или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

Flying Platform – летающий робот на туннельных пропеллерах (+видео)

schedule 12.01.2016 в 09:35 link Flying Platform беспилотники БПЛА ETH Zurich
​Flying Platform – это новый беспилотный летательный аппарат, разработанный в Институте динамических систем и управления ETH Zurich. Его целью является изучение использования электрических туннельных пропеллеров для управления и силовых установок  в местностях, где есть ограничения в размере и требуется высокая статическая тяга, например, в летательных аппаратах, способных выполнять вертикальный взлет и посадку, летать на воздушной подушке или даже в вингсьюте, - сообщает Robotics.ua.



Видео ниже показывает принцип этого изобретения.



Процесс проектирования

В качестве отправной точки ученые получили физическую модель летательного аппарата, которая помогла им понять поведение системы. Например, если электрические туннельные пропеллеры расположены дальше от центра устройства, векторная тяга системы возрастает наряду с инерцией. Противоречивые требования к высокой маневренности стремятся максимизировать тягу, но по-прежнему держат небольшую инерцию. Физическая модель помогла инженерам найти подходящий компромисс.

Параллельно, электрический вентилятор в кольцевом обтекателе и механизм векторной тяги были значительно изменены на отдельном макете. Таким образом, свойства приведения механизма в действие, например, общая тяга, постоянные вращения пропеллера и векторная тяга могут быть определены экспериментально.

Измерения на макете были использованы, чтобы обновить физическую модель летательного аппарата и оценить его летные характеристики в моделировании.

Дизайн и технические характеристики




Анализ устройства был основан на физической модели, которая была использована для определения спецификаций конструкции аппаратных средств. Три электрические туннельные пропеллеры были выровнены в равносторонний треугольник с длиной каждой стороны 30 см. Сотовая структура из углеродного волокна использовалась для подключения винтов с 3D печатными соплами на каждом вентиляторе для того, чтобы увеличить скорость воздушного потока и тягу векторизации. На выходе также имеются два сервопривода, что воздействовать на управление закрылками. Створки были оптимизированы для высокого угла потока с использованием программного пакета XFoil. Три алюминиевые ножки поддерживают структуру, когда летающая платформа находится на земле. В общей сложности она весит 7,6 кг.

Устройство питается от шести 2-cell аккумуляторных батарей, которые имеют емкость примерно 6,6Ah. Потребляемая мощность при работе достигает примерно 5,3kW на 120А. PX4 полетный компьютер используется для запуска алгоритмов управления. Каждый пропеллер обеспечивает максимальную тягу 4,2 кг, что приводит к полезной нагрузке примерно 3 кг.

Исследование алгоритмов управления


Flying Platform используется для тестирования новых стратегий управления, которые ранее не применялись в БПЛА. В частности, закрылки ограничены диапазоном приблизительно 18 °. Алгоритмы управления явно учитывают эти ограничения и могут обеспечить большие стабильности наряду с другими улучшениями производительности.

Ученые в настоящее время изучают эти модели алгоритмов управления. Идея состоит в том, чтобы использовать физическую модель системы, учитывая взлетные и стационарные ограничения для создания модели на основе этих экспериментов.

Комментарии: