Up to 2 kw Power Transfer System for Tether Powered Unmanned Aerial Vehicles to Provide Long Flight Time

Abstract

Geçtiğimiz son on yılda mini sınıfındaki insansız hava araçlarının uygulamaları oldukça artmıştır. Fakat küçük insansız hava araçlarının kullanımında bazı kısıtlamalar vardır. Uçuş süresi çok rotorlu insansız hava araçları için bu kısıtlamalardan biridir. Bu tez düşük hareket kabiliyeti ve uzun süre havada asılı kalması istenen çok rotorlu insansız hava araçlarının uçuş süresini artırmaya yöneliktir. Kablo bağlı çok rotorlu insansız hava araçları dikey iniş kalkış gerçekleştirebilen, istenilen irtifa ve konumda havada asılı kalabilen ve kablo bağının imkan verdiği ölçüde hareket edebilen araçlardır. Kablolu çok rotorlu İHA'larda bataryadan beslenen İHA'larda olduğu gibi hava kalma süre kısıtı yoktur, araç için gerekli olan enerji İHA'ya bağlı kablo ile yer istasyonundan karşılanmaktadır, böylece sivil ve askeri uygulamaların uzun uçuş süresi ihtiyaçları giderilmektedir. Bu tez ana olarak hava güç birimi ve yer güç birimi olmak üzere güç transfer sistemi tasarımına odaklanılmıştır. DC-AC güç dönüştürücü yöntemleri karşılaştırılmış ve içlerinden en verimli olan metot seçilmiştir. Askeri ve sivil çok rotorlu İHA'ların çoğu 2 kg kaldırabilme kapasitesine sahiptir. Bu husus göz önünde bulundurularak hava güç ünitesi ve kablo ağırlığının bu sınırlar içerisinde kalması sağlanmıştır. Güvenli operasyon için yer istasyonundan İHA'ya iletilen enerji miktarı anahtar faktörlerden biridir. Askeri ve endüstriyel çok rotorlu İHA'larda yüksek güçlü fırçasız motorlar kullanıldığından dolayı enerji ihtiyacı hobi seviyesindeki İHA'lara göre daha yüksek olabilmektedir. Bu sebeple tez kapsamında tasarlanan sistem 2 kW'ı desteklemektedir. Sonuç olarak kablo bağlı İHA'lar için 2 kW'lık bir güç aktarma sistemi birçok uygulamaya iyi bir çözüm sunmaktadır.