Hava araçlarında motor parametreleri için kritik önem taşıyan bir diğer değer ise sıcaklıktır. Kokpit panelinde motor parametrelerinin sıcaklık değerlerinin belirli limitler içinde çalıştığının görülmesi motor durum kontrolü açısından önem arz etmektedir. Uçak ve motor tipine bağlı olarak kokpitte gösterilen motor sıcaklık göstergeleri;
MFD göstergesi Garmin G1000 sisteminde ana uçuş göstergeleri dışında kalan bütün bilgileri göstermektedir. MFD üzerimde gösterilen bilgilerden bazıları şu şekildedir:
Hava aracının pilotaj işlemine yönelik göstergesi olan birincil uçuş göstergesi, uçuş ile ilgili tüm sistemlerden aldığı bilgiyi tek bir ekranda toplayarak pilota aktarır. Ayrıca, herhangi bir sistem arızası durumunda sesli ve görsel uyarılarda bulunarak pilotun durumsal farkındalığının arttırılmasına katkıda bulunur. PFD üzerinde gösterilen bilgiler şu şekildedir:
Garmin G1000 Elektronik Uçuş Gösterge Sistemi genel havacılıkta kullanılan hava araçlarında en çok tercih edilen elektronik uçuş gösterge sistemidir. Sistem hatta değiştirilebilir ünitelerden (LRU) oluşturulmuş entegre bir gösterge sistemidir. Hava aracının birçok sisteminden alınan (uçuş göstergeleri, pozisyon, seyrüsefer, haberleşme, otopilot vb.) veriler işlenerek elektronik uçuş gösterge sisteminde gösterilmektedir [1-3].
GARMIN G1000 modüler olarak tasarlanmıştır. Sistem aşağıda yer alan LRU’lardan oluşmaktadır:
GPS is examined in two parts. GPS receiver is the first part of it. It provides to take GPS signal from the satellite and send the information from its serial port. Its internal serial port sends the data through tx port. The data is sent via NMEA format so that it is needed to decode the NMEA format. In second part, in order to decode the signal NMEA format is introduced.
In the project, the MediaTek MT3329 GPS module is used. It can be seen in figure 1. The MediaTek-3329 is an ultra-compact POT (Patch on Top) GPS Module. This POT GPS receiver provides a solution that is high in position and speed accuracy performances, with high sensitivity and tracking capabilities in urban conditions. The module can support up to 66 channels and is designed for a small-form-factor device.
Gyroscopes function differently depends on their type. Traditional spinning gyroscopes work on the basis that a spinning object that is tilted perpendicularly to the direction of the spin will have a precession. The precession keeps the device oriented in a vertical direction so the angle relative to the reference surface can be measured. Optical gyroscopes are most commonly ring laser gyroscopes. These devices send two lasers around a circular path in opposite directions. If the path spins, a phase shift can be detected since the speed of light always remains constant. Usually, the rings are triangles or rectangles with mirrors at each corner. Optical gyroscopes are a great improvement to the spinning mass gyroscopes because there is no wear, greater reliability and smaller size and weight [1]. Even after the introduction of laser ring gyroscopes, a lot of properties were desired. MEMS vibrating mass gyroscopes aimed to create smaller, more sensitive devices. In this project, MEMS gyroscopes are used. MEMS gyro is shown below.
Sensors are critically important in the project. The aircraft module collects the data from the sensors and processes it via Arduino mega platform. The system consists of IMU, GPS, temperature, pressure sensors. IMU gives accelerometer, gyro and magnetic compass output.
An inertial measurement unit, or IMU, is an electronic device that measures and reports on a craft’s velocity, orientation, and gravitational forces, using a combination of accelerometers and gyroscopes, sometimes also magnetometers. IMUs are typically used to maneuver aircraft, including unmanned aerial vehicles (UAVs), among many others, and spacecraft, including shuttles, satellites, and landers [1]. IMU uses accelerometer, gyro, and magnetometer. In this project, each sensor is 3 DOF so the total system has 9 DOF which gives more flexibility in the project.
Since model airplanes fly according to visual flight rules, they don’t have any tracking, control and security systems. Lack of these systems may lead to destroy the aircraft and the area which it is flying. The aim of the designed telemetry system is to transmit the aircraft data to the ground station and to provide observing the momentary results of the aircraft. Thus, when aircraft goes into dangerous station, pilot can observe the sensor values and may change the position of the aircraft so that the probability of the crashing the aircraft is decreased. Individually designed system is not included in model airplanes.
This system may be easily integrated to the model airplanes with the benefits of portability, small sizes and small weights. Telemetry system consists of two separate modules. Aircraft module provides to analyze position, velocity, pressure, IMU sensors in the aircraft and send the signals to the ground station. Ground control module shows the incoming signals to the pilot.
Paylaşmaya başlamış olduğum bu yazı dizisi Anadolu Üniversitesinde Havacılık Elektrik Elektroniği ve Elektrik Elektronik Mühendisliği bölümlerinde bitirme tezim olarak sunulmuştur. Tez çok değerli arkadaşım ve kendisi şu anda İstanbul Teknik Üniversitesinde araştırma görevlisi olan Emrah Abtioğlu ile birlikte ortak çalışmamız sonrasında ortaya çıkmıştır. Bu çalışma, 2012 Savronik Proje yarışmasında jüri özel ödülünü kazanmıştır.
Paylaşacağım konular elektrik elektronik mühendisliği için hazırlanan tezin İngilizce olmasından dolayı bu dilde olacaktır.
Gelişen teknoloji ile birlikte analog ve elektromekanik prensiplerle çalışan kokpit göstergeleri günümüzde sayısallaştırılarak LCD (Likit Kristal Ekran) ve LED (Işık Yayan Diyot) ekranlar aracılığı ile pilotların kullanımına sunulmuştur. Sayısal elektroniğin gelişmesi ile günümüz ticari hava araçlarının hemen hemen hepsi ve genel havacılıkta kullanılan hava araçlarının büyük çoğunluğu kokpit göstergelerinde elektronik göstergeleri kullanmaktadır. Glass (Cam) kokpit olarak adlandırılan yeni teknoloji ile birden çok göstergenin bir ekran aracılığı ile gösterilmesi olanaklı olmuştur. Elektronik kokpit göstergelerinin gelişmesinin en büyük etkilerinden biri de kokpit personeli ihtiyacının azalmasıdır. Bu sayede kokpit içinde ayrıca bir uçuş mühendisine olan ihtiyaç ortadan kalkmıştır.
Örnek olarak 1960’lı yılların sonlarına doğru üretilen Boeing 747 uçağının kokpitinde 971 adet gösterge (lamba, ölçüm göstergeleri ve anahtar) bulunuyorken elektronik kokpit göstergelerine sahip 747-400 versiyonunda bu sayı 365’e düşmüştür [1].