Lokasyona özgü görev yüküne göre kablo güdümlü aerostat platformu konsept tasarımı ve VSAT sistemleri ile birlikte kullanımının değerlendirmesi
Tether guided aerostat platform concept design and evaluation of usage with VSAT systems according to location-specific payload
Yazar: REMZİ ERKAM YİĞİTTÜRK
Danışman: PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
Milli Savunma Üniversitesi / Hezarfen Havacılık ve Uzay Teknolojileri Enstitüsü / Uzay Bilimleri Ana Bilim Dalı / Uydu Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences
Dizin: Buluş = Discovery ; Gözetim = Surveillance ; Hava aracı = Air vehicle ; Uydu = Satellite ; VSAT = Very small aperture terminal

Özet:
Günümüzde, fiber ve karasal haberleşme altyapısının olmadığı sınır lokasyonlarında terör, kaçakçılık ve düzensiz göç eylemlerini engellemek amacıyla keşif, gözetleme ve istihbarat  faaliyetlerinin sürekli ve sabit bir şekilde sürdürülmesi ve verilerin kesintisiz olarak askeri karar merkezlerine aktarılması önem arz etmektedir. Görevin gereksinimleri kapsamında lokasyonların sürekli ve sabit olarak gözetlenmesi, mobil olması ve kapsama alanının geniş olması gibi parametreler bakımından ilgili lokasyonlarda kullanılabilecek platformun Kablo Güdümlü Aerostat Platformu olması uygun görülmüştür. Verilerin hızlı ve sürekli olarak karar mercilerine aktarılması ve lokasyonlarda fiber ve karasal haberleşme altyapılarının olmadığı göz önünde bulundurulduğunda Kablo Güdümlü Aerostat Platformları ile birlikte uydu haberleşme VSAT (Çok Küçük Açıklıklı Terminal) sistemlerinin kullanılmasının uygun olacağı değerlendirilmiştir. Sınır lokasyonları yeryüzü şekilleri ve hava şartları bakımından incelenmiş ve koşullar farklı olduğundan dolayı lokasyona özgü olarak platformların tasarlanmasının gerekli olduğu görülmüştür. Bu tez çalışmasında; Kablo Güdümlü Aerostat Platformu çalışma mantığından, alt sistemlerinden, uydu haberleşme ve VSAT sistemlerinden genel olarak bahsedilmiştir. Bir konsept tasarım metodolojisi kapsamında sınır bölgesinde 2 lokasyon belirlenmiş ve bu lokasyonlara göre irtifa optimizasyonları gerçekleştirilerek gereksinimler tespit edilmiştir. Gereksinimler doğrultusunda görev yükleri belirlenmiştir. Lokasyonlardaki hava şartları farklı olduğundan dolayı yine lokasyona özgü olarak Kablo Güdümlü Aerostat Platformların gövde şekil modellerine karar verilmiştir. Görevin sürekliliği bakımından lokasyonlardaki çevre koşulları tahminlerine göre platformlar için gövde ve halat malzemeleri incelenmiş ve değerlendirilmiştir. Alt sistemlerin kütleleri belirlendikten sonra her 2 lokasyonun bölge bilgileri araştırılmıştır. Olası rüzgâr ve farklı kütlelerin platform üzerine binme ihtimali değerlendirilmiş ve hesaplamalara katılmıştır. Minimum hacim prensibi doğrultusunda boyutlar belirlenerek kütle, taşıma kapasitesi, yüzey alanı ve gövde hacim hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Platformların lokasyonlarında VSAT sistemleri ile birlikte kullanımlarının önemi ve avantajlarından bahsedilmiş ve kullanılabilecek terminallerin özellikleri belirtilmiştir.

Abstract:
At the present time, in order to prevent acts of terrorism, smuggling and irregular migration in border locations where there is no fiber and terrestrial communication infrastructure, it is important to continue reconnaissance and observation activities continuously and uninterruptedly, and to transfer data to military decision centers without interruption. Within the scope of the requirements of the task, it has been deemed appropriate that the platform that can be used in the relevant locations should be the Tether Guided Aerostat Platform in terms of parameters such as continuous and stable monitoring of the locations, being mobile and having a wide coverage area. Considering the rapid and continuous transfer of data to decision makers and the absence of fiber and terrestrial communication infrastructures in the locations, it has been evaluated that it would be appropriate to use satellite communication VSAT (Very Small Span Terminal) systems together with Cable Guided Aerostat Platforms. Boundary locations were examined in terms of landforms and weather conditions and it was seen that it was necessary to design platforms specific to the location because the conditions were different. In this thesis study; The working logic of the Tether Guided Aerostat Platform, its subsystems, satellite communication and VSAT systems have been mentioned in general. Within the scope of a concept design methodology, 2 locations were determined in the border region and the requirements were determined by performing altitude optimizations according to these locations. Task loads were determined in line with the requirements. Since the weather conditions in the locations are different, the body shape models of the Tether Guided Aerostat Platforms were decided specifically for the location. In terms of the continuity of the mission, the hull and rope materials for the platforms were examined and evaluated according to the estimations of the environmental conditions at the locations. After the masses of the subsystems were determined, the region information of both locations was searched. The possible wind and the possibility of different masses to ride on the platform were evaluated and included in the calculations. Dimensions were determined in line with the minimum volume principle, and mass, lifting capacity, surface area and body volume calculations were carried out. The importance and advantages of using VSAT systems at the locations of the platforms are mentioned and the features of the terminals that can be used are stated.
Aerostats are lighter-than-air systems used to carry significant mission payloads at certain altitudes. Tether-guided aerostat platforms are attached to the ground via a rope that provides stability and provides energy. Tether-guided aerostat platforms operate in a variety of locations and weather conditions, depending on their mission. Their designs may change in terms of landforms and weather conditions according to locations. In this thesis, a detailed literature review about tether-guided aerostat platforms is explained and concept design stages are presented. In addition, the use of satellite communication VSAT systems in border regions where there is no terrestrial infrastructure has been evaluated.