Roadable Hava Araçları İçin Başkalaşım Sisteminin Tasarımı

Yıl 2025, Cilt: 21 Sayı: 2, 145 - 158, 01.11.2025

Hüseyin Şahin

https://doi.org/10.17134/khosbd.1628670

Öz

Yeni bir roadable hava aracının şekil değiştirme sisteminin tasarımı, çok yönlü ve yüksek performanslı bir platform oluşturmak için aerodinamik, malzeme bilimi ve otonom kontrol prensiplerini bir araya getirerek havacılık mühendisliğinde son teknoloji bir yeniliği temsil etmektedir. Döner kanatlı hava araçları için geliştirilen temel teknolojiler üzerine inşa edilen bu araçlar, farklı çevresel ve operasyonel koşullara uyum sağlamak için dinamik olarak şekil değiştirebilmektedir. Bu şekil değiştirebilme yeteneği, yalnızca değişen uçuş rejimlerinde manevra kabiliyetini ve performansı artırmakla kalmıyor, aynı zamanda bu araçları kentsel kara yollarında kullanımına uygun hale getirerek askeri ve sivil görevlerde çeşitli uygulamalar için konumlandırmaktadır. Bu yaklaşım yalnızca verimliliği artırmakla kalmaz, aynı zamanda geleneksel uçak manevra mekanizmalarının karmaşıklığını ve ağırlığını da azaltmaktadır, bu da bakım maliyetlerini düşürür ve uçuş güvenilirliği artırmaktadır. Bu şekil değiştirme sistemlerinin aracın mimarisine entegrasyonu, çeşitli alt sistemler arasında sorunsuz etkileşim sağlayan çok disiplinli bir tasarım çerçevesi aracılığıyla elde edilmektedir. Bu çerçeve, şekil değiştirme bileşenlerinin maksimum kalkış ağırlığı ve yakıt verimliliği gibi genel araç parametrelerine olumlu katkıda bulunmasını sağlar. Avantajlarına rağmen, şekil değiştiren sistemlerin uygulanması, yüksek operasyonel maliyetler ve birlikte çalışabilirlik ile düzenlemelere uyumu garanti altına almak için çeşitli zorlukları da beraberinde getirir. Ayrıca, zorlu koşullar altında yapısal bütünlüğü korumak teknik bir engel bulunmaktadır. Bununla birlikte, malzeme bilimi, sensör teknolojisi ve otonom kontrol sistemler teknolojilerinin ilerlemesi, bu zorlukları ele alma ve kentsel hava hareketliliği ve akıllı şehir entegrasyonu dahil olmak üzere çeşitli sektörlerde şekil değiştiren roadable hava araçlarının yaygın olarak benimsenmesinin önünün açılmasında fayda sağlamaktadır.

Anahtar Kelimeler

roadale air vehicle , Morhing System , Robot Systems , Flying Car

Destekleyen Kurum

Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü

Proje Numarası

FKB-2023-2445

Teşekkür

Bu çalışma Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından FKB-2023-2445 kodu ile desteklenmiştir.

Kaynakça

• [1] A. Dianin, E. Ravazzoli, and G. Hauger, “Implications of autonomous vehicles for accessibility and transport equity: A framework based on literature,” 2021. doi: 10.3390/su13084448.
• [2] X. Zhang et al., “Intelligent Amphibious Ground-Aerial Vehicles: State of the Art Technology for Future Transportation,” IEEE Transactions on Intelligent Vehicles, vol. 8, no. 1, pp. 970–987, Jan. 2023, doi: 10.1109/TIV.2022.3193418.
• [3] H. Yağmur, “Conceptual Design of a Novel Roadable Flying Car,” Journal of Smart Systems Research vol. 2, no. 2, pp. 111–134, 2021.
• [4] B. Yang et al., “An Ultralight Air-Ground Vehicle Capable of Sustained Amphibious Maneuverability and Bio-inspired Modality Transition,” IEEE Robot Autom Lett, 2024, doi: 10.1109/LRA.2024.3460425.
• [5] S. Al-Rubaye, A. Tsourdos, and K. Namuduri, “Advanced Air Mobility Operation and Infrastructure for Sustainable Connected eVTOL Vehicle,” Drones 2023, Vol. 7, Page 319, vol. 7, no. 5, p. 319, May 2023, doi: 10.3390/DRONES7050319.
• [6] X. Zhang et al., “Intelligent Amphibious Ground-Aerial Vehicles: State of the Art Technology for Future Transportation,” IEEE Transactions on Intelligent Vehicles, vol. 8, no. 1, pp. 970–987, Jul. 2022, doi: 10.1109/TIV.2022.3193418.
• [7] Y. Liu, D. Mo, D. Nalianda, Y. Li, and I. Roumeliotis, “Review of more electric engines for civil aircraft,” International Journal of Aeronautical and Space Sciences, vol. 23, no. 4, pp. 784–793, May 2022, doi: 10.1007/S42405-022-00469-0.
• [8] Y. Zhang et al., “Air-Ground Collaborative Robots for Fire and Rescue Missions: Towards Mapping and Navigation Perspective,” Dec. 2024, Accessed: Apr. 23, 2025. [Online]. Available: https://arxiv.org/abs/2412.20699v2
• [9] D. Sengupta and S. K. Das, “Urban Air Mobility: Vision, Challenges and Opportunities,” in IEEE International Conference on High Performance Switching and Routing, HPSR, 2023. doi: 10.1109/HPSR57248.2023.10148014.
• [10] N. Moradi, C. Wang, and F. Mafakheri, “Urban Air Mobility for Last-Mile Transportation: A Review,” Vehicles 2024, Vol. 6, Pages 1383-1414, vol. 6, no. 3, pp. 1383–1414, Aug. 2024, doi: 10.3390/VEHICLES6030066.
• [11] M. A. ; ; Shamsuddoha, T. Nasir, M. A. Kashem, M. Shamsuddoha, and T. Nasir, “Sustainable Transportation Solutions for Intelligent Mobility: A Focus on Renewable Energy and Technological Advancements for Electric Vehicles (EVs) and Flying Cars,” Future Transportation 2024, Vol. 4, Pages 874-890, vol. 4, no. 3, pp. 874–890, Aug. 2024, doi: 10.3390/FUTURETRANSP4030042.
• [12] “Cezeri YZR – Cezeri Yapay Zeka Robotik Teknolojileri.” www.cezerirobot.com (29 Aug. 2023).
• [13] “Vahana - Airbus.” www.airbus.com/en/urbanairmobility/cityairbus-nextgen/vahana (07 Mar 2023).
• [14] “EHang - | UAM - Passanger Autonomous Aerial Vehicle (AAV).” www.ehang.com/ehangaav/: (07 Mar. 2023).
• [15] “Bell Nexus Evtol Moves Towards Certification,” Aerospace Testing International, vol. 2019, no. 4, 2019, doi: 10.12968/s1478-2774(22)50413-5.
• [16] H. Şahin, “Başkalaşan Özgün Hava-Kara Aracının İtki Sisteminin Tasarımı” in 10. Ulusal Havacılık ve Uzay Konferansı, Ankara, Türkiye, 2024, pp. 1–7.
• [17] C. V. Shah, “Vehicle Control Systems: Integrating Edge AI and ML for Enhanced Safety and Performance,” International Journal of Scientific Research and Management (IJSRM), vol. 10, no. 04, pp. 871–886, Apr. 2022, doi: 10.18535/IJSRM/V10I4.EC10. [18] E. Sihite, A. Kalantari, R. Nemovi, A. Ramezani, and M. Gharib, “Multi-Modal Mobility Morphobot (M4) with appendage repurposing for locomotion plasticity enhancement,” 2023, doi: 10.1038/s41467-023-39018-y.
• [19] Y. Liu, D. Mo, D. Nalianda, Y. Li, and I. Roumeliotis, “Review of More Electric Engines for Civil Aircraft,” International Journal of Aeronautical and Space Sciences, vol. 23, no. 4, pp. 784–793, Sep. 2022, doi: 10.1007/S42405-022-00469-0/FIGURES/17.
• [20] L. H. V. Sousa and E. J. de R. Freitas, “From Simulation To Reality: Development Of A Small-Scale Autonomous Electric Vehicle For Educational And Research Purposes,” Caderno Pedagógico, vol. 20, no. 6, pp. 2335–2358, Dec. 2023, doi: 10.54033/CADPEDV20N6-030. [21] M. Uzun and S. Çoban, “Electrically Driven VTOL Flying Car Designing and Aerodynamic Analysis,” European Journal of Science and Technology, 2021, doi: 10.31590/ejosat.910516.
• [22] S. Barbarino, F. Gandhi, and S. D. Webster, “Design of Extendable Chord Sections for Morphing Helicopter Rotor Blades,” http://dx.doi.org/10.1177/1045389X11414077, vol. 22, no. 9, pp. 891–905, Aug. 2011, doi: 10.1177/1045389X11414077.
• [23] A. Chapman and H. Fujii, “The Potential Role of Flying Vehicles in Progressing the Energy Transition,” Energies 2022, Vol. 15, Page 7406, vol. 15, no. 19, p. 7406, Oct. 2022, doi: 10.3390/EN15197406.
• [24] M. Y. Kaba, O. Kalkan, and A. Celen, “Elektrikli Araçlarda Kullanılan Bataryalar ve Termal Yönetim Sistemlerinin İncelenmesi” Konya Journal of Engineering Sciences, vol. 9, no. 4, pp. 1119–1136, Dec. 2021, doi: 10.36306/KONJES.945819.
• [25] W. Liu, T. Placke, and K. T. Chau, “Overview of Batteries and Battery Management for Electric Vehicles,” 2022. doi: 10.1016/j.egyr.2022.03.016. [26] Q. Zhang, Z. Liu, J. Zhao, and S. Zhang, “Modeling and Attitude Control of Bi-copter,” AUS 2016 - 2016 IEEE/CSAA International Conference on Aircraft Utility Systems, vol. 100191, pp. 172–176, 2016, doi: 10.1109/AUS.2016.7748042.