TARIFNAME EGILEBILEN ES EKSENLI, KARSIT DDNUSLU, KATLANIR PERVANELI, çOK FONKSIYONLU BIR INSANSIZ HAVA ARACI Teknik Alan Bulus, dikine kalkis/inis (VTOL), çok kisa pist kalkis/inis (VSTOL), konvansiyonel kalkis/inis (CTOL) kabiliyetine sahip, çift hibrit (elektrik/içten yanmali ve sabit kanatli uçus/dikine kalkis/inis) özellikli, içten yanmali ya da elektrik tahrikli sessiz uçus kabiliyetine sahip, takilip çikarilabilen çift poda monteli, egilebilen 4 x 2 adet es eksenli karsit dönüslü, katlanir pervaneli insansiz hava araci ile ilgilidir. Teknigin Bilinen Durumu Mevcut teknikte dikine inis ve kalkis amaciyla muhtelif tipte insansiz hava araci kullanilmaktadir. Bunlar; helikopter tipinde bir veya daha çok ana rotor vei'veya bir kuyruk rotoru olan, tiIt-rotor tipinde motorlarinin açisini degistiren, tiIt-wing tipinde kanatlarinin ve kanatlara monte edilen motorlarin açisini birlikte degistiren, taiI-sitter tipinde kiç üstü oturan ve kalkis sonrasi tüm uçagin açisinin degismesi ile ön pervane grubunun uçus itkisini sagladigi sistemlerdir. Son yillarda insansiz hava araçlarinda sabit kanatli hava araçlarina en az 3 veya 4 istasyonda dikey kalkis elektrikli motorlarin eklenmesi ile hibrit sistemler gelistirilmistir. Helikopter tipindeki sistemlerde uçus hizi, havada kalabilme yetenegi ve menzil düsük, içerdigi çok sayida sabit ve hareketli parçalardan dolayi mekanik ariza orani ise yüksekün TiIt-rotor tipindeki sistemler genel olarak egilebilen büyük motorlara veya merkezde konumlandirilmis tek motora bagli kanat boyunca ilerleyen saft vasitasiyla egilebilen pervane gruplarina sahiptir. Tilt-rotor sistemlerde çok kisa pist inisleri için etkili bir ters itki kabiliyeti bulunmamaktadir. TiIt-rotor sistemlerde kanada yerlestirilmis itki sisteminin getirdigi; fazladan agirlik, kanadin yapisal yapisina etkileri ve hava aracinin denge ve kontrol karakteristigine etkileri nedeniyle kanat genisligi çok uzun tutulamamaktadir. Bu da aerodinamik kayiplari artirmakta, uçus süresini kisaltmaktadir. Tilt-wing tipi sistemler kanat ile birlikte egilebilen mekanizmalara sahiptir. Kalkis aninda rüzgar dayanimi nispeten azdir. Tilt rotor tipi sistemlere benzer olarak kisa kanat genisligi nedeniyle aerodinamik kayiplardan dolayi düsük uçus süresine sahiptir. TaiI-sitter tipi sistemler sadece dikine kalkis inis yapabilmektedir. Kontrol ve emniyet açisindan problemleri vardir. Hibrit sistemlerde yatay itki motoru ve dikey itki motorlari birbirlerinden farklidir. En az 3 veya 4 adet olan dikey itki motorlari kalkis sonrasinda atil hale gelmekte, uçus yönüne dik konumda kalan pervane gruplari sürüklenme kuvvetini artirmaktadir. 3 veya 4 adet dikine kalkis itki motoru/pervanesi bulunduran sistemlerde yegane dikey itki ünitesinin ariza yapmasi durumunda göreve devam edilememekte, görev acil inis veya hava aracinin kaybi ile sonuçlanmaktadir. Genellikle elektrikli motorlara sahip dikey kalkis itki sistemleri yatay uçusta kullanilmadigi için içten yanmali ana itki motoru bulunduran sistemler sessiz seyir yapma kabiliyetine sahip degildir. Ana itki motoruna ilave olarak elektrikli sistem kullanilmasi durumunda ise sistemin menzili ve havada kalma süresi düsmektedir. edilen itki yönlendirme sistemine sahip kisa mesafe inis kalkis, dikey inis kalkis vei'veya konvansiyonel inis kalkis yapabilen bir sistemden bahsetmektedir. Basvuruya ait itki sistemi farkli uçus modlari arasinda geçis yapabilmektedir. Sistem, tasarimi sayesinde yüksek kaldirma kapasitesi, düsük hava direnci, düsük agirlik, düsük ve yüksek hizlarda iyi stabilite ve düsük gürültü gibi özelliklere sahiptir. CN106586001A numarali bir diger basvuru, özellikle dikey kalkis/inis, kisa mesafeli kalkis/inis, konvansiyonel kalkis/inis, düsük hizli ileri uçus, yüksek hizli ileri uçus gibi modlarda çalisan, kuyruklu bir uçan kanat yapilanmasina sahip olan insansiz bir hava tasitini konu almaktadir. Bahsedilen insansiz hava araci temel olarak, uçan kanat seklinde tasarlanmis hava araci gövdesinin içine yerlestirilmis ve gücünü bir adet jet motorundan alan iki adet 360 derece döndürülebilen fan ve bir adet sabit fan ve gücünü içten yanmali bir motordan alan ve hava aracinin arkasina yerlestirilmis bir adet sabit fandan olusan itki sistemlerine sahiptir. Bunun sayesinde dikine inis kalkis yapabilmesiyle birlikte uçan kanat ve bu yapiya eklenmis kanat ile bütünlesik kuyruk yapisinin getirdigi iyilestirilmis aerodinamik özellikler ve konvansiyonel kanat yapilanmasinin yüksek etkili yük faktörü gibi çesitli avantajlar saglamaktadir. Ancak her iki basvuru da incelendiginde görülmektedir ki dikine kalkis/inis (VTOL), çok kisa pist kalkis/inis (VSTOL), konvansiyonel kalkis/inis (CTOL) kabiliyetine sahip, hibrit (elektrik/içten yanmali ve sabit kanatli uçus/dikine kalkis/inis) özellikli, sessiz uçus kabiliyetine sahip, uzun süreli uçus yapabilen, egilebilen es eksenli karsit dönüslü pervaneli, herhangi bir itki birimindeki ariza durumunda görevine devam edebilen bir insansiz hava araci ortaya konulmamistir. Sonuç olarak yukarida anlatilan olumsuzluklardan dolayi ve mevcut çözümlerin konu hakkindaki yetersizligi nedeniyle ilgili teknik alanda bir gelistirme yapilmasi gerekli görülmüstü r. Bulusun Amaci Bulus, dikine kalkis/inis (VTOL), çok kisa pist kalkis/inis (VSTOL), konvansiyonel kalkis/inis (CTOL) kabiliyetine sahip, çift hibrit (elektrik/içten yanmali ve sabit kanatli uçus/dikine kalkis/inis) özellikli, içten yanmali ya da elektrik tahrikli sessiz uçus kabiliyetine sahip, takilip çikarilabilen çift poda (kanat bölmesine) monteli, egilebilen 4x2 adet es eksenli karsit dönüslü pervaneli, yüksek kanat açikligi sayesinde aerodinamik verimi yüksek bir insansiz hava araci tasarimi ile ilgilidir. Bulus ile beraber tiIt-rotor tipindeki sistemler ile hibrit sistemlerin avantajlari birlestirilmektedir. Böylece dokuz degisik uçus tipi mümkün hale gelmektedir. Bulus konusu sistemde, es eksenli-karsit dönüslü pervane gruplari egilebilir bir mekanizma ile yatay ya da dikey konumda tutulabilmekte, ayni zamanda istenen bir açida da tutulabilmektedir. Böylelikle; 0 On pervane grubu yatay konuma alindiginda elektrikli motora göre daha fazla ses üreten içten yanmali motor kapatilarak sadece elektrikli sessiz uçus yapilabilmektedir. Bu sayede sessiz gözlem gerektiren askeri uygulamalarda düsman bölgesinde belli bir süre sessiz seyir gerçeklestirilebilmektedir. o Uzerinde bulunan günes panelleri ve elektrikli motor/pervane gruplarinin konvansiyonel uçusta da kullanilabilmesi sayesinde uçusun belirli bölümlerinde elektrikli seyir yapilabilmekte ve uçus süresi artirilmaktadir. Bu özellik diger hibrit IHA sistemlerinde bulunmamaktadir. 0 Içten yanmali motorun jeneratör'u ve günes panelleri elektrik motorlarinin bataryalarini sarj edebilmektedir. Böylelikle uçusun belirli bölümlerinde içten yanmali motorun durdurulup elektrikle uçus süresinin artirilmasi saglanabilmektedir. o Içten yanmali motorun arizalanmasi durumunda, ön elektrikli motorlar ile bir saate kadar elektrikli uçus gerçeklestirilerek 'üsse dönmek mümkün olmaktadir. Bu özellik motorlarini egemeyen diger hibrit sistemlerde bulunmamaktadir. - Dikine kalkis ve inisin zor olabilecegi yüksek irtifa ve sicak hava sartlarinda sistem çok kisa pist kalkisi (VSTO - Very Short Take-Off) ve çok kisa pist inisi gerçeklestirebilmektedir. Kalkislarda ön pervane gruplari yatay konumda çalistirilarak kalkis ve tirmanisa destek olmaktadir. Çok kisa pist inisinde ise ön elektrikli motorlar kapali iken arka elektrikli motor grubu geriye dogru itki üreterek inis mesafesini azaltmaktadir. Motor gruplarinin yatay ya da dikey olarak konumlandirilabilmesi sayesinde yatay uçusta karsilasilan sürüklenme kuvveti diger hibrit (dikine kalkis/inis yapabilen sabit kanatli uçak) sistemlere göre daha azdir. Pervane gruplari elektrik motor dönüsüyle açilacak ve hava akimi ile kapanacak sekilde yapilmistir. Böylece yatay konuma alindiklarinda ve yatay itki vermedikleri içten yanmali motorla seyir yapilan durumda diger hibrit sistemlere göre daha az sürüklenme kuvveti saglamaktadirlar. Sistemdeki her dikey/yatay egilebilir istasyonda karsit dönüslü es merkezli pervane gruplari bulunmaktadir. Bu sayede sistem herhangi bir elektrik motorunun veya pervanenin devre disi kalmasi durumunda göreve devam edebilmektedir. Iki adet pervanenin/motorun devre disi kalmasi durumunda da belli kombinasyonlarda göreve devam edebilmekte, her kombinasyonda acil dikey inis yapabilmektedir. Tüm elektrik motorlarinin (8 adet) devre disi kalmasi durumunda bile piste konvansiyonel inis gerçeklestirebilmektedir. Es eksenli karsit dönüsl'u pervane gruplari 4'I'u dikey itki gruplarina göre birim istasyon basina daha çok itki saglamaktadir. Bunun yaninda karsit dönüslü pervane sistemi, ayni sayida tekli yapida, es eksenli karsit dönüslü olmayan motor ve pervane barindiran itki sistemlerine göre daha kompakt yapidadir. Bu da özellikle seyir durumunda dikey itki birimleri devre disi iken daha az aerodinamik sürtünme üreterek avantaj saglamaktadir. Yukarida belirtilen amaçlari gerçeklestirmek üzere bulusun konusu hava araci, bir ana gövdenin iki tarafinda uzanan yüksek kanat genisligine sahip yüksek aerodinamik verimli sabit en az iki yari eliptik kanada, kanatlar arasinda uzanan bir kuyruga, ana gövdenin arka kisminda konumlandirilan gövde pervanesine, ana gövdede yer alan ve gövde pervanesini döndüren tahrik elemanina sahiptir. Hava araci bunlarin yani sira temel olarak asagidaki unsurlari içermektedir: o kanatlarin üzerine sabitlenen kanat bölmesi, o kanat bölmelerinin ön kisminda yer alan, pozisyonlanmasina bagli olarak ileri veya yukari yönlü hareket gerçeklestiren ön itki gruplari, 0 kanat bölmelerinin arka kisminda yer alan, pozisyonlanmasina bagli olarak geri veya yukari yönlü hareket gerçeklestiren arka itki gruplari, 0 kanat bölmesinin uç kisimlarinda yer alan, ön ve arka itki gruplarini dikey ve yatay eksen arasinda 90 derecelik bir açida hareket ettiren egme mekanizmasi, o kanat bölmesi içerisinde yer alan, ön ve arka itki gruplarindaki kanat pervanelerini hareket ettiren elektrik motoru, . elektrik motoru ve egme mekanizmalarini kontrol eden motor kontrol elemani, . elektrik motoru tarafindan olusturulan dönme hareketini kanat pervanelerine aktaran saft. Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen sekiller ve bu sekillere atiflar yapilmak suretiyle yazilan detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir. Bu nedenle degerlendirmenin de bu sekiller ve detayli açiklama göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir. Sekillerin Açiklamasi Sekil 1, bulus konusu hava aracinin önden perspektif görünümüdür. Sekil 2, hava aracinin kanatlari üzerine montajlanan kanat bölmesinin detay görünümüdür. Sekil 3, kanat bölmesindeki ön itki grubunun detay görünümüdür. Sekil 4, itki gruplari dikey konumda ve kanat pervaneleri açik halde kanat bölmesini göstermektedir. Sekil 5, çok kisa pist kalkis ve elektrik destekli seyir/tirmanma için yatay uçus durumunda ön ve arka itki gruplarinin durumunu göstermektedir. Sekil 6, çok kisa pist inis için yatay uçus durumunda ön ve arka itki gruplarinin durumunu göstermektedir. Sekil 7, bütünlesik kanat-kuyruk yapilanmasini ve katlanmis kanatlari göstermektedir. Sekil 8, hava aracinin kanat ve kuyruk kisimlari üzerine yerlestirilmis günes panellerini göstermektedir. Sekil 9, hava aracinin, itki gruplari yatay konumda ve kanat pervaneleri kapali durumdaki görünümüdür. Sekil 10, çok kisa pist inis için itki gruplari pozisyonlanan hava aracinin görünümüdür. Sekil 11, çok kisa pist kalkis ve elektrik destekli seyir/tirmanma için itki gruplari pozisyonlanan hava aracinin görünümüdür. Parça Referanslarinin Açiklamasi Hava araci Ana gövde Gövde pervanesi Kanatçik Günes paneli Faydali yük Inis takimi . Kanat kivrimi . Kanat bölmesi 12. On itki grubu 13. Arka itki grubu 14. Güç kaynagi . Motor kontrol elemani 16. Elektrik motoru 17. Montaj noktasi 18. Kanat pervanesi 19. Katlanma noktasi . Saft 21. Iç saft 22. Egme mekanizmasi 23. Yay 24. Durdurucu Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, bulusun tercih edilen yapilanmalari, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak ve hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak sekilde açiklanmaktadir. Sekil 1'de genel hatlariyla gösterilen bulus, egilebilen es eksenli, karsit dönüslü, pervaneli, elektrikli itki sistemlerine sahip, dikine kalkis inis, çok kisa pist kalkis inis, konvansiyonel kalkis inis yapabilen hibrit tahrikli (elektrik/içten yanmali), sabit kanatli bir insansiz hava aracidir (1). Küçük IHA sinifindaki bu hava aracinda (1), katlanabilir yapida olan ve pozitif dihedal açisina sahip yari eliptik kanatlar (3) bulunur. Iki kanat (3) arasinda kanatlara (3) bütünlesik halde kuyruk (4) kismi yer alir. Hava aracinin (1) merkez hattinda yani kanatlarin (3) sabitlendigi ana gövdede (2) kiçtan itici tip gövde pervanesi (5) ve tercihen içten yanmali motor olan bir tahrik elemani bulunur. EO/IR (elektro-optiki'kiziIötesi), ADS-B (otomatik bagimli gözetim-yayin), AIS (otomatik tanimlama sistemi) vb. faydali yükler (8) ana gövdede (2) tasinmaktadir. Ana gövdede (2) ayrica tercihen 3 tekerlekli önden kontrollü içe çekilebilir inis takimi (9) mevcuttur. Kanatlarin (3) uçlarinda ise kanat kivrimlari (winglet) (10) formlandirilmistir. Her iki kanadin (3) yaklasik olarak orta bölümünde, Sekil 2'de detay görünümü verilen ve hava aracina (1) montaj noktasindan (17) monte edilebilen iki adet kanat bölmesi (11) bulunmaktadir. Kanat bölmesi (11) üzerinde yer alan montaj noktasi (17), kanat bölmesinin (11) kanadin (3) alt kismina sabitlenmesini saglar. Bu bölmelerin (11) her birinde elektrikli ön ve arka itki gruplari (12, 13) mevcuttur. Bulusun bir yapilanmasinda kanat bölmelerinde (11) gerektiginde birbirlerini yedekleyebilen iki adet güç kaynagi kanat pervanesi (18) bulunmaktadir. Hava aracindaki (1) toplam 4 adet elektrikli ön ve arka itki grubunun (12, 13) her biri, saft (20) içinde iç safti (21) süren art arda yerlestirilmis iki adet BLDC (firçasiz dogru akim) elektrik motoru (16), elektrik motorlari (16) tarafindan karsit yönlere sürülen, hava akimi ile uçus istikametinin tersine dogru katlanan, 2 adet 4 kanatçikli (6) kanat pervanesinden (18) olusmaktadir. On ve arka itki gruplarinda (12, 13) dista yer alan kanat pervanesini (18) içteki kanat pervanesine (18) baglayan iç saft (21), bahsedilen saft (20) içerisinden uzanan ve saftin (20) dönme hareketini distaki kanat pervanesine (18) aktaran unsurdur. Her bir itki grubu, bir egme mekanizmasi (22) vasitasiyla kanat bölmesine (11) göre dikey ve yatay konuma getirilebilmektedir. Ayrica itki gruplarinin belirtilen konum araliginda istenen açiya getirilme imkani da mevcuttur. Itki gruplarindaki es eksenli karsit dönüslü kanat pervaneleri (18) sirayla çalistirildiklarinda önce ön pervaneler (ön ve arka kavramlari pervanelerin hava aracinin (1) uçus yönüne bakma durumuna göre nitelendirilmistir) açilmakta ve daha sonra arkadaki pervaneler açilmaktadir. Itki gruplari yatay konuma alindiklarinda elektrik motorunun (16) durmasi ve hava akimi ile önce arkadaki pervane sonra da öndeki pervane kapanmaktadir. Sekil 3'te gösterildigi üzere ayni itki grubundaki kanat pervaneleri (18) arasinda durdurucular (24) ve yaylar (23) mevcuttur. Sekil 4'te gözüktügü gibi hava aracinin (1) dikey kalkis durumunda tüm itki gruplari açik ve yukari bakar konumdadir. Kalkis asamasindan sonra içten tahrik elemaninin gücü ile dört pervaneli moddan sabit kanat moduna geçis asamasi baslar. Tutunma hizina ulasildiginda elektrikli ön ve arka itki istasyonlari (12, 13) yatay konuma alinir. Tirmanma safhasinda sadece içten yanmali motor olan tahrik elemani kullanilacaksa ön ve arka itki gruplari (12, 13) yatay konumda iken Sekil 2 ve Sekil 9'dakine benzer sekilde ön ve arka itki grubundaki (12, 13) kanat pervaneleri (18) durdurulur ve hava akiminin da etkisiyle pervane kanatçiklari (6) uçus yönünün tersine katlanarak daha az sürüklenme kuvveti üretir. Tirmanma ve seyir asamalarinda eger ilave itki gereksinimi varsa ön itki grubu (12) Sekil 5 ve Sekil 11=de gösterildigi üzere yatay konumda çalismaya devam eder. Böylelikle yüksek irtifa kosullarinda uçus gerçeklestirilebilir. Sessiz seyir yapilmasi gereken durumlarda tahrik elemani kapatilarak elektrikli motorlar (16), güç kaynagi (14) ve kanat (3) ile kuyruk (4) üzerine yerlestirilen günes panellerinden (7) saglanan enerji destegi ile bir müddet sessiz seyir gerçeklestirir. Içten yanmali motor olan tahrik elemani arizalanir ve uçus esnasinda yeniden çalistirilamazsa hava araci (1) sadece elektrikli ön itki grubunu (12) kullanarak uçusa devam edebilir. Hava araci (1), güç kaynagi (14) durumuna göre üsse dönebilir ve güç kaynagi (14) yeterliyse dikey inis, degilse çok kisa pist inis ya da konvansiyonel inis gerçeklestirilebilir. Dikey inis için tüm ön ve arka itki gruplari (12,13) yatay konumda iken ön-arka sirasi ile çalistirilir ve dikey konuma getirilir. Tahrik elemani, hava araci (1) bir gemiye inis yapacagi durumlarda devreye alinabilir, diger durumlarda kapatilabilir ya da rölantide çalistirilabilir. Sadece tahrik elemaninin kullanildigi uçus safhalarinda tüm ön ve arka itki gruplari (12, 13) yatay konumda katli tutulur. Sekil 6 ve Sekil 10'da gösterildigi üzere çok kisa pist inislerinde arka itki gruplari (13) ters itki üreterek hava aracinin (1) son yaklasma hizini ve pist üzerindeki kosu hizini çok kisa sürede düsürür. Bu esnada ön itki gruplarindaki (12) kanatçiklar (6) kapali konumda tutulur. Uygun uzunlukta pist olmasi ve dikey inisin muhtelif arizalardan dolayi mümkün olmamasi gibi durumlarda ön ve arka itki takimlari (12, 13) yatay pozisyondayken ve kanatçiklar (6) kapali haldeyken konvansiyonel inis (conventional Ianding) kullanilabilir. Çok kisa pist kalkisi, ön itki gruplarinin (12) yatay konumda çalistirilmasi ile elektrik destekli olarak yapilabilmektedir. Dikey itki birimlerinin sahip oldugu itki kapasitesi ana gövdedeki (2) ana içten yanmali tahrik unsuru ve gövde pervanesinin (5) verebildigi itkiden çok daha fazla oldugu için ön itki gruplarinin (12) sagladigi fazladan itki çok kisa pist kalkisini mümkün kilmaktadir. Konvansiyonel kalkis, konvansiyonel tirmanma ve konvansiyonel seyir uygun uzunlukta pistlerden ön itki gruplari (12) yatay konumda kapali tutularak yapilabilir. Hava araci (1), aviyonik sistemleri süren aviyonik bataryasi ve elektrik motorlarini (16) süren ve birbirlerini ikili olarak yedekleyebilen tercihen 4 adet güç kaynagina (14) sahiptir. Batarya ve güç kaynaklari (14) tahrik elemanina bagli bir jeneratör ve ayrica kanatlara (3) ve kuyruga (4) entegre edilmis günes panelleri (7) ile sarj edilebilmektedir. Dikey inis için güç kaynaklari (14) jeneratör kapasitesine göre kisa sürede sarj edilebilmektedir. Böylelikle uçus s'uresi elektrikli sessiz seyir safhalari eklenerek uzatilabilmektedir. Hava aracinin (1) dikey kalkis, konvansiyonel kalkis, çok kisa pist kalkisi, konvansiyonel tirmanma, elektrik destekli tirmanma, konvansiyonel seyir, elektrik destekli seyir, sessiz seyir, çok kisa pist inisi, konvansiyonel inis, dikey inis modlari ve kabiliyetleri bulunmaktadir. Hava araci (1), kanatlar (3) gemi vb. kisitli depolama alanlarinda uçusa hazir halde tutulurken yer kaplamamasi amaciyla kanat (3) `üzerinde formlandirilan ve kanadin (3) ana gövde (2) yönünde uç kismindan kendi üzerinde dogru katlandigi bir katlanma noktasi (19) içermektedir. TR TR