UAV-teknologian kartoittaminen ja TAMKin UAV-projektin pohjustaminen

Abstract

TAMKin lentokonetekniikan osaston pyrkimyksenä on päästä osaksi UAV-teknologiaa kehittävien tahojen verkostoa, jota ollaan panemassa alulle Suomen puolustus- ja ilmailuteollisuusyhdistyksen perustaman ILO-työryhmän tekemän selvityksen perusteella. Verkostoitumisen helpottamiseksi koululle päätettiin tehdä UAV-teknologiasta kattava selvitys, joka sisältää UAV-teknologiakartoituksen ja TAMKin UAV-projektin pohjustuksen. Jotta aiheesta saataisiin kattava aloituspaketti, päätettiin esitetyt kaksi aihetta koota yksiin kansiin.

Näin ollen opinnäytetyö koostuu kahdesta pääosiosta, joista ensimmäinen osa on nimeltään UAV-teknologian kartoitus. Kartoitus on teoriapohjainen tutkielma UAV-teknologian historiasta ja nykysuuntauksista sekä UAV-teknologian yleistymisen haasteista siviili-ilmailussa.

Tutkimuksen toinen osa on nimeltään TAMKin UAV-projektin pohjustus. Tutkimuksessa selvitetään, minkä tyyppinen UAV-kone soveltuisi parhaiten TAMKin UAV-projektille asetettuihin käyttösovelluksiin eli ilmanäytteenottoon ja lämpökamerakuvaukseen. Kun konetyyppi on valittu, sille tehdään toteutussuunnitelma.

Tutkimuksen viimeisessä osassa työn pääosiot sidotaan yhteen. Osa on nimeltään Johtopäätökset ja jatkokehityssuunnitelmat, ja siinä tuodaan esiin ajatuksia opinnäytetyön onnistumisesta ja TAMKin lentokonetekniikan osaston verkostoitumisesta muiden UAV-aiheen parissa työskentelevien tahojen kanssa.

Opinnäytetyön ensimmäisessä osassa onnistuttiin antamaan UAV-teknologian läpileikkauksesta selkeä yleiskuva, jonka pohjalta UAV-tietämystä on helppo lähteä syventämään. Työn toisessa osassa tehtiin konekartoitus, jonka perusteella TAMKin UAV-konetyypiksi valittiin quadrotor. Quadrotorille onnistuttiin tekemään selkeä, nopeasti toteutettavissa oleva valmistussuunnitelma, jolle saatiin asetettua tavoitteiden mukainen alhainen budjetti. Lopuksi tehtiin ehdotelma TAMKin UAV-projektin jatkokehittämisestä ja yhteistyötoiminnan lisäämisestä, joiden avulla verkostoitumista muiden alan toimijoiden kanssa voitaisiin edistää. Näin ollen UAV-tekniikasta voitaisiin rakentaa TAMKille suuntauksen ala, jolla olisi kauaskantoisia kehitysnäkymiä.

The Department of Aeronautical Engineering at Tampere University of Applied Sciences aspires to be a part of the oncoming network of UAV technology developers. The network will be based on a survey carried out by the working group ILO of the Finnish Defence and Aviation Association. In order to make the networking more achievable for TAMK, the Department of Aeronautical Engineering suggested this thesis to concentrate on making a survey concerning UAV technology. This UAV survey consists of a UAV technology study and an introduction to TAMK’s UAV project. In order to cover a wider field, these separate subjects were decided to be gathered in one report.

Hereby this thesis consists of two main units. In the first unit a UAV technology survey is carried out. The survey is a theory based study concentrating on the history of UAV technology, on the trends of modern UAV-technology and on the challenges that the growth of UAV technology sets on civil aviation.

The second unit covers an introduction to TAMK’s UAV project. Two tasks were appointed to the UAV project: air sample collecting and thermal video monitoring. The goal of this unit is to clarify what kind of an aircraft would be most suitable to complete these tasks. Once the most suitable UAV aircraft is chosen, a design plan for its manufacturing will be prepared.

At the end of the thesis, in unit three, the two main units were brought together. This unit reports the conclusions of the thesis and introduces ideas for future development for the TAMK’s UAV project. The unit gathers the positive influences of the thesis and presents some ideas on how TAMK could start networking with other UAV technology developers.

The first main unit was a success. It managed to give a clear overview on UAV technology, and therefore provides an excellent basis for future studies. The second main unit provides a justified clarification of UAV-aircrafts. Based on this clarification, a quadrotor rotorcraft was chosen as the aircraft for TAMK’s UAV project. A well-defined design plan was prepared for the quadrotor. This plan could be rapidly deployed if needed, and the budget was kept low as was planned. In the end a proposal was made for the future development of TAMK’s UAV projects and for increasing networking with other UAV developers. Based on these ideas, the UAV technology could become a sustainable field of study with long lasting ideas of development for TAMK.