ELEKTROMANYETİK FIRLATMA SİSTEMİNİN İNSANSIZ HAVA ARACI ÜZERİNDE UYGULANMASI VE AERODİNAMİK ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Abstract

ÖZET

İnsansız Hava Araçları (İHA'lar), askeri, gözetleme ve ticari amaçlar da dahil olmak üzere çeşitli sektörlerde kullanılmaktadır. Bu tezin amacı, İHA'lar için raylı silah tabanlı bir elektromanyetik fırlatma platformu (EFP) oluşturmak ve uygulanabilir olmasını göstermektir. İHA'ları fırlatmak için bir ray tabancası kullanmak, pist kalkışına göre çeşitli avantajlar sunar. Raylı tüfekler, İHA'ları daha yüksek hızlarda ve daha fazla yük kapasitesiyle fırlatabilir, bu da daha yetenekli İHA'ların çeşitli amaçlar için kullanılmasına yardımcı olur. Bu çalışmaya, elektromanyetik fırlatma sisteminin temel kavramlarının ve bunların İHA fırlatma sistemlerine uygulanması incelenerek başlanmıştır. EFP'nun İHA üzerinde uygulanabilirliğinin ispatlanmasının ardından, İHA'ların aerodinamik performansı üzerindeki etkisini değerlendirmek için teorik hesaplamalar ve Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) analizleri yapılmıştır. En uygun fırlatma konfigürasyonlarını oluşturmak için farklı fırlatma hızlarının ve fırlatma açılarının İHA'nın uçuş dinamiği üzerindeki etkileri araştırılmıştır. İHA`nın fırlatma anından itibaren belirli yüksekliğe ulaşana kadar hızının ve konumunun değişimi, uçuş dinamiği teoremleri kullanılarak elde edilen diferansiyel denklem çözülerek hesaplanmıştır. Teorik ve HAD analiz bulguları, EFP'nin İHA'lar üzerindeki aerodinamik etkileri hakkında fikir vermektedir. Bulgular, fırlatma hızı, kararlılık ve genel uçuş performansında olası iyileştirmeleri gösteriyor. Ayrıca çalışma, İHA platformlarıyla etkin aerodinamik entegrasyon için EFP tasarım parametrelerini geliştirmeye yönelik faydalı tavsiyeler sunmaktadır. Çalışmanın bulguları, İHA teknolojisinin gelişimi için, özellikle fırlatma kabiliyeti ve aerodinamik verimlilik açısından önemli çıkarımlara sahiptir. İHA'larda bir EFP'nin kullanılması, geliştirilmiş yük kapasitesine ve daha uzun görev menzillerine izin verebilir. Bu bulgular, askeri operasyonlar, afet müdahalesi, çevresel izleme ve havadan gözetleme gibi sektörlere yardımcı olacak, İHA`nın sürekli gelişimine katkıda bulunacaktır.

ABSTRACT

Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are used in a variety of industries, including military, surveillance and commercial purposes. The aim of this thesis is to create a rail gun-based electromagnetic launch platform (EFP) for UAVs. Using a rail gun to launch UAVs offers several advantages over runway takeoff. Railguns can launch UAVs at higher speeds and with greater payload, allowing more capable UAVs to be used for a variety of purposes. Research begins with an examination of the basic concepts of electromagnetic propulsion and their application to UAV launch systems. After successful integration of EFP, theoretical calculations and CFD analysis are performed to evaluate its impact on the aerodynamic performance of UAVs. Flight CFD analysis are performed with the computer package program Ansys to evaluate various factors such as lift, drag, stability and control characteristics. In order to create the most suitable launch configurations, the effects of different launch speeds and launch angles on the flight dynamics of the UAV were investigated. Theoretical and CFD findings give an idea about the aerodynamic effects of EFP on UAVs. The findings show possible improvements in launch speed, stability and overall flight performance. In addition, the study provides useful recommendations for improving EFP design parameters for efficient aerodynamic integration with UAV platforms. The findings of the study have important implications for the development of UAV technology, especially in terms of launch capability and aerodynamic efficiency. The use of an EFP in UAVs can allow for faster deployment, improved cargo capacity and longer mission ranges. These findings will contribute to the continued development of UAVs that will assist industries such as military operations, disaster response, environmental monitoring and aerial surveillance.