Drone kelimesi erkek arı anlamına gelen günümüzde de insansız hava araçları anlamında kullanılan bir terimdir. Tarihe bakıldığı zaman ise ilk etapta ihtiyaca yönelik en çok askeri amaçlı kullanılmakla beraber artık günümüzde hobi, arama kurtarma, tarım, haritacılık, emlak gibi birçok alanda kullanılmaya başlamıştır.

İlk kez 1907 yılında Louis and Jacques Bregueth Professor ve Charles Richet Jacques tarafından quadcopter (4 motorlu drone) tasarımı ve uçuşu ile literatüre girmiştir.

Her ne kadar başarısız olsa da bu gelişme sayesinde dronelar gelişerek günümüzdeki halini alarak diğer hava araçları gibi kendilerine özgü bir uçuş prensibi, hukuku, aerodinamiği ve kullanım prensipleri vardır.

Droneların insansız bir sistem olmasıyla beraber uzaktan kontrol kumandasının üzerindeki stickler (kollar) aracılığıyla droneun manuel olarak hareket etmesini sağlayarak hangi amaca yönelik bir uçuş isteniyorsa bunun gerçekleşmesine olanak sağlamaktadır.

Drone uçuş kontrol kartlarının, sensörlerinin ve mikro denetleyici teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte, istediğimiz hareketleri ve görevleri dronun otonom (kendi başına) olarak yapmasını sağlayabiliriz. Droneların manuel veya otonom şekilde hareket etmesinin ana sebebi Newton’un üç temel hareket yasasına dayanmaktadır.

Quadcopter olarak adlandırdığımız droneların 4 adet motoru vardır. İkisi motor saat yönünde (A ve C) diğer ikisi de saat yönünün tersine döner (D ve C), motorların zıt yönde ve aynı hızda dönmesi sayesinde motorların toplam aerodinamik tork ve açısal momenti sıfır olur ve drone havada asılı kalarak dengelenmiş olur.

Dronun uçma prensibini kısaca özetleyecek olursak, Newton’un üç temel hareket kanunlarından biri olan 3. kanunun ‘ETKİ TEPKİ ‘ilkesine dayanır. Eşit hızda dönen pervaneler havayı aşağıya doğru pervanelerin açısına doğru iter. Bu ETKİ kuvvetine karşılık, hava drona TEPKİ uygular ve dronun havada kalmasını sağlar.

Droneların Throttle, roll, pitch ve yaw olmak üzere 4 tane hareket ekseni vardır. Dronların bu eksenlerde   hareket edebilmesi için pervanelerin hızlarında değişiklikler olması gerekmektedir. Bunun ana sebebi net açısal momentumu sıfır yapmak ve havada dengeli bir uçuş gerçekleştirmektir.

Roll (Yuvarlama) Kontrolü:

• Dronun sağa veya sola dönmesine hareketine denir.
• Dronun döneceği yöndeki motorların hızı düşürülüp tam zıt motorların hızları artırılarak drone sağa veya sola dönüş sağlar. Bu sayede açısal momentum sabit kalır ve drone dengeli bir şekilde dönüş yapar.
• Örnek olarak; sağ tarafa dönecek olursak drone sağ motorların itme gücünü ESC (Elektronik Hız Dengeleyici) sayesinde düşürür ve sol taraftaki motorların itme gücü artırarak dönüş hareketini yapmasını sağlar.

Pitch (Yunuslama) Kontrolü:

• Dronun ileri veya geri yönde uçuş hareketine denir.
• Dronun gideceği yöndeki pervanelerin yavaşlayıp, zıt yöndeki pervaneler hızlanmaya başlar. Bunun sayesinde net açısal momentum korunur (sıfır olur), drone ileri veya geri gönde hareket eder.

Yaw (Sapma) Kontrolü:

• Dronun kendi etrafında yön değiştirme hareketine denir. Dronun saat yönünde veya tersine dönmesi için dönme yönüne zıt ve dönme yönünde olan pervanelerin hızlarında değişikliklerin olmasıyla gerçekleşir.
• Dronun saat yönüne dönebilmesi için saat yönüne dönen droneların pervanelerinin hızı azalır ve saat yönünde dönen droneların hızı artar. Bunun sayesinde drone saat yönüne dönerek toplam net açısal momentum sıfır olur ve dengeli şekilde dönme gerçekleştirilir.

Throttle (Gaz) Kontrolü:

• Dronun takeoff (kalkış) komutunu aldıktan sonra dikey olarak irtifasını konumunu bozmadan değiştirme hareketine denir.
• Throttle hareketi ile drone yükselme ve alçalma komutlarını uygulamaktadır.

Murat ÇELEBİ