Sabit Kanatlı İnsansız Hava Araçları için Acildurumlara Dayanaklı Uçuş Kontrol Sistemigeliştirilmesi

Abstract

Bu projede, sabit kanatlı insansız hava araçları (İHA) için hatalara toleranslı (fault-tolerant) bir otomatik uçuş kontrol sistemi geliştirilecek ve gerçeklenecektir. Geliştirilen otopilot, hem normal çalışma koşullarında, hem de acil durumlarda uçağı kontrol edebilecek ve güvenli bir şekilde kalkış, dengeleme, seyrüsefer ve inişi gerçekleştirebilecektir. Acil durum başlığı altında, insansız hava araçlarında en sık karşılaşılan problemlerden olan güç kaybı, yüzey kaybı ve kontrol kaybı durumları ele alınacaktır. Bu başlıklar altında yer alan sıkıntılara örnek olarak motor durması, irtifa dümeni sıkışması/kopması, istikamet dümeni sıkışması/kopması, yatırgaç sıkışması/kopması, pervane arızaları, kontrolcü sistemindeki donanımsal/yazılımsal arızalar ve insan kaynaklı hatalar gösterilebilir. Böyle bir senaryo yaşandığı takdirde önce otopilot sistemi otomatik olarak devreye girerek uçağı düz uçuş durumuna geçirecek, ardından da bir acil durum rotası oluşturarak aracı bir iniş alanına yönlendirerek güvenli inişini sağlayacaktır. Uçuş kontrol algoritmaları önce hazır bileşenlerle doğrulanacak, ardından da hem yazılım hem donanım olarak mümkün olduğunca özgün bir tasarım ortaya çıkarılması çalışmaları gerçekleştirilecektir. Bu proje yaklaşık on senedir insansız hava araçları için otopilot tasarımı ve özellikle acil durum senaryoları konusunda yoğunlaşmış olan TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi İnsansız Hava Araçları Laboratuvarı bünyesinde yürütülecektir. Yapılacak çalışmalar önceki projelerde elde edilen bilgi birikiminin ve sonuçların bir devamı ve geliştirilmesi niteliğinde olacaktır. Tasarlanacak otopilot algoritmalarında çok-giriş çok-çıkışlı modern kontrol teorisi yaklaşımları kullanılacak ve özellikle geçmiş çalışmalarımızda karşılaşmış olduğumuz temel sorunların çözülmesine odaklanılacaktır. En kritik sorunlardan birisi, gürültü ve modelleme hataları ile doğrusal olmayan dinamiklerin sistem performansını etkileyerek, zaman zaman otopilot sisteminin tamamen çökmesine ve İHA?nın kaybedilmesine sebebiyet vermesidir. Hâlihazırda grubumuz tarafından bu tür etkilerin tespit edilmesi ve bastırılması ile ilgili özgün teorik çalışmalar ve laboratuvar ortamında deneyler gerçekleştirilmekte olup, bu proje kapsamında bu teorik yaklaşımların olgunlaştırılması ve pratik olarak gerçek İHA?lar üzerinde çalıştırılması hedeflenmektedir. Proje sonunda özgün modern kontrol teorisi yaklaşımları ile geliştirilmiş, test edilmiş, yazılımsal ve donanımsal entegrasyonu yapılmış bir hata toleranslı otomatik uçuş kontrol sistemi ortaya çıkarılması amaçlanmaktadır.