80
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Design and performance analysis of inductive and capacitive wireless power transfer systems for UAV applications
This thesis presents a systematic comparison between two basic and most prefered near-field wireless power transfer (WPT) technologies (IPT and CPT). The research is focusing on these technologies' integration into UAV platforms. Both systems were modeled under similar design conditions and analyzed using the same simulation parameters, aiming to fairly assess the advantages and limitations of these systems in their integration with UAV platforms. First, planar circular, planar rectangular, and planar square coil types were designed for the IPT systems, and their performance was examined using these design data and the use of ferrite. A series-series compensation topology was chosen for the IPT system. The four-plate coupling structure used in the CPT system was selected and modeled with an LC-LC compensation topology. These systems were simulated using circuits built with common components in the MATLAB/Simulink environment. This approach allowed the comparison to be based not only on theoretical but also on practical design conditions. According to the simulation results, the IPT system offers efficiency up to 88% under ideal alignment. However, it was observed that misalignment caused significant degradation in system performance. In contrast, the CPT system, with its highest efficiency value of 81%, maintained its performance across various alignment distances, demonstrating a more balanced structure. Furthermore, the CPT system offers remarkable advantages in terms of secondary side weight and total system cost. In conclusion, this thesis presents a comprehensive comparison of IPT and CPT technologies for UAV applications. Inferences are drawn as to which system is more suitable for which scenarios, based on key parameters such as performance, weight, cost, and alignment tolerance. The research provides a comprehensive evaluation to guide decision-makers for academic studies and engineering applications.
Effects of goove geometry on the single lap joints
Adhesively bonded single-lap joints are widely used in aerospace and automotive applications due to their lightweight structure and efficient load transfer. However, conventional flat lap-joint configurations often suffer from severe stress concentrations, particularly peel stresses at overlap edges, which reduce joint strength and fatigue life. This study proposes a novel groove-end joint design incorporating shallow machined channels at the adherend edges. These grooves promote localized adhesive fillets and smoother stress transitions. Finite element analyses—including modal, harmonic, and static simulations—were performed to compare the groove-end joint (Part B) with a conventional flat joint (Part A). Results indicate that the groove-end design increases natural frequencies by approximately 21%, reduces peak stresses by 15%, and lowers total deformation by 32%. It also improves dynamic performance by shifting resonant frequencies to higher ranges, while remaining compatible with standard machining techniques. In conclusion, the proposed design enhances structural performance and offers a practical, cost-effective solution for applications requiring durability and manufacturability.
Harita optimizasyon yöntemleri ile İHA/SİHA uçuş planı hazırlanması
Bu çalışmada, uçuş operasyon sürecinin önemli unsurlarından biri olan uçuş planlarının öncelikli aşamalarından rota çıkarma işlemi harita optimizasyon yöntemleri kullanılarak hesaplanmıştır. Bir uçuş öncesinde hazırlanması ulusal ve uluslararası otoritelerce zorunlu kılınmış olan uçuş planlarının nasıl yapıldığı açıklanmıştır. Dünya üzerinde karmaşık yol yapısına sahip hava yolu haritalarından faydalanılarak farklı seviye ve bölgelerdeki bu yollar en uygun metasezgisel harita optimizasyon algoritmaları ile uçuş planının verimli ve etkin bir şekilde nasıl optimize edilebileceği önerilmiştir. Geleneksel tahmin yöntemlerinden daha iyi performans gösterme potansiyeli olan ve bu çalışma için geliştirilen yazılımın tahmin gücü değerlendirilmiştir. Geliştirilen yaklaşımın güvenilir uçuş planı tahminleri üretmek için gerekli olan kıstaslar ele alınarak, Türkiye'de faaliyet gösteren mevcut havayolu firmalarının geçmiş uçuş verilerinden faydalanılmıştır. Sivil havacılıkta uçuş planı alınırken dikkat edilmesi gereken kısıt ve kuralların birçoğunun askeri havacılıkta da kullanıldığı göz önüne alındığında geliştirilen yazılım ile ülkemiz için büyük önem taşıyan ve Türk Hava Kuvvetleri'ndeki filolarımızda her geçen gün sayısını artıran İnsansız Hava Araçlarının uçuş planlaması anlatılmıştır. Bununla birlikte bir uçuş operasyonu esnasında emniyet ve verimlik açısından önemli parametrelerden biri olan meteorolojik şartlardan rüzgar kısıtlaması hava araçlarının limitlerine göre geliştirilen yazılıma entegre edilmiştir. Tüm bu parametre ve kısıtlar hesaba katılarak geliştirilen yazılımın sonuçları değerlendirilmiştir.
Çelik–fiber lamine kompozitlerin balistik performansına bileşenlerin etkisi
Hibrit kompozitler, mukavemet/ağırlık oranı, düşük maliyet ve imalat kolaylığının gerekli olduğu mühendislik uygulamalarında önemli kullanıma sahiptir. Hibrit kompozitler, kompozit malzemelerde gerçekleştirilemeyen çekme modülü, basınç dayanımı ve darbe dayanımı gibi özelliklerin kombinasyonunu sağlar. Son zamanlarda hibrit kompozitler, yüksek verimli, yüksek performanslı yapısal malzemeler olarak kabul görmüş ve kullanımları hızla artmaktadır. Bu çalışmada Jüt, Bazalt, Cam ve Çelik fiber içerikli hibrit kompozitlerin mekanik ve balistik özellikleri incelenmiştir. Deneysel çalışmada, kompozit üretiminde jüt, bazalt, cam ve 304 tipi paslanmaz çelik dokuma kullanılmıştır. Matris malzemesi olarak da sertleştiricisiyle beraber epoxy reçine seçilmiştir. Üretim sürecinde tüm hibrit ve hibrit olmayan kompozitler 8 katman fiber kullanılarak üretilmiştir. Mekanik testler için 4 farklı hibrit olmayan, 3 farklı ikili, 3 farklı üçlü ve 1 adet dörtlü hibrit kompozit üretilmiştir. Kompozit laminatların üretimi için elle yatırma tekniği kullanılmış olup, numunelerin 24 saat süreyle pres altında bekletilmesiyle gerçekleştirilmiştir. Hibrit kompozit üretimi sonrası gerekli standartlara göre çekme, eğme, tokluk ve kesme numuneleri çıkartılmıştır. Ayrıca, balistik testler için 4'lü hibrit kompozite yüksek karbonlu çelik levha ilave edilerek NIJ -0101.06'ya göre (Seviye-II standartında) atış testi yapılmıştır. Yapılan mekanik testler sonucunda hibrit olmayan kompozitler de dayanımın yüksekten düşüğe doğru, bazalt, cam, çelik ve jüt şeklinde olduğu tespit edilmiştir. Hibrit kompozitlerde ise en yüksek dayanımı 4'lü hibrit kompozitin sergilediği görülmüştür. Eğme durumu için hibrit olmayan kompozitler de dayanımın yüksekten düşüğe doğru, cam, bazalt, çelik ve jüt şeklinde olduğu tespit edilmiştir. Hibrit kompozitlerde ise en yüksek eğme dayanımını 4'lü hibrit kompozit vermiştir. Tokluk değerlerine bakıldığında hibrit olmayan kompozitlerde en yüksek tokluk çelik dokuma kompozitlerde ve hibrit kompozitler içinde ise 4'lü kompozitte elde edilmiştir. Kesme testlerinde ise benzer sonuçlar elde edilmiştir. Balistik atış testinde ise 4'lü hibrit kompozite 2 mm 48 HV sertliğe sahip 2 mm sac ilavesi mermi geçirimini durdurmuştur. Sonuç olarak jüte ilave edilen cam, bazalt ve paslanmaz çelik dokumanın mekanik ve balistik özellikleri arttırdığı görülmüştür.
İnsansız Hava Aracı tespiti ve sınıflandırılması için derin öğrenme tabanlı tekniklerin geliştirilmesi
Günümüzde İHA'lara ilgi artması uygulama alanlarının artması ve yanında otonom uçuş kabiliyetleri nedeniyle oldukça artmaktadır. İHA'ların kullanım alanlarının artması aynı zamanda bu aygıtların birtakım güvenlik sorunlarını da beraberinde getirmektedir. Güvenlik konuları da içyapısı itibarı ile çeşitlendirilebilir. Bu alanlara insan, hayvan, doğa gibi canlıların güvenliği, her türlü askeri güvenlik ve çevresel güvenlik gibi sıralanabilmektedir. Genel olarak kamu veya ulusal güvenlik olarak adlandırılabilmektedir. Dolayısı ile İHA kaynaklı tehditlerin erken tespiti için önlem alınabilmesi önem arz etmektedir. Bu çalışma, kamu güvenliği ile ilgili uçuş halinde olan bir İHA'nın tespitine yönelik yöntemleri incelemek ve yeni yöntemler geliştirmek üzere deneyler ile desteklenmektedir. Bu bağlamda çok yönlü olarak akuistik ve görüntü tabanlı iki yöntem incelenmektedir. Görüntü tabanında You Look Only Once (YOLO) modellerinin karşılaştırılması yapılmaktadır. Literatür taramalarında İHA tespitine yönelik You Look Only Once Representation (YOLOR) ile ilgili her hangi bir çalışmanın ve üretilen bir sonuç olmadığı görülmektedir. Test edilen modeller arasında en etkili sonucun YOLOR ile sağlandığı tespiti sunulmaktadır. YOLOR, çalıştırılan veri kümesi üzerinde %95.6 başarı oranı sağlamaktadır. Diğer bir yaklaşım türü olan akuistik tabanına bağlı olarak İHA'ların seslerini ayırt etmek için gereken ses özelliklerini çıkarmak için Mel Frekans Spektrum katsayıları teknikleri uygulanmaktadır. Özellikleri belirlenen sesler 6 sınıf olmak üzere bu kümelerin sınıflandırılması için hafif ağırlıklı bir evrişimsel sinir ağı modeli önerilmektedir. Önerilen yöntem ile İHA'ları tespit etmek ve uçmakta olan bir İHA'yı kuş, uçak, helikopter, arka plan gürültüsü, fırtına gibi seslerden ayırt etmek mümkün olmaktadır. Deneysel sonuçlar, önerilen yöntemin %98.78 oranında başarılı olduğunu ve literatürde önerilen diğer yöntemlere göre daha iyi sonuçlar elde edildiğini göstermektedir.
AA2024 matrisli Al2O3-SiC takviyeli hibrit nanokompozitlerin T/M yöntemi ile üretilmesi ve balistik performansının incelenmesi
Bu tez çalışmasında, üretim yöntemlerinden biri olan Toz Metalurjisi (T/M) yöntemi kullanarak elde edilen 63μm partikül boyuta sahip AA2024 matrisli Al2O3 ve SiC takviyeli hibrit nanokompozitlerin mikroyapıları ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Farklı oranlarda AA2024/Al2O3, AA2024/SiC ve AA2024/Al2O3-SiC toz karışımları hazırlanarak 560 ºC sıcaklıkta 120 dk. Sürede 500 MPa basınçta sıcak presleme yöntemi ile üretilmiştir. Üretilen numuneler mikroyapılarını ve mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla; SEM, EDX ve XRD görüntüleri ile mikrosertlik, yoğunluk, çekme, korozyon ve balistik testleri yapılmıştır. Yapılan test sonuçlarına göre; AA2024/Al2O3, AA2024/SiC ve AA2024/Al2O3-SiC nano kompozit malzemelerin tümünde en iyi çekme testi sonucu % 2 takviyeli kompozit malzemelerde tespit edilmiştir. Çekme mukavemetinin artmasını etkileyen en önemli parametrenin, oluşan Al2Cu ara faz miktarı olduğu tespit edilmiştir. Sertlik değerleri, artan takviye oranı ile artış göstermiştir. Malzemelerin artan takviye oranı ile korozyon hızları artmış, fakat % 2 takviye oranından sonra korozyon hızları sürekli düşüş göstermiştir. En düşük korozyon hızları ise % 5 takviyeli kompozit malzemelerde tespit edilmiştir. Balistik test sonucunda ise en yüksek değeri % 2 takviyeli kompozit malzemeler vermiş olup, daha yüksek takviye oranlarında ise balistik test değerlerinde düşüşler meydana gelmiştir.
Retrografik elastomerik sensör kullanarak mermi kovanından ateşli silah tespiti
Ateşlenmiş mermi kovanları silahların karakteristiklerini ifade eden bir özelliktir. Bu özelliğin ateşli silah tespitinde kullanılması durumunda, kovanlar üzerinde balistik incelemeler laboratuvar ortamlarında yapılmakta ve bu uzun süreçler gerektirebilmektedir. Bu tez çalışmasında laboratuvar ortamından bağımsız mobil bir sistem tasarımı ile ateşlenmiş mermi kovanlarından ivedili bir şekilde silah tespitinin gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Ateşlenmiş mermi kovanının arka yüzeyindeki karakteristik detayları ifade eden pürüzlü alanları, ayrıntılı bir veriye dönüştürmek için bu yüzeyden mikron hassasiyette görüntü alınması gerekmektedir. Gerekli olan bu görüntüleri sadece ışık ve kamera ile elde etmek, metal yüzeydeki parlamalardan dolayı imkânsızdır. Bu sorunun çözümü için biyolojik bir özellik olan dokunma hissinden ilham alınmış ve mermi kovanı yüzeyi yeniden yapılandırılarak mikron seviyesinde görüntülerin elde edilmesini sağlayacak bir görüntüleme aygıtının tasarımı yapılmıştır. Bu çalışmada, aygıt tasarımını meydana getiren camlı elastomer ve mikroskobik kamera vasıtası ile kovan yüzeyinden alınan retrografik görüntünün, geliştirilecek bir yazılım ile hızlı bir şekilde analiz edilerek, ateşlenmiş mermi kovanından silah tespitinin yapılabileceği varsayılmıştır. Elastomerler polimer türevli elastik malzemelerdir ve elastomer üretimi A, B ve C bileşenlerinin belirli oranlarda karıştırılması ile gerçekleştirilmektedir. En iyi dokunma hissini yakalayacak elastomerik dokunun elde edilmesi için bileşenlere ait uygun karışım oranı, kısa zamanda ve çok fazla malzeme tüketmeden elde edilmelidir. Bunun için Taguchi L9 ortogonal matris tasarımı ile deney sayısı minimuma indirgenerek sonuca ulaşılmıştır. Deneylerde yumuşaklık, dayanım, ışık geçirgenliği, gibi kıstaslar göz önünde bulundurularak uygun malzeme belirlenmiştir. Elde edilen retrografik görüntüler veri seti formuna dönüştürülmüş ve bu veri seti görüntülerinin ayırt edici özelliği derin öğrenme yöntemleri içerisinde kullanılarak mermi kovanlarından silah tespiti başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.
Çırpan Kanatlı İnsansız Hava Aracı Tasarımı ve uzaktan kontrolü
Savunma teknolojileri alanında insansız hava araçları keşif, gözetleme ve taarruz gibi alanlarda çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak kullanılan bilindik insansız hava araçlarının verimlilik, hareket kabiliyeti ve gizlenme gibi bazı dezavantajları olduğu için bu tez çalışmasında bilindik insansız hava araçlarından daha verimli ve hareket kabiliyeti olduğu bilinen Çırpan Kanatlı İnsansız Hava Aracı Tasarımı yapılmıştır. Birçok bilimsel yazım araştırmalarından sonra elde edilen veriler neticesinde, Solidworks ortamında birçok kanat profili tasarımı yapılmıştır. Elde edilen profil tasarımları üzerindeki aerodinamik kuvvetleri incelemek için Ansys programının bir algoritması olan Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği algoritması ile analizler yapılmıştır. Uygun görülen profil Solidwork ortamında üç boyutlu hale getirilerek istenilen kanat yapısı elde edilmiştir. Daha sonra hava aracının dengeli uçmasını ve yönelimini sağlayacak olan kuyruk uzvu ve gövde tasarlanarak ikici aşamaya geçilirmiştir. Bu aşamada çırpma hareketini sağlayacak olan dört çubuk mekanizması ele alınmıştır. İstenilen maksimum ve minimum çırpma açılarını verecek şekilde elde edilen kinematik denklemler ile Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) algoritması kullanılarak mekanizmanın uzuv boyutları ve gerekli açı değeri bulunmuştur. Daha sonra, temel kanat hareketleri olan çırpma ve bükme hareketlerinin senkron bir şekilde olması için Matlab-Simulink ortamında Hopf osilatörü ile bir Merkezi Örüntü Üreteci tasarlanmıştır. Bükme hareketleri kanat ucuna bağlı olan servo motorlar ile sağlanmaktadır. Ancak, çırpma hareketini sağlayacak olan motor üç fazlı fırçasız bir doğru akım motorudur. Bu motorun kontrolünü sağlamak amacıyla öncelikle Matlab-Simulink ortamında motorun benzetimi yapılmıştır. Daha sonra bu model ile PSO kullanılarak uygun bir kontrolör tasarımı yapılmıştır. Son olarak elde edilen tasarımlar sonucu kanat hareketlerinin gözlemlenmesi ve uzaktan kontrol sisteminin test edilmesi amacıyla bir prototip yapılmıştır. Prototip sonucu kanat hareketlerinin istenilen şekilde hareket ettiği gözlemlenmiştir. Ayrıca yapılan teorik hesaplamalar sonucu hava aracı faydalı yük olarak 1.315 kg taşıyabilmektedir. 4.52 m yarıçapında 76.88°'lik bir açı ile irtifa kaybetmeden dönüş yapabilmektedir. Bu çalışmadan elde edilen veriler neticesinde robotik bir kuşun ileriye yönelik çalışmalara zemin oluşturması hedeflenmiştir.
Helikopter roket sistemi performansının makine öğrenmesi yöntemi ile iyileştirilmesi
Modern savaş alanlarında, helikopterler gibi kritik rol oynayan çok yönlü platformların hedefi vurabilme kabiliyetleri büyük önem taşımaktadır. Geleneksel balistik hesaplamalar, roketlerin isabet etmesi için gerekli yan ve yükseliş açılarını hesaplar. Ancak, bu hesaplamalar belirli riskler taşımaktadır. Yapay zekânın bir alt dalı olan makine öğrenmesi, helikopterlerden atılan roketlerin isabet edeceği noktaların tahmin edilmesini sağlayarak bu riskleri minimize etmektedir. Bu tez çalışmasında, Cobra taarruz helikopterine ait veri kümesi kullanılarak roketlerin isabet noktalarının tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Veri kümesinin %20'si yörünge benzetimi ve Rastgele Orman Algoritması tahmin sonuçlarıyla karşılaştırmak için test verisi olarak ayrılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda, kullanılan makine öğrenmesi yönteminin roketlerin isabet noktalarını belirlemede karar destek sisteminin etkili bir parçası olarak kullanılabileceği belirlenmiştir. Bu sayede, silah sistemi kullanıcılarının karar alma sürecindeki iş yükünün önemli ölçüde azalacağı, görev güvenliğinin ve isabet olasılığının artacağı değerlendirilmiştir. Beş kez test edilen Rastgele Orman Algoritmasıyla yaklaşık %6 mutlak hata oranı elde edilmiştir. Bu çalışma, modern savaş alanlarında helikopterlerin ateş gücü yeteneklerini, makine öğrenmesi algoritmaları kullanarak önemli ölçüde geliştirme potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir.
Hava araçlarında anten etkileşim problemine karşı yüksek güç dayanımlı ve PIN diode ile ayarlanabilen VHF bant geçiren süzgeç tasarımı
Bu tez çalışmasında, İnsansız Hava Aracı veya benzeri platformlarda kullanılan telsizlerin, röle fonksiyonu icra edilirken antenler arası oluşan etkileşim problemine karşı ayarlanabilir bant geçiren filtre tasarımı gerçekleştirilmiştir. Filtre tasarımı 118-136 MHz olan ATC bandına göre yapılmıştır. Filtrenin hem gönderici hem de alıcı hattını filtreleyebilmesi ve yüksek güç dayanımına sahip olması gerekliliği sebebiyle filtrede kullanılan elemanlar yüksek güç dayanımlı seçilmiştir. Kapasitif değişkenliği sağlayan ayarlanabilir eleman olarak ise bu özellikleri barındıran PIN diyot seçilmiştir. Yapılan tasarım ve simülasyon çalışmalarının ardından filtrenin PCB kartı üretilmiştir. Üretilen kartın S-Parametre ölçümleri ve bant içerisindeki kayma performansı Network Analizör cihazı kullanılarak incelenmiştir. Ek olarak filtrenin güç dayanım karakteristiğini belirlemek amacıyla RF Sinyal Jeneratör ve güç yükseltici kullanılarak 42 dBm güce kadar dayanımı test edilmiştir. Son olarak filtre gerçek ortamda telsize bağlanarak röle fonksiyonu icra edilmiştir.
Türk savunma sanayii gelişimi için hızlandırılmış teknoloji istihbarat yöntemi: TRIZ
Türkiye sanayileşmesini tamamlayamamış, bu nedenle henüz tam olarak üretici ülkeler kategorisinde olmayan, düşük değilse bile orta gelir düzeyinde bir ülkedir. Salt ekonomik açıdan değerlendirildiğinde görülen bu olumsuz duruma karşın Türkiye, bulunduğu coğrafyada güçlü ve caydırıcı konumunu sürdürmek, bunun için de güçlü bir silahlı kuvvetlere ve onu destekleyen güçlü bir savunma sanayiine sahip olmak, dolayısıyla bu alanda harcamalar yapmak zorundadır. Ülkemiz uzun vadede teknoloji edinme stratejilerinden birkaçına başvurarak yoluna devam etmelidir. Ancak Türkiye gibi bölgesel güçten küresel güç olma yolunda ilerleyen, uluslar arası devlet destekli terör örgütlerinin sahada olduğu siyasi ve jeopolitik konumda olan, teknolojiden yoksun bir Türkiye için çok uzun sürecek olan teknoloji edinme faaliyetleri ulusal savunma gücünü kısa vadede zayıflatmaktadır. Uzun vadede ise gelişmiş ekonomilerin her zaman bir adım gerisinden gidilecek ve montaj sanayinin değişik versiyonu olan kopya sanayi riski ortaya çıkacaktır. Tez çalışması kapsamında literatür taraması teknoloji transferi, teknoloji istihbaratı, patent kırma teknikleri kavramları çerçevesinde yapılmıştır. Literatür taraması doğrultusunda elde edilen verilere göre; teknoloji yönetimi ve ulusal teknoloji stratejisi belirleme faaliyetlerinin temelini gelecek çalışmaları oluşturmaktadır. Gelecek çalışmalarında ağırlıklı olarak kullanılan yöntemler teknoloji istihbaratı, teknoloji değerlendirmesi, teknoloji tahmini ve teknoloji öngörüsü olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu kapsamda teknoloji öngörü çalışmaları alternatif formları arasından teknoloji istihbaratı metodu incelenerek Türk savunma sanayisi için hızlandırılmış teknoloji istihbaratı stratejileri araştırılmıştır. Savunma sanayii firmalarının şimdiki ve gelecekteki faaliyetlerini etkileyebilecek teknolojilerin belirlenmesi ve değerlendirilmesi için hızlandırılmış teknoloji istihbarat yöntemi olarak TRIZ yenilikçi buluş tekniğinin uygulanması çalışmamızın temel amacını oluşturmaktadır. Teknoloji istihbaratı faaliyetleri arasında açıklanmış patentler üzerinden bilgi sağlama önem derecesini her geçe gün artırmakta olan bir faaliyet olarak karşımıza çıkmaktadır. İhtiyaç duyulan teknik bilgiler, patentlerin genel erişime açık internet veri tabanlarına ulaşılarak temin edilebilmektedir. Patentler, yenilikçiliği ve kolay erişebilirliği nedeniyle endüstriyel araştırma ve ürün geliştirme için önemli bir bilgi kaynağıdır. Bu bilgi kaynağının yenilikçi/yenileşim tasarımlarda nasıl kullanılabileceğini bilmek çok daha önemlidir. Açık kaynaklardan kolaylıkla erişim sağlanabilecek olan patent veri tabanları bir çok farklı teknoloji istihbaratı metodları arasında öne çıkmaktadır. Tez çalışması kapsamında kullanılan patent kırma metodolojisi ve patentin kapsamını aşma yöntemleri istemlerin yeniden düzenlenmesini ifade eden yasal ve bir teknik sistemin yeni versiyonunu oluşturmayı sağlayan bir mühendislik yöntemidir. Bu çalışmada TRIZ yenilikçi problem çözme teorisi araçları incelenerek patent kapsamını aşma yaklaşımı ile izlenebilecek olası inovasyon yolları irdelenmiştir. Akabinde savunma endüstrisinde gelecekte çok stratejik öneme sahip olacak olan insansız hava araçları üzerinde alınmış patentler incelenmiş ve seçilen bir patentin kapsamını aşma tasarımına yer verilmiştir.
Joints subjected to high loading rates
In joining techniques, various types of joints, such as adhesive-bonded, bolted, hybrid, and pinned joints, are utilized. These joints can be employed mechanically and/or adhesively, depending on their designated applications. Adhesive bonding, a joining technique increasingly employed in recent years across diverse fields including automotive, aerospace, space, and defense industries, offers advantages such as enhancing mechanical performance at joints and improving predictability in damage mechanics. Given the critical importance of this area, our study was conducted to investigate adhesive bonding in comparison to other joint types intended for use in these fields. Our aim is to examine the effects of repeated loadings on the performance of adhesively-bonded single lap joints. Using both experimental and numerical approaches, a projectile with a mass of 1.25 grams and a density of 11.3 grams/cm3 was fired at a specially designed experimental setup at a velocity of 279.97 m/s, and the entire experiment was recorded with a high-speed camera. The single lap joints (SLJs) were manufactured from 6061 aluminum adherend (AA6061) material and were bonded with a thermosetting modified epoxy adhesive film (AF163-2K) produced by 3M Scotch-Weld™. The joints, with a thickness of 4 mm and an overlap length of 15 mm, were subjected to ballistic testing with 2 shots and 3 shots, followed by quasi-static tensile testing. When comparing the joints subjected to 2 shots and 3 shots with the non-impacted and 1 shot impacted ones, it was found that while the joints subjected to 2 shots with a 15 mm overlap length mechanically deteriorated, joints subjected to 3 shots experienced rupture at the end of the experiment. Theoretical information has been confirmed by experimental data. The inputs were analyzed in the ABAQUS program using the Johnson-Cook deformation parameters, and the experimental results were numerically validated within the program. Keywords: Joining techniques, adhesive joints, ballistic test.
Redesigning fixed-wing loitering munition as solar supported by using reverse engineering method
Conventional warfare has been transformed into hybrid warfare or asymmetric threat in recent decades. Due to this reason, the world's armed forces are constantly taking innovative steps to improve their defense technologies. Thanks to this technological development, armed forces all over the world are begun to equip with a variety of UAVs in accordance with their military mission. One of these UAVs, supplanted in army inventories, loitering munitions, also known as kamikaze drones, which create an explosive effect on the target by hitting the in defilade position, are autonomous weapon systems that operate on the "search-find-destroy" principle. In this thesis, first the history of solar-powered manned/unmanned aerial vehicles (UAVs) all over the world, , the development process of UAV technology in Turkey and classification of UAVs and the place of loitering munitions will be explained in details. Then, one of the fixed-wing loitering munitions, ALPAGU which are effectively used in today's battlefields will be taken on board and its working principles, features and specifications will be explained. Subsequently, taking into account the irradiance values of the Şırnak province, it will be calculated whether the flight duration of 15 minutes can be extended by reverse engineering method with the additional solar support components. Whether its cost-efficient or not, this study is the first of its kind to apply a solar support system to a loitering munition in order to extend its flight endurance by harnessing solar energy. Finally, as a result of the calculations made on regarding the solar support components applied to the ALPAGU loitering munition, it will be theoretically proven that the time in the air can be extended by 11.2%, in numerical terms, 1.76 minutes (105.6 seconds). Keywords: Loitering Munitions, Kamikaze Drones, Suicide Drones, Solar Cells, Solar Energy, Solar Supported, UAVs, MPPT, LiHV Batteries
Longitudinal and lateral-directional static and dynamic stability characteristics evaluation on B60 Duke
The test crew has been assigned to assess the B60 Duke suitability for basic transport training role in terms of Longitudinal and Lateral-Directional Static and Dynamic Stability. The evaluation was performed as test techniques of stabilized method, stabilized turn, pull up, pushover, short period, phugoid, WLSS, SHSS, Dutch Roll,spiral mode and bank-to-bank in B60 with tail number C-FYWQ on 22nd July and 12th, 16th, 19th August 2022. It was assessed as SATISFACTORY that longitudinal static stability, longitudinal maneuver stability, longitudinal dynamic stability (except phugoid mode in climb configuration), lateral-directional static stability and lateral directional dynamic stability of the aircraft were positive. It was evaluated that the B60 was suitable for basic transport training flights without any deficiency. All test points were executed without onboard flight test instrumentation. All recorded data was collected by hand notes. Further flight tests should be executed with onboard flight test instrumentation to increase the accuracy of the test results (Highly Desirable-Mission Effectiveness). Further flight tests in different weights, C.G, airspeeds, altitudes and configurations should be performed to completely evaluate the longitudinal and lateral-directional static and dynamic stability of the B60 Duke (Highly Desirable-Mission Effectiveness). Aircraft met with the CS23.157, CS23.173, CS23.175, CS23.177, CS23.181, MIL-F 8785C 3.2.2.2.1, MIL-F-8785C 3.3.1.1, MIL-F-8785C 3.3.1.3, MIL-F-8785C 3.3.6.1, MIL-F-8785C 3.3.6.2 and MIL-F-8785C 3.3.6.3 requirements. Key words: Stability, longitudinal, lateral, directional, pull up, pushover, short period, Phugoid, WLSS, SHSS, Dutch Roll.
Defensive systems against unmanned vehicles
Unmanned Aerial Vehicles are aerial vehicles that can be remotely controlled or act autonomously and that can be fitted with payloads. Today, UAVs are used in many different areas such as reconnaissance, surveillance, scientific research, firefighting, agriculture and forestry, communication, trade, bomb or missile air attacks and border protection-control. The fact that UAVs are preferred over airplanes are cost effective, have a low level of human factor in flight and can be used in areas with chemical, biological, radiological and nuclear contamination. Due to these advantages, it has been observed that the use of UAVs has increased. However, this increase has begun to be seen as a threat to countries; threfore, many countries have sought a defense system against UAVs. For this reason, in my thesis, general information about the UAVs used for military purposes, which is the subject of the study, was given, the methods of neutralizing the UAVs used for offensive purposes and the defense systems used against them were examined. In the conclusion of all the analyses, in addition to Defense Mechanisms against existing UAVs, the use of Kamikaze Drones has been recommended. The reasons for proposing the use of Kamikaze Drones have been elucidated. Their advantages, such as enabling focused and proportional use of force, providing a more precise and customizable approach, and the ability to be deployed more swiftly, contribute to the recommendation for the use of Kamikaze Drones. It is emphasized that both Air Defense Systems and the use of Kamikaze Drones should not be considered in isolation, but rather approached as a conceptual whole. The operational principle of the system has been explained through the formulation of an algorithm. In light of all this information, the utilization of Drones against threatening UAVs is considered to be a significant force multiplier. Looking at the conclusion, it is assessed that the threat posed by evolving UAV systems being used against nations will increase, underscoring the necessity to enhance defense systems against UAVs in this context. Keywords: UAV, unmanned aerial vehicle, drone, classification, uav attacks, detecting, neutralizing, anti-drone system, anti-uav system, counter uav system
Comparison of landing control algorithms for vertical landing rockets in simulation environment
This study aims to comprehensively compare the performance of different landing algorithms developed for vertical landing rockets in a simulation environment. Vertical landing rockets are of great importance in space missions and other aerospace applications. The successful landing of these rockets depends on the efficiency and accuracy of the control algorithms used. The performance of the landing algorithms plays a critical role, especially in the transition from high speeds to low speeds and in the final stages of the landing. The study addresses four main control methods that affect this performance: PID control, DDPG control, and MPC control approaches. Each algorithm was subjected to various test conditions in different landing scenarios and evaluated in terms of key parameters such as accuracy, fuel efficiency, landing speed, and stability. The simulation results have identified the strengths and limitations of each algorithm, providing in-depth analyses of which algorithm performs better under specific conditions. These analyses provide significant insights for the future development of rocket landing algorithms. In particular, it has been determined which algorithm is more efficient under certain environmental conditions and which types of missions it offers ideal performance for. The findings of the study aim to contribute to making rocket technology safer, more efficient, and more cost-effective, serving as a resource for the development of landing systems for future vertical landing rockets.
Mechanical design and analysis of mobile pre-conditioned air (PCA) unit for a tactical unmanned combat aerial vehicle
Unmanned aerial vehicles (UAVs), used by the air forces of many countries today, possess capabilities for reconnaissance, surveillance and precision strikes. Unmanned combat aerial vehicles (UCAVs) provide tactical advantages for air forces in almost every region of the world. However, their sensitive electronic components require appropriate thermal management for critical tasks during ground testing and maintenance activities. In general, Pre-Conditioned Air (PCA) units are responsible for cooling, heating and conditioning the desired environment and delivering conditioned air to relevant spaces such as aircraft, military or medical shelters and command centers. The FE-PCA device is a portable, economical, durable and efficient solution, designed with a special configuration where system components are integrated onto a sturdy steel chassis. This thesis consists of the establishment, design, and analysis of a climate control system utilizing an ideal vapor compression cooling cycle with a mobile PCA unit developed for an UCAV, addressing the identified needs. The designed mobile FE-PCA device aims to effectively provide cooling or if necessary, heating to the aircraft without relying on external sources. Its primary objective is to ensure the optimal ambient temperature for electronic devices within the aircraft. Additionally, when used in conjunction with a ground power unit (GPU) during ground tests and maintenance activities, it eliminates the need for the aircraft engine to run, resulting in fuel savings and ensuring the job safety of technicians. The conducted system design, mechanical design and analysis have resulted in a next-generation mobile PCA unit with a cooling capacity of 21.6 KW. With the designed unit, UCAVs will be able to reliably perform critical attacks, coordination and intelligence reconnaissance missions.
I2C protokol analizörü geliştirilmesi
Çok sayıda sensör içeren sistemlerde sensörlerin merkezi bir mikro denetleyici ile doğru ve güvenilir şekilde haberleşmesi sistemin güvenliği açısından en önemli faktörlerden birisidir. Bu amaçla kullanılan haberleşme protokollerinden birisi I2C kısa adı ile bilinen haberleşme protokolüdür. Bu protokolde haberleşmeyi sağlamak için sadece iki kablo kullanımının yeterli olması, haberleşecek cihazlar için çoklu Master-Master veya çoklu Master-Slave kullanımının kolay şekilde uygulanabilir olması, haberleşme hızının DC-5MHz aralığında olması bu haberleşme protokolünü avantajlı hale getirmektedir. Her haberleşme protokolünü denetleyen bir dış monitörün veya analizörün kullanılması haberleşme ağını daha güvenli hale getirmektedir. Böylece, güvenli iletişim yapısı oluşturulmaktadır. Bu tez çalışmasında I2C protokolünü analiz edecek özgün bir analizör yapılması amaçlanmıştır. I2C protokol analizörü için önce gerçek zamanlı sinyal işleyen bir devre modellenmesi yapılmış, daha sonra, geliştirme kartı üzerinde laboratuvar ortamında çalışması test edilmiştir. Bu çalışmada özgün bir algoritma geliştirilmek istenmiştir. Oluşturulan sistemden alınan veriler kişisel bilgisayar üzerinde analiz edilmiş ve ticari olan analizörler ile elde edilen veriler karşılaştırılmıştır. Sistemden alınan sinyallerin I2C protokolüne uyum oranı, sinyal kalitesi bir arayüz yazılımıyla görselleştirilmiştir.
İnsansız hava araçlarında yenilik tabanlı izinsiz giriş tespiti
Bu çalışma, yenilik tabanlı izinsiz girişler neticesinde oluşacak arızaların veya anormalliklerin tespiti için farklı makine öğrenmesi yöntemlerinin performansını değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Motor, kanatçık, dümen ve asansör arızaları üzerinde odaklanılarak, tek sınıflı-destek vektör makineleri (OC-SVM), tek sınıflı-rastgele orman algoritması (OC-RF), yerel aykırılık faktörü algoritması (LOF) ve otomatik kodlayıcı (Autoencoder) yöntemleri kullanılmış ve sonuçlar doğruluk, hassasiyet, duyarlılık ve F-skor metrikleriyle değerlendirilmiştir. OC-SVM yöntemi motor, kanatçık, dümen ve asansör arızaları için oldukça başarılı bir performans ortaya koymuştur. Bu yöntemde, tüm performans metrikleri 1 değerini alarak arızaları tespit etme konusunda yüksek bir doğruluk ve etkinlik sağlamıştır. Benzer şekilde, OC-RF yöntemi de motor, kanatçık, dümen ve asansör arızalarının tespitinde yüksek bir performans sergilemiştir. Tüm metriklerin 1 değerine sahip olması, bu yöntemin de arıza tespiti için güvenilir bir seçenek olduğunu göstermektedir. LOF yöntemi, diğer yöntemlere kıyasla biraz daha düşük bir performans sergilese de yine de başarılı sonuçlar vermiştir. Motor, kanatçık, dümen ve asansör arızaları için doğruluk, hassasiyet, duyarlılık ve F-skor metrikleri diğer yöntemlere göre biraz daha düşük değerlere sahiptir. Bu değerler 0,998 olarak elde edilmiştir. Otomatik kodlayıcı yöntemi ise tüm arıza türleri için OC-SVM ve OC-RF yöntemleriyle benzer sonuçlar elde etmiştir. Doğruluk, hassasiyet, duyarlılık ve F-skor metrikleri 1 olarak hesaplanmış ve böylece bu yöntemin arıza tespitindeki başarısı ve güvenilirliği kanıtlanmıştır. Sonuç olarak, yapılan bu çalışma motor, kanatçık, dümen ve asansör arızalarının tespiti için farklı makine öğrenimi yöntemlerinin etkisini değerlendirmiştir. OC-SVM, OC-RF ve Autoencoder yöntemleri tam performans sergilerken, LOF yöntemi diğer yöntemlerden biraz daha düşük bir performansa sahip olmuştur. Bu sonuçlar, arıza tespiti için farklı yöntemlerin değerlendirilmesi ve seçiminde rehberlik sağlamaktadır. Gelecekteki çalışmalar, daha geniş veri kümeleri ve yeni özelliklerin eklenmesi gibi faktörlerin etkisini değerlendirebilir ve arıza tespit sistemlerinin daha da geliştirilmesine katkıda bulunabilir. Tez çalışması, arıza tespiti alanında çalışan araştırmacılar ve endüstri uzmanları için faydalı bir kaynak olabilir ve daha ileri çalışmalara ilham verebilir. Anahtar Kelimeler: İnsansız hava araçları, Yenilik tabanlı izinsiz giriş tespiti, Makine öğrenmesi, Tek sınıflı sınıflandırıcı.
Görünür ışık haberleşme sistemlerinde renk kaydırmalı anahtarlama tekniğinin uygulanması
Bu tez çalışmasında görünür ışık haberleşme sistemlerinde karşılaşılan sorunlara yeni yöntem ve tekniklerle çözümler sunulmuştur. Görünür ışık haberleşme sistemlerinde derin öğrenme, yapay sinir ağları vb. teknolojilerin kullanılmasına referans olacak çalışmalar yapılmıştır. Mobil telefonun kamerası alıcı olarak, bilgisayara bağlı LCD monitör ise verici olarak kullanılmıştır. Kod çözme işleminin renk uzayları ile yapılmasının haberleşme performansına etkisi incelenmiştir. Haberleşme sisteminde yazılımlar Python dili ile hazırlanmıştır. Görüntü işleme tekniği ile görünür ışık haberleşmesinde sorun teşkil eden günışığı sorununa alternatif çözüm sunulmuştur. Haberleşmede alıcı-verici mesafesinin veri iletim hızına etkileri incelenmiştir.
Bir insansız hava aracının modellenmesi ve derin pekiştirmeli öğrenme tabanlı otonom kontrolü
İnsansız Hava Araçlarına (İHA) yönelik araştırma ilgisi, çok çeşitli uygulamalar için potansiyel kullanımları nedeniyle hızla artmıştır. İHA'lar uçuş manevrası olarak, top atma ve yakalama, İnsansız Yer Araçlarının (İYA) düzen kontrolü, kritik tarım alanlarında İHA'nın uçan bir sensör görevi görerek örneklemler yapabilmesi ve birçok buna benzer görevleri üslenebilmesi kabiliyeti sayesinde uzak ve riskli ortamlarda tehlikeli ve süreklilik gerektiren görevleri yerine getirebilme yetenekleriyle İHA'lar çok umut vermektedir. Son yıllarda, bilgi teknolojisi ve yapay zekadaki büyük ilerleme, giderek yaygınlaşmakta olan akıllı otonom sistemleri büyük ölçüde etkilemektedir. Bu tür bir gelişime, tam otonom, yarı otonom ve veya uzaktan kontrol edile bilen uçan araçlardan oluşan İnsansız Hava Araçlarını da etkisi altına almıştır. Bu alanda yapılan çalışmaların en temel öncelikli hedefi, İHA'ların herhangi bir insan kontrolü olmadan o anki durum ve şartlara göre kendi yol planlama, manevra yapma ve görev yerine geri dönme gibi kendi kararlarını alabilen bir otonom sistem oluşturmaktır. Otonom bir İnsansız Hava Aracından beklenen temel görev, insan müdahalesi olmaksızın çarpışmalardan kaçınarak ve verimli bir yol boyunca istenen hedeflere yönlenmesi amaçlamaktadır. Bu nedenle bir İHA'nın zorlu ortamlardaki otonom görevlerde bulunması çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, derin pekiştirmeli öğrenme yaklaşımını kullanarak otonom bir İHA yolu planlama algoritması oluşturmak hedeflenmektedir. Bu çalışmanın temel amacı, belirli bir üç boyutlu statik engelleri aşarak belirlenen hedefe ulaşmasını sağlamaktır. Bunun için İHA'nın kendi kendini eğitmesi ve belirlenen hedefe eğitilmiş olan ağ yapısını kullanarak ulaşması beklenmektedir. Bu çalışmada, İHA'nın belirlenen hedefine ulaşması için engellerin sağından veya solundan geçerek kendi yolunu oluşturması gerekmektedir. Bu amaç doğrultusunda bu çalışmada sürekli eylem alanına sahip bir Derin Deterministik Politika Gradyanı (DDPG) tasarlanmıştır. Aynı zamanda İHA'nın kontrolü MAVROS iletişim protokolü aracılığı ile İHA ya aktarılmaktadır. Bu iletişim protokolü bu tez çalışmasına özgü olarak yeniden tasarlanmıştır. İHA ile varış noktası arasındaki mesafeyi en aza indirmek ve çarpışmaları cezalandırmak için bu çalışmaya özgü bir ödül işlevi geliştirilmiştir. Bu sayede İHA'nın çarpışmalardan kaçınarak istenilen hedefe en kısa yoldan ulaşması sağlanmıştır.
Alodin kaplanmış Al-5083 zırh alaşımının mekanik ve düşük hızlı darbe özelliğinin incelenmesi
Askeri alandaki birçok araç ve ekipman zor şartlar altında faaliyet göstermektedir ve bu şartlar altında maksimum verimlilik sağlanmak amacıyla birçok AR-GE çalışması yapılmaktadır. Günümüzde halen geliştirilmekte olan yüzey kaplama işlemleri bunlardan birisidir. Araçların veya ekipmanların tuzlu su, nem, kar, sıcak, soğuk, kum ve arazi şartlarına uygun olması gerekmektedir. Bundan dolayı savunma sanayinde hizmet veren firmaların birçoğu ürünlerinde boya öncesinde veya nihai ürün aşamasında yüzey kaplama işlemleri uygular. Bu alanda genel olarak; alodin kaplama, eloksal kaplama veya çinko-nikel kaplama tercih edilir. Kullanılan malzemenin cinsine göre ve parçanın çalışacağı ortam koşulları göz önünde bulundurularak tasarım tarafından uygun bulunan kaplama prosesi parça üzerine uygulanır. Bu çalışmada, deney parçası olarak altı adet alüminyum 5083 H321 malzeme kullanıldı. Kaplama esnasında tüm proses, sıcaklık ve pH gibi değerler sabit tutuldu ve sadece alodin tankında bekleme süreleri değiştirildi. Sonrasında boyama işlemi yapıldı ve deney parçaları teste alındı. Test esnasında farklı sürelerde alodin tankında bekleyen parçalarda ilk göze çarpan renk tonları olurken bunun yanı sıra elektrik iletkenlikleri, boya yapışma kabiliyetleri, yüzey pürüzlülüğü, malzeme üzerindeki kaplama kalınları, SEM EDS analizi ve işlemleri ve nihai olarak düşük hızlı düşürme testi yapılarak balistik sonuçlara etkisi analiz edildi. Elektrik iletkenlikleri arasında benzer değerler bulunurken boya yapışma kabiliyetinde en iyi sonucu 45sn olan parça verdi. Kaplamadaki bekletilme süresi arttıkça yüzey pürüzlülüğünde de artışlar gözlemlendi. Bekletilme süresinin malzeme kalınlığında herhangi bir değişikliğe sebep olmadığı anlaşılırken M6 ve M10 dişlerde 0sn, 15sn, 45sn, 90sn sürelerde dişlerin gayet iyi çalıştığı fakat 240sn ve 600sn sürelerinde dişlerin çalışmasında negatif yönde bir etki yarattığı gözlemlenmiştir. Kaplama sürelerinin balistik incelemelere etkisinin olduğu görüldü.
Patlama enerji etkisinin görüntü işleme ile analizi
Gün geçtikçe teknoloji yaşantımızın bir parçası olmakta ve hayatın her bir alanında etkisini göstermektedir. Günümüzde teknoloji sağlık, savunma, büyük veri başta olmak üzere çeşitli çalışma alanlarında etkili bir şekilde kullanılmakta ve popüler yöntemlerden birisi olan görüntü işlemeye sıklıkla başvurulmaktadır. Görüntü işleme uygulamalarında farklı görüntü işleme yöntemleri kullanılmakta ve görüntüler birer veri kaynağı haline getirilmektedir. Son yıllarda akıllı uygulamaların sürekli dile getirilmesi ve kullanılması görüntü işlemenin önemini arttırmıştır. Tez çalışmasında da görüntü işleme yöntemlerine başvurularak, günümüzde popüler alanlardan birisi olan savunma teknolojileri üzerine çalışma gerçekleştirilmiş ve patlama görüntüleri analiz edilmiştir. Patlama sonucunda ortaya çıkan patlama dalgalarının tahmin edilmesi, patlama dalgalarının yapısını ve konumunu analiz etmede büyük önem taşımaktadır. Patlama dalgasının olduğu bölgelerde basınç, sıcaklık ve yoğunluk önemli ölçüde artış göstermektedir ve bu etkiler kısa sürede sönümlenmektedir. Bu nedenlerden dolayı büyük çaplı bir patlamanın patlama dalgası çıplak gözle görülememekte ve irdelenememektedir. Bunlara ek olarak, patlama sonucu ortaya çıkan patlama dalgasının, analizi ve çevresine gösterdiği etkiler önemli bir araştırma konusudur. Patlama dalgalarının dalgacık örüntüleri çıplak gözle görülememekte ve ortaya çıkan risklerin yorumlanması ise zaman almaktadır. Bu problemlerden dolayı çalışma kapsamında patlama görüntüleri kullanılmış ve bu görüntüler üzerinde gürültü giderme, kenar çıkarma ve çeşitli filtreler kullanılarak patlayıcıların etkileri tahmin edilmiştir. Bu doğrultuda hem deneysel veriler hem de gerçek patlayıcı görüntüleri kullanılmış ve sonuçları karşılaştırılmıştır. Patlama yükü parametrelerinde, elde edilen hesaplama sonuçları ile görüntü işleme uygulama sonuçları karşılaştırıldığında patlama enerjisinin önemli bir etkisi olan basınç değerlerinin %98 uyuştuğu görülmektedir. Çalışma sonunda elde edilen görüntü işleme başarımları, savunma teknolojileri alanında yapılacak olan yeni çalışmalar için ümit verici olmuştur.
Kimyasal, biyolojik, radyolojik, nükleer (KBRN) ajanlarının erken tespiti için insansız hava aracı (İHA)'na entegre gaz analiz cihazının tasarımı ve deneysel incelenmesi
Bu tez çalışmasında, Kimyasal, Biyolojik, Radyolojik ve Nükleer (KBRN) ajanların erken tespiti amacıyla, döner kanatlı bir insansız hava aracına (İHA) entegre edilen taşınabilir bir gaz analiz sistemi tasarlanmış, geliştirilmiş ve deneysel olarak incelenmiştir. Çalışmada, mevcut sabit algılama sistemlerinin sınırlı kapsama alanı ve esnek olmayan yapısına alternatif olarak, mobil, gerçek zamanlı ve geniş alan taraması yapabilen bir sistem hedeflenmiştir. Geliştirilen sistemde, çok sayıda gaz sensörü bir arada kullanılarak farklı gaz türlerinin eş zamanlı ve hassas şekilde algılanması sağlanmıştır. Deneysel çalışmalarda, içerisinde etanol, aseton, toluen, karbonmonoksit, hidrojen, amonyak gibi çeşitli gaz bileşenleri bulunan 50 farklı numune türü ile testler gerçekleştirilmiştir. Her bir numune için ortalama 200 deney yapılmış ve her deneyde 2000 veri toplanarak toplamda yaklaşık 20 milyon veri elde edilmiştir. Bu yüksek hacimli veri seti, farklı makine öğrenmesi algoritmaları (Random Forest, KNN, SVM) ile işlenmiş ve elde edilen model, yeni numune türlerini %95 doğruluk oranıyla tanımlayabilecek şekilde eğitilmiştir. Ayrıca, her gaz türü için ayrı ayrı doğruluk analizleri yapılmış ve sistem performansı detaylı biçimde değerlendirilmiştir. Geliştirilen gaz analiz sistemi, farklı ortamlardaki gazları yalnızca tespit etmekle kalmayıp, aynı zamanda gazın türünü, yoğunluğunu ve yayılım yönünü de belirleyebilmektedir. Bu yönüyle sistem; yangın, endüstriyel sızıntı, savaş ortamı ve sivil savunma gibi kritik senaryolarda kullanılabilecek, mobil, hızlı ve güvenilir bir çözüm sunmaktadır. Bu tez kapsamında geliştirilen İHA tabanlı gaz analiz sistemi; KBRN tehdidine karşı erken uyarı sağlayabilen, yüksek doğruluk oranına sahip, taşınabilir ve genişletilebilir bir platform olarak gelecekteki savunma ve güvenlik uygulamaları için önemli bir katkı potansiyeli taşımaktadır.
Space specific fuse application and fuse blowing analysis on 100V fully regulated bus
Fuses are among the most basic security measures of systems that house electronic circuit boards. There are three types of industrial, military and space type fuses according to the usage areas of the fuses with different types according to the place of use in the circuit. Fuse circuits are used for power distribution of critical loads that do not require an external ON/OFF function fed directly from the main power bus or remain in continuous transmission. Some factors are taken into consideration in the selection of fuses which used in these circuits. These factors are such as in-rush current characteristic of the load which is connected to circuit, nominal current and voltage values, reduction in current carrying capacity as a result of its life time. There have been cases where the catalog information of the fuses to be used is not sufficient or that this information is required to be verified. Verifying the compatibility of industrial and space type fuses with the system to be used by making detonation tests and comparing them with analysis. For this purpose, a test system has been designed and manufactured. At the same time, this explosion test is a reliable method for comparing the fuses of different companies with the same catalog value. The capacitor bank charge process is controlled by two serial relays on the DC line and discharge process is controlled by a thyristor. When the first relay (control to charge system) is switched on, the capacitor bank is fully charged with autotransformer voltage. After the capacitor bank is charged, the system performs a fuse test by activating thyristor. In addition, the voltage on the capacitor is measured and the recovery time of the main bus after the fuse blows is recorded. A microprocessor control circuit has been designed for all control and measurement processes.
Control and comparison of an electromechanically actuated control surface according to different sensor locations
In missile systems with a control actuation system, in terms of control methods, sensors and their locations have an important effect on control methods. Transmission mechanisms between the sensor measuring locations and control surfaces make control of system difficult due to their non-linear behavior. This nonlinear situation is caused by backlash and deformations between control surfaces and sensor position. In this study, differences between direct feedback and indirect feedback and differences caused by these differences in terms of controller will be examined. In order to study this situation, position sensors are placed on two different mechanism parts for an electromechanical fin actuation system, which is responsible for directing a missile. After this placement, system identification of the fin actuation system has been made with measurement from fin angle. After that, controllers have been designed. The first controller was designed by method of state feedback. In first simulation studies, it is observed that the controller made steady state errors under the disturbing effect. In order to eliminate the steady state error, an integrally effective outer loop has been added to the controller that the error resets. As an alternative to the controller designed with state feedback method, a PID controller with same roots has been designed. Then the controllers are in real time tested. In order to minimize the effects of measurement errors and nonlinearities, backlash and material deformations caused by the nature of the mechanism by using the feedback from two different sensors, it has been observed that the system response is cleared from the error values caused by the backlash and the system can be controlled more accurately. Keywords: Electromechanical, Sensor, Control
A device to measure that the puncture current of insulation that cable exposed to high voltage and high frequency
One of the most important issues in high voltage conductors is the puncture voltage point of the insulation used in the conductor. In the design of a system with high voltage, the puncture voltage of this insulation is of great importance. In this thesis, the design and application of a system that determines the puncture voltage-frequency point of enamel coated coil wires is explained. The system determines the puncture stress point of the plating by applying an AC square signal of 1 - 5000 V / 1 - 5000 Hz to a twisted and open-clad enameled conductor until puncture occurs within the desired range. The mains voltage is adjusted via a Variac so that the applied electrical signal reaches the desired peak voltage. Then, the signal received from the output of variac is passed through a rectifier circuit and connected to the DC bus voltage of the H-Bridge circuit. The AC square signal obtained from the H-Bridge circuit is folded in a high frequency transformer so that the desired signal is obtained in the secondary winding of the transformer. The high voltage signal applied to the conductor increases the current passing through the primer of the transformer when the insulation is short circuit. The signal in the transformer can be controlled with the help of a processor, as it is understood that the puncture occurs with the current value read from the primary. Finally, the system design was simulated in the PSIM program and compared with the experimental results. The experiment results and simulation results are in harmony.
Design of pressure dependent automatic activation device for cargo parachutes
Operating airdrop missions has a significant role in providing supplies to occupying groups for countries. Airdrop can be used to deliver humanitarian aid to places where the utilization of any other transportation means is impossible, and in emergency situations where replenishment needs to be carried out quickly in military. In this thesis, initially, the High Altitude Low Opening (HALO) concept will be addressed elaborately and the calculation of the release point will be described, which is very important for the success of the airdrop, then the role of pressure dependent automatic activation device on high altitude airdrop will be introduced. After that, mechanical design and electronic components of the device will be explained and the working principle of the system will be articulated. The objective of this research thesis is to provide an automatic activation device to utilize in high altitude low opening airdrop missions. The device is tested in a laboratory environment and then it is tested in the field by performing real airdrop. The results of these trials are included in this study. As a result, it has been suggested that a device with an electronic command control unit that is capable to make precise measurements and to transmit commanding signals to actuator quickly, and with a mechanical part which easy to install, does not require disposable parts and can be used repeatedly, can meet the need in this field. Additionally, this system is assumed to have shorter-term training for operators.
Investigation of adhesively-bonded joints for aerospace and automotive industries
This thesis aims to investigate the effect of different bonding lengths under the effect of high-speed collision. Within the scope of the study, the effect of the collision on the single lap joint on the static strength was investigated. To gain a better understanding of the dynamic behavior specific to overlay joints, a series of quasi- static experiments have been performed on lap joints. In this context, carbon and glass fiber adherent joints were subjected to tensile and bending tests to obtain information about the static joint behavior. Then, while starting the ballistic tests, firstly, due to the similar reaction to the impact, vibration studies were carried out on the composite joints and information about the natural frequency of the material and the measurement technique was obtained. In the ballistic experiments, samples of AL6061 aluminum bonding elements with 15mm and 25mm length single lap joints were produced by using AF163-2K film adhesives used in aviation. An air-pressure rifle was positioned on a uniquely designed shooting range, and shots were made with the laser pointer. The bullets leaving the rifle and going to the target were recorded with a fast camera and their approximate speeds were determined. At the same time, models were obtained in the Abaqus FEA program. In the light of the results obtained from numerical analysis and experiments, the change in strength caused by the collision on the overlap length has been interpreted.
Design of helicopter DC power distribution unit
In our modern time, all helicopters have the electrical power to supply the equipment for several systems both flight critical and operational. Helicopter may be used for SAR (Search and Rescue), combat, military tactical, cargo transportation, health (ambulance), farming and commercial, military or VIP transportation. For all usages of modern helicopters have to use electrical power for systems that are used for several missions. The Electrical Power Generation and Distribution System (EPGDS) generate and distribute electrical power to not only the aircraft electrical power utilization equipment but also enable the engine starting. There are two types for electrical power as AC and DC. AC system is mainly used for systems, which has high power consumption (generally supplied from 115VAC, 400 Hz power source) such as ice protection, window-cabin heating, main-tail rotor heating or weapon systems. DC power is used especially on the avionics equipment that are generally supplied by 28VDC and 28VDC power source. This thesis is about the design principles of a helicopter's DC power distribution unit by considering not only the electrical standards but also all the subjects that are necessary to design the power distribution unit (PDU) beginning with requirements till the end of design by using systems engineering principles. There are some assumptions PDU shall be capable of deliver DC electrical power from generators to secondary distribution units (circuit breaker panel, relay panel etc.). Keywords: Helicopter, DC Power, Electrical, Distribution, EPD, PDU
Polimetilmetakrilat filmlerde yüzey ıslanabilirliğinin kontrolü
Polimetilmetakrilat (PMMA), optik geçirgenliği, yeterli mekanik dayanımı, kolay işlenebilirliği ve film oluşturma kabiliyeti gibi özellikleri nedeniyle kritik öneme sahiptir. PMMA'nın yüzey ıslanabilirliğinin kontrol edilebilmesi, yüzey odaklı uygulamaların geliştirilmesi açısından dikkate değerdir. Bu çalışmada, intrinsik viskozitenin ve çözücü/çözücü olmayan sıvı karışımı kompozisyonunun PMMA'nın yüzey ıslanabilirliği üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çözücü/çözücü olmayan sıvı yaklaşımının sınırlı kaldığı durumlarda, silika katkısının ıslanabilirlik üzerindeki etkisi ek olarak incelenmiştir. Bu amaçla, farklı intrinsik viskozitelere sahip PMMA'lar, benzoil peroksit (BPO) başlatıcısı kullanılarak serbest radikalik polimerizasyonla sentezlenmiştir. BPO miktarının beslenen monomere göre kütlece %2,77'den %0,35'e düşürülmesiyle sentezlenen PMMA'ların intrinsik viskozite değerleri 9,13 mL/g'dan 24,83 mL/g'a doğru kademeli olarak artmıştır. Elde edilen PMMA'lar toluen ortamında hazırlanan ve farklı miktarlarda metanol ilavesi yapılan kaplama çözeltilerinden daldırmayla kaplama yöntemiyle cam lameller üzerine film olarak kaplanmıştır ve bu filmlerin ıslanabilirliği temas açısı ölçümleriyle değerlendirilmiştir. İntrinsik viskozite değerine ve PMMA/toluen çözeltisine ilave edilen metanol miktarına bağlı olarak elde edilen filmlerin su temas açısı değerleri 77° ile 46° arasında değişirken, serbest yüzey enerjileri geometrik ortalama yaklaşımına göre 57,41 mJ/m2 ile 45,68 mJ/m2 arasında, asit-baz yaklaşımına göre ise 47,05 mJ/m2 ile 39,53 mJ/m2 arasında değişmiştir. Toluen/metanol karışımlarıyla hazırlanan PMMA filmleri hidrofilik davranış gösterirken, toluen ortamında damla döküm yöntemiyle hazırlanan silika katkılı filmlerde su temas açısının 128°'ye kadar yükseltilebildiği ve hidrofobik davranışın gözlenebildiği görülmüştür. Bilim Kodu : 91218 Anahtar Kelimeler : Polimetilmetakrilat, temas açısı, serbest yüzey enerji, ıslanabilirlik Sayfa Adedi : 54 Danışman : Doç. Dr. Salih ÖZBAY 2. Danışman : Dr. Yılmaz MERT
Akıllı kontakt lensler: Sağlık ve savunma sanayiinde çift kullanım (dual-use) senaryoları üzerine bir literatür incelemesi
Bu tez çalışması, kontakt lens teknolojilerinin güncel gelişim sürecini, çok yönlü uygulama alanlarını ve özellikle sağlık sektörü ile savunma sanayii açısından taşıdığı stratejik önemi kapsamlı bir literatür taramasıyla analiz etmeyi amaçlamaktadır. Geleneksel optik düzeltme işlevlerinin ötesine geçerek akıllı sistemlere dönüşen kontakt lensler, biyosensör entegrasyonu, kablosuz iletişim, enerji yönetimi ve esnek elektronik yapıların birleştiği ileri düzey giyilebilir platformlar olarak değerlendirilmektedir. Çalışma kapsamında, sağlık alanında diyabetli hastalar için sürekli fizyolojik izleme, glikoz seviyesi ölçümü ve ilaç salınımı gibi kritik uygulamalar; savunma sanayii açısından ise artırılmış gerçeklik, gece görüş ve taktiksel karar destek sistemleri gibi yenilikçi kullanım senaryoları incelenmiştir. Ayrıca, bu teknolojilerin ilerlemesini mümkün kılan malzeme bilimi, mikro-nano sistemler, optoelektronik ve enerji verimliliği temelli alt disiplinler bütüncül bir yaklaşımla ele alınmıştır. Literatürdeki güncel prototipler ve araştırma eğilimleri üzerinden, kontakt lenslerin gelecekteki gelişim yönüne ilişkin öngörüler sunulmuş ve potansiyel uygulama önerileri geliştirilmiştir. Sonuç olarak, bu çalışma, hızla büyüyen giyilebilir teknoloji ekosisteminde kontakt lenslerin yenilikçi ve çift kullanımlı (dual-use) potansiyelini vurgulayarak, disiplinler arası araştırmalara ve ileri teknoloji geliştirme süreçlerine bilimsel katkı sağlamayı hedeflemektedir.
Gelişen askeri mikroşebeke topolojilerinin incelenmesi
Günümüzün enerji güvenliği, sürdürülebilirlik ve esneklik , askeri operasyonların gücü için çok önemlidir. Ordu üsleri ve operasyon bölgeleri, enerji seçeneklerinin herhangi bir kesinti durumunda bağımsız ve kesintisiz çalışması sınırlı zorlu koşullarla karşı karşıyadır. Bu nedenle, askeri imkanlar için mikro şebekeler oluşturmak bir çözüm olarak ortaya çıktı. Bu tez, güçlü askeri mikro şebeke topolojilerini inceleyerek avantajlarını, dezavantajlarını ve uygulama alanlarını incelemeyi sağlıyor. Askeri mikroşebekelerin ek enerji listesi, enerji depolama teknolojileri ve akıllı kontrol sistemleri ile nasıl optimize edilebileceği ele alınmıştır. Gelişmiş topolojiler, yıldız (yıldız), ağ (mesh), halka (ring) ve çoklu mikroşebeke (multi-microgrid) gibi topolojilerden oluşmaktadır. Topolojiler, enerji güvenliği, hata toleransı ve aralıkları açısından karşılaştırılmıştır.Ayrıca siber güvenlik tehditleri, maliyet sorunları ve teknolojik kısıtlamalar gibi askeri mikroşebekelerin karşılaştığı temel sorunlar da ele alınmıştır. Mikroşebekelerin çeşitli türleri ve savaş alanları için özelleştirilebileceği ve değiştirilebilen askeri teknolojilerle entegre edilebileceği vurgulanmıştır. Sonuç olarak, bu tez, mikroşebeke topolojilerinin askeri operasyonları üzerindeki olası durumları inceleyerek enerji güvenliği ve sürdürülebilirlik için yeni çözümler sunmaktadır. Mikroşebekelerin mevcut, güvenilir ve çevre dostu yapısı, çağdaş askeri stratejilerde hayati önem taşıyacak. Tezin sonucunda, mikro şebekelerin tasarımı ve bilgileri ile ilgili akademik ve uygulamalı katılım sağlanması beklenmektedir.
Robotikte üretken yapay zeka: Akıl yürütme yapan Büyük Dil Modellerinin kullanımı
Büyük Dil Modelleri (Large Language Models, LLM'ler), özellikle Görme-Büyük Dil Modelleri (Vision-Language Models, VLM'ler) tanıtıldığından bu yana, robotik alanında – özellikle algı ve kavrama konularında– heyecan verici yeni olanakların önünü açmıştır. Bu çalışmada, VLM'lerin açık nesne ve görüntü kümelerini anlama ve tanımlama yeteneklerinin yanı sıra yapılandırılmış çıktı üretme kapasitelerinin robotik sistemlerin yeteneklerini nasıl geliştirebileceği araştırılmaktadır. Bu kapsamda, bir VLM'in robot kol kontrol sistemi içerisine entegrasyonu gerçekleştirilmiş ve yalnızca insan-robot etkileşimini geliştirmekle kalmayıp, aynı zamanda robotların çevresel verileri yorumlama yeteneklerini artıracak bir yapı ortaya konmuştur. Çalışmanın temel amacı, robotlara karmaşık senaryolarda görsel ipuçlarını algılama, nesneleri daha isabetli bir şekilde tespit etme ve izleme, buna uygun eylemleri belirleme yetisi kazandırmaktır. Önerilen sistemde, VLM görsel girdileri analiz ederek anlamsal bir düzlemde eylem planı oluşturmakta ve bu plan, robot koluna belirli hareketler için komut vermek amacıyla tanımlı araç işlevleri kullanılarak düşük seviyeli komutlara dönüştürülmektedir. Sistemin performansını değerlendirmek amacıyla bir dizi nesne sıralama deneyi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca sistemin çoklu ajan iş akışına uyarlanabilirliği de araştırılmış ve bu kapsamda, takip performansında yaklaşık beş katlık bir artış elde edilmiştir. Elde edilen bulgular, sağlam ve akıllı robotik kontrol sistemleri geliştirmek adına LLM yeteneklerinin kural tabanlı sistemlerle entegrasyonunun yüksek potansiyele sahip olduğunu göstermektedir. Bu çalışma, robotik manipülasyon alanında VLM tabanlı yaklaşımlara katkı sunmakta ve daha akıllı, çevik ve uyarlanabilir robot sistemlerinin geliştirilmesi yönünde önemli bir adım teşkil etmektedir.
Savaş gemilerinde kullanılan tozaltı kaynak yönteminin parametrik incelenmesi
Bu çalışmada, DH36 kalite yapısal çeliğin düşük sıcaklıklarda tozaltı kaynak yöntemiyle birleştirilmesi sonrasında kaynak dikişlerinin mekanik ve yapısal bütünlüğü hem tahribatlı hem tahribatsız muayene yöntemleriyle değerlendirilmiştir. Farklı parametrelerle hazırlanan 15 adet numune üzerinde çekme deneyi, eğme testi, radyografik muayene, gözle muayene ve penetrant testleri uygulanmıştır. Düşük sıcaklıkların olumsuz etkilerini azaltmak amacıyla kaynak öncesi 100–200 °C aralığında ön tavlama yapılmış, böylece soğuma hızının dengelenmesi ve çatlak riskinin azaltılması hedeflenmiştir. Çekme testleri sonucunda ortalama akma dayanımı 504,6 MPa, kopma dayanımı 517,0 MPa ve uzama oranı %8,88 olarak elde edilmiştir. Standart sapma değerlerinin düşük olması, mekanik özelliklerin numuneler arasında homojen olduğunu göstermektedir. Ancak SBTÜ 1 numunesinin çekme dayanımı 497 MPa ile minimum değerin altında kalarak olumsuz değerlendirilmiştir. Bu durum, uygun olmayan kaynak parametrelerine bağlanmıştır. Radyografik muayenede SBTÜ 12 ve SBTÜ 14 numunelerinde sıralı gözenek hataları tespit edilmiş olup, tel kirliliği, yüksek nem içeriği veya aşırı kaynak hızının bu kusurların kaynağı olduğu değerlendirilmiştir. Eğme testlerinde herhangi bir çatlak veya kopma gözlenmemiştir. Gözle muayenede SBTÜ 6 ve SBTÜ 8 numunelerinde metalsel banyo delinmesi belirlenmiş, kök paso veya bakır altlık kullanımının uygun olacağı ifade edilmiştir. Sonuç olarak SBTÜ 15, 4, 7, 10, 5, 6, 3 ve 16 numunelerinde kullanılan parametreler başarılı bulunmuştur. Çalışma, uygun kaynak parametreleri seçildiğinde DH36 çeliğinin düşük sıcaklıklarda güvenle birleştirilebileceğini ve ağır imalat sanayinde yüksek performans sağlayabileceğini göstermektedir.
Seçici lazer ergitme yöntemiyle üretilen CoCrMo numunelerde farklı üretim parametreleri ve toz boyutunun yoğunluk ile yüzey pürüzlülüğü üzerine etkisi
Eklemeli imalat teknolojisi, günümüz teknolojileri arasında ön plana çıkan; sunduğu fayda, maliyet, gerçekleştirilebilirlik ve hurda atık konularında optimum fayda sağlayan bir üretim metodu olmaya başlamıştır. Mühendislik alanındaki malzeme, yazılım ve lazer teknolojilerindeki gelişmelere bağlı olarak havacılık, otomotive, enerji ve sağlık alanında istenen çok karmaşık ve farklı mukavemet, sertlik, yoğunluk gibi özellikler istenen malzemelerde tek bir üretim metodu ile eklemeli imalatlarda ulaşmak mümkündür. Seçici lazer ergitme yöntemi, istenen fonksiyonlara sahip malzeme üretme konusunda önde gelen eklemeli imalat yöntemlerinden biridir. İstenen malzeme özelliklerini yüksek oranda karşılayabilmektedir. Bu üretim yönteminde üretim parametreleri, nihai ürün üzerinde büyük öneme sahiptir. Dolayısıyla, üretim metodlarında istenilen ürünü elde etmek için optimum parametreler kullanılması gerekmektedir. Bu tez çalışmasında seçici lazer ergitme yöntemiyle farklı tarama stratejileri ve parametrelerde üretilen numuneler üzerinde yüzey pürüzlülüğü, yoğunluk ve diğer özellikler bakımından araştırma yapılmıştır. İki farklı toz boyut aralığında (0-53 µm ve 20-53 µm) sabit katman kalınlığında lazer gücü, tarama hızı, tarama mesafesi ve lazer dengeleme parametreleri 23 farklı kombinasyonda değiştirilerek küçük kübik numuneler (12x12x12 mm³) üretilmiştir. Bu numunelerin yoğunlukları Arşimet prensibi ve optik mikroskop görüntülemesi yardımıyla ölçülmüş ve yoğunluk cevabı üzerinden sıralama yapılarak 5 numune seçilmiş ve sonraki testler gerçekleştirilmiştir. Üretilen parçalar üzerinde yüzey pürüzlülüğü değeri esas alınarak mekanik testler gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak iki farklı toz boyut aralığı için yüzey pürüzlülük ve yoğunluk değeri açısından kullanılacak optimum parametreler elde edilmiştir.
Savunma sanayi uygulamalarında termal kamuflaj gerçekleştirmek için metamalzeme anten tasarımı
Kamuflaj teknoloji olarak, renk kontrolü, kızılötesi imza modülasyonu ve soğurum (yansıma bastırma) yoluyla görünür, orta kızılötesi ve radar spektrumlarında düşük görülebilirlik elde etmeyi içerir. Bu doğrultuda kullanılan doğal (geleneksel) malzemelerin optiksel verimlerinde sınırlamaları vardır. Optiksel uygulama çalışmaları için gerektiği kadar verimli değildirler veya kullanılamayacak kadar hacimlidirler. Geleneksel malzemeleri de yapısında bulunduran ancak çeşitli geometrik tasarımlarda olan metamalzemeler ise geleneksel malzemelere göre çok daha verimli performans sergileyebilen yapıların ortaya çıkmasını sağlamıştır. Mükemmel ışık soğurucuları ışığı yapılarında hapsedebilmek için yarı iletken, metal veya farklı soğurma özelliği olan bir katmana ihtiyaç duyarlar. Çalışmamızda düzlemsel metal-yalıtkan (Ag-Si) metayüzey üzerine halka metal-yalıtkan (Ag-ITO) şeklinde sıralanmış katmanlardan oluşan yeni bir Metal-Yalıtkan-Metal-Yalıtkan (MYMY) metamalzeme tasarımı yapılmıştır. Önerilen metamalzeme tasarımı, kızılötesi dalga boyu aralığı 800 ile 12000 nm olan spektral bölge için incelenmiştir. Spektral özellikler sonlu farklar zaman alanı (FDTD) yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. Bu tasarım ile, kısa dalga kızılötesi (SWIR) ve ışınımsal soğutmayla uyumlu termal kamuflaj uygulamaları için geçirgen olmayan kızılötesi aralığında (NTIR) atmosferik pencerelerde düşük emisyon korunmuştur. Bununla birlikte MYMY yapısı ile soğurum tepe noktaları atmosferik soğurum pencereleriyle (SWIR'da ve NTIR'da) mükemmel bir şekilde eşleşen iki adet geniş bant ile mükemmel soğurumlar elde edilmiştir. Üstelik önerilen yapı, düzlem içi simetrik bir tasarıma sahip olduğundan polarizasyona duyarsızdır. Numerik simülasyon teknikleri kullanılarak yapının optik performansı optimize edilmiştir. Nanoyapı ile havanın empedans değerleri karşılaştırılmış ve mükemmel uyum sağladığı, ayrıca ortalama soğurum değerlerinin MWIR ve LWIR bölgelerinde arzu edilen değere çok yakın olduğu gösterilmiştir. Tasarımı gerçekleştirilen yapı, çeşitli uygulamalarda termal emisyonları yönetmek için ayarlanabilir ve yüksek verimli bir çözüm sunmakta olup, gizlilik teknolojisi alanında önemli bir yenilik olarak yer almaktadır.
Kanat tipi paraşüt sistemi için özerk komuta kontrol sistemi tasarım ve uygulaması
Hava aracından paraşüt ile malzeme ikmali, günümüzde askeri operasyonlarda, insani yardım faaliyetlerinde ve uzay aracı, roket gibi hava araçları iniş operasyonlarında kullanılmaktadır. Yönlendirme yeteneği olmayan paraşütler ile yapılan havadan ikmalin karar vericiler tarafından tercih edilmesini engelleyen en büyük etkenler, havadan ikmal yapacak aracın düşmanın hava savunma silahlarına karşı savunmasız oluşu ve paraşütle atılan ikmal maddesinin rüzgardan dolayı istenmeyen yerlere düşmesidir. Bu çalışmada, söz konusu sorunu çözmek için yönlendirilebilen paraşütlerin özerk yönlenebilmesini sağlayan bir sistem ortaya konmuştur. Ortaya konulan özgün yönlendirme sistemi tasarımının yanında paraşütün hedefe ulaşması ve yere yumuşak iniş yapması için alternatif güzergah algoritmaları sunulmuştur. Yapılan çalışmada yaklaşma, alçalma, iniş ve acil durum fazları olmak üzere çok fazlı bir güzergah algoritması tasarlanmıştır. Yaklaşma fazı ise düz ve zikzak olarak hedefe olan mesafeye göre sistem tarafından özerk olarak seçilen iki farklı yol olarak ortaya konulmuştur. İhtiyaç duyulan sensörler, işlemci ve motor sürücüleri bulunduran elektronik komuta kontrol kartı tasarlanmış ve üretilmiştir. Sistemin test edilmesi amacıyla bir Web ara yüzü ve yer test ünitesi yapılmıştır. Güzergahın kontrol edilmesi için Oransal, İntegral, Türevsel (Proportional, Integral, Derivative, PID) denetleyici tercih edilmiş, PID denetleyici parametreleri Parçacık Sürü Optimizasyonu (Particle Swarm Optimization, PSO) algoritmasıyla bulunmuştur. Ayrıca sensör filtrelenmesi için kalman filtresi kullanılmıştır. En son olarak ortaya konulan sistem ile iki gerçek atma denemesi yapılmış, gerçek atma denemeleri sonucunda sistemin istenilen hedef koordinatlara yakın mesafelere ulaştığı görülmüştür. Sonuç olarak yerli imkânlar kullanılarak kanat tipi paraşüt sistemlerinin özerk kullanımı için ortaya konulan sistemin kullanılabilir olduğu değerlendirilmiştir.
Eklemeli imalatla üretilen kanadın manyetik etki ile titreşim karakteristiğinin incelenmesi
Bu çalışmada, eklemeli imalat teknolojisi ile üretilen kiriş ve airfoil geometrilerinin mekanik titreşim davranışları ve bu davranışların manyetik etki altında nasıl değiştiği detaylı bir şekilde incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı, havacılık ve mühendislik uygulamalarında yaygın olarak kullanılan bu yapıların doğal frekanslarını ve titreşim modlarını belirleyerek, hem eklemeli imalatın bu alandaki potansiyel etkilerini hem de manyetik etki yoluyla titreşim özelliklerinin ne ölçüde kontrol edilebileceğini değerlendirmektir. Bu kapsamda, kiriş ve airfoil geometrileri üzerinde teorik, sayısal ve deneysel analizler yürütülmüştür. Geometriler için Euler-Bernoulli kiriş teorisi kullanılarak analitik modeller geliştirilmiş ve doğal frekans hesaplamaları yapılmıştır. Sayısal analizler, sonlu elemanlar yöntemi (FEM) tabanlı ANSYS yazılımında gerçekleştirilmiş, deneysel çalışmalar ise VIBXPERT II titreşim analiz cihazı ve darbe çekici kullanılarak yürütülmüştür. Ayrıca, airfoil numunesinde manyetik alan uygulanmasıyla elde edilen titreşim davranışı ayrıntılı olarak irdelenmiştir. Elde edilen teorik, sayısal ve deneysel titreşim sonuçları arasında yüksek düzeyde bir uyum olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuç, eklemeli imalatla üretilen yapıların dinamik davranışlarının hem teorik hem de sayısal yöntemlerle güvenilir bir şekilde modellenebileceğini göstermektedir. Aynı zamanda manyetik etki altında yapılan deneyler, elektromanyetik kuvvetlerin yapıların titreşim performansını nasıl değiştirdiğini ortaya koyarak titreşim kontrolü ve tasarım optimizasyonu için yeni araştırma alanları sunmaktadır. Bu sayede, eklemeli imalat ve manyetik etkileşimin mekanik performans üzerindeki etkileri daha iyi anlaşılmakta ve bu alana özgün bir katkı sunulmaktadır.
Dosya başlık bilgilerine dayalı güvenli klasör sınıflandırması
Teknolojinin gelişmesiyle birlikte hayatımızda daha fazla yer tutan siber dünya birçok güvenlik problemini de beraberinde getirmiştir. Bu problemlerin en başında zararlı yazılım kaynaklı bilgi kaçırma, zarar verme ve istihbarat toplama amaçlı faaliyetler bulunmaktadır. Zararlı yazılımlarla ilgili olarak yapılacak en önemli çalışma kötü amaçlı dosya ve klasörlerin tespit edilmesidir. Kötü amaçlı dosya ve klasörler çeşitli türlerde olabileceğinden bu dosyaların tespitine dayalı bir model geliştirmek oldukça zor ve maliyetli olacaktır. Bu zorluğu ortadan kaldırmanın bir yolu güvenli olduğu bilinen klasörlerin belirlenmesi ve onun dışında kalanların kötü amaçlı dosya ve klasörler olarak tespit edilmesidir. Bu çalışmada, önerdiğimiz yaklaşım doğrultusunda sınıfı bilinen dosyaların sınıfının normal olup olmadığı analiz edilmiş, böylece algoritmanın zararlı yazılım tespitindeki etkinliği incelenmiştir. Yöntem olarak dosya isimlerinin metinsel analizi yapılarak normal veya zararlı sınıfları tespit edilmiştir. Önerdiğimiz yöntemde zararlı yazılım tespiti denetimli öğrenme kategorisinde ele alınmış ve centroid tabanlı sınıflayıcı algoritması kullanılmıştır. Sınıflandırma işlemi için kosinüs, Manhattan ve öklidyen olmak üzere 3 farklı uzaklık/benzerlik yöntemi kullanılmıştır. Her biri 43 adet özellikle sunulan dosya adı bilgilerine dayalı yaptığımız çalışmalarda, en yüksek sınıflandırma doğruluğu %85 ile kosinüs benzerliği yönteminden elde edilmiştir. Ayrıca veri seti lojistik regresyon, K-nn, Naive Bayes, destek vektör makinesi, karar ağaçları ve rastgele orman gibi sık kullanılan makine öğrenimi algoritmalarıyla test edilerek sonuçlar karşılaştırmalı olarak verilmiştir.
Investigation of multi-fidelity data fusion techniques to obtain an aerodynamic database for a generic fighter aircraft
Aerodynamic data sets are an important source for determining the flight performance, stability and control, and flight dynamics of an aircraft. Aerodynamic data sets contain aerodynamic coefficients corresponding to different flight conditions. These aerodynamic coefficients can be obtained from different sources with different fidelity values. The most accurate values are obtained from flight tests, followed by large and small scale wind tests, computational fluid dynamics simulations and numerical solvers to obtain aerodynamic data of different fidelity. High-fidelity data provides accurate results for the interpretation of aircraft parameters, but obtaining high-fidelity data is labor costly and time consuming. With the availability of multi-fidelity data fusion methods, it is possible to use high and low fidelity data. This reduces the need for only high fidelity data and is more efficient, labor and time saving. The data obtained with the data fusion method is ensured to be high fidelity data. In this study, different data fusion methods were used using low and high fidelity data obtained from the generic fighter jet. These methods are co-Kriging, multi-fidelity Gaussian Process Regression and multi-fidelity neural networks. Two different data sources were used to obtain the data. Two different data sources were used to obtain the data. Low fidelity data were obtained using Vortex-Lattice method in OpenVSP program and high fidelity data were obtained using k-ω SST solver in ANSYS Fluent program. Lift, drag and pitch moment coefficients were obtained from both sources in the range of -15 to +15 degrees angle of attack. Test-cases were created using different amounts of data from both data sources and the performances of all three methods were analyzed. It is stated that the predictions of all three methods match with the high fidelity data as the number of high fidelity data increases In the co-Kriging method, it was observed that the prediction performance changed when the locations of the data points were changed, so the co-Kriging method was more sensitive than the other methods. It was determined that the MF-GPR method gives the best prediction results among the other methods, and while the MF-NN model has good prediction ability on flat and near flat slopes, but it needs more high fidelity data points in the data line with high curvature slope.
Hiper parametre ayarlarının saldırı tespit sistemlerin performansı üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Teknolojinin gelişmesi ile birlikte teknolojik cihazlar, ağ ve internet hayatımızın vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir. Bu gelişmeyle birlikte cihaz ve bilgilerin güvenliğini sağlamakta önemli bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu sorun kişileri etkilediği gibi kurum, kuruluş, şirket ve devletleri de tehdit etmektedir. Bu tez çalışmasında siber saldırı tespit sistemleri detaylıca araştırılarak yapay zekâ teknikleri ile oluşturulan saldırı tespit sistemleri ele alınmıştır. Çalışmanın amacı siber saldırılara karşı güçlü bir saldırı tespit sistemi oluşturmak ve saldırı tespit sistemlerinin performansını doğrudan etkileyen hiper parametre optimizasyonunun saldırı tespit sistemleri üzerindeki etkisini ortaya koymaktır. Çalışmada CICIDS-2017 ve HIKARI-2021 veri setleri kullanılmıştır. Makine öğrenme yöntemleri MultiTrain modülü ile toplu eğitimden geçirilerek en yüksek puanlı Rasgele orman, LightGBM, XGBoost, Histogram Gradient Boosting algoritmaları ve derin öğrenme tekniklerinden ileri beslemeli sinir ağları, tekrarlayan sinir ağları, evrişimli sinir ağları ile ikili ve çoklu sınıflandırma modelleri oluşturulmuştur. Seçilen algoritmalara Ağaç Yapılı Parzen Tahmincisi ve Baskın Olmayan Sıralama Genetik Algoritması ile hiper parametre optimizasyonu yapılmıştır. Sonuçlar saldırı olduğu halde saldırı değil olarak etiketlenen yanlış negatif metriği üzerinden değerlendirilmiştir. Hiper parametre optimizasyonu ile saldırı tespit sistemlerinde yanlış negatif değerinde kayda değer iyileştirmeler elde edilmiştir. İkili sınıflandırmada LightGBM algoritması ile %99,97, çoklu sınıflandırmada %99,57 tespit başarısı elde edilmiştir. Hiper parametre optimizasyonu ile yanlış negatif değerinde LightGBM algoritmasında "Portscan" sınıfında %94,2 iyileştirme elde edilmiştir. Bu tez, saldırı tespit sistemi için hiper parametre optimizasyonunun etkilerini vurgulamakta ve başarılı modellerin oluşturulmasını göstermektedir.
Jet motor türbin kanatları soğutma metotlarının hesaplamalı akışkanlar dinamiği yardımıyla incelenmesi
Gaz türbinlerinin verimi ve üretilen güç, türbin kanatlarının ısıl dayanımıyla doğrudan ilişkilidir. Isıl dayanım arttıkça, türbin giriş sıcaklığının da artırılması mümkün hale gelir, bu da daha yüksek verim ve güç üretimi sağlar. Son yıllarda türbin çalışma sıcaklıkları yaklaşık 2000 K değerlerine ulaşmıştır. Türbin çalışma sıcaklıklarının artırılmasıyla daha güçlü ve verimli jet motorlarının elde edilmesi mümkün olmuştur. Ancak, türbin kanatlarının üretildiği malzemenin ısıl dayanımı, sıcaklık artışını kısıtlayan önemli bir faktördür. Sunulan tez çalışmasında, türbin kanatlarında uygulanan soğutma yöntemleri incelenmiş ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri gerçekleştirilmiştir. Film soğutma performansını en çok etkileyen altı parametre olarak delik çapı, delik şekli, üfleme açısı, soğutucu hızı, soğutucu sıcaklığı ve türbülans yoğunluğu seçilmiştir. Bu parametreler farklı değerlerde analiz edilerek türbin kanadı sıcaklık değişimi ve film soğutma etkinlik değeri sonuçları değerlendirilmiştir. NASA tarafından yapılmış deneysel çalışmalardaki veriler referans alınarak C3X türbin kanadı üzerinde yapılan hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri, ANSYS FLUENT 2023 R2 yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçları, NASA'nın '44344' numaralı deneysel çalışması ile kıyaslanarak doğrulanmıştır. Sunulan çalışmada, k-ω SST türbülans modeli kullanılmıştır. Analizler neticesinde incelenen parametrelerden, Üçgen delik şekli, -45° üfleme açısı, 2mm delik çapı, 500K soğutucu sıcaklığı, 0,01595 kg/s soğutucu hızı, %0,5 türbülans yoğunluğunun kullanıldığı kanat tasarımları en yüksek film soğutma etkinlik değerini sağlamıştır.
Döngüde donanımsal benzetim yapısı kullanılarak hafif uçak iniş takımının yarı aktif kontrolü
Bu tezde, manyetoreolojik (MR) sönümleyicili uçak süspansiyon sisteminin titreşimlerini azaltmaya yönelik yarı-aktif Uyarlanabilir Geri Adımlamalı kontrol (UGA) ve aktif Lineer Kuadratik Regülatör (LQR) kontrol tasarımı gerçekleştirilmiştir. LQR yaklaşımından elde edilen aktif kuvvet ters sönümleyici modeli kullanılarak yarı-aktif olarak sisteme uygulanmıştır. Tasarlanan kontrolcülerin etkinliği laboratuvar ortamında kurulan Döngüde Donanımsal Benzetim (DDB) yapısı ile test edilmiştir. UGA ve LQR kontrol yaklaşımlarının etkinliği rastgele yol girdileri altında test edilmiştir. MR sönümleyicinin bağlı olduğu ancak sönümleyiciye herhangi bir gerilim uygulanmadığı sıfır volt durumu karşısında MR sönümleyiciye uygulanan bu kontrol yaklaşımlarının etkinliği test edilmiştir. Önerilen UGA kontrol yaklaşımının, uçak gövdesinin başvurma hareketi, konfor ve süspansiyon çalışma aralığı gibi süspansiyon sistemlerini değerlendirmede kullanılan kriterleri, karşılaştırıldığı durumlara göre iyileştirdiği görülmüştür. Deneysel çalışmaya ek olarak 2 farklı senaryo için kontrol yöntemleri simülasyon ortamında test edilmiştir. Bu simülasyon çalışmalarının ilkinde, uçağın inişi esnasındaki ön tekerin yere çarpma dinamiklerinin ele alındığı durum, bir Çoklu Cisimler Dinamiği programı olan SIMPACK ortamında oluşturulmuş, ardından uçak modeli MATLAB/Simulink ortamına aktarılarak, Skyhook ve Groundhook kontrol yaklaşımlarının bir arada çalıştığı bir Hibrit kontrolcü ve LQR kontrol altında sistemin dinamik davranışı incelenmiştir. İkinci simülasyon çalışmasında ise Newton'un 2. Yasası kullanılarak MATLAB/Simulink ortamında modellenen uçağın taksi hareketi esnasında karşılaşabileceği tümsek ve rastgele yol girişi durumları için önerilen UGA ve LQR kontrol yaklaşımları ile sistemin ivme ve yer değiştirme cevapları bastırılmıştır.
Bir robot kol tutucunun topoloji optimizasyonu ve AlSi10Mg alaşımı ile hibrit üretimi
Robot teknolojisindeki gelişmelerle birlikte, otomasyon hemen hemen her endüstriye yayılmıştır. Sanayi sektöründe robotlu üretimlere artan talep, robotik kol yapılarının iyileştirilmesi ihtiyacını beraberinde getirmektedir. Robot kol bağlantılarının geliştirilmesi için ana kriterler, maliyet ve üretimde harcanan zamanı azaltmanın yanı sıra yeterli mukavemeti sağlayacak şekilde kütle azaltımı gerçekleştirmektir. Bu doğrultuda, bu çalışmada, topoloji optimizasyonu kullanarak bir robotik kol tutucu hafifletilmiş ve eklemeli imalatla üretilmiştir. Daha sonra gerçekleştirilen sütunlu matkapla delme ve zımparalama işlemleri ile eklemeli ve eksiltmeli imalatın birlikte kullanıldığı hibrit üretimden de faydalanılmıştır. Topoloji optimizasyonu ANSYS programında katı izotropik malzeme ile cezalandırma (SIMP) yöntemi ile gerçekleştirilirken, optimizasyon öncesi ve sonrasında, parçanın çalışma koşullarındaki yüklemelerin benzetimi yapılarak gerçekleştirilen statik analiz sonuçları yorumlanmıştır. Eklemeli imalatta ise seçici lazer ergitme (SLM) teknolojisi kullanılarak AlSi10Mg alaşımından parça üretimi gerçekleştirilmiştir. İmalat gerçekleştirilmeden önce parçada üretimden kaynaklanan kalıcı bir deformasyonun oluşmasını önlemek için Simufact Additive ile kalıntı gerilme analizleri gerçekleştirilmiştir. Üretimden sonra yine aynı amaçla parçaya ısıl tavlama uygulanmıştır. Optimizasyon sonucunda elde edilen parçanın çalışma koşulları altında 36 MPa eşdeğer gerilme ve 0.0109 mm toplam deformasyona maruz kalacağı simüle edilmiş olup bu değerler parçanın statik olarak hasara uğramayacağı göstermiştir. Optimizasyon sonucunda geleneksel üretim teknikleri ile üretilen parçaya kıyas ile %65 oranında kütle azaltımı uygulanmış parça başarılı bir şekilde üretilmiştir.
Batarya yönetim sistemlerinde lityum-iyon pillerin kalan faydalı kapasitesinin tahmini için sinyal işlemeye dayalı yöntemlerin geliştirilmesi
Lityum-iyon bataryalar yüksek enerji yoğunluklu teknolojilerden biri olarak bilinir ve elektrik enerjisini depolamak için geniş bir uygulama alanına sahiptir. Diğer pil türleriyle karşılaştırıldığında hafiflik, gelişmiş güvenlik özellikleri ve yüksek voltaj çıkışı gibi önemli avantajlara sahiptirler. Ulaşım, iletişim, havacılık ve askeri savunma gibi çeşitli sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Son yıllarda elektrikli araçların ve pille çalışan cihazların kullanımının artmasıyla birlikte yüksek kapasiteli ve stabil lityum-iyon pillere olan talep de artmaktadır. Bu bağlamda, batarya kapasitesinin değerlendirilmesi ve lityum-iyon bataryaların kalan faydalı ömrünün tahmin edilmesi önem kazanmaktadır. Bu çalışma, lityum-iyon pillerin kalan faydalı ömrünü tahmin etmeyi amaçlamaktadır. NASA'nın B0005-B0006-B0007 ve B0018 batarya veri setleri belirlenen çalışma standartlarına uyarlanmış ve deşarj durumu sırasında toplanan voltaj, akım, sıcaklık ve zaman bilgileri kullanılarak öznitelik verileri oluşturulmuştur. Ayrıca, Ampirik Dalgacık Dönüşümü (ADD), Ampirik Mod Ayrıştırma (AMA), Toplu Ampirik Mod Ayrıştırma (TAMA) gibi sinyal işleme yöntemleri kullanılarak yeni öznitelikler oluşturulmuştur. Tahmin için Yapay Sinir Ağları (YSA) yöntemine karar verilmiş ve tahmin işlemi Levenberg-Marquardt algoritması ile gerçekleştirilmiştir. Kullanılan tüm yöntemler ile modeller oluşturulmuş ve bu modellerin tahmini gerçekleştirilmiştir. Performans değerleri Ortalama Karesel Hata (OKH-MSE), Ortalama Karesel Hatanın Kökü (OKHK-RMSE) ve Ortalama Mutlak Yüzde Hata (OMYH-MAPE) gibi yaygın metrikler kullanılarak değerlendirilmiştir. MATLAB kullanılarak yapılan çalışmada, B0005-B0006-B0007 bataryaları için 90-100-110. deşarj döngüsü verilerinden elde edilen test verileri kullanılarak tüm yöntemlerin başarısı karşılaştırılmıştır. Ayrıca B0018 bataryası için 71-79-86. deşarj döngüsü test verilerinden başlayarak yöntemlerin performans değerleri karşılaştırılmıştır. Bu sonuçlar, önerilen modelin batarya kapasite değeri tahmini için umut verici olduğunu göstermektedir.
Farklı oranlarda Sm₂O₃ katkısı ile üretilen Al₂O₃ seramiklerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
İleri seramikler, yüksek mekanik özellikleri ve hafiflikleri ile zırh uygulamalarında oldukça önemlidir. Al2O3 uygun maliyet ve geniş kullanım potansiyeli sunmasına rağmen, düşük tokluk ve eğilme mukavemetiyle çoklu vuruş şartlarında istenilen performansı gösterememektedir. Bu çalışmada Al2O3 seramiklere bir nadir toprak oksit olan Sm2O3 katkısı yapılarak zırh uygulamalarında değerlendirmek üzere yoğunlaşma özelliklerinin incelenmesi ve mekanik özelliklerinin arttırılması amaçlanmıştır. Düşük miktarlarda Sm2O3'ün Al2O3'ün yoğunlaşma, mikroyapı ve eğilme dayanımı üzerindeki etkileri farklı sinterleme sıcaklıkları için incelenmiştir. Sm2O3 ve Al2O3 tozları bilyeli öğütme ile karıştırılmış ve Al2O3-Sm2O3 seramikleri, ayrı ayrı 1550°C'de ve 1600°C/2 saat havada basınçsız sinterlemeden önce disk formunda kuru ve soğuk izostatik presleme ile hazırlanmıştır. Sm2O3, Al2O3 ile reaksiyona girerek SmAlO3 oluşturmuştur. SmAlO3'ün çubuk benzeri morfolojisi, 1600°C'de sinterleme için genel olarak hacimce %0,8 ve 1 Sm2O3 için elde edilirken, 1550°C'de sinterlenen numunelerde çubuk benzeri form daha belirgin olmuştur. 1600°C'de sinterlenen hac.%0,5 Sm2O3 içeren seramiklerde, Al2O3'e göre daha yüksek yoğunlaşma sebebiyle yaklaşık %5'lik bir mukavemet artışı elde edilirken, mukavemet değerleri genelde birbirine yakın olmuştur. Al2O3-Sm2O3 seramiklerinin (1550°C sinterleme ile) dikdörtgen prizma formunda hazırlanan çubuk numunelerinin tokluğu ölçülmüştür. En yüksek tokluk değerleri hac.%0,8 Sm2O3 içerikli kompozit için elde edilmiş, hac.%0,5 Sm2O3 içeren numunelerde ise hac.%0,8 Sm2O3 içerikli numuneler ile hemen hemen aynı ortalama tokluk değeri bulunmuştur. Mevcut miktarlarda Sm2O3 ilavesinin Al2O3 seramiğinin mekanik özelliklerinde kırılma tokluğunda yaklaşık %70 artışa sebep olurken, diğer mekanik özelliklerinde kayda değer bir artışa neden olmadığı, ancak mikroyapıyı değiştirdiği gözlenmiştir.
Investigation of electrochemical properties of NMC/Graphene Cathode active materials coated with Cerium(IV) Fluoride and Lithium Fluoride
Lithium-ion batteries are commonly used as power source systems for computers, cell phones, and electric vehicles (EVs). In recent years, Li(Ni0.33Mn0.33Co0.33)O2 (NMC) has been more preferred cathode active material due to its properties of high reversible capacity, high power, more safety, low environmental impact and low cost. Besides these good qualities, poor rate capabilities, poor cycle life, thermal instability and cation mixing are some disadvantages experienced by this cathode. There are many researches focusing on ion doping, surface coating or forming composites containing the conductive materials and cathode active materials to solve these problems in the literature. In the scope of this study, the cathode active materials of Li1.1(Ni0.33Mn0.33Co0.33)O2 and Li1.1(Ni0.33Mn0.33Co0.33-xMx)O2 (x=0.05 Fe and Cu) were synthesized with solid state synthesis method. The effects of conductive material N-doped graphene oxide (N-GO) and surface modification with cerium(IV) fluoride (CeF4) and lithium fluoride (LiF) on the electrochemical performances of these synthesized materials were investigated. After the synthesis processes were completed, scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were utilized for material characterization of cathode active materials. Moreover, for electrochemical characterizations, tests were carried out to evaluate the initial discharge capacity, cycling and rate capability performances in the battery testing system. Key Words : Lithium-ion Batteries, Metal Doping, Cerium(IV) Fluoride, Lithium Fluoride, Surface Modification
Mikrodalga plazma kimyasal buhar biriktirme sistemi ile tek kristalelmas büyütülmesi
Bu çalışmada homoepitaksiyel olarak kalın elmas filmlerinin mikrodalga kimyasal buhar biriktirme sistemiyle büyütülmesi amaçlanıldı. Farklı üretim yöntemleriyle üretilen Seed A ve Seed B alttaşlarının büyütmeye olan etkisi incelendi. Seed A alttaşı yarıiletken üretimiyle benzerlik gösteren, iyon implantasyonu ve yarı iletken üretiminde kullanılan ''lift off'' yöntemini kullanarak üretilmiş olup, elmas filmleri Seed A alttaşı kullanılarak daha yüksek kalitede üretildi ve diğer çalışmalarda Seed A tercih edildi. Tüm büyütmelerde yöntem olarak literatürde kullanılan ''mosaic growth'' yöntemi kullanıldı Ayrıca farklı CH4/H2 oranları kullanılarak elmas filmleri, sabit sıcaklık, basınç 135 Torr ve mikrodalga gücü 5700W olacak şekilde 400 saatlik büyütmeler yapıldı. Bu büyütmeler sonucunda elmas büyütme hızına akış oranı etkisi araştırıldı. Renk kalitesi açısından en uygun büyütme oranı %6 CH4/H2 oranı kullanılarak elde edildi. En hızlı büyütme oranı ise %10 CH4/H2 elde edilmesine rağmen, kristal yüzeyinde oldukça fazla polikristal elmas büyümesi gözlemlendi. Ek olarak bu çalışmada literatürde ilk kez molibden yüzeyi fiziksel buhar biriktirme (PVD) yöntemiyle AlTiN ve TiN kaplanarak elmas alttaşlar büyütüldü.
İnsansız hava aracındaki li-iyon bataryaların sağlık durumu tahmini
İnsansız hava araçları (İHA) havada geçirdikleri zaman içerisindeki sağlık durumlarının (SoH) ne kadar önemli olduğu, görevin sağlıklı bir şekilde devam edebilmesi için kullanıcılar için önem arz etmektedir. İnsansız hava araçları kullanıldıkları zaman içerisinde operasyonun kesintiye uğramaması ve havada güvenlik zaafı oluşturmaması için Li-iyon pillerin sağlık durumu bilgileri oldukça önemlidir. Yapılacak olan tez çalışmasında önemli olan bu parametreleri kontrol etmek ve sağlık durumuna yönelik tahminlerin yapılması amaçlanmaktadır. Bu nedenle tez kapsamında, İHA'nın örnekleme uçuşuna ait gerilim, akım, yükseklik ve zaman bilgileri alınacak ve bu bilgiler analiz edilecektir. Bu analizlerden elde edilen bilgiler doğrultusunda laboratuvarda batarya testleri gerçekleştirilecek ve bu test sonuçları makine öğrenmesi yöntemi ile sağlık durumu tahmininde kullanılacaktır.