Miehittämättömän ilma-aluksen säähavainnointi : jäätymisen vaikutukset
Leppänen, Pekka (2020)
Leppänen, Pekka
2020
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202005067463
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202005067463
Tiivistelmä
Miehittämättömien ilma-alusten määrä ja kehitys on ollut suuressa kasvussa viime vuosikymmenten ajan niin siviili -kuin sotilasilmailussakin. Niiden käyttö kohdentuu yleisimmin ympäristön kuvantamiseen sekä tilannetiedon luomiseen, mutta kehityksen ja autonomisuuden myötä käyttöalueet laajentuvat. Ilma-aluksen lentotoimintaa rajoittavat tällä hetkellä sääolosuhteet sekä kiristyvät lait, joilla halutaan lisätä turvallisuutta.
Tämä opinnäytetyö on tehty toimeksiantona Insta ILS Oy:lle. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää sääolosuhteista ja erityisesti jään muodostumisesta koituvaa haittaa ilma-alukselle. Työssä tutustuttiin erilaisiin tutkimuksiin miehittämättömien ilma-alusten autonomisuudesta sekä yleisesti sään vaikutuksista ilmailussa. Käytännön tutkimuksen tavoitteena oli havaita, miten pyöriväsiipisen ilma-aluksen potkureiden lapoihin muodostunut jää vaikuttaa sen suorituskykyyn ja miten alus käyttäytyy lennon aikana. Ilma-alukselle määritettiin ennalta reitti, jota se lensi potkurit puhtaina sekä jäätyneenä. Suurimmaksi ongelmaksi koitui jääkerroksen tasainen mallintaminen, kun lentotoimintaa ei voitu suorittaa luonnollisesti jäätävissä olosuhteissa.
Tutkimuksen tuloksista havaitaan, miten jääkertymät potkurin lavoissa vaikuttavat aluksen virrankulutukseen. Ennustettu lentoaika ja -matka lyhenevät selvästi, kun moottoreiden pyörimisnopeutta joudutaan kasvattamaan, jotta alus pysyy ilmassa. Käytännön tutkimuksesta olisi saatu enemmän hyödyllistä tietoa, jos ilma-aluksen sisäänrakennetusta inertiaali-yksiköstä (IMU) olisi voitu saada luettua sen tuottamaa numeraalisia arvoja lentotoiminnan aikana. Työtä voitaisiin jatkokehittää niin, että ilma-alus tunnistaisi itse sensoreilta saadun tiedon perusteella, milloin sen suorituskyky alkaa heiketä jäätymisen tai muun sääolosuhteen takia ja näin lisätä miehittämättömän ilma-aluksen autonomisuutta.
Tämä opinnäytetyö on tehty toimeksiantona Insta ILS Oy:lle. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää sääolosuhteista ja erityisesti jään muodostumisesta koituvaa haittaa ilma-alukselle. Työssä tutustuttiin erilaisiin tutkimuksiin miehittämättömien ilma-alusten autonomisuudesta sekä yleisesti sään vaikutuksista ilmailussa. Käytännön tutkimuksen tavoitteena oli havaita, miten pyöriväsiipisen ilma-aluksen potkureiden lapoihin muodostunut jää vaikuttaa sen suorituskykyyn ja miten alus käyttäytyy lennon aikana. Ilma-alukselle määritettiin ennalta reitti, jota se lensi potkurit puhtaina sekä jäätyneenä. Suurimmaksi ongelmaksi koitui jääkerroksen tasainen mallintaminen, kun lentotoimintaa ei voitu suorittaa luonnollisesti jäätävissä olosuhteissa.
Tutkimuksen tuloksista havaitaan, miten jääkertymät potkurin lavoissa vaikuttavat aluksen virrankulutukseen. Ennustettu lentoaika ja -matka lyhenevät selvästi, kun moottoreiden pyörimisnopeutta joudutaan kasvattamaan, jotta alus pysyy ilmassa. Käytännön tutkimuksesta olisi saatu enemmän hyödyllistä tietoa, jos ilma-aluksen sisäänrakennetusta inertiaali-yksiköstä (IMU) olisi voitu saada luettua sen tuottamaa numeraalisia arvoja lentotoiminnan aikana. Työtä voitaisiin jatkokehittää niin, että ilma-alus tunnistaisi itse sensoreilta saadun tiedon perusteella, milloin sen suorituskyky alkaa heiketä jäätymisen tai muun sääolosuhteen takia ja näin lisätä miehittämättömän ilma-aluksen autonomisuutta.