Dronlar Nasıl Uçar? Kısaca Açısal Momentum!

İlk kez 1907 yılında Louis and Jacques Bregueth Professor ve Charles Richet Jacques tarafından quadcopter(4motorlu drone) tasarımı ve uçuşu gerçeşekleşti.Her ne kadar başarısız olsa da bu gelişme sayesinde dronlar gelişerek günümüzdeki halini aldı. Quadcopterların diğer hava araçları gibi kendilerine özgü bir uçuş prensibi ve aerodinamiği vardır. Dronların tarihi ile ilgili yazımızı okuyabilirsiniz. Bu yazımızda ‘Dronlar nasıl uçar?’ sorusunu teorik bir şekilde ve örneklerle açıklayacağız.

Dronlar nasıl uçar
Dronlar nasıl uçar , ( Louis ve Jacques Bregueth Professor ve Charles Richet Jacques tarafından yapılan ilk yapılan quadcopter.)

 

Dronların Kullanım Alanları Nelerdir? ile ilgili yazımızı okuyabilirsiniz.

Dronlara dair teknolojik gelişmeler için tıklayınız.

Daha fazla teknik yazılarımıza ulaşmak için tıklayabilirsiniz.

NOT:Dronların motor sayıılarına göre çeşileri vardır. (Tricopter – 3 moturlu , Quadcopter – 4 motorlu, Hexacopter – 6 motorlu, Octocopter – 8 motorlu). Hepsinin temel uçma prensibi aynıdır. Biz en popüler olan quadcopteri inceleyeceğiz. 

Dronlar Nasıl Uçar? 

Quadcopterlerin diğer hava araçları gibi kendilerine özgü bir uçuş prensibi ve aerodinamiği vardır. Kontrol kumandasının üzerindeki stickler(kollar) aracılığıyla dronun manuel olarak hareket etmesini sağlar. Drone uçuş kontrol kartlarının,sensörlerinin ve mikro denetleyici  teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte, istediğimiz hareketleri  ve görevleri drona otonom(kendi başına) olarak  yapmasını sağlayabiliriz. Quadcopterin manuel veya otonom şekilde hareket etmesinin ana sebebi Newton’un üç temel hareket yasasına  dayanmaktadır.  

Dronlar nasıl uçar
Dronlar nasıl uçar

Quadcopterin kenarlarında 4 tane motor vardır. İkisi motor saat yönünde (A veC) diğer ikiside saat yönünün tersine döner (D ve C),  motorların  zıt yönde ve aynı hızda dönmesi sayesinde motorların  toplam aerodinamik tork ve açısal momenti sıfır  olur  ve quadcopter dengelenmiş olur. Dronun uçma prensibini kısaca özetleyecek olusarak,Newton’un üç temel hareket kanunlarından biri olan 3. kanunun ‘ETKİ TEPKİ ‘ ilkesine  dayanır. Eşit hızda dönen pervaneler havayı aşağıya  doğru yaptığı  iter. Bu ETKİ kuvvetine karşılık,hava drona  TEPKİ uygular ve quadcopter  havada kalmayı sağlar. 

Dronların hareket eksenleri nelerdir? Nasıl hareket eder?  

Dronların roll,pitch ve yaw olmak üzere 3 tane hareket ekseni vardır. Dronların bu eksenlerde   hareket edebilmesi için pervanelerin hızlarında değişiklikler olur.Bunun ana sebebi  net açısal momentumu sıfır yapmak ve havada dengeli bir uçuş gerçekleştirmektir. 

Dronlar nasıl uçar
  • Dronun sağa veya sola dönebimesidir. 
  • Dronun döneceği yöndeki motorların hızı düşürülüp tam zıt motorların hızları artırılarak drone sağa veya sola dönüş sağlar.Bu sayede açısal momentum sabit kalır ve drone dengeli bir şekilde dönüş yapar. 
  • Örnek olarak; sağ tarafa dönecek quadcopterde sağ motorların itme gücü düşürülür ve sol taraftaki motorların itme gücü artırılır 

Roll(Yuvarlama): 

Dronlar nasıl uçar
Dronlar nasıl uçar

Pitch(Yunuslama): 

  • Dronun ileri veya geri yönde uçuşudur. 
  • Dronun gideceği yöndeki pervanelerin yavaşlar ve zıt yöndeki pervaneler hızlanmaya başlar. Bunun sayesinde net açısal momentum korunur(sıfır olur)  ,dron ileri veya geri gönde hareket eder. 
Dronlar nasıl uçar
Dronlar nasıl uçar
Dronlar nasıl uçar

Yaw(Sapma): 

  • Dronun kendi etrafında yön değiştirmesidir. Dronun saat yönünde veya tersine dönmesi için dönme yönüne zıt ve dönme yönünde olan pervanelerin hızlarında birtakım değişiklikler olur. 
  • Örnek olarak şekildeki gibi dronun saat yönüne dönebilmesi için saat yönüne dönen dronların pervanelerinin hızı azalır ve saat yönünde dönen dronların hızı artar.Bunun sayesinde drone saat yönüne dönerek toplam net açısal momentum sıfır olur ve dengeli şekilde dönme gerçekleştirilir. 
Dronlar nasıl uçar
Dronlar nasıl uçar

Model Uçaklarda Ve Sabit Kanatlı İHA’larda Kullanılan Yapısal Malzemeler ile ilgili malzemeler ile ilgili yazımızı görmek için tıklayınız.

Berk Akgüç

Makine mühendisi öğrencisi, insansız hava araçlarına dair teknolojik ve teknik gelişmelerle yakından ilgileniyor.

11 thoughts on “Dronlar Nasıl Uçar? Kısaca Açısal Momentum!

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir