Bir takım döner-kanat platformunun yabancı İHA sistemlerini etkisiz hale getirmesi / Egemen Türkgenci; thesis advisor Coşku Kasnakoğlu.

Tez (Yüksek Lisans)--TOBB ETÜ Fen Bilimleri Enstitüsü Aralık 2025

Günümüzde dron teknolojisinin hızla gelişmesi ve yaygınlaşması, özellikle modern harp sahalarında yeni tehdit senaryolarının ortaya çıkmasına neden olmuştur. Düşük maliyetli ve kolayca tedarik edilebilen dronların, koordineli sürüler halinde kullanılması, mevcut hava savunma sistemleri için ciddi zorluklar oluşturmaktadır. Bu tür tehditlere karşı etkili çözümler geliştirilmesi kritik bir ihtiyaç haline gelmiştir. Bu tez çalışmasında, düşman dron sürülerini kinetik yöntemlerle etkisiz hale getirmek amacıyla geliştirilmiş bir karşı-dron sürü sistemi önerilmiştir. Önerilen sistem, üç temel aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada, önleyici dronlar uzlaşma tabanlı formasyon kontrolü kullanarak koordineli bir şekilde hedef bölgeye doğru hareket eder. İkinci aşamada, hedef dron sürüsüne yaklaşıldığında, K-means kümeleme algoritması ile hedef dronların dağılımı analiz edilerek önleyici sürü optimal sayıda alt gruplara bölünür ve angajman için en uygun pozisyonları alır. Üçüncü aşamada ise, Greedy algoritması ile hedef atama yapılarak her önleyici dron, Kalman filtresi tabanlı durum kestirimi ve Proportional Navigation algoritmasını kullanılarak atanan hedefe yönlendirilir. Sistemin performansı, altı önleyici drona karşı altı hedef dron içeren senaryolarda, dron dinamikleri kullanılarak MATLAB ortamında modellenmiş ve simüle edilmiştir. Önerilen alt gruplara bölünme stratejisinin etkinliğini kanıtlamak amacıyla kapsamlı Monte Carlo simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Bu simülasyonlarda, farklı hedef dağılım genişliklerinde alt gruplama stratejisi açık ve kapalı olmak üzere iki senaryo paralel olarak test edilmiştir. Simülasyon sonuçları, alt gruplara bölünme stratejisinin doğrudan angajman yaklaşımına kıyasla belirgin avantajlar sağladığını göstermiştir. Test edilen tüm senaryolarda, alt gruplama stratejisi ile enerji tüketiminde önemli ölçüde azalma, önleme sürelerinde iyileşme, angajman geometrisinde iyileşme ve sürü içi çarpışma riskinin azaldığı gözlemlenmiştir.

The rapid development and widespread adoption of drone technology has led to the emergence of new threat scenarios, particularly in modern battlefields. The use of low-cost and easily accessible drones in coordinated swarms poses significant challenges for existing air defense systems. Developing effective solutions against such threats has become a critical necessity. This thesis proposes a counter-drone swarm system designed to neutralize enemy drone swarms through kinetic methods. The proposed system consists of three main phases. In the first phase, interceptor drones move toward the target area in a coordinated manner using consensus-based formation control. In the second phase, as the interceptor swarm approaches the target drone swarm, the distribution of target drones is analyzed using the K-means clustering algorithm, and the interceptor swarm divides into an optimal number of sub-groups to assume the most advantageous positions for engagement. In the third phase, target assignment is performed using the Greedy algorithm, and each interceptor drone is guided to its assigned target using Kalman filter-based state estimation and Proportional Navigation guidance. The system performance was modeled and simulated in MATLAB using drone dynamics in scenarios involving six interceptor drones against six target drones. Comprehensive Monte Carlo simulations were conducted to demonstrate the effectiveness of the proposed sub-group division strategy. In these simulations, two scenarios were tested in parallel at different target distribution widths: one with the sub-grouping strategy enabled and one with it disabled.Simulation results demonstrated that the sub-group division strategy provides significant advantages compared to the direct engagement approach. Across all tested scenarios, the sub-grouping strategy showed substantial reductions in energy consumption, improvements in interception times, optimization in engagement geometry, and decreased the chances of collisions within the interceptor swarm during engagement.