Пилотируемый квадракоптер

molokanov_vla

Мне бы в небо!
Откуда
Москва
Да, именно ремни! 4 ремня, 8 шкивов, непосредственно с двигателя на непосредственно винты. Ремни зубчатые без поворота и перекресний. Шестерни боятся пиковых нагрузок, с ремнями проще.
Доделаю автожир, подключусь к вам.  :craZy
а можешь скинуть схему как ты предлагаешь сделать 8 шкивов и 4 ремня?
я прикидывал сделать все с валами и с редукторами, по моим прикидкам у меня все получается.

напишите мне кто-нибудь, кто может помочь с расчетами, нужны конкретные расчеты)
я перечитал кучи книг по вертолетам, но у меня не было времени, чтобы вникать во все формулы, чтобы провести расчеты.
К тому же, как я понимаю, для таких расчетов мне не хватает знаний по высшей математике ну и конечно не хватает знаний в области авиации. У меня образование в направлении смазочных материалов (могу посоветовать кому-нибудь по маслам).

По моим прикидкам можно сделать пилотируемый квадрокоптер массой 400-450 кг (с человеком) с тягой винтов 750-800кг. получается тяговооруженность в районе 2!!!)))
 
а можешь скинуть схему как ты предлагаешь сделать 8 шкивов и 4 ремня?
Выше я кидал фото кит-наборчика для двигателя, так вот там лежит 2 коленвала. Т.е. двигатель планировался двухвальным. Валы вращаются в противоположные стороны и согласуются сопрягаемыми шестернями. Поэтому ремни идут от двух валов в перекрестии (один под другим) прямо на винты. Но это речь шла о совсем легком квадре с мощностью двигателя 60 л.с.
На аппарат с полетной массой 450 кг нужны винты примерно по 2 м диаметром и мощность двигателя нужна 120 л.с. На такую мощность, наверное, лучше шестерни ставить. Хотя ремни сейчас такие есть, что в одиночку до 150 кВт могут передавать.
А какое назначение планируется у твоего квадра?

Кстати, вот запоздалые ссылки по вопросу устойчивости с нижними винтами.

[media]https://www.youtube.com/watch?v=8aVIzyWO1HE[/media]

[media]https://www.youtube.com/watch?v=TGQj2laXPvU[/media]
 
S

slavka33bis

.

винту квадрокоптера автомат перекоса не просто не нужен, он там противопоказан!!!) .
Пусть иноземцы строят квадры без АП и летают на них со скоростью велосипедиста и между зубов паралончик подкладывают. А мы будем летать со скоростью 350 300 в абсолютно бесшумном аппарате.  :IMHO
Дело в том, что мне известно какое сопротивление будет у моей кабинки сделанной по типу планерной, и известно какая горизонтальная (пропульсивная) тяга винтов будет при их наклоне 6 градусов.
Если у каждого винта будет свой АП, конструкция сильно усложниться.

Ну ладно!
Раз тебя это не пугает, то ...
Нет Коля.
Хоть убей, но я ни как не могу себе представить систему управления квадрокоптером, у каждого винта которого будет свой АП.

Какой механизм будет отвечать за управление углом тангажа и углом крена???

А за одно и за стабилизацию положения аппарата по углу тангажа и по углу крена.
 
Вячеслав, да это все лишь прожектные прикидки, возможно дело до квадров и не дойдет никогда. Ну а так, все совсем не сложно.
В каждой консоли по два линейных актуатора, по одному мощному на общий шаг (основные) и по одному маленькому на продольный АП (только для скоростного варианта). АП будут срабатывать автоматически пропорционально скорости полета, все 4 по одной команде. Пилот об это даже знать не будет.
Рабочие актуаторы подключаются к контроллеру и джойстику. Самый простой вариант - перепрошить контроллер от серийной игрушки. Более сложный - поставить на борт полноценный авиагоризонт и писать прогу на контроллеры самому.
А можно попробовать и чисто механику. Посадить опытный квадр на спец. манипулятор, ограничивающий свободу наклонов для безопасности. Подлетывать на нем и смотреть - хватает реакции человека или нет. Заодно другие характеристики снимать. Ремни к земле, не годятся для этого.
Из плюсов квадра я лично вижу только один основной. Ему не нужен хвост, поэтому фюз можно сделать с очень низким Сх. А значит можно полностью реализовать возможности вертолетных винтов без их конвертации в самолетный режим. Скорость 300 - 350 км/ч вполне реальна. Ради нее можно и пожертвовать более высокой энергопотребностью при взлете и посадке. Трелевать лес на квадре уж точно никто не будет.  :)
 
A

aerobaika

у пилотируемого квадрика скорость по горизонту всегда будет не более 100 км в ч с жесткофиксированными винтами --там физика процесса поддержания в воздухе не позволяет сильно наклонить вектор тяги вперед :IMHO
 
S

slavka33bis

Вячеслав, да это все лишь прожектные прикидки,
Я понимаю.
Но именно на этом этапе можно определить:

- возможно ли существование этого типа ЛА вообще (то есть, возможноли это в принципе);
- если возможно, то какие условия для этого необходимо предусмотреть.

Автоматика - это хорошё.
С автоматикой аппарат скорее всего полетит без особых проблем.

Но управлять руками пилота - это уже как-то сомнительно...

А можно попробовать и чисто механику. Посадить опытный квадр на спец. манипулятор, ограничивающий свободу наклонов для безопасности. Подлетывать на нем и смотреть - хватает реакции человека или нет. 
Я вот об этом и говорю.

У пилота в таком случае не хватит рук.

Представь обычный пост управления вертолётом.

1)  Ручка продольно-поперечного управления.
        Она, на сколько я понял, будет управлять абсолютно всеми автоматами перекоса 
        абсолютно синхронно наклоняя все тарелки всех АП
        строго в одну сторону
        и строго на один угол.
        К чему это приведёт мы знаем.
        К тому, что плоскость вращения всех винтов
        наклонится в одну и туже сторону (допустим, вперёд) и практически
        на один и тот же угол.
        Это должно привести к тому, что аппарат, не изменяя своего
        пространственного углового положения,
        начнёт перемещаться вперёд.
        То есть, угол тангажа при таком ускорении измениться вроде как не должен.
       

2)  Ручка "Шаг-Газ".
        Перемещая эту ручку вверх увеличивается общий шаг у всех винтов
        синхронно
        и практически на один и тот же угол.
        Это должно привести к абсолютно синхронному
        и к абсолютно одинаковому увеличению тяги абсолютно всех винтов.

Но между одновинтовым вертолётом с одним автоматом перекоса
и квадрокоптером, винты которого имеют свои автоматы перекоса
имеется огромная разница.
Вертолёт висит на одной точке.
Квадрокоптер на четырёх сильноразнесённых точках.

Ручка продольно-поперечного управления на одновинтовом вертолёте в этом случае выполняет несколько функций:

- управление продолльно-поперечным перемещением вертолёта;
- балансировка по тангажу и по крену.

Изменение углов наклона фюзеляжа вертолёта происходит совершенно естественным образом
и в том направлении в которое пилот наклоняет ручку управления.


Ручка продольно-поперечного управления квадрокоптера, каждый винт которого имеет свой персональный АП, будет выполнять только одну функцию, только продольно-поперечное перемещение аппарата без изменения углов тангажа и крена.

Допустим, что изменять эти углы особой нужды и не возникнет, но так как квадрокоптер подвешен не за одну точку, а сразу за четыре
могут возникнуть проблемы, связанные с устойчивостью и с балансировкой аппарата по тангажу и по крену.


Каким органом управления (и какой своей конечностью) человек сможет контролировать эти продольные и поперечные углы?
Вот в чём вопрос!


Но и квадрокоптеры могут быть разными.

С центром масс, расположенным и выше плоскости вращения винтов и ниже.

В случае с высоким центром масс при наклоне всех винтов допустим вперёд, аппарат может получить момент импульса, который попытается увеличить угол тангажа аппарата.
И чем интенсивнее будет разгон вперёд, тем сильнее будет тот момент.

Должен быть агрегат, который сможет сохранить балансировку аппарата.

Так же с низким центром масс.
Только в этом случае направление наклона корпуса квадрокоптера будет совершенно гармоничным.

Ручка наклоняется вперёд, момент импульса от тяги расположенных вверху винтов наклоняет аппарат носом вниз.
Вроде всё совершенно естественно, но и эту бяку придётся обязательно балансировать.
Иначе будет кирдык.



С полностью автоматизированными системами управления
аппарат конечно же полететь сможет.
 

viache

Я люблю строить самолеты!
@ niksann. У нас тут намедни ребята построили аж 3 БП квадрокоптера : 4 эл. двиг. для вертикального взлета по 15кВт и 1 маршевый двиг. в 50л.с. на Gвзл.=(200-:-250) кг. На скорость в (250-:-350)км/ч. моноблочный винт не раскручивается-уже нужен ВИШ.
 
у пилотируемого квадрика скорость по горизонту всегда будет не более 100 км в ч с жесткофиксированными винтами --там физика процесса поддержания в воздухе не позволяет сильно наклонить вектор тяги вперед :IMHO
Поскольку смайл ИМХО здесь на форуме аргументом не является, то выставлять "противные" аргументы собственно и нечему.  ;)
Возможно Вы удивитесь, но даже вот этот малыш разгоняется до 120 км/ч без всяких АП.

У пилота в таком случае не хватит рук.
Немного ни так Вячеслав. Все управление чисто общим шагом. Про АП забудь, его задача совсем другая.
Вертолёт висит на одной точке.
Квадрокоптер на четырёх сильноразнесённых точках.
Возможно это даже лучше. Но надо проверить.

@ niksann. У нас тут намедни ребята построили аж 3 БП квадрокоптера : 4 эл. двиг. для вертикального взлета по 15кВт и 1 маршевый двиг. в 50л.с. на Gвзл.=(200-:-250) кг. На скорость в (250-:-350)км/ч. моноблочный винт не раскручивается-уже нужен ВИШ. 
Ничего себе! У вас там время зря не теряют.  :-?
Да, несомненно, нужны ВИШ, и такая разработка уже есть - жесткоторсионноэластомерная втулка. Пока секретик.  :-[
 

Вложения

S

slavka33bis

Про АП ..., его задача совсем другая.

Ну вот !!!!

Приплыли !!!

Теперь спать нормально не смогу, пока не узнаю для чего квадрокоптеру нужен будет автомат перекоса !!!

А он там должен быть один или несколько???
 
S

slavka33bis

Пример того, к чему приводит отказ в системе стабилизации многокоптера.


https://www.youtube.com/watch?v=iT0NbLmpUis
 
A

aerobaika

120 км в час -это ни о чем при полетной массе в 600 грамм и потребляемой в 600 ватт!!!!!!!!!!!!!!!!у меня самолетик при той же  массе  и скорости кушает всего 200 вт :craZy
 

viache

Я люблю строить самолеты!
@ niksann. Я для своего конверта проектировал торсион эластомерный, но не смог найти жесткостных характеристик эластомера. Ребята просто сфрезировывают торсион по высоте и делают два продольных пропила для необходимой жесткости. Возможно было ошибкой заканчивать лопасть торсионом и разворачивать лопасти для авторотации, но уж больно не хотелось делать развитую втулку.
 
A

aerobaika

обязательно одень защитные очки или маску чтобы защитить глаза--возможен флаттер лопастей при слишком эластичном материале торсиона--обязательно собственная частота крутильных колебаний должна быть выше максимальной частоты вращения мотора--иначе отстрел лопасти неизбежен :eek:
 
А он там должен быть один или несколько??? 
На каждом винтике свой. Для чего они нужны я уже писал. Особенно не хочется вникать в детали... тут.

viache у меня немного другая конструкция. Торсион без резины, резина отдельно. Зимой появится время, хочу ради интереса сделать один винт, полноценно его испытать, замерить потребную мощность на тех или иных режимах. Потом можно будет делать выводы. Опытный образец квадра можно сделать по конструкции Стингрея, только зубчатые ремни заменить на простые клиновые. Вертолеты же летают на клиновых ремнях и ничего, и не опытные а серийные. Просто зубчатые по хорошему нельзя закручивать.
Хотя нужен ли он вообще, этот квадролет!? Вот в чем вопрос. Сначала над этим вопросом надо поработать.
 

molokanov_vla

Мне бы в небо!
Откуда
Москва
Зачем нужен автомат перекоса на квадрокоптере?
На мой взгляд, это сильное усложнение конструкции.

Неужели нельзя просто синхронизировать все винты между собой (чтобы была скорость вращения одинаковая) и использовать винты изменяемого шага?
Сделать, чтобы скорость вращения винтов, угол установки лопастей изменялись автоматически компьютером (там в зависимости от высоты, от скорости полета, от наклонов аппарата,...), а управление свести к простым кнопкам (веред, вправо, влево,...).
Кстати, о синхронизации всех винтов (для выравнивания скоростей вращения винтов) и о винтах изменяемого шага для четырехвинтовых аппаратов (квадрокоптеров) писал ещё в пятидесятых или шестидесятых годах прошлого столетия Юрьев Б.Н.
Так почему сейчас ни кто не рассматривает такой вариант? Или так действительно не получится?

А винты? неужели такая проблема найти винт диаметром 170-180 см с тягой 200 кг с потребной мощностью мотора 100 л.с.?
Кстати, есть такие саблеобразные винты с высоким КПД и с пониженным уровнем шума.
 
S

slavka33bis

А он там должен быть один или несколько??? 
На каждом винтике свой. Для чего они нужны я уже писал.
Ясно.


Значит не такой, как этот!

(Тогда каким макаром будет организована балансировка по крену и по тангажу пока не понятно)




 
Вверх