Dörtdöner

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Atla: kullan, ara

Dörtdöner dört pervane tarafından kaldırılmış ve hareket kazandırılmıştır. Dörtdönerler sabit kanatlı uçakların aksine kaldırıcı gücü veya daha çok rotordan oluşan, havadan ağır bir hava aracı olarak sınıflandırılmıştır çünkü uçağın kanatlarınca üretilen ve uçmasını sağlayan güç bir takım dar kirişli devir yapan uçak kanatları tarafından ortaya çıkartılır. Birçok helikopterin aksine dörtdönerler de genellikle simetrik eğilimli bıçaklar kullanılır. Bu bıçaklar grup olarak ayarlanmıştır ama bireyselliğe dayanan bıçak ağızı pozisyonu motor diskinin içinde bulunur ve devirli olarak bilinir. Aracın kontrol hareketi yükseklik veya rotor diskinin dönme oranındaki değişikliğe göre gerçekleşir dolayısıyla bu değişiklik tork yükünü ve itme/kaldırma hareketini değiştirir. Eski uçuş tarihinde, Dörtdöner(Quadrotor olarak bahsedilirdi) yapılandırmaları dikey uçuştaki bazı kalıcı sorunlara olası çözümler olarak görüldü; torka bağlı kontrol sorunları(bunların yani sıra kuyruk rotorlarından kaynaklanan verim sorunları)karşı yon ve nispeten daha kısa bıçaklar ile düzenlenerek azaltılmıştır. 1920lerde ve 1930larda bir dizi insanlı tasarımlar ortaya çekmiştir. Bu araçlar ilk başarılı havadan ağır, dikey kalkış ve iniş araçları arasında yer aldı. Ayrıca zayıf sabit artış ve kısıtlı kontrol yetkisi yüzünden ilk örnekler zayıf performanstan acı çekmiştir ve sonraki örnekler de daha fazla pilot yükü gerektirmiştir.

ReuseumMakerFaireQuadrotor.JPG

Birçok eski Dörtdöner tasarımı insansız hava aracı olarak popular olmuştur. Bu araçlar elektronik sistem ve elektronik duyar sisteminde hava aracını sabit tutmak için kullanılır. Küçük boyutu ve atik manevra yapabilme yeteneği ile açık havanın yani sıra iç mekânlarda da uçabilir. Dört dönerlerin ölçekli helikopterler üzerinde birçok avantajı vardır. Öncelikle, dörtdönerler rotor bıçak eğim açısını değiştirmek için mekanik’ al eklem mekanizmasına ihtiyaç duyulmaz. Bunlar tasarımı ve araçların bakımlarını kolaylaştırır. İkinci olarak, dört rotorun kullanımı her bir rotorun uçuş sırasında daha az kinetik enerjiye sahip sağlayan eşdeğer helikopter rotor daha küçük bir çapa sahip olmasını sağlar. Bunlar herhangi bir çarpmadaki zararların oluşumunu azaltır. Küçük ölçekli UAVs için, bu yakın etkileşim araçları daha güvenli hale getirir. Rotor içeren yapılara sahip olan bazı küçük ölçekli dörtdönerler uçuş boyunca oluşan zararları ve zorlulukları azaltır. Yapımı ve kontrolü basit olduğu için, Dörtdöner amatör hava aracı model projelerinde sık sık kullanılır.

ILK GIRISIMLER[değiştir | kaynağı değiştir]

Oehmichen No.1 (1920)[değiştir | kaynağı değiştir]

Etienne Oechmichen ilk deneyini rotor aracı(kaldırıcı gücü veya daha çok rotordan oluşan, havadan ağır bir hava aracı) ile 1920lerde yapmıştır. Oechmichen 6 tasarım arasında çalışmıştır. No-2 helikopter dört rotora, sekiz pervaneye ve bir motora sahipti. Oechmichen no-2 araçta çelik tüp çerçeve ile dört kolun ucunda iki bıçaklı rotor kullanmıştır. Bu bıçakların açısı eğilerek değiştirilebilir. Pervanelerin besi yatay düzlemde döner ve yanal makineler sabit kalır. Diğer pervaneler dönmesi için aracın burun kısmına yerleştirilmiştir. Geriye kalan bir çift ileriye itme için kullanılır. Hava aracı önemli ölçüde istikrar ve kontrol edilebilirlik sergiledi ve 1920lerin ortalarında binden fazla test yapildi.1924lerin başında ilk FAI kurulmuş. 360 m (390yd) uzaklık kaydedilmiştir. Bu kayıt dairesel dersi tamamlama yeteneğini göstermiştir. Rotor aracı ilk 1 kilometre (0.62 mi) turunu tamamlamıştır.

DE BOTHEZAT HELICOPTER (1922)[değiştir | kaynağı değiştir]

Dr. George de Bothezat ve Ivan Jerome bu rotor aracını X yapının sonunda altı yapılı bıçaklı rotorlar kullanarak geliştirmişlerdir. İki küçük pervane itme ve yalpalama kontrolü için kullanılır. Araç ortak saha kontrolü olarak kullanılır ve US hava servisi tarafından inşa edilmiştir. İlk uçuşunu Ekim 1922 yılında yapmıştır. Yaklaşık 100 uçuş 1923lerin sonunda yapılmıştır. Ulaştığı en yüksek noktası yaklaşık 5m (16 ft 5 in)dir. Aracın uygun olduğu gösterilmesine rağmen, bu sorunları güvenirlik için, yeterince güçlü, tepkisiz, mekanik, karmaşık ve şüpheci oldu. Uçuş boyunca pilot is yükü arttı.

[Image:De Bothezat Quadrotor.jpg|thumb|de Bothezat helicopter, 1923 photo] de Bothezat helicopter (1922)

CONVERTAWINGS MODEL A DÖRTDÖNER(1956)[değiştir | kaynağı değiştir]

Bu essiz helikopter daha çok sivil ve askeri Dörtdöner helikopterler için örnek olarak tasarlanmıştır. T asarım v kemer sistemi ile dört rotorlu sürüş ve iki motor özelliklidir. Kuyruk rotoruna ihtiyaç yoktu ve kontrol rotorlar arasındaki değişen itmelerden elde edildi. Bu helikopter dörtdönerden tasarımını kanıtladı ve aynı zamanda başarılı bir ileri uçuş göstermek için ilk dört rotorlu helikopter oldu. Mesleki ve askeri sürümlerdeki eksik emirler yüzünden proje sonlandırıldı. Model-E’ nin maksimum ağırlığı 42,000 ib (19t) ve tasıma yükü 10,900 ib (4.9t) 300 milin üstünde ve yaklaşık 173 mph’nin altındadır.

CURTISS-WRIGHT VZ-7 (1958)[değiştir | kaynağı değiştir]

Curtiss-Wright VZ-7(VTOL) hava aracı Curtiss-Wright şirketi tarafından US ordusu için tasarımı edilmiştir. VZ-7 her bir dört pervanedeki değişen itme sayesinde kontrol edildi.

GÜNCEL GELİŞMELER[değiştir | kaynağı değiştir]

Son birkaç yılda küçük ölçekli insansız hava aracı (UAVs) olarak popular olmuş ve birçok uygulamalarda kullanılmaya başlanmıştır. Daha fazla manevra kabiliyetli ve gezinme yeteneğine sahip hava araçlarına ihtiyaç duyulduğu için Dörtdöner araştırmalarında mevcut artışa yol açmıştır. Dört rotorlu tasarım dört dönerlere yüksek güvenirlik ve manevra yeteneği sunar. İleri teknoloji sayesinde araştırmalar devam edilmektedir ve dörtdönerlerin uygulanabilirliğinde yapılan ilerlemeler ve çevresel araştırmalar sayesinde ilerleme elde edilmiştir. Eğer bütün gelişen özellikler bir araya getirilseydi, dörtdönerler diğer araçlarda bulunmayan çok ilerlemiş bir otonomik bir amaç yeteneği kazanacaktı. [Image:Ardrone-img5-front.jpg|thumb|right|Flying prototype of the [[Parrot AR.Drone] [dosya:Parrot AR.Drone 2.0 havalanmak, Nevada.jpg|thumb|Parrot AR.Drone 2.0 havalanmak, Nevada, 2012]

ARAŞTIRMA PLATFORMU[değiştir | kaynağı değiştir]

Dörtdönerler üniversite araştırmalarındaki testlerde, değişik alanlardaki fikirlerin değerlendirilmesinde, uçuş kontrol teorisinde, navigasyonda, gerçek zaman sisteminde ve robotlarda faydalı bir şekilde kullanılır. Son yıllarda birçok üniversitede dörtdönerlerin giderek karmaşık hava manevraları gerçekleştirdiğini göstermiştir. Dörtdöner sürüleri oluşumunda, özerk hula-çemberler ani hızla çevirir gibi karmaşık uçan rutinleri gerçekleştirmek ve bir grup olarak pencere boyunca uçmak için kendilerini organize ederler. Çok yönlü test platformlarında Dörtdöner kullanımının birçok avantajı vardır. Dörtdönerler ucuz, mevcut, çeşitli büyüklüklere sahip ve basit mekanik dizayna sahip amatörler tarafından inşa edilebilir bir araçtır. Dörtdöner işletim disiplinli doğası nedeniyle bir dizi akademisyen alanındaki dörtdönerlerin önemli iyileştirmelerini yapmak için birlikte çalışması gerekir. Dörtdöner projeleri bilgisayar bilimi, elektrik mühendisliği ve mekanik mühendislik arasında tipik bir işbirliği gerektirir. Dörtdönerlerin manevra yeteneklerine sahip olduğu için her turlu durum ve cevrede kullanımı rahattır. Otonomik uçuş özelliğine sahip olan dörtdöneler insanları tehlikeli durumlara sokmaktan kurtarır. Bu asil neden araştırmalardaki ilgiyi artırır. Dünya standartlarındaki elektrik araştırma laboratorlarındaki kontrol teknikleri ve uygulamalar son zamanlarda ilerleme kaydetmiştir. Bu laplar genellikle; MIT’s Aerospace Control Lab, ETH’s Flying Machine Arena ve Pennslvania’nin Genel Robot Üniversitesi, Autoation.

ASKERİ VE KANUN YAPTIRIMI[değiştir | kaynağı değiştir]

İnsansız hava aracı olan dörtdönerler şehirlerdeki araştırma ve kurtarma misyonunun yani sıra gözetim ve keşif arama icin askeri ve kolluk kuvvetleri tarafımdan kullanılır. Örneğin: Kanadalı şirket Aeryon lab tarafından Aeryon Scout oluşturulmuştur ve bu araç küçük UAV sessizce havada asili kalabilir ve kamerası sayesinde yerdeki nesne ve insanları gözlemleyebilir. Şirket makinenin derin uyuşturucu kaçakçıları üzerinde görsel gözetim sağlayarak Orta Amerika'da bir uyuşturucu baskınında önemli bir rol oynadığı iddia ediyor.

TİCARİ[değiştir | kaynağı değiştir]

Dörtdönerlerin en büyük kullanımı hava görüntüleme alanında olmasına rağmen USA de ticari amaçlı uzaktan kumandalı araç kullanmak şu anda yasadışıdır. Dörtdönerin otonom doğası ve büyük maliyet tasarrufu sayesinde bu is için çok uygundur. Araca monteli kameralar sayesinde kullanıcıların yerle canlı yayına bağlanma seçeceği sunar. Birçok şirket endüstriyel sistemlerde muayene gayrimenkul fotoğrafçılık için dörtdönerler kullanmış. Çeşitli kuruluşlar Dörtdönerden yararlanarak kapalı devre televizyon yetenekleri ve göz yeteneğinden yararlanarak gökyüzündeki hareketleri gözlemleyebilir.

UÇUŞ KONTROLU[değiştir | kaynağı değiştir]

Her bir rotor dönme merkezinde uçuş yönüne karşı sürüklenme kuvvetinin yani sıra itme ve tork oluşturur. Eğer bütün rotorlar ayni açısal hız ve bir ve üç tanesi saat yönünde ve iki ve dört rotor saat yönünün tersine dönerken, havanın hareketiyle ilgili olan tork ve sapma eksenindeki açısal ivme sıfır olur. Bu durum sapma sabitinin geleneksel helikopterlerde gerekli olmadığını gösterir. Sapma aerodinamik Toklardaki uyuşmazlık tarafından uyarılır. Açısal ivme yükselip inme ve dönme eksenlerine neden olurken sapma hareketine neden olmaz. Ayni eksende dönen her bir çift bıçaklar bir ekseninde kontrol edilir. Sabit rotor bıçakları manevra için yapılmıştır. Dönüşümsel ivme sıfır olmayan yükselme inme ve dönme açısından elde edilmiştir. [Image:quadrotor yaw torque.png|thumb|right|1-3 rotoru aynı yönde dönerken, 2-4 rotoru diğerlerine zıt yönde döner. ] Dört rotor kullanılır çünkü dört rotor iki uygun simetrik eksen sunar. Dönme hareketi verilerek, yan tarafındaki dengesiz itmeler daha kolay olur. Ayni taraflı çift rotorlar ayni yönlü döndüğü ve biri artarken diğeri azaldığı için toplam tork reaksiyonu ve sapma kuvveti sıfır olur. Ayni geometri baş-kıç rotor çifti kullanılarak aşağı meyletme hareketinde de kullanılır. Geleneksel bir helikopter içindeki pilot için ana rotor tork reaksiyonunu dengelemek suretiyle sapma kontrolü zor bir süreçtir ve önemli pratik gerektirir. Dörtdöner tasarım birincil kontrol girişleri değişmiş olsalar bile, sapma için denge doğal olarak kalır, böylece uçmayı öğrenmek daha kolaydır. Son zamanlarda pratikte yüksek bitişli dört dönerlerde araca monteli denge çarkı kullanılarak sapmayı dengelenir. Dörtdönerlerin kendi rotoru için elmas veya kare düzenlerinden birini kullanabilirsiniz. Elmas modelin anlaşılması daha kolaydır çünkü her bir kontrol ekseni tek etkilenmeyen çift rotora dayanır. Basit bir kontrol çırpıcı eklenmesi ile kare desen gibi kolay çalışır. Bazı sabit kanatlı hava araçlarının V kuyruğu gibi saf yükselme alçalma hareketi veya saf dönme hareketi in putlardaki iki çapraz eksenlere dayanır.

Dört rotorun eşit uyguladığı itme sayesinde Dörtdöner havada kalabilir.
Aynı yönlü rotor çiftlerinden birinin daha fazla uyguladığı itme dört dönerde yaw(sapma) hareketine neden olur.
Karşılıklı rotor çiftlerinden birinin daha fazla itme uygulaması pitch ya da roll hareketine neden olur.

MEKANİK[değiştir | kaynağı değiştir]

Dörtdönerin yapımı için gerekli olan mekanik bileşenleri ana çerçeve, pervaneler ve elektrik motorlarıdır. En iyi performans ve basit kontrol algoritmaları için, motorlar ve pervaneler eşit uzaklıkta yerleştirilmelidir. Son zamanlarda, karbon fiber kompozitör nedeniyle hafif ve yapısal sertlik popüler olmuştur. Çalışan bir Dörtdöner oluşturmak için gerekli olan elektrikli parçaları modern RC helikopter için gerekli olanlara benzer. Bu parçalar elektronik hız kontrol parçası, araca monteli bilgisayar veya denetleyici kurul ve bataryadır. Tipik olarak, bir hobi verici, aynı zamanda insan girişine izin vermek için kullanılır.

OTONOM UÇUŞ[değiştir | kaynağı değiştir]

Dörtdönerler ve diğer çok rotorlular otomatik olarak uçabilir. Birçok uçuş kontrolcüleri iniş ve yükseklik kazanmak ve uçuş görevleri sağlamak için bir harita üzerinde 'yolu noktaya' işaretleme olanağı sağlayan bir yazılım programı olan yazılım sistemini kullanır.

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

^ Jump up to: a b Hoffmann, G.M.; Rajnarayan, D.G., Waslander, S.L., Dostal, D., Jang, J.S., and Tomlin, C.J. (November 2004). "The Stanford Testbed of Autonomous Rotorcraft for Multi Agent Control (STARMAC)". In the Proceedings of the 23rd Digital Avionics System Conference. Salt Lake City, UT. pp. 12.E.4/1–10. ^ Jump up to: a b Leishman, J.G. (2000). Principles of Helicopter Aerodynamics. New York, NY: Cambridge University Press. Jump up ^ Anderson, S.B. (1997). "Historical Overview of V/STOL Aircraft Technology". NASA Technical Memorandum 81280 Jump up ^ Büchi, Roland (2011). Fascination Quadrocopter. ISBN 978-3-8423-6731-9. Jump up ^ Pounds, P.; Mahony, R., Corke, P. (December 2006). "Modelling and Control of a Quad-Rotor Robot". In the Proceedings of the Australasian Conference on Robotics and Automation. Auckland, New Zealand. Jump up ^ Hoffman, G.; Huang, H., Waslander, S.L., Tomlin, C.J. (20–23 August 2007). "Quadrotor Helicopter Flight Dynamics and Control: Theory and Experiment". In the Conference of the American Institute of Aeronautics and Astronautics. Hilton Head, South Carolina. Jump up ^ Arduino-based quadcopter Jump up ^ UAVP-NG based quadcopter Jump up ^ Young, Warren R. (1982). "The Helicopters". The Epic of Flight (Chicago: Time-Life Books). p. 28. ISBN 0-8094-3350-8. Jump up ^ "A Successful French Helicopter" Flight 24 January 1924 p47 Jump up ^ "Helicopters of the World" Flight 2 November 1956 p722] ^ Jump up to: a b Coming of Age of Quadrotors Jump up ^ "Products". Aermatica. Retrieved 2012-05-30. Jump up ^ Davies, Chris (13 January 2010). "DIY Quadrocopters: Quaduino NG and AeroQuad [Videos]". SlashGear. Retrieved 4 February 2012. Jump up ^ "ArduCopter 3D Robotics Quadcopter". Retrieved May 24, 2012. Jump up ^ Parrot AR.Dreon 2.0 Specifications Jump up ^ Bell, Donald (2013-06-22). "The democratization of the drone | Tech Culture - CNET News". News.cnet.com. Retrieved 2013-06-30. ^ Jump up to: a b c What Makes Quadrotors so Popular Jump up ^ UPenn Quadrotor Research Jump up ^ Aerospace Controls Lab at MIT Jump up ^ The Flying Machine Arena Jump up ^ UPenn GRASP Advanced Laboratory Jump up ^ Military Quadrotors Jump up ^ Aeryon Labs Company Jump up ^ Spying Aerial Robots for the Law Enforcement Jump up ^ Liz Klimas (2013-03-15). "FAA Halts Man’s Drone Photography Business Over Regulations | Video". TheBlaze.com. Retrieved 2013-08-15. Jump up ^ "Unmanned Aircraft Systems (UAS)". Faa.gov. Retrieved 2013-08-15. Jump up ^ Basic Flight Control Laws for Quadrotors Jump up ^ Typical Quadrotor Mechanical Design Aspects Jump up ^ Using Composite Material for Quadrotors Jump up ^ Basic Assembly Kit for a Quadrotor Jump up ^ "arducopter - Arduino-based autopilot for mulirotor craft, from quadcopters to traditional helis - Google Project Hosting". Code.google.com. Retrieved 2013-08-15.