TR2023014450T2 - Bi̇r i̇nsansiz mobi̇l platform - Google Patents

Abstract

Buluş, hareketli bir taşıyıcı gövde (4); taşıyıcı gövde (4) üzerinde önceden belirlenen bir atış doğrultusuna sahip şekilde yerleşen bir şok üreteci (20); bir kontrolöre (14) bağlı olarak şok üretecini (20) bir ateşleme modunda (18) devreye alır şekilde şok üretecine (20) adapte edilen bir tetikleme elemanı (16); kontrolörün (14) bir ateşleme modunda (18) devreye aldığı ve şok üretecinin (20) taşıyıcı gövdeye (4) uyguladığı geri tepme kuvvetine karşılık taşıyıcı gövdenin (4) hareket dengesini sağlar biçimde ayarlanan bir geri tepme sönümleme tertibatını (24) içeren bir insansız mobil platform ile ilgilidir. İnsansız mobil platform, geri tepme sönümleme tertibatının (24) devreye alındığında şok üretecinin (20) ürettiği şok vektörüne (22) karşılık gelen kısmen sönümler bir atım üretir bir itki sağlar (39) şekilde basınçlı gaz atımı sağlayan bir nozul (34) içermektedir.

Description

TARIFNAME BIR INSANSIZ MOBIL PLATFORM TEKNIK ALAN Bulus, kontrolörün bir atesleme modunda sok üretecinde olusan geri tepme kuvvetine yönelik bir geri tepme sönümleme tertibati içeren bir insansiz mobil platform ile ilgilidir. TEKNIGIN BILINEN DURUMU Insansiz araçlar; bir operatör tarafindan uzaktan kontrol edilebilen veya kendi kendine karar verebilen, erisilmesi zor noktalara ulasarak kesif, gözetleme, tedbir alma ve önleme islevlerini yerine getirebilen araçlardir. Insansiz hava araci, kara araci ve deniz araçlarin tümü bu tarifnamede insansiz mobil platform olarak adlandirilacaktir. Insansiz mobil platformlar, kumandayla kontrol edilebildigi gibi sensörleri vasitasiyla kendi hareket edebilen türleri vardir. Özellikle askeri amaçli olarak, ülkelerin askeri operasyonlarinda, sinir güvenligini saglamada veya harp durumunda asker kaybinin ortadan kaldirilmasina yönelik silahli veya silahsiz modelleri ile etkin bir saldiri ve güvenlik kontrol amaçli kullanilmaktadir. Insansiz mobil platformlar kisaca, birtahriktertibati, tasiyici platform, kontrol sistemi ve tasinan fonksiyonel bir unsur (örnegin atesli silah) içermektedir. Kontrol sistemi, insansiz mobil platformun dis sartlara ragmen stabil bir sekilde rotasini izlemesine veya duragan konumunu korumasina yardimci olmaktadir. Bunun için kontrol sistemi, bir islemci; islemci ile baglantili bir jiroskop, GPS (kablosuz iletisim teknolojisi) gibi dahili seyrüsefer unsurlari; seyrüsefer unsurlarinin kablosuz iletisim teknolojisi ile takibinin ve kontrolünün yapildigi bir komuta terminalini içermektedir. Ayrica operasyon sirasinda insansiz mobil platformun içerdigi fonksiyonel bir unsur olan bir sok üretecinin (örnegin makineli tüfek) aktif sekilde kullanilmasi ile meydana gelen sok etkisini azaltmak için mekanik esaslara göre çalisan sönümleme sistemleri gelistirilmistir. CA3043563 yayini, atesli silah ile donatilmis uzaktan kumanda edilen insansiz hava araci ile ilgilidir. Insansiz hava araci üzerinde bir geri tepme kompansatörü veya itici pervane yer almaktadir ve söz konusu insansiz hava aracina bir gövde veya montaj tertibatina montajlanmis uzaktan çalistirilan modifiye edilmis bir atesli silahtan olusmaktadir. Geri tepme kompansatörü veya itici pervane atesli silah devreye alindiginda arkadan itis saglar sekilde bir fonksiyonuna sahiptir. Itici pervane geri tepmeyi azaltmak için arkaya dogru itme üretmek üzere çalismaktadir. BULUSUN KISA AÇIKLAMASI Bulusun amaci, insansiz mobil platformlarda hafif ve basit bir geri tepme önleme sistemi saglamaktir. Bahsedilen amaca ulasmak üzere bulus, hareketli bir tasiyici gövde; tasiyici gövde üzerinde önceden belirlenen bir atis dogrultusuna sahip sekilde yerlesen bir sok üreteci; bir kontrolöre bagli olarak sok üretecini bir atesleme modunda devreye alir sekilde sok üretecine adapte edilen bir tetikleme elemani; kontrolörün bir atesleme modunda devreye aldigi ve sok üretecinin tasiyici gövdeye uyguladigi geri tepme kuvvetine karsilik tasiyici gövdenin hareket dengesini saglar biçimde ayarlanan bir geri tepme sönümleme tertibatini içeren bir insansiz mobil platform açiklamaktadir. Bulusta, geri tepme sönümleme tertibatinin devreye alindiginda sok üretecinin ürettigi sok vektörüne karsilik gelen kismen sönümler bir atim üretir bir itki saglar sekilde basinçli gaz atimi saglayan bir nozul içermektedir. Bu sayede, sok üretecin atesleme modunda oldugu durumda meydana gelen geri tepme kuvvetine karsi moment üreten bir geri tepme sönümleme tertibatina sahip bir insansiz bir mobil platform elde edilmistir. Tercih edilen bir yapilanmada, atesleme modu kontrolör tarafindan aktive edildiginde nozuldan hava atimi da ayni anda devreye alinmaktadir. Muhtemel bir yapilanmada ise kontrolör bir jiroskop devresi içermekte ve sok aninda geri tepme sönümleme tertibatini devreye almaktadir. Bu iki sistemin kombine çalismasi veya birbirini yedeklemesi de mümkündür. Bulusun tercih edilen bir uygulamasi, nozula basinçli gaz tedarik eder sekilde akiskan baglantili olarak tasiyici gövde üzerinde saglanan bir basinçli gaz tüpü içermektedir. Bu sayede, geri tepme sönümleme tertibati pnömatik yapida olmaktadir. Moment korunumu prensibi ile silahin anlik itkisi sönümlenmektedir. Karsi moment üretmek için de tercihen soguk gaz iticisi tipi sistem kullanilmaktadir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasi, basinçli gaz tüpü ile nozul arasinda saglanan ve kontrolörün geri tepme sönümleme tertibati devreye alindiginda nozula dogru basinçli gaz iletimi saglar biçimde açtigi bir solenoid valf içermektedir. Bu sayede, nozul üzerinde meydana gelen geri tepme kuvvetinin sönümlenmesi saglanabilmektedir. Cevap frekansi yüksek, örnegin en fazla 1 ms olan bir valf kullanilmasi ile total tüketim ve atis hizi iyilesmeleri saglanabilmektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda, kontrolörün selenoid valfi seçilen atesleme modu için seri halde her bir sok vektörüne karsi vektörü olusturur sekilde önceden belirlenen konfigürasyonda süreye bagli degisken debide açar sekilde ayarlanmistir. Bu sayede, meydana gelen geri tepme kuvveti desenine uygun bir karsi moment çözümü saglanabilmektedir. Tercih edilen bir yapilanmada, insansiz mobil platforma yüklenen sok üretecinin atesleme modunda ürettigi sok deseni, önceden bir elektronik kontrolörün bir hafiza modülüne yüklenerek, nozuldan hava atiminin es frekansta veya çok yakin frekansta (en fazla 1 ms farkla) çalismasi saglanabilmektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasi, degisken debide açar sekilde ayarlanmis solenoid valfe gaz iletimini saglar sekilde baglantili en az bir ara tampon tüp içermektedir. Bu sayede, ara tampon tüp(leri) basinçli gaz tüpünden istenen desende ve selenoid valfe daha yakin akiskan iletimi saglar sekilde baglanmis nozuldan basinçli hava atimi cevabini hizlandiracak sekilde yapilmaktadir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasi, ara tampon tüp çikisina adapte edilerek solenoid valfe ara tampon tüpten tedarik edilen basinçli gazin önceden belirlenen bir gaz basinci degerinden düsük veya yüksek olmasi durumunda uyari veren güvenlik amaçli bir basinç sensörü içermektedir. Bu sayede, insansiz mobil platformda güvenlik problemi olusturacak seviyede düsük bir basinç veya yüksek bir basinç durumuna karsi takip yapilabilmektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasi, basinçli gaz tüpü ile ara tampon tüpü (32) arasinda gaz iletimi saglar sekilde baglantili gaz basincini düsürür sekilde adapte edilen bir gaz regülatörü içermektedir. Bu sayede, basinçli gaz tüpünde yüksek basinçli gaz depolamasi yapilarak bunun atesleme durumunda sok vektörüne karsi kompanzasyon vektörü olusturmaya yetecek bir hava basincina düsürülerek selenoid valfe beslenmesi mümkün olmaktadir. Bu sekilde, kullanilmayan havanin yüksek basinçla depolanmasi ve sönümleme sisteminin kompakt bir yapida olmasi saglanmaktadir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasi, insansiz mobil platformun bir donamimi olan bir ag adaptörünü içermektedir. Bu sayede komuta terminali ile insansiz mobil platform arasinda sinyal akisi saglanmaktadir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasi, ag adaptörü, tasiyici gövdede yer alan bir otopilot ile haberlesir sekilde ayarlanmistir. Bu sayede ag adaptörü, insansiz mobil platformun uydu üzerinden veya diger yollarla komuta merkezinden tercihen kriptolu bir baglanti protokolü ile kontrol edilmesine olanak saglamaktadir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda, otopilotun uzaktan kablosuz baglantili oldugu bir komuta terminali ile karsilikli sinyal akisi saglar sekilde ayarlanmis olmasidir. Bu sayede insansiz mobil platformun otopilot üzerinden kontrolü saglanmaktadir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda, otopilot ile kontrolörün karsilikli sinyal akisi saglar sekilde ayarlanmis olmasidir. Bu sayede, komuta terminalinden sok üreteci olan atesli silahin atesleme modunun kontrol edilmesi saglanmaktadir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasi, kontrolör, enerji kaynagi olarak elektrik iletimi saglar sekilde baglantili bir batarya içermektedir. Bu sayede, kontrolör önceden sarj edilen bir batarya ile operasyon boyunca islevini gerçeklestirebilmektedir. Tercihen sok üreteci bir atesli silahtir. Atesli silahin, tek veya seri atis konfigürasyonuna göre nozuldan zit bir atim gerçeklestirilmekte ve karsi kuvvet vektörlerinin birbirinin etkisini azaltmasi nedeniyle insansiz mobil platform stabil durumunu korumaktadir. Muhtemel bir yapilanmada, atesli silah NATO mühimmati ile çalisan yari otomatik silahlardan seçilmistir. Silah tam sönümlenemedigi veya kismen sönümlendigi sistemlerde silahin ürettigi anlik sok insansiz mobil platforma, örnegin insansiz hava aracina direkt etki etmektedir. Bu sok (impuls) insansiz hava aracinin hem uçus performansini hem de faydali yükün atis performansini olumsuz yönde etkilediginden dolayi ilgili görev tehlikeye girmektedir. Sönümleme çözümü ile bu durum asgari düzeye çekilmistir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda, sok üretecinin bir atesli silah olmasidir. Bu sayede, mobil platformdaki bir sok üretecinin bir atesli silah özelliginde oldugu açiklanmaktadir. Atesli silah, barut gazinin itici gücüyle mermi atan bütün silahlari kapsamaktadir. Buradaki atesli silah tipine ve mermi adedine göre sönümleme sistemi de degismektedir; ama sönümleme sisteminin çalisma mantigi degismemektedir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda, insansiz mobil platform tasiyici gövdesinin kenarlarindan uzanir sekilde ve yere yatay ayarlanmis bir veya daha fazla pervane içermesidir. Bu sayede pervaneler ile havalanabilen ve havada hareket edebilen bir insansiz mobil platform saglanmistir. SEKILLERIN KISA AÇIKLAMASI Sekil 1, bulus konusu bir insansiz mobil platformuna ait bir kontrol tertibatinin akis semasinin gösterimidir. Sekil 2, bulus konusu bir insansiz mobil platformunun geri tepme sönümleme tertibati akis semasinin gösterimidir. BULUSUN DETAYLI AÇIKLAMASI Bu detayli açiklamada, bulus konusu gelistirme, herhangi bir kisitlama olmayacak sekilde ve sadece konuyu daha iyi anlatmasi için örnekler referanslarla anlatilmistir. Sekil 1'de bulus konusu bir insansiz mobil platformuna ait bir kontrol tertibatinin akis semasi gösterilmektedir. Insansiz mobil platform (1) silahli insansiz hava araci olarak seçilmistir. Açiklik bakimindan silahli insansiz hava aracinin tahrik tertibati gösterilmemistir. Silahli insansiz hava araci, tasiyici bir gövdenin (4) kenarlarindan uzanan ve yere yatay ayarlanmis pervaneler (6) içermektedir ve gövde üzerine bir sok üreteci (20) olarak namlusu ters yönlü bir sok vektörü (22) dogrultusunu tanimlayan bir otomatik veya yari otomatik silah yerlestirilmistir. Sok üreteci (20) bir kendi gövdesine sahiptir. Insansiz mobil platformun (1) tasiyici gövdesinin (4) üzerinde sabitlenen ve pervaneleri (6) elektrik tedarik etmek suretiyle döndürerek hareket saglayan sarj edilebilir bir batarya (10) içermektedir. Tasiyici gövde (4) üzerinde elektronik devre karti yapisinda ve bir islemci ile bununla sinyal akisi saglar sekilde baglantili bir hafiza modülü ve bir ag adaptörü (8) içermektedir. Ag adaptörü de (8), insansiz mobil platformun (1) tasiyici gövdesinde (4) yer alan bir otopilot (9) ile sinyal akisi saglayacak sekilde baglantilanmistir. Ayrica tasiyici gövdeye (4) sok üretecinin (20) gövdesi takilip çikarilabilir sekilde montajlanmistir. Sok üretecinin (20) gövdesinin içerisinde bir kontrolör (14) sabitlenmistir. Kontrolör (14) bataryadan (10) aldigi enerji sayesinde otopilot ile haberlesir sekilde baglantilanmistir. Kontrolöre (14) sinyal iletimi saglar sekilde bagli, kontrolörden (14) gelen komutlara göre aktive olan bir tetikleme elemani (16); otopilot (9) ile uzaktan kablosuz baglantili komuta terminalden (12) gelen bir atesleme komutunun otopilot (9) üzerinden kontrolöre (14) iletilmesi ile devreye alinmaktadir. Tetikleme elemani (16) silahin (20) tetik mekanizmasina atesleme modu (18) boyunca atesler ve aksi yönde komut geldiginde atesi keser sekilde baglantilidir. Tetikleme elemaninin (16) çalisir durumda olmasinin saglandigi atesleme modu (18) durumunda ateslenen silah sok üreteci (20) olarak tetikleme sonrasi 1 ms"den kisa sürede sok (impuls) üretmektedir. Sok üretecin (20) atesleme modu (18) durumunda olmasi ile geri tepme kuvvetine bagli tasiyici gövdede (4) meydana gelen sok etkisinin sönümlemesi için bir sok vektörüne (22) zit yönlü olarak ayni sürede ve sok vektöründen (22) düsük ivmede bir karsi moment üreten pnömatik bir sönümleme tertibati (24) devreye alinmaktadir. Pnömatik sönümleme tertibatinda (24) silah kadar kisa sürede sok vektörü (22) üreten bir yüksek ivme üretilememektedir. Ancak moment korunumu prensibi ile çalistigindan dolayi önce silahin (20) ürettigi moment hesaplanmistir. Pnömatik sönümleme tertibati (24) ayni momenti daha uzun sürede ve daha düsük ivmede üretir sekilde ayarlanmistir. Burada pnömatik sönümleme tertibatinin (24) ürettigi ivme bir sönümleme vektöründe (39) en fazla sok vektörüne (22) esit olacak sekilde ayarlanmistir. Ampirik (deneysel) yol ile izlenen testler sonucu silahin sok vektörünün (22) sönümlenmesi basarili sekilde gerçeklestirilmistir. Belirlenen bir hedefin imhasina yönelik ilk önce komuta terminalinden kontrolöre (14) bir hedef imha bilgisi gelmektedir. Burada drone, kontrolöre (14) gelen bilgiye göre bir komuta terminalinden (12) kontrol edilerek havalanmakta ve hedefe yönlendirilmekte; hedefe vardiginda kontrolöre (14) gelen hedefe yönelik atis bilgisi ile tetikleme elemani (16) uyarilmaktadir. Tetikleme elemanina (16) gelen uyari ile sok üreteci (20), örnegin drone üzerindeki atesli silah mekanizmasinda atesleme modunda (16) iken mekanizma çalisir hale gelmekte ve bir dizi seri atis gerçeklestirilmektedir. Gerçeklesen seri atislara bagli örnegin havadaki NATO tipi yari otomatik bir tüfek olan atesli silah (20) mekanizmasi bulunan droneda silahin moment etkisinin 1ms gibi bir sürede çok yüksek G kuvveti üretmektedir. Bundan dolayi meydana gelen geri tepmesine bagli sarsici bir tepki olarak sok vektörü (22) olusmakta; bu sarsici etkiye bagli silahin hedef isabet orani düsebilmekte; buna çözüm olarak da basinçli hava çikaran nozul (38) içeren bir gaz regülatörü (30) ile sönümleme vektörü (39) üretimi saglanmaktadir. Buradaki sok vektörünü (22) kompanze eder sekilde ters yönlü üretilen sönümleme vektörü (39) momentumun korunumu prensibi ile çalistigindan dolayi silahin atisi sirasinda ortaya çikan impuls yani sok etkisi azaltilmaktadir. Sönümleme vektörü (39) pnömatik sönümleme saglayan bir sönümleme tertibati (24) ile elde edilmistir. Bu sekilde, silahin hedefe atisi sirasinda ortaya çikan ayni momentin daha uzun sürede ve daha düsük G kuvvetinde olmasini saglamaktadir. Silahin tetiklenmesi için tetik servo motoru kullanilmaktadir. Pnomatik sönümleme sisteminde yer alan nozul (38) silahin atis hattina ters yönlü yerlestirilir. Sönümleme sisteminin diger komponentleri atis hattinda olmak zorunda degildir. Solenoid valftan (34) çikan basinçli hava nozule (38) uygun bir hortum ile tasinmaktadir. Sönümleme sisteminde sadece solenoid valfin (34) elektriksel olarak kontrol kutusu (14) ile baglantisi yer almaktadir. Ayni sekilde tetik motoru da kontrol kutusuna (14) baglantilidir. Uzaktan tablet PC ile atis emri verilmektedir. Kontrol kutusunda (14) yer alan gömülü yazilim ise hem tetik motorunu (16) (dolayisi ile silahi) hem de valfi (34) tetiklemektedir. Moment korumu prensibi için gömülü yazilim asagidaki parametreleri kullanicidan istemektedir; servo motor (16) ve solenoid valf (34) arasi tetikleme zaman farki (ms); selenoid valf (34) sürme süresi (ms); Öncelikli olarak servo motor (16) veya selenoid valften (18) hangi eyleyicinin sürülecegi bilgisi. Sekil 2'de bulus konusu bir insansiz mobil platformunun (1) geri tepme sönümleme tertibati akis semasi gösterilmektedir. Burada, geri tepme sönümlemesine yönelik gazin saglandigi bir basinçli gaz tüpünden (28) örnegin; 1lt'den büyük, 4500 PSI özelliklerinde ana tüpten saglanmaktadir. Daha sonra basinçli gaz tüpünden (28) akan gazin regülasyonu bir gaz regülatöründe (30) örnegin; gelen regüle edilmis gazin iletiminin yapildigi ara tampon tüpleri (32) geçisi saglanmaktadir. Örnek olarak ara tampon tüpleri (32) olarak, 750PSI özelliginde ana tüpten küçük hacimde buffer tüpleri kullanilmaktadir. Daha sonra ara tampon tüplerinden (32) geçen gazin bir baglantisi geri tepme sönümlemesine yönelik bir selenoid valf (34) üzerinde yapilmaktadir. bir selenoid valf (34) olmaktadir. Ara tampon tüplerinin (32) bir diger baglantisinda, ara tampon tüpleri ile solenoid valf (34) arasindaki ayni baglanti noktasina baglantili bir basinç (36) sensörü ile olmaktadir. Basinç sensörü (36), hem yüksek hem de düsük basinç ölçümü yapan bir sensördür. Burada basinç sensörü (36), gazin güvenlik amaçli basinç miktarinin ölçülmesine yönelik kullanilmaktadir. Basinç miktarinin ölçülmesinin nedeni ise, silahin geri tepmesini sönümlemek için basincin yeterli olmasi gerekliliginden olmaktadir. Ardindan son olarak, basinç sensörü (36) ile gelen gazin basincinin ölçülmesi saglandiktan sonra, solenoid valf (34) ile geri tepme sönümlemesine yönelik aktarim islemini takriben geri tepme sönümlenmesinin gerçeklestigi bir nozul (38), örnegin 8mm yariçapinda bir nozul (38) içermektedir. Ayrica nozulda (38) olusan atim basincinin sönümlenmesini saglar sekilde sönümleme vektörü (39) olusmaktadir. Nozulda (38) olusan sönümleme vektörü (39), en fazla sok vektörüne (22) esit olacak sekilde ayarlanmistir. TR TR TR