21
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
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.
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