Hava araçlarında buzlanma derecesinin tahmini için farklı algoritmaların performanslarının kıyaslanması
Comparison of the performances of different algorithms for estimating the degree of icing in aircraft
Yazar: FATMANUR ATEŞ
Danışman: DOÇ. DR. RAMAZAN ŞENOL
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Hava araçlarında buzlanma geçmişten günümüze havacılık alanında en büyük tehditlerden biridir. Buzlanma, hava araçlarında kazalara ve buna bağlı olarak ölümlere ve yaralanmalara sebep olabileceği gibi, hava araçlarının uçuş performansları üzerinde de olumsuz etkilere sahiptir. Bu olumsuz etkileri ortadan kaldırmak ya da en aza indirmek amacıyla buz önleme sistemleri ve buz giderme sistemleri önerilmiştir ve bu yöntemler geliştirilmektedir. Buzlanmaya karşı geliştirilen bu yöntemler, hava araçlarında oluşan buzlanma derecesine göre çoğunlukla pilot tarafından çalıştırılıp kapatılmaktadır. Bu durum buzlanmadan kaynaklı kazalara, pilottan kaynaklı kazalarında dahil olmasıyla daha fazla hava aracı kazasına sebep olmaktadır. Pilot kaynaklı hataları engellemek için buz giderme/buz önleme sistemlerini buzlanma risk derecesine göre açıp kapatan sistemler üzeride çalışılmıştır. Bu çalışmada da örnek bir uçak için buzlanma risk derecesinin tahmini sonucunda buz önleme/giderme sistemininin doğrudan çalışmasını sağlayabilecek yedi farklı yapay zekâ algoritması denenmiştir. %88.59 ile optimum buzlanma risk derecesi tahminini yapan boosting algoritması önce simulinkte gerekli modelleme yapılıp, çağırılmış ve farklı giriş değerlerinde buzlanma derecesi tahmini yapılmıştır. Simulinkte modellenen şema waijung bloksetler ilave edilerek STM32F4 Discovery kontrol kartına gömülmüş ve buzlanma tahmininin sonuçları rgb led yardımıyla gözlemlenmiştir. Çalışmanın sonunda hava araçlarında buzlanma tahmininde kullanılabilecek, hava araçlarında buz önleme ve buzdan koruma sistemlerinin otomatik olarak devreye alınmasını sağlayacak model önerilmiştir.

Abstract:
Aircraft icing is one of the biggest threats to aviation from past to present. Icing can cause accidents in aircraft, resulting in deaths and injuries, as well as have negative effects on the flight performance of aircraft. In order to eliminate or minimize these negative effects, anti-icing systems and de-icing systems have been proposed and these methods are being developed. These methods developed against icing are mostly operated and turned off by the pilot, depending on the degree of icing on the aircraft. This situation causes more aircraft accidents, including icing-related accidents and pilot-related accidents. In order to prevent pilot-induced errors, systems that turn on/off the de-icing/anti-icing systems according to the degree of icing risk have also been studied. In this study, seven different artificial intelligence algorithms that can directly operate the ice prevention/removal system as a result of estimating the degree of icing risk for a sample aircraft are tested. The boosting algorithm, which makes the estimation of the optimum icing risk degree with 88.59%, was first made in the simulink and called, and the icing degree was estimated at different input values. The scheme modeled in Simulink was embedded in the STM32F4 Discovery control card by adding waijung blocks, and the results of icing prediction were observed with the help of RGB LEDs. At the end of the study, a model that can be used in the prediction of icing in aircraft and that will enable automatic activation of anti-icing and anti-icing systems in aircraft has been proposed.