5. Nesil Savaş Uçakları için Ortak Atışa Uygunluk Bölge Algoritmasının Geliştirilmesi

Abstract

Akıllı hava-yer mühimmatları, modern savaş operasyonlarında kritik bir role sahip olup etkin güdüm sistemlerine ve güvenilir atış kontrol algoritmalarına ihtiyaç duymaktadır. Bu çalışmada, mühimmatların etkin kullanımını artırmak ve operasyonel kabiliyetlerini genişletmek amacıyla gerekli olan dinamik modelleme, aerodinamik analiz, güdüm ve atış kontrol algoritmalarının geliştirilmesi süreçleri ele alınmıştır. Çalışmada temel olarak MK82 geometrisi tabanlı akıllı hava-yer mühimmatı için detaylı bir dinamik model oluşturulmuştur. Altı serbestlik dereceli (6-DOF) hareket denklemleri kullanılarak geliştirilen bu modelin aerodinamik özellikleri, hızlı ve pratik bir çözüm olarak MISSILE DATCOM programı ile elde edilmiştir. Aerodinamik veriler bir veri tabanı haline dönüştürülerek MATLAB simülasyon ortamına aktarılmıştır. Geliştirilen mühimmatın istenilen vuruş¸ koşullarını yerine getirebilmesi amacıyla takip edeceği yörünge, modele uygun olarak seçilen polinom yörünge yöntemi ile oluşturulmuştur. Bu yörüngeyi izlemek üzere entegre edilmesi kolay olan PID kontrolcü kullanılmıştır. Elde edilen uçuş veri seti temel alınarak, Multivariate Adaptive Regression Splines (MARS) yöntemi kullanılarak Atışa Uygunluk Bölge (Launch Acceptability Region – LAR) algoritması geliştirilmiştir. Bu algoritmadan türetilen ve pilota sunulan semboloji hesaplanarak çeşitli senaryolar üzerinde test edilmiştir. Sonuç olarak bu çalışma hava-yer mühimmat sistemlerinin geliştirilmesinde dinamik modelleme, aerodinamik analiz ve gelişmiş atış kontrol algoritmalarının bütüncül olarak uygulanmasına yönelik katkı sunmaktadır. Ayrıca geliştirilen algoritmanın savaş uçaklarının operasyonel performansını artırmaya yönelik önemli bir araç olduğu ortaya konmuştur.

Smart air-to-ground munitions play a critical role in modern combat operations, requiring effective guidance systems and reliable fire control algorithms. In this study, processes essential for dynamic modeling, aerodynamic analysis, guidance, and fire control algorithm development have been addressed to enhance munition effectiveness and expand operational capabilities. A detailed dynamic model for an MK82-based smart air-to-ground munition was developed, utilizing six degrees-of-freedom (6-DOF) equations of motion. Aerodynamic properties necessary for the model were obtained using the MISSILE DATCOM software, chosen for its rapid and practical capabilities. These aerodynamic data were then converted into a structured database and integrated into MATLAB simulations. To ensure that the munition achieves desired impact conditions, a polynomial trajectory generation method, compatible with the developed dynamic model, was employed. Additionally, a simple and easily integrable PID controller was utilized to follow the generated trajectory. Using the obtained flight dataset, a Launch Acceptability Region (LAR) algorithm based on Multivariate Adaptive Regression Splines (MARS) was developed. The symbology derived from this algorithm, which is provided to the pilot, was calculated and tested under various scenarios. In conclusion, this study contributes to the holistic application of dynamic modeling, aerodynamic analysis, and advanced fire control algorithms in the development of air-to-ground munition systems. Furthermore, the developed algorithm has been demonstrated as a valuable tool for enhancing the operational performance of fighter aircraft.