Беспилотный конвертоплан

Подписаться на 3Dtoday
AAC_Gudini
Идет загрузка
Загрузка
30.03.19
2980
22
печатает на Anet A8
Творчество
12
Конвертоплан — летательный аппарат с поворотными двигателями, которые при взлёте и посадке работают как подъёмные, а в горизонтальном полёте — как тянущие; при этом подъёмная сила обеспечивается крылом самолётного типа. Конвертопланы обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными летательными аппаратами, выполненными по самолетной или вертолетной схеме. Они дают возможность выполнять вертикальный взлет и посадку на ограниченных по размерам площадках.
Конвертоплан разработан в программе SolidWorks, построен по схеме с двумя поворотными винтами, размещенными на концах крыльев.
4cb1e117861e742a4e572b30bd0eafb5.JPG
b0e7471de7410e17dc9cae7b01abf615.JPG
Размах крыла 680мм, длинна фюзеляжа 700мм.
Для уменьшения массы конструкции, несущие балки выполнены из тонкостенных алюминиевых трубок диаметром 8мм, крыло и хвостовое оперение из листового депрона, нервюры, мотогандолы, механизм разворота моторов и фюзеляж напечатаны на 3D принтере. Был применен метод топологической оптимизации конструкции с целью облегчения конструкции без потери жесткости в нагруженных направлениях. В результате масса фюзеляжа уменьшился в 2,5 раза.
ade10e8836289643ad3fc67e738ec5a3.JPG
d26eceab97e80e7293a42b6c151bf399.jpg
Конвертоплан управляется по каналам радиосвязи при помощи аппаратуры Taranis QX7. Непосредственно в фюзеляже установлен полетный контроллер, приемник радиоуправления, плата управления режимами полета, аккумулятор и преобразователи напряжений. В мотогондолах установлены бесколлекторные моторы с трехлопастными винтами диаметром 6 дюймов.
Управление направлением полета, в том числе при переходе от вертикального режима полета в горизонтальный, осуществляется путем изменения тяги двигателей и поворотом мотогондол.
a16545ca508fac98f2026d7cc5d7cce6.jpg
Статья написана для конкурса Перспектива 3D.
https://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/in-zelenogorsk-will-contest-for-high-school-students-3d-modeling-and-3/
Подписаться на 3Dtoday
12
Комментарии к статье

Комментарии

31.03.19 в 05:09
1
А где видео с полётов?
31.03.19 в 18:51
0
Вангую, что не полетит оно. "Самолетный" полет еще худо-бедно может получиться (если с центровкой не накосячет), а вертикальный взлет - вряд ли... Не указан взлетный вес, не указана нагрузка на крыло. Контроллер - правильное решение. Судя по фото, скорость сваливания очень высокая, вручную не удержать.
Кроме того, штраф за несанкционированное использование воздушного пространства - 50 000 руб. (спойлер: получить разрешение простому гражданину практически невозможно)

А так, однозначный лайк! За топологическая оптимизацию отдельный лайк!
ЗЫ. Вот настроить контроллер будет очень непросто, удачи!
31.03.19 в 19:45
1
Кроме того, штраф за несанкционированное использование воздушного пространства - 50 000 руб. (спойлер: получить разрешение простому гражданину практически невозможно)
Вы сами пробовали или из интернетов узнали?
31.03.19 в 20:20
1
Мы каждые выходные собираемся с ребятами за городом вертолеты погонять. Где-то с месяц назад один моделист из нашей тусовки попытался легализировать полеты. В общем, в группе вотсап куча писем, все официальные лица перекидывают друг на друга, никто ответственность на себя брать не хочет. Так что лично я не пробовал, но лично знаю того, кто пробовал.
31.03.19 в 23:45
1
У Аника есть ссылка на инструкцию. Сам знаю людей, которые официально летают, причем на территории закрытого города! Согласовывают полёт в администрации, ФСБ и на аэродроме. За 2-3 часа предупреждают по телефону ФСБ и аэродром о полете, ну и конечно о завершении. Разрешение дольше всех дают в ФСБ, до 3 недель. Но летать можно, правда без фото/видеофиксации.
31.03.19 в 21:45
0
КоАП РФ
Статья 11.4. Нарушение правил использования воздушного пространства
1. Нарушение пользователем воздушного пространства федеральных правил использования воздушного пространства, если это действие не содержит уголовно наказуемого деяния,
-влечет наложение административного штрафа на граждан в размере от двух тысяч до пяти тысяч рублей; на должностных лиц - от двадцати пяти тысяч до тридцати тысяч рублей; на юридических лиц - от двухсот пятидесяти тысяч до трехсот тысяч рублей или административное приостановление деятельности на срок до девяноста суток.
31.03.19 в 23:39
1
Вот и я про это. Штраф 50000 для физ. лиц ещё на рассмотрении.
01.04.19 в 08:56
0
https://youtu.be/prDdKyPTpd8
Расскажите это реальному автору у которого все полетело .
31.03.19 в 08:02
0
Расскажите, подробнее, как вы решили сделать смену системы управления модели во время полета, без подключения к ПК или ноутбуку.
31.03.19 в 19:17
0
Стабилизированные каналы от полетника подключены к ардуинке, которая в зависимости от заданного режима управляет моторами и сервами.
31.03.19 в 20:23
0
Самопальный контроллер - вот это очень интересно! Периодически герои пытаются реализовать свои контроллеры, но успешных попыток очень мало. Вот про это бы статью)

ЗЫ. Так что там с облетом?))
31.03.19 в 21:37
0
О, это очень интересно. Тут, всем рулит arduino. Интересно, так как современные контроллеры полетов строятся на STM32F4xx или STM32F7xxx. Вот бы статью увидеть на эту тему.
01.04.19 в 06:49
0
Вот идейка ещё))
01.04.19 в 08:54
0
https://youtu.be/prDdKyPTpd8
А потом начинаются вопросы кто у кого УКРАЛ
01.04.19 в 12:30
1
Что смущает в проекте:

- Зачем труба такого диаметра (судя по цвету - еще и алюминиевая) идет к хвосту модели ? Обычно хвост и балку максимально облегчают - иначе центровку на 25-30% САХ не загнать...

- Почему пропеллеры вращаются в одну сторону ? Это будет создавать разворачивающий момент по рысканью, который на модели нечем блокировать. Хвостового-то винта нет!

- Даже если поставить пропеллеры с вращением в разные стороны - будет неприятная завязка между рысканьем и креном. Допустим, модель получила правый крен в режиме висения. Чтобы его убрать - прибавляем тягу двигателю справа и убавляем слева. Крен выправляется, но за счет разной скорости вращения - получаем разворот по оси Z. И наоборот - при парировании разворота, получим крен. Понятно, что за счет площади поверхностей там будет некое демпфирование... Но, блин, сомнительно это.

- Как в режиме висения управлять тангажом ? Конструкторы надеются, что руль высоты сможет работать в остатках и вихрях струи с винтов ? Или что можно так отбалансировать модель, чтобы она висела на винтах "как вкопанная" ? Огорчу - это неустойчивое равновесие. Подозреваю, что без третьего винта или доп. рулей оно закрутится, уйдет угол тяги от винтов, после чего можно будет печатать все заново. :-(

- Почти половина площади винта закрыта в режиме висения плоскостью. Кто-нибудь озадачился посчитать потребную мощность на валах с учетом потерь ? Например, в чудо-вертолете В-12 консоли были в виде обратной трапеции - именно для увеличения КПД винтомоторной группы.

Тут нужно очень много думать и экспериментировать с организацией системы управления. Возможно, придется вносить в поток винтов дополнительные рули.

Для спасения проекта прямо сейчас - я бы ограничил наклон двигателей этак под 45 градусов, и строил аппарат как УВП ("укороченные взлет-посадка"). Тогда штатных аэродинамических рулей вполне должно хватить.
01.04.19 в 22:57
0
Винты на фото вроде в разные стороны крутятся...
Про крен и рысканье, Решается путем независимого наклона гондол.
02.04.19 в 07:25
0
Ага. Увидел - на рендере винты одинаковые, а на фото разные. Про наклон гондол - согласен, может помочь. Но одновременно завяжет сюда же еще и скачки подъемной силы из-за изменения угла набегания струи на поверхность крыла. То есть, да, теоретически, располагаемыми управляющими моментами они смогут добиться висения (хотя тангаж под бо-ольшим вопросом). Но представив объем расчетов и стендовой работы - слабо верю, что это будет выполнено. А без стендов и расчетов - модель превратится в пластиковые дрова примерно при первой попытке зависнуть. :-(
02.04.19 в 09:59
0
С расчетами как раз все проще, чем Вы думаете. Ссылку не дам, потерял, но используют нечеткую логику... Там в двух словах все сводится к заданию набора правил, при этом не нужно "иметь" математическую модель физического объекта. Но вся настройка это множество физических тестов с конкретной моделью.
02.04.19 в 11:14
0
С одной стороны, согласен. Если сделать нечеткую логику по отклонению и первой-второй производной, то правила типа "крен правый, и нарастает, и темп увеличивается - увеличь тягу правому" вполне заменяют классические дифуравнения. Но и тут нужно разбираться, как это будет работать с реальными датчиками. Там же уже стоят цифровые фильтры (а-ля Калман) ? В общем, конструкция сделана так, что система управления получается совсем не школьного уровня. :-( Им бы четыре винта сделать по типу квадракоптера... Может быть не так красиво было - но зато система управления была уже отработанной. Ну или как я написал - доделывать по принципу УВП. Благо, в таком масштабе пробег будет почти неотличим от старта с места - метр-два максимум (а то и еще меньше).
02.04.19 в 09:40
0
Без дополнительной системы управления (закрылки+руль направления), как верно подмечено, будут большие неприятности... особенно при порывах ветра... Или оный аппарат только в помещении запускать будут? Кстати, если уж Вы берётесь за авиационную тему, то: у вашей машинки ОДНО КРЫЛО (моноплан)...

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Широкоформатный 3D принтер DX Plus . Видео Обзор .

В Екатеринбурге 3D-печать используется в проектировании системы «Умный город»

Минпромторг подготовил каталог отечественных 3D-принтеров

Студенты из КНР изучают 3D-моделирование и 3D-печать летающих дронов в МАИ

Covestro нарастит производство фотополимеров для 3D-принтеров Carbon

Чиним Nikon Coolpix L610 (не фиксируется крышка батарейного отсека)