Düşük Maliyetli 6 Eksen Hareketli Uçuş Simülatörü Prototip Tasarımı

Authors : Burak Hamdi TUFAN, Satılmış ÜRGÜN

Pages : 299-310

Doi:10.31590/ejosat.783420

View : 15 | Download : 10

Publication Date : 2020-12-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Yüksek doğrulukta işlemleri yapması beklenen uçuş simülatörleri için düşük maliyetli hareket sistemleri kullanılmaktadır. Bu sistemler daha kısa manipülatör, küçük hareket kapasitesi ve yüksek çalışma gürültüsü barındırmaktadır. Bu tarz etkilerin uçuş eğitimi alan pilotun algıları üzerindeki etkileri bilinmemektedir ve araştırılmaları gerekmektedir. Yüksek kalitedeki bir hareket platformu yaklaşımı ile düşük kapasiteli hareketin limitleri kaldırılabilir ve kapasitesi arttırılabilir. Yüksek güvenlikli hava taşımacılığında bir pilotun, tehlikeli hava şartlarındaki davranışlarının güçlendirilmesi gereklidir. Pilotların eğitimlerinde kullanılan simülatörler, bu tarz durumlarda uçağın vereceği tepkileri oluşturabilmelidir. Bu sayede pilotlar bu tarz durumlara karşı hazırlıklı olabilmektedir. Örnek olarak rüzgar kesmesi veya türbülans gibi durumlara karşı pilotlar hazırlıklı olmalıdır. Uçağın hareketi oldukça kısa bir süre içerisinde dengesizleşecektir. Bütün bu hareketleri, tasarlanan simülatörün oluşturabilmesi için güçlü dinamik ve dayanıklı manipülatörlere ihtiyacı olacaktır. Gelişmiş bir kontrol algoritması geliştirebilmek için fiziksel yapının da limitlerini göz önüne almak gerekmektedir. Kullanılacak sabit platformun dayanımı, kullanılacak motorların sayısı ve tipi önemlidir. Manipülatör olarak bir tarafı zemine sabitlenen diğer tarafı hareketli mekanizmaya sabitlenen motorların kullanımlarıyla beraber, bir tarafı hareketli platforma sabitlenerek diğer tarafı döner motorun hareketli kısmına sabitlenen tasarımlar mevcuttur. Her iki sisteminde hareket algoritmaları ve hesaplamaları değişecektir. Bu tarz fiziksel özellikleri ve limitleri algoritmaya uyarlamak gerekmektedir. Dolayısıyla algoritmaya uygulamanın dinamik modelini doğru ve etkili bir şekilde yansıtmak gerekmektedir. Çalışmanın ileriki aşamalarında arttırılan bu kapasitelerin pilot adaylarının duyuları üzerindeki etkileri araştırılabilir. Bu çalışma Stewart platformu olarak bilinen bir 6DOF hareket platformu tasarım örneğidir ve her iki tarafı da hareketli bir noktaya sabitlenmiş manipülatörler ile daha etkili bir simülatör hareket sistemi geliştirmeye yönelik çalışmalar yapılacaktır. Amacı Stewart platform tasarımlarının temel prensiplerine kılavuz olmak ile birlikte bu tasarımların ucuz ve hızlı bir şekilde prototipini oluşturmaya yardımcı olmaktır. Kinematik analizler gerçeklenerek küçük bir prototip üretilmiştir. Üretilen bu prototip stewart platformunun ilk olarak matematiksel modellemesi oluşturulmuştur. Daha sonra bu modele uygun malzemeler seçilmiştir ve model seçilen bu malzemelere uygun hale getirilmiştir. Bu çalışma tamamen düşük bütçeli bir çalışmaya bağlı kaldığı için piyasadaki en ucuz fiyat-performans malzemeleri seçilmiştir. Ayrıca üretilen bu prototip için bir ara yüz yazılımı geliştirilerek gerçek uçuş bilgileri sağlanarak hesaplamaların ve analizlerin doğruluğu kontrol edilmiştir. Bu çalışma daha gelişmiş bir uçuş simülatörü çalışması için gerçekleştirilen bir ön çalışmadır.
Keywords : Stewart Platformu, uçuş simülatörü, 6DOF hareket, ters kinematik hesaplamaları, asenkron sistem arayüzü