dönme torku; toplamda 4) sahip döner kanatlı İHA’ların (DKİHA) X-Y düzleminde hareket edebilmeleri; itkilerinin, bir diğer deyişle gövdelerinin açısal pozisyonlanmasına bağlıdır. Rüzgâr gibi dış bozucuların da platformu sürüklemesi, tersi yönde iş yapacak kuvvetin oluşturulmasıyla, açısal pozisyon (yatış - yunuslama) kazanılarak giderilmektedir. Bununla beraber, uçuş düzlemine dik yerleştirilmiş itki vektörlerinin uzayda kesişmemesi, gövdenin dış dönme merkezini sonsuza taşımakta, doğrusal etki eden bozucuların sistemi öteleyerek saptırdıkları yön ile döndürerek saptırdıkları yönün aynı olmasına sebep vermektedir. Bu eşleşme, geometrik merkezin net sapmasının artmasına yol açmaktadır. Pervane yerleşim açılarının küçülmesiyle geometrik merkezin sapmasının azaldığı, sade öteleme eğrisine yakınsandığı görülmüştür. Burada sunulan çalışma ile, küçük açılarla (20 dereceden az) içe eğilen pervanelerin dış bozuculara karşı sistemin askıda kalma direngenliğini nasıl artırdığı analitik olarak modellenmiş ve gösterilmiştir. İleri çalışma konusu olarak da içe eğimli pervanelerin dış dönme merkezi oluşturması sayesinde sistem manevra atikliğini artırabileceği fikri geliştirilmiştir.
Döner Kanatlı İHA Uçuş Dinamiği Pervane Yerleşimi Dış Bozuculara Karşı Platform Direngenliği
Rotary Wing UAVs (RWUAV) with control inputs (thrust, pitch torque, roll torque, yaw torque; 4 at total) less than the degree of freedom (3 angular motion, 3 linear motion; 6 at total) can move in the X-Y plane by rotating the thrust vectors, i.e their bodies. Deflections caused by external disturbances like winds are also eliminated by angular positioning which creates tractions against disruptive drag forces. However, the fact that the thrust vectors (propeller axis) placed perpendicular to the flight plane do not intersect in space carries the outer center of rotation of the platform to infinity, causing linear acting forces to deflect the system in the same direction in both translation and rotation. This coupling leads to an increase in the net deflection of the geometric center. It is observed that the deflection of the geometric center decreased and converged to the pure translation curve as the propeller placement angles decreased. With the study reported here, it has been analytically modeled and demonstrated how inward tilted propellers increase the hover stiffness of the platform against external disturbances. For future studies, the phenomenon suggesting inward tilted propellers may enhance the platform maneuverability by forming the outer rotation center (thrust vectors’ intersection point) is developed.
Rotary Wing UAV Flight Dynamics Propeller Replacement Dihedral Angle Platform Stiffness Agains External Disturbances
Primary Language | Turkish |
---|---|
Subjects | Engineering |
Journal Section | Articles |
Authors | |
Publication Date | August 31, 2022 |
Published in Issue | Year 2022 |