Mekatronik tasarım yöntemi ile haritalama yapan sabit kanatlı insansız hava aracı geliştirilmesi ve entegrasyonu

Bu tez çalışmasında, arazi haritalamada kullanılmak üzere sabit kanatlı insansız hava aracı geliştirilmesi, entegrasyonu ve ilk örnek üretimi mekatronik tasarım yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Mekatronik sistem başlı başına çok disiplinli ve disiplinler arası konuları kapsayan, mühendislik tasarım yöntemlerinin bütünleşmiş halidir. Üretilen ilk örnek, tasarım yöntemi ve aşamaları belirlenerek her bir tasarım adımı sisteme uygulanmak suretiyle oluşturulmuştur. Mekatronik tasarım sürecinde tez çalışmasının konusunu oluşturan sabit kanatlı insansız hava aracı geliştirilmesi için öncelikli olarak modelleme ve simülasyon adımı ele alınmıştır. Bu adımda sistem için gerekli olan ihtiyaçlar belirlenerek kavramsal tasarım adımına geçilmiştir. Kavramsal tasarım sırasında ihtiyaçları karşılayacak olan ekipmanlar belirlenerek her biri değişik kriterlerde değerlendirilerek bir tercih yapılması suretiyle en iyi ekipman seçilmiştir. Aynı şekilde ekipmanlara uygun sürücü ve sensör seçimleri de yine belirli kriterlere uygun olarak derecelendirme yöntemiyle sisteme en uygun sensör ve sürücü seçilmiştir. Sistem kurulumu öncelikli olarak matematiksel olarak yapılmış ve matematik model oluşturularak bu modele uygun kontrol sistemi tasarlanmış ve otopilot kontrol kartına uyarlanmıştır. Son olarak sabit kanatlı insansız hava aracının entegrasyonu yapılarak elde edilen veriler detaylı olarak incelenmiş, maliyet ve ağırlık optimizasyonu yapılmıştır. Elde edilen bulgular üzerinden sistem maliyetinin piyasadaki eşdeğerlerinin % 5,8'i kadar olduğu görülmüştür. Tez çalışması kapsamında geliştirilen ilk örnek için gövde yapısında Genleştirilmiş Polistren Köpük (EPO) maddesi, itme hareketini sağlaması için dıştan dönmeli fırçasız motor, kanatçık hareketlerinin sağlaması için de servo motorlar kullanılmıştır. Sistem hareketinin bütününü oluşturan otoplot kontrol kartı olarak Pixhawk modülü tercih edilmiştir. Kamera görüntüleme ara elemanı sayesinde tasarlanan sistemden elde edilen görüntüler fotomgrametrik kıymetlendirme yöntemiyle ortofoto haline getirilerek arazi haritalama işlemi gerçekleştirilmiştir.