Design and analysis of a VTOL tilt-wing UAV

Bu çalışmada, hareketli kanadına ve kuyruğuna yerleştirilmiş altı motor sayesinde dikey iniş ve kalkış yapabilen bir insansız hava aracının tasarımı ve analizi anlatılacaktır. Uçağın kanatlarında dört, yatay kuyruğunda iki motor bulunmaktadır. Uçağın kanadı ve kuyruğu 90° dönebilme kabiliyetine sahiptir. Dikey iniş ve kalkış sırasında ve dikey uçuştan yataya uçuşa geçiş sırasında hem aerodinamik hem de itki kuvveti kullanılmaktadır. Aerodinamik analizler ANSYS Fluent v.18 ile yapılmıştır. MATLAB/Simulink/Simscape'de uçağın üç boyutlu modelini de içeren altı serbestlik dereceli doğrusal olmayan model tasarlanmıştır. Dikey uçuştan yatay uçuşa geçiş problemi tanımlanmış olup geçiş uçuşu sırasındaki problemlerin aşılması amacıyla PID ve LQR methodları kullanılarak üç tip gürbüz kontrolcü algoritması uygulanmış ve kontrolcü tiplerinin geçiş uçuşu sırasındaki davranışları karşılaştırılmıştır. Sekiz adet trim noktası belirlenerek her bir trim noktası için ayrı ayrı kontrolcü tasarlanmıştır. Yumuşak bir geçiş yapmak için trim noktaları arasında kazanç ayarlaması yapılmıştır.