Drone ve insansız hava araçları için çoklu ateşleme sistemi tasarımı, prototipi ve üretimi
Multiple ignition system design, prototype and production for drone and unmanned vehicles
Yazar: ALPER HASAN KOCATAŞ
Danışman: PROF. DR. İHSAN KORKUT
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies
Dizin: Ateşleme sistemleri = Ignition systems ; Denetim sistemleri = Control systems ; Matematiksel modelleme = Mathematical modelling ; Tasarım = Design ; İnsansız hava aracı = Unmanned aerial vehicle

Özet:
Tez çalışmasında, özel kuvvetler ve askeri taktik kullanıma uygun bir mikro insansız hava aracı (İHA) kavramsal tasarımı tamamlanmıştır. Hafiflik, uygulanabilirlik ve akıllı tasarım dâhil olmak üzere silah tasarımının birçok yönü ele alınmıştır. Çalışma kavramsal tasarımlardan elde edilen hesaplamalarla güdümsüz mühimmatların maksimum oranda başarılı atış yapmasına odaklanmıştır. Bu teoriyi kanıtlamak amacı ile yazılım, analiz ve en iyileştirmelerden yararlanılmıştır. Ek olarak, bağımsız silah ve kamera sistemlerini bir lazer mesafe okuyucusunun verilerine dayanarak çalıştıran bir deney düzeneği oluşturulmuştur. Namlu sisteminin kamera sisteminin baktığı yöne otonom olarak yönelebildiği görülmüştür. Lazer mesafe okuyucu ve kamera modülünün namlu üzerinde olmaması, farklı gövde tasarımlarına sahip uçaklarda veya ağırlık merkezinin kaydırılması gerektiğinde ve kamerada titreşim istenmediğinde silah sisteminin kullanımını kolaylaştırmaktadır. Elde edilen matematiksel modelleme ile ihtiyaç duyulan tork değerine göre motor seçimi kolaylaşmaktadır. Tez çalışmasında ayrıca, silah sistemi içerisindeki namlunun ağırlık optimizasyonu da yapılmıştır. Ağırlık azaltma için çentik faktörü ve topolojik boşaltma olmak üzere iki yöntem kullanılmıştır. İki yöntemin uygulanmasından dolayı silah sisteminde üretilen eşdeğer bileşke gerilmeler karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonuçlarına, topoloji optimizasyonu yöntemi kullanılarak yapılan ağırlık azaltma işlemi ile test numunelerinin optimum bileşke gerilme dayanımı içerisinde %6,07 hafiflediği görülmüştür. Sistemin, parametrik tasarımı sayesinde farklı tip araçlarda evrensel olarak kullanılabileceği anlaşılmıştır. Çalışma, silah sisteminin montaj tolerans boşluklarından kaynaklanan konum zaman gecikmelerinin yazılımsal olarak azaltılabileceğini önermiştir. Sistem, gelecekte otonom olarak hedefi takip edecek yapay zekâ, görüntü işleme ve diğer alt sistemlere bağlı ihtiyaçlara yönelik özellikler dikkate alınarak tasarlanmış ve üretilmiştir.

Abstract:
With the theoretical and applied studies, the conceptual design of a micro unmanned aerial vehicle (UAV) suitable for special forces and military tactical use has been completed. Many aspects of weapon design are covered, including lightness, practicability, and smart design. The study focused on the maximum successful firing of unguided munitions with calculations obtained from conceptual designs. Software, analysis and optimizations were used to prove this theory. In addition, an experimental setup was set up to operate stand-alone weapon and camera systems based on data from a laser range reader. It has been observed that the barrel system can autonomously orient itself in the direction the camera system is facing. Laser distance reader and camera module not on the barrel, facilitates the use of the weapon system in aircraft with different body designs or when the center of gravity needs to be shifted and vibration is not desired in the camera. With the mathematical modeling obtained, motor selection becomes easier according to the required torque value. In the thesis study, the weight optimization of the barrel in the weapon system was also made. Two methods, notch factor and topological unloading, were used for weight reduction. Equivalent resultant stresses produced in the weapon system due to the application of the two methods are compared. According to the comparison results, it was seen that the test specimens lightened by 6,07% within the optimum resultant tensile strength with the weight reduction process using the topology optimization method. of the system, Thanks to its parametric design, it has been understood that it can be used universally in different types of vehicles. The study suggested that the position time delays caused by the mounting tolerance gaps of the weapon system can be reduced in software. The system has been designed and produced by taking into account the needs-oriented features of artificial intelligence, image processing and other sub-systems that will follow the target autonomously in the future.