Günümüzde, çip, yapay zeka ve büyük veri teknolojisinin gelişimiyle birlikte, İHA'lar zeka, terminal ve kümelenme eğilimine girdi. İHA araştırma ve geliştirmesine otomasyon, mekanik elektronik, bilgi mühendisliği ve mikroelektronik alanlarında çok sayıda profesyonel yetenek yatırımı yapıldı. Birkaç yıl içinde İHA'lar, insanların görüşünden uzak askeri uygulamalardan sıradan insanların evlerine kadar uçtu. Uçuş kontrol teknolojisinin gelişimi, bu on yılda İHA'lardaki değişikliklerin en büyük itici gücü olduğu yadsınamaz.

Uçuş kontrol, uçak beyni olarak kabul edilebilen uçuş kontrol sisteminin kısaltmasıdır. Uçuş kontrol sistemi esas olarak uçuş tutum kontrolü ve navigasyon için kullanılır. Uçuş kontrolü için, uçağın üç boyutlu konumu, üç boyutlu hızı, üç boyutlu ivmesi, üç eksenli açısı ve üç eksenli açısal hızı gibi mevcut durumunu bilmek gerekir. Toplamda 15 durum vardır. Mevcut uçuş kontrol sistemi, üç eksenli jiroskop, üç eksenli ivmeölçer, üç eksenli jeomanyetik sensör ve barometreden oluşan, atalet ölçüm birimi olarak da bilinen bir IMU kullanır. Peki, üç eksenli bir jiroskop, üç eksenli bir ivmeölçer, üç eksenli bir jeomanyetik sensör ve bir barometre nedir? Uçakta hangi rolü oynarlar? Üç eksen nedir?

Üç eksenli jiroskop, üç eksenli ivmeölçer ve üç eksenli jeomanyetik sensörün üç ekseni, uçağın sağ ve solunu ve ön ve arka yönlerdeki dikey yukarı ve aşağıyı ifade eder ve genellikle XYZ ile temsil edilir. Uçaktaki sağ ve sol yönlere yuvarlanma, uçaktaki ön ve arka yönlere eğim ve dikey yöne Z ekseni denir. Bir jiroskopun dönmediği zaman yerde durması zordur. Sadece döndüğünde yerde duracaktır. Bu, jiroskop etkisidir. Jiro etkisine göre, akıllı insanlar bir jiroskop icat etti. En eski jiroskop, üç esnek eksen aracılığıyla bir çerçeveye sabitlenmiş yüksek hızlı dönen bir jiroskoptu. Dış çerçeve ne kadar dönerse dönsün, ortadaki yüksek hızlı dönen jiroskop her zaman bir duruş sergiler. Dış çerçevenin dönme derecesi gibi veriler, üç eksendeki sensörler aracılığıyla hesaplanabilir.

Yüksek maliyeti ve karmaşık mekanik yapısı nedeniyle, artık elektronik jiroskop ile değiştirilmiştir. Elektronik jiroskopun avantajları düşük maliyet, küçük boyut ve hafifliktir, sadece birkaç gramdır ve kararlılığı ve doğruluğu mekanik jiroskoptan daha yüksektir. Bundan bahsetmişken, jiroskopun uçuş kontrolündeki rolünü anlayacaksınız. Üç XYZ ekseninin eğimini ölçmek için kullanılır.

Peki, üç eksenli ivmeölçer ne işe yarar? Az önce üç eksenli jiroskopun XYZ'nin üç ekseni olduğu söylendi. Şimdi, üç eksenli ivmeölçerin de XYZ'nin üç ekseni olduğu söyleniyor. Sürüşe başladığımızda, arkamızda bir itme hissedeceğiz. Bu itme ivmedir. İvme, hız değişiminin bu değişimin meydana geldiği zamana oranıdır. Bir nesnenin hızını tanımlayan fiziksel bir niceliktir. Saniyede metre kare. Örneğin, bir araba durduğunda, ivmesi 0'dır. Başladıktan sonra, saniyede 0 metreden saniyede 10 metreye 10 saniye sürer. Bu, arabanın ivmesidir, Araç saniyede 10 metre hızla hareket ederse, ivmesi 0'dır. Benzer şekilde, 10 saniye yavaşlarsa, saniyede 10 metreden saniyede 5 metreye, ivmesi negatiftir. Üç eksenli ivmeölçer, uçağın XYZ eksenlerinin ivmesini ölçmek için kullanılır.

Günlük seyahatimiz, kendi yönümüzü bulmak için dönüm noktalarına veya anılara dayanır. Jeomanyetik sensör, bir elektronik pusula olan bir jeomanyetik sensördür. Uçağın uçuş yönünü, burun yönünü bilmesini ve görevin ve evin konumunu bulmasını sağlayabilir. Barometre, mevcut konumdaki atmosfer basıncını ölçmek için kullanılır. Rakım ne kadar yüksekse, basıncın o kadar düşük olduğu bilinmektedir. İnsanların platoya vardıktan sonra yaşadığı reaksiyonların nedeni budur. Barometre, farklı konumlardaki basıncı ölçerek ve basınç farkını hesaplayarak mevcut rakımı elde eder. Bu, tüm IMU atalet ölçüm birimidir. Uçağın tutumundaki değişikliği, örneğin uçağın şu anda öne mi yoksa sağa sola mı eğildiğini algılamak gibi, burun yönü ve irtifa gibi en temel tutum verilerinin uçuş kontrolündeki rolü nedir?

Uçuş kontrolünün en temel işlevi, havada uçarken bir uçağın dengesini kontrol etmektir, bu IMU tarafından ölçülür, uçağın mevcut eğim verilerini algılar ve derleyici aracılığıyla bir elektronik sinyale derler. Sinyal, sinyalin yeni zamanı aracılığıyla uçuş kontrolünün içindeki mikrodenetleyiciye iletilir. Mikrodenetleyici hesaplamadan sorumludur. Uçağın mevcut verilerine göre, bir telafi yönü ve açısı hesaplar ve ardından telafi verilerini bir elektronik sinyale derler, Direksiyon dişlisine veya motora iletilir. Motor veya direksiyon dişlisi, telafi eylemini tamamlamak için komutu yürütüyor. Daha sonra sensör, uçağın dengeli olduğunu algılar ve gerçek zamanlı verileri tekrar mikrodenetleyiciye gönderir. Mikrodenetleyici, telafi sinyalini durduracak ve bu bir döngü oluşturacaktır. Çoğu uçuş kontrolü temelde 10HZ iç döngüdür, yani saniyede 10 yenileme.

Bu, IMU'nun uçuş kontrol sistemindeki en temel işlev uygulamasıdır. Bu işlev olmadan, bir açı eğildiğinde, uçak hızla dengesini kaybedecek ve bir kazaya neden olacaktır.