Detaylı Tasarım Raporu Hazırlama

1. Detaylı Tasarım Raporu Hazırlama 2019 TÜBİTAK ULUSLARARASI İNSANSIZ HAVA ARACI YARIŞMASI Dr. Mansur ÇELEBİ / SabancıÜniversitesi Danışma ve Değerlendirme Kurulu Üyesi Mart 2019 / Gebze, TÜSSİDE

2. İçerik • Yarışma Kuralları, • Görevler, • Teknik Rapor Neden Yazılır? • Detay Tasarım Raporu Nasıl Hazırlanır?

3. Yarışma Kuralları İdariHususlar: • Her takım akademik danışman ile birlikte en az 3, en fazla 10 kişiden oluşmalıdır. Yarışma takvimi boyunca en fazla 2 üye değiştirmesine izin verilecektir. • Yarışmaya katılacak takımların, SHGM web sitesine pilot ve İHA araç kaydı yaptırmaları gerekmektedir. Yarışma alanında aracınüzerinde SHGM’den alınan karekodun bulunması zorunludur. • Puanlamada ilgili görevde birkaç uçuş yapılması durumunda en başarılı uçuş değerleri geçerli olacaktır.

4. Yarışma Kuralları Amaç: • Sabit kanatlı veya döner kanatlı elektrik motorlu İHA’lar belirtilen görevlerdeki; • Uçuşve manevra kabiliyeti, • Otonom uçuşvetelemetri, • Faydalıyük tanıma, taşıma ve bu yükü istenen bölgeye bırakma becerilerini göstereceklerdir.

5. Yarışma Kuralları Kısıtlar: • İHA kalkışağırlığı, toplamyük dâhil en fazla 4 kg olabilir, • Görev-1 manuelveyaotonom, Görev-2 uçuşu otonom olarak gerçekleştirilecektir, • Pistten kalktıktan sonra araç 5 saniye içinde otonom uçuşa geçmek zorundadır, • Görev 2’de yük olarak içi jel silikon toplar kullanılacaktır. Bu toplar en az 60 mm çapında ve 80 gr ağırlığındadır, • Uçuş sırasında araçtan herhangi yük harici bir yapı veya parça düşmemelidir,

6. Yarışma Kuralları Kısıtlar: • Her takım, tüm uçuş görevleri için toplam en fazla 4 uçuş hakkına sahiptir. • Her bir görev için en fazla 2 uçuş hakkı bulunmaktadır. • Takımın uçuş sırası geldiği halde uçuş alanında bulunmaması durumunda uçuş hakkını kullanabilmesi için yeniden uçuş sırasını alması gerekmektedir. • 2 dakika içinde kalkış yapamayan takım sırasını kaybedecektir. • Her görev kalkıştan sonra 5 dakika içinde tamamlanmalıdır. • Görevler sırayla gerçekleştirilecektir. Bir görevin gerçekleştirilmesi için bir önceki görevin uçulmasıgerekmektedir.

7. Yarışma Kuralları Kısıtlar: • Tüm görevlerde telemetri sisteminin çalıştığı uçuş öncesi test edilecek ve uçuş boyunca yere veri, hız, irtifa ve konum bilgileri gönderdiği izlenecektir. • Her takım kendi telemetri sistemini getirecektir. • Sistemin çalışmaması durumunda uçuşa izin verilecekveo görevde alınan puanın yüzde 75’i geçerli sayılacaktır. • Minimum uçuş irtifası 5 metre, maksimum uçuş irtifası 50 metre olacaktır.

8. Yarışma Kuralları Kontroller: • Detay tasarım raporuileolanuyum, • Aracın yapısal bütünlük güvenliği; • Tüm bileşenlerin güvenli bir şekilde İHA’ya monte edildiği, • Tüm bağlantıların sıkı ve emniyet teli, sıvı yapıştırıcı ve/veya somunla yapıldığı, • Bağlantı malzemelerinin uçuş sırasında bağlantıların kopmasını önleyecek şekilde seçildiği, • Pervanelerin yapısal ve bağlantı bütünlüğünün tespiti,

9. Yarışma Kuralları Kontroller: • Yeterli kalınlıkta tel ve konektör kullanıldığından emin olmak için tüm elektronik kablolamanın incelenmesi, • Radyo menzil kontrolü, motor açma ve kapama, • Tüm araç radyolarının sinyal kaybında otomatik olarak fail-safe moduna geçebilir özellikte olması, • Sigortanın İHA’nın dış yüzeyinde, kolay ulaşılabilir bir yerde monte edilmiş olması gerekir.

10. Görevler • Sabit ve döner kanatlı İHA’larGörev1’de aynı, Görev2’de farklı görevleri gerçekleştirilecektir. • Tüm görevlerde, yer istasyonunda uçuşun gerçek zamanlı izlenebildiği bir telemetri sisteminin hava araçlarında olması beklenmektedir. • Telemetri sisteminin olmaması veya düzgün çalışmaması durumunda o görevde alınan puanın %75’i geçerli sayılacaktır.

11. Görevler Görev 1: • 2tam tur, 360 derecelik dönüşler ve emniyetli iniş, • Kalkış çizgisini geçince süre başlar, tur sonunda bitiş çizgisini geçtikten sonra süre durdurulur. • Uçuş rotası telemetri sistemi ile yer istasyonundan izlenecektir.

12. Görevler Görev 2 (DönerKanat): • Yükolarak plastik malzemeden üretilmiş, 330 ml hacime sahip piyasada bulunan standart su şişesi kullanılacaktır. • Takımlar isterlerse bu şişelerin sadece kapakları üzerinde değişiklik yaparak şişeleri taşıyabilirler.

13. Görevler Görev 2 (DönerKanat): • Otonom olarakkalkışyapması, • Farklıikinoktadaki, ağırlığıöncedenbildirilmeyenbirveyaikişişeyiayrıayrıotonomolarakalması (tekseferdeikiveyaikiseferdebirerbirerolmaküzereikişişe), • Şişelerin 5 x 5 metrelikalanlardanağırlığınauygunolanalanataşınması, • Havaaracınıntam doluşişeyikendialanınayarımdoluşişeyikendialanınabırakmasıgerekmektedir.

14. Görevler

15. Görevler Görev 2 (SabitKanat): • Yük olarakiçijelsilikontop veyatopabenzerbirmalzemekullanılacaktır. • Endüşük 60 mm çapındaveendüşük 80 gr kütlesinde, • Oldukça elastic buyükleryarışmaalanındaTübitaktarafındanverilecektir.

16. Görevler Görev 2 (SabitKanat): • Takımlarınbelirttiğisayıdakiyükleri 2 dakikaiçerisindehavaaracınayüklemeleri, • Otonom veya Manuel olarakkalkışyapmasıvemanuelkalkışyapmışise 5 saniyeiçindeotonomageçmesi, • Araçlarınenfazla 2 adetyükütaşımaları, • Her turdatek top atılması • Taşıdıklarıyüklerihedefnoktayaenyakınduracakşekildebırakmaları, • Yük bırakıldıktansonradurduğuyerinhedefnoktayaolanuzaklığınagörepuanlandırılacaktır.

17. Görevler Kısıtları • Takımların uçuş sıraları, detaylı tasarım raporundan aldıkları puana göre belirlenecektir, • Uçuş hattına gelmeyen takım sırasını kaybedecektir, • Her görev kalkıştan sonra 6 dakika içinde tamamlanmalıdır, • İlk görev başarılı bir şekilde tamamlanmadan, ikinci görev için uçuş gerçekleştirilemez.

18. Puanlama

19. Detay Tasarım Raporu: Rapor ? • Mühendislikte en temel iletişim aracı teknik rapordur. • Çalışma, araştırma ve tasarım projelerinin sonuçlarının sunulması için geleneksel bir yoldur. • Teknik rapor; teknik bilgilerin açık, anlaşılır ve kolay ulaşılır bir formatta aktarılabilmesi için hazırlanan resmi bir yoldur. • Farklı seviyedeki bölümleri farklı seviyedeki okuyucularının istediği bilgiye rahat ulaşmasını sağlar.

20. Detay Tasarım Raporu: Rapor? • Sizin ne kadar profesyonel ve teknik olarak ne kadar yeterli olduğunuzu gösterir, «Açık, öz, anlaşılır ve profesyonelce rapor hazırlama kabiliyeti, sürekli geliştirilmesi gereken önemli bir kabiliyettir.»

21. Detay Tasarım Raporu: • Yazım formatı: 10-pt Arial, pdf., • Rapor boyutunun en fazla 20 MB, • Raporun tümü 60 sayfayı geçemez, • Dili Türkçe veya İngilizce, • Detaylı Tasarım Raporu ile birlikte uçuş videosu gönderilecektir,

22. Detay Tasarım Raporu: Kapak Sayfası: • Projenizi kısaca tanımlayan isim, • Raporu hangi kuruma veya kişiye sunduğunuz, • Raporu hazırlayanların isim ve iletişim bilgileri, • Hazırlandığı ve teslim tarihi,

23. Detay Tasarım Raporu: İmla ve Gramer: • Kullanılan dilde imla veya gramer hataları yapılmamasına, • Yanlış anlaşılmalara neden olabilecek kelimeler kullanılmamasına dikkat edilmeli, • Kullanılan cümleler herkes tarafından rahat anlaşılabilecek şekilde ve birbirini tekrar etmeyecek şekilde seçilmelidir.

24. Detay Tasarım Raporu: 1. Özet : • Hava aracı tasarımı, üretimi ve imalatı ile ilgili özet bilgiler sunulur. • Hava aracının tasarımında kullanılan araçlar, nerede üretildiği ve testlerinin nasıl yapıldığından kısaca bahsedilir. • Ayrıca yarışma görevlerinin de başlıklar halinde verilmesi uygun olacaktır.

25. Detay Tasarım Raporu: 1.1. Tasarım Süreci : • Hava aracının tasarım amacı ve bu amaca nasıl ulaşabileceği ifade edilir. • Görev isterlerinin tasarım isterlerine dönüştürülmesi süreci anlatılır. • Daha çok kavramsal tasarım aşamasındaki ana çalışmalar ifade edilir. • “Uçağın toplam ağırlığı, taşıma ve sürükleme hesaplamalarının yapıldığı, itki sisteminin seçildiği, stabilite vb. analizlerin yapıldığı” gibi ifadeler kullanılır. • Kısaca tasarım sırasında neler yapıldığı özetlenir.

26. Detay Tasarım Raporu: 1.2. GörevİsterleriveTasarımÖzellikleri: • Tasarım özellikleri belirlenirken görev isterlerini maksimum seviyede yerine getirmesi beklenir, • Çoğu zaman birden fazla görev olduğundan tüm görevleri yerine getirirken en yüksek puanın alınmasını sağlayacak şekilde optimum bir tasarımın gerçekleştirilmesi hedeflenir, • Yapılan tasarım seçimleri, optimizasyon, ağırlık hesaplamaları sırasındaki seçenekler, kalkış hesaplamalarıdaki tasarım seçenekleri gibi tercihlerdenbahsedilmelidir.

27. Detay Tasarım Raporu: 1.3. SistemPerformansÖzellikleri: • Hava aracının; • toplam kalkış ağırlığı, • kalkış mesafesi, • maksimum sürati, • görevle ilgili kabiliyetleri (otopilot sistemi özellikleri, taşıdığı faydalı yükler vb.), • varsa bunlarla ilgili birkaç fotoğrafın verildiği bölümdür. • Kısaca sabit kanat mı, döner kanat mı tasarlandığı ifade edilmesi uygun olacaktır.

28. Detay Tasarım Raporu: 2. YönetimÖzeti: • Bu kısımda proje takımında kaç kişinin yer aldığı ve bu kişilerin kaçıncı sınıf öğrencisi olduğu anlatılır. 2.1. Takım Organizasyonu: • Takım organizasyonu ile ilgili bilgiler, ekip üyelerinin görevleri ve posizyonları anlatılır.

29. Detay Tasarım Raporu: 2.2. İlerlemeTakvimi: • Hava aracının tasarım, üretim ve test adımları için belirlenen hedeflerin gerçekleşme durumlarının gösterildiği grafiktir. • Grafikte yer alan bilgilerin kısaca açıklanması faydalı olur.

30. Detay Tasarım Raporu: 3. Kavramsal Tasarım: • Tasarıma başlamadan önce görev isterlerinin incelendiği ve bu isterlere uygun en yüksek puanın alınmasını sağlayacak bir tasarımın gerçekleştirilmeye çalışıldığı anlatılır. • Tasarım seçeneklerine göre puanlamalar hesaplanarak en uygun tasarıma karar verilir.

31. Detay Tasarım Raporu: 3. Kavramsal Tasarım: 3.1. Görev Şartları • Görev isterleri ve puanlamanın nasıl yapılacağı, • Puanlama hesaplamalarını gösteren formüller ve tablolar, • Görevlerle ilgili (kalkış mesafesi, faydalı yük vb.) veya uçağın üretimi ve kullanılan sistemler (güç sistemi, otopilot vb.) ile ilgili sınırlamalaraçıklanır. • Ağırlık, sürat, kalkış mesafesi gibi hesaplamalar ve bunlara ait formülasyonlar açıklanır.

32. Detay Tasarım Raporu: 3. KavramsalTasarım: 3.1.Tasarım Gereksinimleri • Görev isterleri karşılarken olabilecek tasarım seçenekleri oluşturulur. • Bu seçeneklerle ilgili hesaplamalar grafikler halinde verilebilir. • Örneğin ağırlığa etki eden parçalar ve bunların tasarım seçeneklerine göre toplan ağırlığa olan etkileri grafik halinde gösterilebilir. • En yüksek puanı alabilmek için gerekli tüm seçenekler (rüzgar hızı, toplam kalkış ağırlığı, güç ve pervane grubu ) incelenerek tasarım için ilk seçenekler oluşturulur.

33. Detay Tasarım Raporu: 3. KavramsalTasarım: 3.2.Konfigürasyon Seçenekleri • Görev isterlerini yerine getirebilecek hava aracı konfigürasyon seçenekleri belirlenir. • Bu seçeneklerle ilgili şekiller verilebilir. • Seçenekler incelenerek olumlu ve olumsuz yönleri açıklanır.

34. Detay Tasarım Raporu: 3. Kavramsal Tasarım: 3.4 Bileşen ağırlıklandırmave Seçim Süreci • Konfigürasyon seçenekleri ile ilgili puanlama yapmak için bir puan aralığı (0-5 aralığı gibi) belirlenerek herbir seçenek için bir puan verilir ve en yüksek puanı alan tasarım seçilir.

35. Detay Tasarım Raporu: 3. KavramsalTasarım: 3.5. Son Kavramsal Tasarım Konfigürasyonu • Son tasarım konfigürasyonu ile ilgili genel bilgilerin yer aldığı bölümdür. • Bu kısımda hava aracının şekilleri de konularak gerekli açıklamalar yapılır.

36. Detay Tasarım Raporu: 4. TaslakTasarım: • Genel olarak yapılan tasarım ve analizlerle ilgili başlıklar halinde kısa bilgiler verilir. • Yapılan tasarım ile ilgili kavramsal tasarımda verilen bilgilere ilave olarak daha detaylı bilgiler verilir. • Varsa kavramsal tasarımdan farklı olarak yapılan değişikliklerden bahsedilir. • Hava aracı geometrik kanat açıklığı, kanat alanı vb. gibi özellikleri ile itki sistemi anlatılır. • Hava aracının kalkış mesafesi, ağırlığı, sürükleme, taşıma, motor ve pil bilgileri, aerodinamik bilgilerin hesaplanması ile ilgili bilgiler verilir.

37. Detay Tasarım Raporu: 4.TaslakTasarım: 4.1. Tasarım Metodolojisi • Sonraki bölümlerde açıklanacak olan konular özetlenir. • Hava aracının itki sistemi, aerodinamik özellikleri, otonom sistemi vb. gibi alanlarda gerçekleştirilen analiz yöntemleri anlatılır. • Görev performansı, kararlılık ve gerçekleştirilen hesaplamalarhakkında bilgiler verilmelidir. • Hesaplamların nasıl yapıldığı ve sonuçları sonraki detay bölümlerde verilmelidir.

38. Detay Tasarım Raporu: 4.TaslakTasarım: 4.2. Tasarım Limitleri ve Belirsizlikler • Hava aracı ve alt sistemlerine yönelik limitler incelenir. • Performans değerlerinin gösterildiği grafikler ile analiz desteklenir. • İtki sisteminin seçimi ile ilgili bilgiler verilir. • Farklı motor, prevane ve güç sistemleri ile llgili karşılaştırmalı tabloların konulması oldukça faydalı olacaktır.

39. Detay Tasarım Raporu: 4.TaslakTasarım: 4.4. Aerodinamik Özellikler ve Kabiliyetler • Bilgi ve grafikler; • Kanat profili seçimi, • taşıma ve sürkleme katsayıları, • hücum açısı-taşıma katsayısı. • Kanat, yatay ve dikey stabilize ve diğer kanatçıklar için gerçekleştirilir.

40. Detay Tasarım Raporu: 4.Taslak Tasarım: 4.5. Stabilite ve Kontrol • Hava aracının tüm uçuş görevlerini başarı ile yerine getirmesi için gerekli statik ve dinamik analizler bu kısımda yer alır. • Tablo ve grafikler; • En yüksek ve en düşük sürat, • tırmanma ve düz uçuşu, • en ağır ve en hafif olduğu durumdaki uçuşları vb. kritik durumlar incelenerek sonuçlar tablo veya grafikler halinde verilir ve gerekli yorumlar yapılır.

41. Detay Tasarım Raporu: 4.Taslak Tasarım: 4.6. Görev Performansı • Herbir görev için hava aracının performans bilgileri bu bölümde yer almalıdır. • Görev başarı yüzdeleri, görevleri tam olarak gerçekletirip gerçekleştiremediği varsa riskleri ile birlikte beliritilir.

42. Detay Tasarım Raporu: 4. Taslak Tasarım: 4.7. Son TaslakTasarım Konfigürasyonu • Son tasarım konfigürasyonu ile ilgili genel bilgilerin yer aldığı bölümdür. • Bu kısımda hava aracının şekilleri de konularak gerekli açıklamalar yapılır.

43. Detay Tasarım Raporu: • Detay Tasarım: Tasarımın detay bilgileri ve en son şekillerinin yer aldığı bölümdür. 5.1. TasarımınBoyutsalParametreleri • Hava aracı ile ilgili; • geometrik ölçüler, • aerodnamik özellikler ve • otonom sistem ile ilgili en son tasarım bilgileri.

44. Detay Tasarım Raporu: • Detay Tasarım: 5.2. YapısalÖzellikler • Yapısal analizler, ağırlık ve aerodinamik merkezleri ve son çizimler gösterilir, • Uçağa etkiyen aerodinamik ve yapısal yükler detaylandırılır, • Hava aracının manevra zarfı da yine burada gösterilir.

45. Detay Tasarım Raporu: • Detay Tasarım: 5.3. Altsistem Tasarımı, KomponentSeçimiveEntegrasyonu • Tasarımı sonlandırmak amacıyla alt sistemlerle ilgili yapılan detaylı analizlerin anlatıldığı bölümdür. • radio kontrol sistemi, • mikro denetleyici gibi otonom sistemi alt komponentleri, • eyleyiciler, • gövde, kanat ve kuyruk, • itki sistemi, • iniş takımları, • faydalı yük vb. alt sistemlere yönelik yapılan analizler yer alır.

46. Detay Tasarım Raporu: • Detay Tasarım: 5.4. Ağırlık veBalans • Ağırlık ve balans ile ilgili komponent bazında hazırlanan ağırlık ve balans tablosu burada verilir. • Hava aracı üzerinde ağırlık merkezi ve aerodinamik merkezin yerleri gösterilir.

47. Detay Tasarım Raporu: • Detay Tasarım: 5.5. Uçuş veGörevPerformansı • Uçuş performansını ve bu performansların görevlerle ilgili durumları tablo veya grafiklerle gösterilerek gerekli yorumlar yapılır. • Kullanılan denklemler ve sonuçlar bu kısımda sunulur.

48. Detay Tasarım Raporu: • Detay Tasarım: 5.5. Hava aracı maliyetlendirme • İHA’nın tasarımında kullanılan malzemelerin listesi, miktarları ve maliyetleri verilmelidir.

49. Detay Tasarım Raporu: • Detay Tasarım: 5.6. Çizimler • Hava aracı ve alt sistemlerine ait bilgisayar destekli üç boyutlu ve farklı yönlerden görüntüleri veren çizimler sunulur. • Yapısal parçaların yerleşimi ve yapıldığı malzeme, • Ana komponentler ve yerleşimleri ile faydalı yüklerin çizimleri gösterilir.

50. Detay Tasarım Raporu: • Detay Tasarım: 5.6. Çizimler