Yazan: Lauren Nagel
Aşırı titreşim, İHA'larda performansı düşüren, bileşenlerin erken bozulmasına, uçuş süresinin kısalmasına, video kayıtlarının istikrarsızlaşmasına ve diğer olumsuz sonuçlara yol açan bir sorundur.
Bu titreşimin başlıca kaynaklarından biri, kütlenin kanatlara eşit olmayan şekilde dağıldığı dengesiz pervanelerdir. Bu dengesizlik fabrikadan çıkarken mevcut olabileceği gibi taşıma veya kullanım sırasında oluşan hasarlar nedeniyle de ortaya çıkabilir.
Bu makalede, pervane dengesizliği ile titreşim arasındaki ilişkiyi inceleyen çalışmaları ele alıyor ve İHA'larda titreşimi sınırlamak için bir öneri sunuyoruz.
İçindekiler
-
Titreşim, Devir Sayısı ve Pervane Çapı
-
Dengesizlik Kaynaklı Titreşimi Tespit Etmek İçin Bir Model Geliştirmek
-
İHA'larda Pervane Titreşimini Azaltmanın Yolları
Şekil 1: İHA'ya monte edilmiş pervane
1. Titreşim, Devir Sayısı ve Pervane Çapı
Multirotor dünyasında yapılan çeşitli çalışmalar, pervane dengesizliği ile titreşim arasındaki nedensel ilişkinin İHA'larda da geçerli olduğunu doğrulamıştır. Bu tür çalışmalar, bu olguyu ve ne zaman endişe kaynağı haline geldiğini daha iyi anlamamıza yardımcı olmuştur.
Kuantama'nın (2019) çalışmasında, dengeli ve dengesiz İHA pervanelerindeki titreşimi ölçmek için lazer Doppler vibrometresi kullanılmıştır. Çalışmada, titreşim hızını elde etmek amacıyla pervanenin ucu, kanadın merkezi ve göbeği olmak üzere üç bölgesine lazer ışını odaklanmış ve pervanenin dinamik hareketi izlenmiştir.
13 inç ve 14 inç pervaneler karşılaştırılmıştır.
Deneylerden önce yazarlar, pervaneleri kanatların merkezi ve göbek olmak üzere iki bölgede dengelemek için statik dengeleme sistemi kullanmıştır. Ardından pervaneler bir rotor standına monte edilmiş ve 7000 devir/dakikaya kadar döndürülmüştür.
Şekil 2: Kuantama'nın (2019) lazer vibrometre test düzeneği (Kuantama, 2019'dan yeniden üretilmiştir, CC BY 4.0 kapsamında lisanslanmıştır.)
İlginç bir şekilde, daha yüksek devir sayılarında 14” pervane, dengeli ve dengesiz modeller arasındaki titreşim hızı farkında 13” pervaneye kıyasla çok daha büyük bir ayrım göstermiştir.
5000 devir/dakikada dengesiz 13” pervane, dengeli pervane ile karşılaştırıldığında %12 veya 0,4 m/s daha yüksek titreşim hızı göstermiştir. Buna karşılık, 14” dengesiz ve dengeli pervaneler arasındaki titreşim hızı farkı %33'e veya 2,3 m/s'lik bir artışa ulaşmıştır. Yazarlar, “4000 devir/dakikanın üzerinde titreşim hızında çarpıcı bir artış meydana geldiğini” belirtmiştir.
Şekil 3: 13” pervanenin (sol) ve 14” pervanenin (sağ) titreşim hızı (Kuantama, 2019'dan yeniden üretilmiştir, CC BY 4.0 kapsamında lisanslanmıştır.)
Bu sonuçlar, pervane dengesizliğinden kaynaklanan titreşimlerin daha yüksek devir sayılarında daha büyük etkiye sahip olduğunu desteklemekte ve daha büyük pervanelere sahip İHA'larda daha önemli sonuçlar doğurabileceğini göstermektedir.
Daha fazla okuma: Drone Pervane Dengeleme Standartları
2. Dengesizlik Kaynaklı Titreşimi Tespit Etmek İçin Bir Model Geliştirmek
Salem ve diğerleri tarafından yapılan daha güncel bir çalışma (2025), rüzgar türbülansı ve çevresel gürültü gibi durumları içeren dinamik ortamlarda rotor dengesizliğini tespit etmekle ilgili zorlukları ele almayı amaçlamıştır.
Sistemde dengesizlik, bir pervanedeki kanat vidalarından birini gevşeterek oluşturulmuştur. Titreşim desenleri, İHA'nın gövdesine monte edilmiş bir mikro-elektromekanik sistem (MEMS) sensörü kullanılarak kaydedilmiş ve kaydedilen veriler, daha sonra bir test veri setine uygulanacak olan Çok Katmanlı Perceptron (MLP) sinir ağı modelini eğitmek için kullanılmıştır.
Sonuçlarında, dengesiz rotorun titreşim profilinin, dengeli rotora kıyasla üç eksende de (X, Y, Z) önemli ölçüde daha fazla titreşim gösterdiğini belirtmişlerdir. Sapma X ekseninde en belirgin şekilde görülmüş ve 2g'yi aşan tepe değerlerine ulaşmıştır; ancak Y ve Z eksenlerinde gözlemlenen düzensiz desenler, dengesizliğin sistem genelinde ikincil titreşimlere yol açtığını göstermektedir.
Yazar, “Bu dalgalanmalar yalnızca İHA'nın kararlılığını tehlikeye atmakla kalmayıp, önlem alınmadığı takdirde mekanik arıza riskini de artırabilir” demektedir.
Şekil 4: a) dengeli ve b) dengesiz pervaneler için titreşim ivmesi (Salem, 2025) (Salem, 2025'ten yeniden üretilmiştir, CC BY 4.0 kapsamında lisanslanmıştır.)
Sinir ağları, test veri setlerinde 0,9224'lük bir korelasyon katsayısına ulaşabilmiş; bu da modelin benzer veriler kullanılarak diğer itki sistemlerindeki belirli dengesizlikleri tanımlamak için kullanılabileceğini göstermiştir.
Titreşimin İHA sistemlerinde kesin olarak tanımlanması büyük önem taşımaktadır, çünkü sonraki bölümlerde ele alınan faktörlere katkıda bulunur.
Sizin için önerilen: Rüzgar Tüneli Testi Seçenekleri (Karşılaştırmalı)
3. İHA'larda Pervane Titreşimini Azaltmanın Yolları
Bu tür çalışmalar birkaç soru ortaya atmaktadır: Belirli bir pervane için dengesizliğin etkileri hangi devir sayısında aşırı titreşime neden olur? Pervane titreşim modelleri diğer hava araçlarındaki dengesizliklerin tespitine yardımcı olabilir mi? Pervane titreşimi nasıl azaltılabilir?
Her iki soruyu da yanıtlamak için söz konusu pervaneleri tanımlayacak sağlam verilere ihtiyacımız vardır.
Tyto Robotics'te, kullanıcıların pervanelerindeki dengesizlikleri ölçmelerine ve düzeltmelerine olanak tanıyan bir dinamik pervane dengeleme sistemi geliştirdik.
Sadece birkaç hızlı döndürme ile kullanıcılar ISO sınıfı dengeleme elde edebilir. Daha fazlasını öğrenmek için buraya tıklayın.
Şekil 5: Eşit kütle dağılımı sağlamak için bir pervanenin kanatlarına ağırlık eklenmesi
Dengesiz pervanelerin İHA'nızı nasıl etkileyebileceği hakkında daha fazla bilgi edinmek için beyaz sayfamızı indirin: Pervane Dengesizliğinin İHA Performansı Üzerindeki Sonuçları:
Beyaz Sayfayı İndirin
