Ruzgar tuneli olmadan surukleme katsayisi nasil bulunur?

[Mehmet YILMAZ]

Tekmofes ve duronculukla ugrasan ogrenci arkadaslar, "dizayn ettigimiz teyyarenin drag coefficent (Turkcesi sürükleme katsayısı) bulmak istiyoruz ama bizim hic ruzgar tunelimiz olmadi, ne yapabiliriz?"diye sorunca "siz herhalde ortaokul fizik derslerinde uyuyordunuz" diye kizdiktan sonra asagida anlatacagim cozumu onerdim. Eve gecince de ilk prototipi olusturdum. Baskalarina da faydasi olabilir diye burada paylasiyorum.

Bastan soyleyim bu sistem kesinlikle ruzgar tunelinin yerini almayacagi gibi cok hassas sonuclar uretmeyecektir. Ayrica motorlar kapali iken test edilebilir , havanin kaldirma kuvveti dahil edilmemistir ve sensor hatalari gozardi edilmistir.

Cozum ortaokul fizik derslerinde ogrendigimiz yagmur yagarken neden balistik semsiyeler kullanmiyoruz sorusuna indirgenebilir. Malum yagmur damlalari, kendilerine etki eden yercekimi kuvveti ve suruklenme kuvvetleri esit oldugu zaman terminal velocity yani ulasabilecekleri en yuksek hiza cikiyorlar. Bu sayede de daha fazla hizlanamayip bizlere yagmur altinda yurume keyfi sagliyorlar. Biz de ucagi yeteri kadar yuksege cikardikdan sonra, motor(lari) kapatip, dik dalisa gecirip, ulasabilecegimiz maksimum hizi(terminal velocity) olcersek, ilk once ucaga etki eden surukleme kuvvetini oradan da surukleme katsayisini elde edebiliriz.

Bu RESMİ görmek için izniniz yok. Giriş yap veya üye ol

Yukaridakini formula edersek eger, olctugumuz en yuksek hizda, ucaga etki eden yer cekimi ile(Fg), aksi yonde etki eden surukleme kuvveti(FD) esit durumda ve ivme sifir olacaktir.

a(ivme) = 0, Fg=FD

Surukleme katsayisi = 2 x ucagin kutlesi x yercekimi ivmesi / havanin yogunlugu x ucagin kesit Alani x terminal velocity'nin karesi

Goruldugu uzere burada ucagin hizini ve havanin yogunlugunu olcmek gerek. Bunlari yapmak icin de

Bu LİNKİ görmek için izniniz yok. Giriş yap veya üye ol

kullanarak basit bir olcum cihazi yaptim.

M5stick QMP6988 barometre ve SHT30 termometre ile yuksekligi havasicakligini kompanse ederek olcuyor. Birim zamandaki yukseklik degisiminden de dalis hizini hesapliyor. Buna ek olarak AT6558+MAX2659 GPS ayni sekilde yukseklik olcumu yapiyor. (GPS alitimetre verisi barometre altimetresi ile kiyaslanarak hava yogunlugunu da hesaplamak icin kullanilabilir)Termometre ise barometre uzerinden yapilan yukseklik olcumune ve hava yogunlugu hesaplanmasina yardimci oluyor. Bunlara ek olarak SH200Q IMU ucagin roll ve pitch acilarini olcerek dik dalis yapilip yapilmadigini teyid ediyor.

Kodlama bilgim kisitli oldugu icin bunlari sadece uiflow adinda gorsel, blok tabanli bir platform uzerinden yapiyorum. M5stick sd kart icermiyor ve bu yuzden sadece maksimum verileri degiskenler uzerinden kaydedebiliyorum. Eminimki kodlama bilgisi daha iyi olanlar baska platformlar kullanarak daha iyi sistemler uretebilirler. Arduino ile olcum verilerini frsky telemetri uzerinden kumandaya gondermek mumkun. Arduino ogrenirsem bu bir sonraki asama olabilir.

Ayrica ucagin kesit alanini hesaplamak icin cesitli yontemleri kullanmak mumkun. Bence kesit alanindan ziyade ucaga eden tum surukleme kuvveti onemli oldugundan ikisinin carpimini referans olarak kullanmak daha mantikli olacaktir kanisindayim. Illa kesit alani da lazim diyenler, iphone lidar veya fotograflama teknikleri ile deneyebilirler.

Olcum cihazi pil dahil 40 gram altinda ve oldukca kucuk ( 48.2mm x 25.5mm x 13.7mm).

Bu RESMİ görmek için izniniz yok. Giriş yap veya üye ol

 

[FERDİ İKİZ]

Hocam harika bir bilgi vermişsiniz. Ellerinize sağlık

 

[Deniz Tanrıverdi]

Mehmet kardeşim teşekkür ve tebrik ediyorum. Samimiyetimle söylüyorum.Gerçekten.
Ama (bana) "ahh, keşke" dedirten bir kusurun var; o da bu değerli, bilgi dolu yazını daha okunabilir, dolayısı ile anlaşılabiliyor, güzel bir Türkçe ile yazsaydın keşke.

 

[Sumer Yamaner]

Acaba ortalama bir model uçak, serbest düşüşte "terminal velocity"ye yaklaşık kaç metrede ulaşır? Yani test için uçağı hangi irtifadan salmalıyız? Ayrıca ortalama bir model uçak bu "terminal velocity"'de yapısal bütünlüğünü koruyabilir mi?

 

[Berk Eksin]

Bende geçmişte İHA yarışmalarına katıldım. Acaba bu kadar ayrıntılı hesaplamaya gerek varmı diye düşünmüyor değilim. İşin matematiği önemli ama ne kadar ayrıntıya dalmalı 5dk sürecek bir uçuş için 10dk uçuş süresi olan uçağın tasarımında geliştirmek yapmak için 1 hafta uğraşıp 1dk fazladan uçuş süresi edinmek ne kadar gereklidir bunların sorgulanması lazım. 1 kere kendim yarışmaya katıldım 2 kerede takımlara destekte bulundum.
Gördüğüm en büyük eksik deneme yapmaya yeterince uzun süre vermemeleriydi. İnce hesaplamalarla o kadar çok dalıyorlar ki belki en fazla 5 deneme uçuşu yapmış uçakla yarışmaya gidiyorlar.
İşin matematiği yanında tecrübede önemli. Onlar sayesinde modelciliğide başladığım tecrübeli bir abim vardı uçurmaktan çok inşaatı sever. Bı gün yanındayken bir arkadaşı geldi bir uçak planı getirdi bunu yapalım dedi şöyle plana bir baktı bunun fazla sportif bunu zor uçurursun dedi hiçbir ölçü aleti cetvel falan kullanmadan kurşun kalemle simetrik tarzadaki airfoilin alt tarafını tek hamlede bir çizgi çekti yarı simetrik birşey oldu. Sonra o uçağı lazer kesim falan olmadan tamamen el işçiliği yaptı ve uçak daha ilk uçuşunda on numara uçuyordu. Aklıma direk yarışmacılar geldi bir airfoil için haftalarca hesaplama yapıyorlar adam göz kararı neler yaptı

 

[Mehmet YILMAZ]

Acaba ortalama bir model uçak, serbest düşüşte "terminal velocity"ye yaklaşık kaç metrede ulaşır? Yani test için uçağı hangi irtifadan salmalıyız? Ayrıca ortalama bir model uçak bu "terminal velocity"'de yapısal bütünlüğünü koruyabilir mi?

Hocam sanirim neyi ortalama kabul ettigimize bagli demis olduktan sonra:

Pito tupu kullarak terminal velocity olcumu yaptigim ilk ve tek ucak Sonicmodel Binary. Bu olcumu fpv ekipmani olmadan vlos ucusta yapabildim. Variometre olmadigi icin irtifayi soylemek zor. Binary oldukca draggy bir model o yuzden gozden kaybolmayacak bir irtifadan dallista terminal velocity gozlemlemek mumkun oldu. Ayrica daha dusuk irtifada terminal velocity gozlemlemek icin duz ucusta hiz kazandiktan sonra motor(lari) kapatip direk dalisa gecmek faydali olacaktir.
Yapisal butunluge gelirsek, model cok buyuk olmadiktan sonra, sanirim cogu ucak serbest dalista dagilmayacaktir ancak dalistan nasil cikilacagi sorun teskil edebilir. FPV ekipmani olan bir ucakta ise olcum daha kolay olacaktir diye dusunuyorum. Bu soru baska fikirler aklima getirdi ve olcumlere x, y, zeksenlerindei maksimum G kuvvetini ekledim. Malesef M5Stick SH200Q unitesini max 4G olcecek sekilde konfigure etmis. 4G cok dusuk bir deger. Egerki uiflow uzerinden SH200qnun olcebilecegi max16G degerine getirirsem ise yarar hale gelebilir.
Prototiple ugrasirken size danismak fikri aklima gelmisti. Gerci ucagin suruklenme katsayisi cogu modelcinin ilgisini cekmeyecektir ancak yukarida yazdigim cozumu sizin sumeronics urunler gibi daha kullanisli ve rafine bir hale getirmeyi cok isterdim.

 

[Mehmet YILMAZ]

Bende geçmişte İHA yarışmalarına katıldım. Acaba bu kadar ayrıntılı hesaplamaya gerek varmı diye düşünmüyor değilim. İşin matematiği önemli ama ne kadar ayrıntıya dalmalı 5dk sürecek bir uçuş için 10dk uçuş süresi olan uçağın tasarımında geliştirmek yapmak için 1 hafta uğraşıp 1dk fazladan uçuş süresi edinmek ne kadar gereklidir bunların sorgulanması lazım. 1 kere kendim yarışmaya katıldım 2 kerede takımlara destekte bulundum.
Gördüğüm en büyük eksik deneme yapmaya yeterince uzun süre vermemeleriydi. İnce hesaplamalarla o kadar çok dalıyorlar ki belki en fazla 5 deneme uçuşu yapmış uçakla yarışmaya gidiyorlar.
İşin matematiği yanında tecrübede önemli. Onlar sayesinde modelciliğide başladığım tecrübeli bir abim vardı uçurmaktan çok inşaatı sever. Bı gün yanındayken bir arkadaşı geldi bir uçak planı getirdi bunu yapalım dedi şöyle plana bir baktı bunun fazla sportif bunu zor uçurursun dedi hiçbir ölçü aleti cetvel falan kullanmadan kurşun kalemle simetrik tarzadaki airfoilin alt tarafını tek hamlede bir çizgi çekti yarı simetrik birşey oldu. Sonra o uçağı lazer kesim falan olmadan tamamen el işçiliği yaptı ve uçak daha ilk uçuşunda on numara uçuyordu. Aklıma direk yarışmacılar geldi bir airfoil için haftalarca hesaplama yapıyorlar adam göz kararı neler yaptı

Teknofest genel olarak millî teknolojileri teşvik edip geliştirmek ve insanları bu alanda bilinçlendirmeyi hedeflemektedir. Benim bu cumledegen anladigim ve ilgilendigim konu " bilinclendirmek" Musabakada basarili olup olmama kismi bilinclenme ile mukayese edilince cok ama cok onemsiz kaliyor. Sanirim idare bu yarismaya katilan genclerin ileride milli teknolojiler gelistirmesini hedeflediginden bu tur bir organizasyona yatirim yapiyor. Bunlar onemsiz, detay vs dersek bilinclenme kismini atlamis oluruz diye dusunuyorum.

Detay olmasi kismina da katilmiyorum cunku cok bir detay yok. Hadi oturup asagidaki gibi detayli bir drag analizi yapacagiz desek size katilirdim.

Bu RESMİ görmek için izniniz yok. Giriş yap veya üye ol

Ben modelciyim ve bu isi sadece zevk olarak yapiyorum. Ancak yaşadığım evren ve toplumla ilgili hakikate ulaşma çabam icinde, sevdigim bir konuda nasil oluyor da oluyor sorusuna cevap bulabilmek model ucak ucurmak kadar zevk veriyor.

 

[Sumer Yamaner]

Ben Teknofest'in bir "bilinçlendirme" sağladığına inanmıyorum. Aslında bilinçlendirme anaokulu çağında başlar. Üniversite bu iş için çok geç bir dönemdir.
Bu yarışmalara katılan gençlerin bir çoğunu tanıyorum. Hezarfen'de kendileri ile sık sık karşılaşıyorum. Ama ne zaman? Teknofest'e bir ay kala. Onun dışında yoklar.
Bu çocuklar airfoil dragını hesaplamaya ayırdıkları zamanın onda birini kontrol yüzeyinin menteşelenmesine ayırsalar uçakları çok daha düzgün uçacak ama ne yazık ki bunu kavramaktan da aciz çoğu (birkaç bilinçli arkadaşı tenzih ederim).
Her neyse...
Ben rüzgar tüneli bulamayıp bir şekilde drag faktörünü bulmak isteseydim, serbest düşüşte terminal velocity ölçmek yerine uçağı ya da kanadı bir otomobilin tavanına monte edilmiş, elektrikli motor çekişi ölçme düzeneğine bağlar, belirli hızlardaki çekişi (yani frenlemeyi) ölçerdim.

 

[Mehmet YILMAZ]

Over-Engineered Sensor Hub

Tank icin electronic switch kontrol edebilecek ve 8 den fazla kanali olan bir cozum ararken ilk prototipi ucaklar icin yapmaya karar verdim.

ESP32 sport ve sbus kutuphaneleri ile hem servo ve elektronik switch kontrol edebiliyor hem de sensor bilgilerini alici uzerinden kumandaya gonderiyor. Bu sekilde hem custom sensorler kullanmak mumkum hem de maliyeti frsky sensorlere gore nispeten ucuz.

Bu konu ile alakali olarak bir variometre yaptim. Yukseklik, sicaklik ve variometre bilgilerini kumanda telemetry ekranindan gorebiliyorum. Kablo karmasasi olmasin diye sensor bilgileri baska bir esp32 tarafindan toplaniyor ve kablosuz olarak ESP-NOW uzerinden sensor hub'a gonderiliyor.

Sensor huba cesitli sensorler takip degerleri direk okumakta mumkun ancak ozellikle de suanda calismakta oldugum GPS te eklenince kablo baglantilari yuzunden spagetti'ye donusuyor. Vaktim olursa hepsinin birarada oldugu bir PCB yapilabilir.

Bunlarin hepsi zaten ucus kontrol kartinda var diyenler de haklilar ancak bu sekilde custom sensor eklemek mumkun ve kontrol karti olunca duronculuga giriyor ki isin o kismindan ben hazetmiyorum

Bu VIDEOYU görmek için izniniz yok. Giriş yap veya üye ol