Yazı serisinde ele alınan sistemler belirli ihtiyaçları karşılayabiliyor olsa da, her birinin dezavantajlı olduğu senaryolar bulunuyor. Bu noktada, mevcut sistemlerin yetersiz kaldığı alanları belirleyip, bu eksikliklere yönelik projeler geliştirmek kritik önem taşıyor.

Bu tür projeler, serbest piyasa politikalarına sahip ülkelerde genellikle özel sektör tarafından yürütülse de, stratejik ihtiyaçlar söz konusu olduğunda devletin planlama yapması kaçınılmaz bir gereklilik olarak karşımıza çıkıyor. Bu konuyu daha derinlemesine incelemek isteyenler için Mariana Mazzucato’nun Girişimci Devlet kitabını tavsiye ederim.

Bu bağlamda, hem kolluk kuvvetlerinin ihtiyaçlarını karşılayan hem de özel sektörün sürdürülebilirliğini sağlayacak bir proje ana planı üzerinde düşünmek gerekiyor. Önceki yazılar da bu ihtiyacı vurgulamayı amaçlıyordu.

İhtiyaca Yönelik Bir Sistem Tasarlamak

Karşımızda büyük bir tehdit var. Özellikle asimetrik savaş konseptinin en belirgin örneklerinden biri olan patlayıcı yüklü FPV dronlar, insan kayıplarına ve milyonlarca dolarlık ekipman zararına yol açıyor.

Önceki yazılarda ele alınan çözümleri incelediğimizde, 100 metreden daha uzaktaki hedefleri fiziksel olarak imha edebilecek, kullanımı kolay, seri üretime uygun ve maliyet açısından verimli bir sisteme ihtiyaç duyduğumuzu görüyoruz. Bu da, literatürde önleyici (interceptor) dron olarak geçen ve bir önceki yazıda farklı türlerine değindiğimiz konsepti geliştirmekten geçiyor olabilir. Peki, bu konsept üzerinde çalışırken hangi faktörleri göz önünde bulundurmalıyız?

Yapısal Tasarım

Sistemin en kritik yeteneği, tehdidin göreceli konumunu tespit edip en kısa sürede angajman sağlayabilmesidir. Aynı zamanda, maliyet etkin bir yapı oluşturmak için fiziksel tasarım konusunda stratejik kararlar almak gereklidir.

Öncelikle, sistemin hedefi çarparak mı imha etmesi gerektiği yoksa yaklaşma sensörleriyle belirlenen mesafede bir patlama mı gerçekleştirmesi gerektiği değerlendirilmelidir. Çarparak imha edecek ve yeniden kullanılabilir olması planlanan bir dron için dayanıklı malzemeler tercih edilmeli ve alt sistemler daha maliyetli olacak şekilde belirlenmelidir. Ancak, patlayıcı taşıyan bir dron tasarlanıyorsa, yeniden kullanılabilirlik bir öncelik olmayacağından alt sistemler buna göre seçilebilir. Güvenlik açısından, yaklaşma sensörü ve patlayıcı içeren bir sistem tasarlamanın daha mantıklı olacağı görüşündeyim, ancak operasyonel riskler de göz önünde bulundurulmalıdır.

Bunun yanı sıra, yapısal tasarımda aerodinamik unsurlar kritik rol oynar. Günümüzde tehdit oluşturan FPV dronlar 200-300 km/sa hıza çıkabiliyor. Önleyici dronun tehdidi arkadan yakalayabilmesi için daha yüksek hızlara ulaşması gereklidir. Bu nedenle, önleyici dronlar genellikle roket tarzında, uzun ve ince yapıda tasarlanmaktadır.

Yüksek hızlara ulaşabilmek için yüksek KV değerine sahip fırçasız motorların kullanılması gereklidir. Bu motorlara uygun pervane seçimi yapılmalıdır. Pervanelerin yüksek itiş gücüne sahip olması önemlidir. Bıçak sayısını artırmak itişi artırsa da, torku düşürebilir ve çarpma etkisini azaltabilir.

Batarya ve Elektronik Sistem Tasarımı

Bu hızlarda çalışan ve anlık yön değişimi yapabilen bir dron için batarya ve güç yönetim sisteminin yüksek akım çekişlerine dayanıklı olması gereklidir. Motorların güç tüketimi göz önünde bulundurularak uygun pil seçimi yapılmalıdır. Güç dağıtım kartı ve hız kontrolcüler yüksek akımlara dayanıklı olacak şekilde tasarlanmalıdır. Ayrıca, batarya telemetrilerinin hızlı iletilmesi, akım koruma ve düşük voltaj önlemleri gibi hususlar da dikkate alınmalıdır.

Batarya seçiminde yüksek C değerine sahip LiPo bataryalar tercih edilerek ani akım çekişlerine dayanıklılık artırılabilir. Motor, ESC ve batarya uyumluluğu göz önünde bulundurulmalıdır.

Kablo uzunlukları ve devre direnci, güç tüketimini optimize edecek şekilde tasarlanmalıdır. Ayrıca, yüksek hızda çalışan sistemlerde ve askeri ortamlarda ısınma nedeniyle meydana gelen arızalar yaygındır. Bu nedenle, hava akışı ve soğutma konsepti göz ardı edilmemelidir.

Görece Konumlama ve Angajman Üzerine

Önleyici dron konseptlerinde tespit için genellikle destekleyici sistemler kullanılır. Temel hedef, önleyici dron ile tehdit arasındaki göreceli konumu en kısa sürede tespit etmektir. Bu amaçla radar, elektro-optik ve diğer tespit sistemleri, üç boyutlu konum belirleme için optimize edilmelidir. Bazı sistemler, piyade seviyesinde kullanım kolaylığı sağlamak için ilk tespiti insan operatörlerin yapmasını öngörmektedir.

Tespit ve konumlama sonrası, angajman ve takip algoritmaları devreye girer. Bu algoritmaların, karadan havadaki küçük tehditleri hızlı bir şekilde imha edebilecek şekilde optimize edilmesi gereklidir. Prototipleme aşamasında, işlemci olarak SoC tabanlı bir modül mü yoksa Nvidia Jetson serisi gibi güçlü işlemciler mi kullanılacağı, tercih edilecek sensörlerin gereksinimlerine bağlı olacaktır.

Görsel algılama için RGB kameralar düşük ışık koşullarında yetersiz kalabilir, bu yüzden gece operasyonları için termal kamera desteği önemli bir avantaj sağlayabilir. Ayrıca, hassas konumlama ve gelişmiş farkındalık için yüksek frekanslı radar modülleri de sisteme entegre edilebilir. Üretim ölçeklendikçe, FPGA veya ASIC tabanlı çözümlere geçiş yapılarak sistemin daha verimli ve özelleştirilebilir hale getirilmesi mümkün olabilir.

Projelendirme Aşamalarını Nasıl Planlayabiliriz?

Projenin ilk fazı, angajmanın hassasiyetle gerçekleştirilebileceğine dair veri toplamaktan oluşmalıdır. Böylece, sağlıklı bir imha gerçekleştirmek için hangi sensörlerin doğru veriyi sağladığı belirlenebilir. Bu aşamada, yüklenicilerin çeşitli sensörleri test ederek projenin fizibilitesini değerlendirmesi gereklidir.

Elde edilen sonuçlar olumluysa, ikinci aşamada prototipleme sürecine geçilebilir. Bu aşamada, hazır alt sistemler kullanılarak bir yapısal tasarım oluşturulmalıdır. İlk prototipler gerektiğinde manuel kontrol ile kamikaze dron işlevi görebilir. Kullanıcı geri bildirimleri doğrultusunda, sistem daha kompakt ve maliyet etkin hale getirilerek seri üretim aşamasına geçilebilir. Küresel pazarda yer almak, üretim maliyetlerini düşürmek açısından önemli bir hedef olmalıdır.

Serinin ilk yazısı için tıklayınız.