DESIGN AND MANUFACTURING OF UNMANNED AERIAL VEHICLE FOR COURIER AND CARGO PURPOSE

Abstract

Unmanned Aerial Vehicles (UAV) are vehicles that are not physically human and fly remotely or autonomously. UAVs are used in many fields, including military and civilian. In this study, a low-cost, fast, and QR code activation logistics UAV capable of vertical take-off and landing was designed and produced for use in the civilian field, in order to support individuals and institutions with courier or cargo duties. Thanks to the software developed, this UAV can reach the cargo address location with target/object detection. Having the ability to fly autonomously and manually, the UAV can also instantly transfer image, speed, position, and pressure data to the ground station it is connected to. In addition, the accuracy of flight data has been increased by using components such as Lidar, camera, and pitot tube. The developed UAV has an altitude of 30 m, a horizontal speed of 14 m/s, and high maneuverability. The wingspan of the UAV is 1400 mm, its length is 1200 mm and its weight is 3 kg. In order to measure the performance success of the designed and realized UAV, Teknofest competitions, which are aviation, space, and technology festivals, were attended. The success of the design was demonstrated by winning first place in Türkiye in the competition.

Keywords

• Unmanned Aerial Vehicles
• Vertical Take-off and Landing
• VTOL UAV
• UAV Cargo
• UAV Courier

KURYE VE KARGO AMAÇLI DİKEY İNİŞ KALKIŞ YAPABİLEN İNSANSIZ HAVA ARACI TASARIMI VE ÜRETİMİ

Abstract

İnsansız Hava Araçları (İHA) içinde fiziksel olarak insan bulunmayan, uzaktan kumanda veya otonom olarak uçan araçlardır. Askeri ve sivil olmak üzere birçok alanda İHA’lar kullanılmaktadır. Bu çalışmada, sivil alanda kullanılmak üzere kurye veya kargo göreviyle kişi ve kurumlara destek olmak amacıyla düşük maliyetli, hızlı ve QR kod aktivasyonla yük taşıma haznesi bulunan ve dikey iniş kalkış yapabilen lojistik bir İHA tasarlanıp üretilmiştir. Bu İHA, geliştirilen yazılım sayesinde hedef/nesne tespiti ile kargo adres konumuna ulaşabilmektedir. Otonom ve manuel uçma yeteneğine de sahip olan İHA aynı zamanda görüntü, hız, konum ve basınç verilerini de bağlı olduğu yer istasyonuna anlık olarak aktarabilmektedir. Ayrıca Lidar, kamera, pitot tüp gibi bileşenler kullanılarak uçuş verilerindeki doğruluk artırılmıştır. Geliştirilen İHA 30 m irtifaya, 14 m/s yatay hıza ve yüksek manevra kabiliyetine sahip olmuştur. İHA’nın kanat açıklığı 1400 mm, uzunluğu 1200 mm ve ağırlığı 3 kg olacak şekilde üretilmiştir. Tasarlanan ve gerçekleştirilen İHA’nın performans başarısını ölçmek için havacılık, uzay ve teknoloji festivali olan Teknofest yarışmalarına katılınmıştır. Yarışmada Türkiye birinciliği elde edilerek tasarımın başarısı ortaya konmuştur.

Keywords

• İnsansız Hava Araçları
• Dikey İniş Kalkış
• VTOL İHA
• İHA Kargo
• İHA Kurye

References

1. [1] Hacıoğlu, A. (2010). Gözetleme/saldırı amaçlı mini insansız hava aracı tasarımı ve üretimi. Havacılık ve Uzay Teknolojileri Dergisi, 4(3), 1-6.
2. [2] Demir M., Güneş, B. (2017). Zagi tipi bir insansız hava aracının (iha) tasarımı ve bilgisayar görmesine dayalı olarak kontrol yazılımının geliştirilmesi. Sakarya Üniversitesi, Bitirme Tezi.
3. [3] Akpınar, M. ve Topal, A. (2021). Hale sınıfı insansız hava aracı teknolojisi ve konvansiyonel (geleneksel) savaştaki yeri. Türkiye İnsansız Hava Araçları Dergisi, 3 (1), 17-22.
4. [4] Karaağaç, C. (2016). İHA sistemleri yol haritası, geleceğin hava kuvvetleri 2016-2050. STM Future Technology Institute.
5. [5] Kahveci, M., ve Can, N. (2017). İnsansız hava araçları: tarihçesi, tanımı, dünyada ve Türkiye'deki yasal durumu. Selçuk Üniversitesi. Müh. Bilim ve Teknik. Dergisi. 5(4), 511-535.
6. [6] Kenaroğlu, Y. (2013). İnsansız hava aracı: ne kadar güvenilir?. Mühendis ve Makina, 54(636), 54-69.
7. [7] SSM (2021). Türkiye iha sistemleri yol haritası 2011-2030, Savunma Sanayi Müsteşarlığı, http://www.ssm.gov.tr/_layouts/images/iha_ekatalog_web/files/assets/seo/toc.html, (Erişim tarihi: 01. 04. 2021).
8. [8] Karaağaç, C. (2014). İHA sistemlerine genel bakış, İnsansız Hava Araçları Semineri, TÜTEV Türkiye Teknik Elemanlar Vakfı, Ankara, 19 Şubat 2014.

9. [9] Korkmaz, Y., Iyibilgin, O., ve Findik, F. (2015). Geçmişten günümüze insansız hava araçlarının gelişimi, SAÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 20(2), 103-109.
10. [10] Akşar, E. ve Selim, S. (2018). Sabit kanatlı insansız hava araçlarında (iha) kanat tasarımının uçuş süresi, manevra kabiliyeti, kalkış hızı (vstall) üzerine etkilerinin araştırılması, VII. Uzaktan Algılama CBS Sempozyumu, 1, 945-951.
11. [11] Yazar, E. (2018). VTOL İHA'nın kanat bağlantı açılarının incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
12. [12] Özbek, E. (2018). Elektromekanik doğa benzetimli gözlem mini iha tasarımı: yapısal ve aerodinamik analizleri, Yüksek Lisans Tezi, Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
13. [13] Pala, E., (2018). Dikey kalkış ve iniş yapabilen sabit kanatlı hava aracı tasarımı, kontrolü ve imalatı, Yüksek Lisans Tezi, Gebze Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
14. [14] Yılmaz İlaslan, A. G. ve Kandemir, İ. (2021). Kanat gövde tipindeki bir insansız hava aracının yapısal tasarımı ve analizi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, Ejosat Özel Sayı 2021 (ICAENS), 775-780, DOI: 10.31590/ejosat.1011249
15. [15] Elmas E.E., Alkan M., Bir insansız hava aracı sisteminin tasarımı, benzetimi ve gerçekleştirilmesi, Politeknik Dergisi, *(*): *, (*). DOI: 10.2339/politeknik.1037319
16. [16] Önal, M., Çoban, S., Yapıcı, A., Bilgiç, H.H. (2019). Dikey iniş kalkış yapabilen bir iha’nın azami menzili ve asgari güç gereksinimi için en uygun uçuş parametrelerinin belirlenmesi. Journal of Aviation, 3 (2), 106-112. DOI: 10.30518/jav.633775
17. [17] Baykara, U., Alemdaroğlu, N. (2016). Yüksek hızlı sahte hedef iha tasarımı, Sürdürülebilir Havacılık Araştırmaları Dergisi, 1, 55-64.
18. [18] Ceylan, A. (2019). Yüksek irtifa uzun menzil iha tasarımı ve uçuş testleri, Yüksek Lisans Tezi Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
19. [19] Konar, M., Kekeç E.T. (2021). İnsansız hava araçlarının uçuş süresinin termal hava akımları kullanılarak arttırımı, European Journal of Science and Technology, 23, 394-400.