23 Haziran 2021

Dronlar Nasıl Uçar ?

Dronlar Nasıl Uçar ?

Dronlar günümüzde oldukça popüler ve bir dron satın almak hiçte zor değil artık. Tabi hobi olarak satılan dronlardan bahsediyorum. Ticari olarak kullanılan dronlar oldukça pahalı olduğundan sahip olmak için biraz fazla para gözden çıkarmak gerekir.

Artık mahellelerimizde dahi sıklıkla gördüğümüz dronlar bizim için bilim kurgu kategorisinden çıktı ve normalleşmeye başlayan hava araçlarına dönüşmeye başladılar. Peki, bu insansız hava araçları nasıl uçarlar? Hangi prensiplere göre uçarlar?

Dron teknolojilerinin katlanarak gelişmesi, dronlara birçok fayda ve verimlilik kazandırsada dronların uçuş prensipleri hala aynı kalmıştır.

Dronlar, LiPo bataryaların fırçasız elektrikli motorlara sağladığı güçle ve bu motorlar tarafından belirli bir açıya sahip pervanelerin çevrilmesi sebebiyle havanın pervane üstünden pervane altına itilerek bir kaldırma kuvveti oluşması sayesinde uçarlar. Sizin tahmin ettiğiniz üzere bu Newton’un 3.yasası olan etki-tepki kuvvetidir. Pervane tarafından aşağı itilen hava, tepki olarak pervaneyi yani dronu yukarı iter.

Dronların Havadaki Uçuş Hareketleri

Dronların havada ki hareketlerini üçe ayırabiliriz bunlar dikey hareket, Dönme hareketi ve ileri, geri ve yana doğru hareketlerdir.

Dikey Hareket

Dronlar, pervanelerle elde edilen kaldırma kuvvetiyle dikey olarak kalkış ve iniş yapabilen bir araçtır. Dikey eksende dronlar kalkış ve iniş olarak iki harekette bulunurlar.

Bunlardan kalkış hareketini sağlamak için mode 2 uzaktan kumanda da yani gaz kolunun sol çubukta olduğu kumandalarda, çubuğun ileri doğru itilmesiyle birlikte motorların ürettiği kaldırma kuvvetinin dronun ağırlığından ve yer çekimi ivmesinden fazla olması yeterlidir.

Tam tersi olarak dronun inişi ise motorlara verilen gücün azaltılmasıyla yer çekimi ivmesinin ve drone ağırlığının üretilen kaldırma kuvvetinden fazla olmasıyla gerçekleşir.

Tüm bu komut dizinleri daha önceki iki yazımız olan dronların temel parçaları yazımızda belirttiğimiz üzere, uzaktan kumandadan gelen komutların uçuş kontrolcüsü tarafından yorumlanıp, elektronik hız denetleyicilere(ESC) iletmesiyle motorun dönüş hızlarını ayarlamasıyla dronlar uzaktan kontrol edilip istenilen yerlere yönlendirilmektedirler.

Dönme Hareketi

Dronlarda dönme hareketine örnek olarak bir quadcopter yani 4 motorlu bir dron aldığımızda biliyoruz ki motorlara takılan pervanelerin 2 tanesi saat yönünde (CW) ve ikisi de saat yönünün tersinde (CCW) dönecek şekilde olmalıdır. Karşılıklı iki motorlara takılan pervaneler aynı yöne dönecek şekilde takılır ya saat yönünde yada saat yönü tersine. Bu durum dronun dönme momentumunu sıfırlayarak kendi etrafında dönmesini engeller.

Aynı durum helikopterlerde de mevcuttur. Eğer helikoptelerde ki kuyruk pervanesi olmasaydı helikopter kendi ekseni etrafında dönerek bir süre sonra kendini parçalardı ama kuyruğa takılan pervane sayesinde dengede kalarak güvenli bir şekilde uçuşunu gerçekleştirir.

Peki dronlarda bu denge sağlandıktan sonra biz eğer dronun kendi ekseni etrafında dönmesini istersek nasıl sağlayacağız?

Aşağıda ki figürden 4 motorlu bir dronun motor-pervane konfigurasyonunu görebilirsiniz. 1 ve 3 numaralı pervaneler saat yönünde, 2 ve 4 numaralı pervaneler saat yönü tersinde dönmektedir.

Diyelim ki, biz dronumuzu sağ tarafa döndürmek istiyoruz yani saat yönünde. Sizinde tahmin ettiğiniz üzere saat yönünün tersine dönen motorların dönüş hızlarını azaltırsak yani 2 ve 4 numaralı motorların dron otomatik olarak momentumdan dolayı sağ tarafa doğru dönecektir.

Burada başka bir konu ise diğer 2 motorun gücü sabitken, kalan 2 motorların gücü azaltılınca evet dron sağ tarafa dönecektir ama toplam oluşturulan kaldırma kuvveti düşeceğinden drone ayrıca alçalmaya başlayacaktır. Bunu engellemek için ise saat yönüne dönen motorların dönüş hızları artırılır. Tüm bunlar sizin kumanda da yaptığınız bir hareketle uçuş kontrolcüsü tarafından gerçekleşir.

İleri, Geri ve Yanlara Hareket

Dronun kendi etrafında dönmesi mantığıyla aynı şekilde dronlar ileri ve yanlara da motorların dönüş hızlarının ayarlanmasıyla giderler.

Dronlar ileridoğru hareket ederlerken yukarıdaki figüri örnek alırsak 4 ve 3 numaralı motorların dönüş hızları artırılırken 1 ve 2 numaralı motorların dönüş hızları düşürülür. Aynı şekilde dronların geriye gitmesi tam tersi olarak 1 ve 2 numaralı motorların hızları artırılıp 3 ve 4 numaralı motorların hızları azaltılarak gerçekleşir.

Dronların yanlara hareketleri ise hangi yana gidilecekse o yandaki iki motorun güçleri azaltılıp karşı yandaki iki motorun güçleri artırılarak gerçekleştirilir. Örneğin dronumuzun sol tarafa uçmasını istiyorsak 1 ve 4 numaralı motorların gücü azaltılarak 2 ve 3 numaralı motorların güçleri artırılır.

Dronlar havadaki hareketlerini bu şekilde kumanda dan gelen komutların uçuş kontrolcüsü tarafından alınıp, yorumlanılıp ve uygulanmasıyla gerçekleşirtirir. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte artık kumandalardan ziyade bilgisayarlarda yazdığımız kodlarla bu hareketler istenilen zaman aralığında istenilen sırayla kolay bir şekilde yapılmaktadır. Bu duruma otonom uçuş denilmekte ve hali hazırda özellikle askeri alanda olmak üzere aktif şekilde kullanılmaktadır.

Copy link
Powered by Social Snap