Мультикоптеры или история про курицу и яйцо.

[JohnDoe]

1. Подскажите какие cравнительно маломощные ДВС могут работать в вертикальном положении?

Подвесные лодочные моторы.

2. Какие двигатели совместимы с управлением через электрику (не тяги, не тросы)...?

А в чём проблемма? Ставите электрическую сервомашинку от RC-моделей помощнее на дроссельную заслонку и всё.

 

[Obormot]

электроприводную дроссельную заслонку лучше взять готовую от какой-нибудь современной микролитражки. заводские - очень надежные, а самоделка может гавкнуться в любой момент.

управление с помощью ВИШей или балансирное сильно усложняем конструкцию, как для расчетов, так и для изготовления, перечеркивая тем самым основное положительное качество мультикоптера - простота.

по-моему логичнее использовать 1 ДВС -  генератор - 4 электромотора, а не 4 микро-ДВС

КПД, ресурс и надежность взрослого автомобильного ДВС и генератора всяко выше КПД маленьких дырчиков для китайских авиамоделей, бензопил и прочего ширпотреба эконом-класса.

при элетромоторах не нужны будут ВИШы, при бензиновых - нужны, плюс система управления собственно ДВСами, плюс согласование этих двух систем.

 

[miriam]

А что если все таки ДВС,а оборотами(соответственно тягой)каждого винта управлять вариаторами.Ну а вариатором управлять уже с помощью сервопривода

 

[Obormot]

а сервопривод - с гидравлическим управлением и пневморегулировкой. и аварийный тросик обязательно.

простота - вот основной конек мультикоптеров.
раз-два, собрал на коленке из готовых узлов и агрегатов.

если начинать заморачиваться - классические схемы сразу выигрывают. потому, что кроме простоты - других преимуществ у мульикоптеров вобщем и нет.

 

[navigatorov]

Мощные моторы (электро) от гибридов требуют для управления инверторы с жидкостным охлаждением, не вижу на горизонте ДВС+генератор мощностью около 70-100 кW напряжением 200-300V...(если только ВСУ??)) Нужна будет батарея для сглаживания пиков потребления при изменении режимов полета... Посему..
Нужен ДВС мощностью 10-15 KW с управлением электроникой (может какой мотоциклетный??) и редуктор с поворотом с разворотом на 90 град оси вращения (в двух вариантах с правым и левым вращением выходного вала).

 

[miriam]

Так ведь нет готовых узлов и агрегатов.Да и на коленке-это разве что самокат.

 

[navigatorov]

На ум приходят моторы от парапланов вместе с ограждением. Есть модельки инжекторные, есть с шестеренчатыми редукторами хотя для такой мощности ременная тоже пойдет. Вопрос разворота оси вращения остается или вопрос работоспособности в вертикальном положении

 

[DesertEagle]

На ум приходят моторы от парапланов вместе с ограждением. Есть модельки инжекторные, есть с шестеренчатыми редукторами хотя для такой мощности ременная тоже пойдет. Вопрос разворота оси вращения остается или вопрос работоспособности в вертикальном положении 

Инжекторных парамоторов не бывает. Но практически на всех стоят мембранные карбюраторы, поэтому могут без проблем работать в вертикальном положении. Разве что у имеющих шестеренчатые редукторы может возникнуть проблема из-за смазки, но большинство парамоторов имеют поликлиновый ременный редуктор, а ему тоже без разницы в каком положении работать.

У парамоторных двигателей (и любых других двухтактников сходной кубатуры 100-200 см3) наибольшая проблема в качестве использования на мультикоптерах, имхо, плохое управление газом. Как-то они не очень плавно реагируют на ручку газа, даже с учетом увеличения хода на РУДе. Сложно поддерживать одинаковые обороты или плавно их изменить, в реальности всегда получается то много, то мало. И работа газом на практике получается ступенчатой - то добавляешь, то сбавляешь, чтобы держать горизонтальный полет. И к тому же все парамоторные двигатели имеют резонансные глушители, а это тоже добавляет неравномерность оборотов от положения РУД. На определеных оборотах движок "подхватывает", а на других "проседает". Хотя электронное управление может и сгладит эту проблему.

Да и ценник у парамоторных двигателей негуманный - четырехтактный двигатель для бензогенераторов объемом 200 см3 и массой 15 кг стоит 130 евро, а двухтактный парамоторный объемом 100 см3 и массой 13 кг стоит 1800-2200 евро. Как так? =)

 

[дима043]

Да и ценник у парамоторных двигателей негуманный - четырехтактный двигатель для бензогенераторов объемом 200 см3 и массой 15 кг стоит 130 евро, а двухтактный парамоторный объемом 100 см3 и массой 13 кг стоит 1800-2200 евро. Как так? =) 

Сравните их мощности и весовую отдачу. Нагрузки на основные детали двигателя. Отсюда требования к материалам и к точности.
Потом еще учтите что моторы для генераторов как правило из Китая а парамоторы нет.

Есть еще бензиновые авиамодельные моторы больших кубатур. Легкие.

Но не то это все. Электромоторы на порядок надежнее любого ДВС. Представьте как закувыркается коптер когда "отрежет" один любой мотор. А вероятность отказа одного из многих выше чем просто одного.

Аппарат не способный сравнительно безопасно завершить полет при полном или частичном отказе СУ для гражданского применения не пригоден.

 

[Ghost]

Видео первого полёта того мультикоптера:

http://www.youtube.com/watch?v=L75ESD9PBOw&context=C4117eaaADvjVQa1PpcFOmkwqYW6UwsRTNZ7s13QwpnjV1-NZoBjM=

 

[navigatorov]

Но не то это все. Электромоторы на порядок надежнее любого ДВС. Представьте как закувыркается коптер когда "отрежет" один любой мотор. А вероятность отказа одного из многих выше чем просто одного.Аппарат не способный сравнительно безопасно завершить полет при полном или частичном отказе СУ для гражданского применения не пригоден

Справедливо только в части квадрокоптера и менее..начиная с пентокоптера при оказе одного из моторов ничего страшного не происходит, система управления компенсирует изменение вектора тяги оставшимися живыми моторами.
А про модельные двигатели -главный минус ресус измеряемый десятками часов...нужны сотни.

 

[navigatorov]

Инжекторных парамоторов не бывает. 

Hirth 3203E - инжекторный парамотор
Тип двигателя, модель  Hirth 3203E 
Число цилиндров 2 
Масса КГ  31
Рабочий объем в см куб.  625
Мощность КВТ.  40.4
Мощность Л.С.  55
Обороты в мин  5500
Крутящий момент Нм  71.6
Обороты в мин  5000
Электронная система зажигания  есть
Карбюратор  инжектор
Воздушный фильтр  2
Топливный насос  есть
Охлаждение            воздушное принудительное            
   

 

[DesertEagle]

Hirth 3203E - инжекторный парамотор

Простите, это не парамоторный двигатель. Это экзотика, с таким же успехом можно сказать что в парамоторах используются роторные двигатели. Да, в природе есть пара экземпляров парамоторов с ванкелями, но их никак нельзя назвать парамоторными двигателями. Типичные парамоторные двигатели с ценами можно посмотреть например тут (не реклама, просто эта контора завозит практически все существующие парамоторные движки, если брать напрямую у производителя, то будет на пару сотен евро дешевле).

В целом, в парамоторных (а под парамоторными подразумеваются одноцилиндровые двигатели для ранцевых установок, на телеги ставят все что угодно) установках можно ориентироваться на такие цифры:

- вес отдельно двигателя (со встроенным редуктором под винт 125 см): ~12-15 кг
- вес рамы с кольцом ограждения под винт 125 см: 3.5-4.5 кг
- статическая тяга 50-70 кг в зав. от двигателя
- расход топлива 3.5-6 литров/час на полной мощности
- средний ресурс до первой поломки ~20-30 часов (иногда ломаются на первых минутах работы, иногда и 100 часов может проработать, но это похоже на чудо, а общий ресурс около 200 часов)
- цена 1200-1800 евро только за двигатель (с редуктором)

Это данные из практики, а не из рекламы на сайтах =). В принципе, собрать мультикоптер с такими исходными данными конечно можно, если бы не цена. Плюс в том, что с мембранным карбюратором и ременным редуктором парамоторную установку можно ставить вертикально. Все двигатели идут с редукторами, безредукторных не бывает. За десятиления отработаны конструкции колец ограждений, зазоры между винтом и кольцом, номиналы труб и т.д. для оптимального соотношения защита винта/вес установки. Кольца все разборные на липучках либо пружинных коннекторах. Других преимуществ у парамоторных двигателей в качестве движков для мулькоптера вроде нет...

А минус - очень малая надежность этих двигателей. В парамоторе при отказе двигателя полет продолжается как в безмоторном варианте, то есть можно отключать его в любом момент. Поэтому у производителей упор всегда был в первую очередь на минимальный вес и макс. тягу, а надежность лишь постольку поскольку. Как пример, за первые 30 часов налета на одном из считающихся самых надежных парамоторных двигателей (не буду называть на каком, чтобы не дискредитировать модель) у меня было 4 полных отказа в полете с аварийным приземлением и еще примерно столько же с частичным, когда удалось дотянуть до площадки. И помимо этого, еще раз 5 впустую приезжал на поле, так как двигатель либо не заводился, либо перед стартом обнаруживались неполадки, не позволяющие его эксплуатировать и требовалось возвращаться и делать ремонт. И все это за первые моточасы работы! (правда после устранения недостатков и доработок потом стал понадежнее).

Для мультикоптера без возможности безопасного приземления при отказе одного двигателя, это все не очень хорошо. Имхо, для этой цели нужно искать более надежные двигатели из других областей. Менее форсированные либо с хорошей заводской обвязкой (глушители, фильтры и пр.), потому что в парамоторных двигателях обвязка даже самыми известными производителями изготавливается в полукустарных условиях, из-за этого и все проблемы.

Но еще лучше использовать комбинацию ДВС+генератор и электрические моторы с пропеллерами. По крайней мере они управляются хорошо и отработаны схемы устойчивости. Первые мультикоптеры несколько лет назад летали ужасно, а сейчас после постепенного подбора аппаратных комплектующих (гироскопы, акселерометры, контроллеры) и программных алгоритмов (фильтры, обработка данных с гиро и т.д.) уже полно недорогих и хороших контроллеров. С ДВС придется весь этот путь пройти заново, который за крайние годы пройден авиамоделистами на электрических мультикоптерах.

 

[JohnDoe]

Я ж и говорю - газотурбинник с сидящим прямо на валу(а то и выполняющий роль соединительного/силового вала!) высокооборотным эл.генератором(бесколлекторником, ессно). Тока нету таких в продаже, небольших. Нужно колхозить самому. В принципе возможно, только больно дорого Кит ГТД-шника 500 евро(и то вопрос), да бесколлекторник от ЧПУ в качестве гены(про цену даже думать страшно).

 

[navigatorov]

Хотите смейтесь а хотите нет...но почему то склоняюсь к РМЗ500. Первое- цена при приемлемых мощностях и компоновочных удобствах (наличие плиты, стыковка с редуктором Ротакса, выбор по карбюраторам в том числе мембранным, возможность работать в любом положении..отработанность конструкции). Из минусов считаю высокий удельный расход (для проб наверное неважно) и, как понял, невысокая надежность в части зажигания. Винт наверное трехлопастной 1,5 метра с ограждением,  ключевой принцип -модульность и максимальная независимость каждого "луча" от всей конструкции вцелом, чтоб можно было экспериментировать с квадрокоптером или гексакоптером. Система управления врядли от моделек- а вот программное обеспечение (кстати с открытым кодом) наверняка оттуда. Есть опыт общения с MGL вскими блоками расширения EFIS- RDAC и EOIX изящно вписываются.
Может кто то имеет ссылочки или опыт построения систем на основе шин Air-Link? Еще хотелось бы подсказку по теме активного высотомера малых высот (необходимый элемент), но не авиамодельный ультразвуковой, а посерьезней?
Попробую посчитать, покомпоновать и порисовать в направлении эскизного проекта.
И крамольные вопросы:
1. Про Rotax 503 (РМЗ500) правду ли говорят, что двиглу нет разницы в какую сторону завестись и потом вращаться...по часовой или против?? Вопрос связан с очевидной необходимостью на половине несущих винтов противоположное направление вращения.
2. Подскажите ссылочками о влиянии кольцевого ограждения на производительность (статическую тягу) винтомоторной группы (винт в кольце).

 

[MPetrovich]

Кит ГТД-шника 500 евро

А где это можно посмотреть и/или приобрести, ссылкой не поделитесь? Неужели так дёшево?

(и то вопрос)

А в чём вопрос?

 

[JohnDoe]

А где это можно посмотреть и/или приобрести, ссылкой не поделитесь? Неужели так дёшево?

Прочитал в статье, запомнил... Вот нашёл ссылку, в ней говорится, что у всех производителей есть продажа запчастей и пр. Насчёт "дешёво"... Ну кому как, мне так дорого.

А в чём вопрос?

Да в том, что кит за такие деньги - это только самое необходимое(колёса компрессора, турбины, ну может ещё направляющие аппараты) Остальное либо самому ваять, либо покупать, да потом это всё собрать, подружить, отбалансировать(динамически на оборотах 80-120 тыщ, а то и более). Жуткая морока. Но в свете озвученной мной идеи это практически единственный путь. Возможно через годик появятся доноры для неё, т.к. то ли БМВ то ли Мерс собираются выпустить авто с новым турбированным движком. Так вот, турбина та оснащена электробустером, т.е. на малых оборотах ДВС турбина крутится электромотором, встроенным прямо в её корпус, как я давно и предлагал. Украли, блин, идею!

 

[navigatorov]

Уважаемые форумчане! А кто то пробовал сотворить полномасштабный мультикоптер? Попрошу пояснить если известно причины неудачи-удачи постройки ))) Чуток погрузился в тему управления такими аппаратами - создается впечатление что все довольно глубоко отработано моделистами и производится серийно.

 

[MPetrovich]

Да в том, что кит за такие деньги - это только самое необходимое(колёса компрессора, турбины, ну может ещё направляющие аппараты) Остальное либо самому ваять, либо покупать, да потом это всё собрать, подружить, отбалансировать

Понятно. Я то думал КИТ - это полный комплект деталей, своя только работа. А так то, конечно, овчинка выделки не стоит.

Так вот, турбина та оснащена электробустером, т.е. на малых оборотах ДВС турбина крутится электромотором, встроенным прямо в её корпус, как я давно и предлагал. Украли, блин, идею! 

Вроде на самолётах уже давно турбины до рабочих оборотов электромотором разгоняют...

 

[JohnDoe]

Понятно. Я то думал КИТ - это полный комплект деталей, своя только работа. 

Ну, "полный комплект деталей" должен набираться по каталогам зап.частей к тем микроТРД, тока разница в цене если и будет, то мизер. ИМХУ.

Вроде на самолётах уже давно турбины до рабочих оборотов электромотором разгоняют...

Это не электростартер, а именно "помогайка" на малых и не очень расходах газа/топлива, т.е. можно накрутить тьму вариантов: постоянный расход воздуха при разном расходе топлива, т.е. качественное регулирование а-ля дизель, или быстрое реагирование на РУД, т.е. "подкрутка" турбы эл.движком с малого газа на полный и наоборот, торможение им же с полного газа на малый(типа как в поршневиках, почти), возможно устранение угрозы помпажа опять же подкруткой/торможением эл.двигателем, продувка/прокрутка турбины после прекращения подачи топлива после посадки на минимальных оборотах эл.двигателем(устранение угрозы перегрева подшипников/РК/етц., снижение расхода топлива, увеличение ресурса и пр.), использование эл.двигателя в качестве генератора вместо штатного, да много ещё чего. Давно такой идеей бредил, но отсутствие в обозримой перспективе доступных(мне), подходящих по мощности и пр. бесколлекторников вынуждало маяться в основном "глаголом", а не "цифирью" с "напильником".
Один из знакомых по инету спецов, намедни просочившийся в стан БМВ, мое предложение стибрить у них одну такую штуковину и презентовать мне "для опытов" с "негодованием" отверг! ;D