Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Latający pojazd / quadrocopter dla dwóch osób

ppp333 31 May 2016 14:24 3522 15
  • #1
    ppp333
    Level 7  
    Dzień dobry, jestem tu nowy. Często korzystam z elektrody, jednak postanowiłem założyć konto.

    Planuję zrobić własny pojazd/drona ? , który uniesie jedną / dwie osoby na metr lub dwa w powietrze.

    Chcę zrobić taki "powietrzny motocykl".
    Wzoruję się na dronie wymyślonym już przez jakąś firmę.
    Latający pojazd / quadrocopter dla dwóch osób

    Co do problemów - tutaj proszę o pomysły / wsparcie wiedzą:

    1.Jaki napęd byście zastosowali? Myśleliśmy o spalinowym (chcemy uniknąć ładowania akumulatorów co chwilę w przypadku elektrycznego)
    Ciężko jest dobrać silnik spalinowy z szybkimi obrotami i dużą mocą tak, aby był lekki.
    Nawet jeżeli uda się znaleźć taki silnik, potrzebujemy 4ech, więc pytanie w jaki sposób je wysterować tak, aby pracowały równo ? - każdy z nich jak to w dronach mógłby pracować raz równo z innymi, a raz zupełnie inaczej niż reszta.



    2.Jakie śmigła zastosować? Ile skrzydeł?

    3.Padł pomysł 4 silników bezszczotkowych elektrycznych + jednego silnika spalinowego do podawania napięcia na te silniki - byłoby to najprostsze, jednak czy są takie silniki spalinowe, które sa lekkie i wytrzymają takie obciążenie el? (oczywiście z alternatorem) ?

    Projekt będzie wykonany z aluminium lotniczego, wydaje mi się to najbardziej sensownym materiałem.

    -------------------------------------------
    Po złożeniu całości będziemy chcieli wysterować utrzymywanie poziomu za pomocą arduino + dostępnych elementów, ale tym zajmiemy się w momencie, gdy powstanie już maszyna, która uniesie jedną osobę w powietrze.

    Zależy nam na niezależności od gniazdka - łatwiej w samochodzie wozić baniak z benzyną i jechać za pojazdem niż gdzieś nad jeziorem np znaleźć gniazdko.

    Pojazd robimy dla nas samych, nie zamierzamy go sprzedawać czy udostępniać za $$ , a jedynie umożliwić sobie fajną zabawę .
    Oczywiście o ile projekt wypali, zapraszamy do Trójmiasta na przejażdżkę.

    Prosiłbym o konstruktywne uwagi :
    na co zwrócić uwagę
    co byście proponowali co do w/w punktów
    może macie jakiś odmienny pomysł na rozwiązanie sprawy?
    itd
  • #2
    brofran
    Level 39  
    ppp333 wrote:
    Myśleliśmy o spalinowym (chcemy uniknąć ładowania akumulatorów co chwilę w przypadku elektrycznego

    Zasilanie z akumulatorów to na pewno nierealny pomysł . Aby taki w miarę bezpieczny copter skonstruować należy mieć w zapasie conajmniej 20 tys zl skromnie licząc . Inaczej będzie to niestabilne i bardzo groźne " ustrojstwo " zarówno dla pilota jak i otoczenia . Bez doświaadczenia w zakresie konstrukcji i awioniki nie warto się nawet za coś takiego zabierać . Chyba nawet poważne firmy nie zbudowały jeszcze prototypu .
    Masz kasę , masz warunki, masz czas - spróbuj TY .
  • #3
    ppp333
    Level 7  
    Przepraszam, lecz poza wymaganą oszacowaną kwotą (swoją drogą jak wyglądają jej wyliczenia? ) nie pomogłeś mi za bardzo. Prośba jednak była inna więc czekam na inne odpowiedzi.

    Dzięki
  • Helpful post
    #4
    wzagra
    Level 33  
    Kolego, popatrz na to, co zrobił ten dżentelmen (bo w krawacie ;)) : https://www.youtube.com/watch?v=soxxPyaAT1k
    Na jego kanale jest pokazany cały proces "produkcji".

    1. i 3. Tylko silniki spalinowe - elektryczne: raz, że drogie; dwa - stosunkowo małej mocy (do tego celu). Akumulatory - za ciężkie lub za krótki czas lotu. Przetwarzanie energii sprawdza się w lokomotywach - w tym przypadku nie koniecznie (zbyt mała sprawność i stosunkowo duży ciężar).
    2. Śmigła (średnica i skok) dobiera się do potrzebnego ciągu, a więc od mocy i obrotów silnika. Ilość łopat zależy j.w. (od średnicy, skoku i dysponowanej mocy z silnika).

    Oczywiście, można dobrać napęd eksperymentalnie, ale trzeba by mieć dostęp do kilku rodzajów silników i śmigieł - bez pewności efektywnego wykorzystania mocy silników.

    A co sądzisz o poduszkowcu - łatwiej, wydaje mi się, dobrać napęd i jest bardziej bezpieczny?
  • #5
    ppp333
    Level 7  
    Dzięki śliczne. !!!
    Widziałem jego filmik z lotu z 30 razy ale nie pomyślałem źeby zobaczyć na kanał :)

    1.jak dobrać silniki? Żeby też nie przesadzić
    2.wiecie może, gdzie taką prasę ręczną można kupić?
    3.czy zamiast obrócenia silnika nie lepiej zastosować przeciwne skrzydło tj prawe-lewe? Wtedy mogę zostać przy płaskiej powierzchni tej maszyny :)

    Jak to jest z quadrokopterami? Które śmigła są jakie?

    Poduszkowiec średnia opcja, bo teren nie równy i ostry w miejscu, gdzie chcę latać.
  • #6
    Madrik
    moderator of Robotics
    Tylko, że ty nie chcesz budować modelu, tylko załogowy statek powietrzny. Zatem metody sprawdzające się w przypadku modeli, nie mają tu zastosowania.
    20 tysięcy na pojazd załogowy i dwuosobowy, wydaje się kwotą sporo za małą.
    Tak z 10 razy za małą, co najmniej. Szczególnie, że to ma być prototyp jednostkowy, co znacząco podnosi cenę wykonania.

    Musisz zadbać przede wszystkim o bezpieczeństwo załogi. Inaczej można bardzo szybko skończyć projekt ze skutkiem wiecznym.

    Twój pojazd musi mieć ogromny zapas mocy, silniki muszą być hiper bezpieczne, bo w przypadku quadrocoptera, awaria lub osłabienie jednego silnika oznacza natychmiastową katastrofę. Quad na 3 silnikach nie utrzyma się w powietrzu.
    Już tylko z tego względu i ryzyka, rozważałbym opcje podwójnego tricoptera, w układzie heksa, z niezależnymi zespołami po 3 silniki. Wtedy awaria jednego zespołu, nie powoduje jeszcze awarii całości. Niestety już 3 silniki w tym układzie wymagają mocy niezbędnej do uniesienia całości.

    Trzeba by zaprojektować system sterowania dla każdego zespołu trzy silnikowego i ich współpracy ze sobą.

    Trzeba zaprojektować ramę z odpowiednią klatką bezpieczeństwa. To niestety nie będzie pojazd naziemny i nie zatrzyma się. A upadek z wysokości dwóch metrów, razem z całą masą pojazdu - pewnie w okolicach kilkuset kilogramów - nie skończy się dobrze dla nieosłoniętej załogi.
    Tak więc - budowa klatki bezpieczeństwa i jej przetestowanie pod obciążeniem.

    Do tego mocowanie dla elektroniki i zbiornika paliwa. A co będzie jak zbiornik się przebije, a paliwo zapali? Jak wtedy ma się ratować załoga?

    Przewody paliwowe, pompy paliwowe by podawać paliwo.
    Tu bym rozważył napęd stały, ze zmiennym skokiem łopat. Ułatwi to dystrybucję mocy i paliwa. Zamiast sterować silnikami o sporej bezwładności - prościej sterować śmigłami i ich kątem natarcia - jak w śmigłowcach.

    To zaś wymaga pośredniego kierowania śmigłami nastawnymi. To już droga, lotnicza zabawka.

    Każdy napęd trzeba pomnożyć przez układ pojazdu. Zatem niebezpieczny i zabójczy quad - razy 4, w miarę bezpieczna "heksa" - razy 6.
    Na taki pojazd dwuosobowy potrzeba od 150-200 KM. Taką moc w przypadku "heksy" muszą zapewnić 3 silniki, by była bezpieczna. Tak więc, mamy 3 zespoły napędowe o mocy ok. 60-65 KM, i ciągu ok 150 kg na jeden zespół. Łącznie jakieś 450 kg ciągu na zespół, 900 kg na całość. Co pozwoliłoby sprawnie unieść pojazd ok 300 kg masy startowej, z czego jakieś 200 kg na załogę.
    Na silniki, ramę, paliwo i całą resztę - zostaje niewiele.

    To zaś wymusza już zastosowanie materiałów kompozytowych. W zasadzie głównie kompozyty węglowe zapewnią odpowiednią wytrzymałość i małą masę.
    Patrzyłeś ile kosztuje wykonanie ok. 1 m2 takiego kompozytu? Tak o grubości ok 3-4 milimetrów? Żywica, tkanina, koszt pracy i wykonania form.

    Co więcej, by móc się tym unieść w powietrze, musisz zrobić certyfikację statku powietrznego, a samemu posiadać licencję pilota. To też trzeba zrobić. Inaczej nici z latania i wożenia pasażera.

    Jak coś w projekcie nie wyjdzie, to trzeba zaczynać od początku. I ponowne wydatki.

    Dlatego na twoim miejscu skupiłbym się na projekcie komputerowym. Model konstrukcji, badanie obciążeń, odkształceń, wyliczanie masy. A dopiero na podstawie posiadanego projektu, sprawdzonego i przetestowanego wirtualnie, zacząłbym liczyć koszty i realne szanse budowy.

    Ale do takiego projektu, skromnie licząc, 200 tysięcy złotych to bardzo mało.
    Zwykłe modele RC potrafią kosztować po kilkaset tysięcy dolarów. A tu mówimy o pojeździe załogowym, przy którym najbardziej zaawansowany model RC, to przedszkole.

    A jak chcesz tylko zobaczyć okolicę z powietrza, to zainteresuj się modelami typu "Racing Quadrocopter FPV". Koszt wykonania - 2 - 3 tysiące złotych, nie potrzeba certyfikatów, licencji (w pewnych warunkach), a widoki z tego latania i zapewnione. Modele deczko skomplikowane, ale w porównaniu z wersją załogową, to bajecznie proste.
  • #7
    ppp333
    Level 7  
    Nie wydaje mi się, aby pojazd ledwo unoszący się nad ziemią np ten metr tak jak w filmiku w pierwszym czy drugim komentarzu kosztował tyle kasy.

    Profil aluminiowy 4m = do 300 zl
    Rurki aluminiowe 2m = 60 zl
    Silniki = tu nie wiem ile
    Tył od parolotni = ok 500 zł
    Manetki, linki, przewody - tu grosze, no ale liczmy ze 100 zł.

    Projekt tego kolesia zamknięty w +-4000 zł.

    W moim przypadku mnożąc całość razy 2 wyjdzie z 15-20 tysięcy a nie 200 000. Pasażer to osoba bliska, pozwolenia na latanie metr nad ziemią a w sumie unoszenie się nad nią nie potrzeba. W momencie gdy się nawet zbiornik przebije (może akurat wleci w zbiornik dzięcioł) , guzikiem się gasi silniki, a wylądowanie tego metra nie trwa długo.

    Podszedłeś do tego profesjonalnie, za co wielkie dzięki, bo gdybym chciał wykorzystywać to do celów zarobkowych lub wznosić się wysoko to jak najbardziej masz rację.

    Ja jednak chcę zrobić taką zabawkę dla siebie .
  • #9
    Madrik
    moderator of Robotics
    Nawet półmetra nad ziemią, jeśli masa przekracza 25 kg, to jest to statek powietrzny, a jak siedzi tam człowiek to jest to załogowy statek powietrzny. I na używanie takie ustrojstwa są odpowiednie przepisy, które musisz spełnić. Nie spełnisz, a coś się stanie - ty albo twoja rodzina, będziecie spłacać szkody przez wiele, wiele lat.

    Filmikiem się nie sugeruj. Próba jest kompletnie nieudana. Pojazd ledwo się uniósł, na mniej niż pół metra i od razu wskazywał tendencje do przewracania się. Gdyby miał ciut więcej mocy - pilot by odniósł poważne obrażenia, a nawet może zginął.
    4 silniki spalinowe i cztery śmigła drewniane o stałym skoku. To nie ma prawa działać. Siła ciągu nie uniosła pojazdu a jedynie go obróciła. Dzięki podwoziu, ciężar spoczywał jeszcze na ziemi, a pojazd nie wywrócił się.

    Tu nie chodzi o to, żeby zbudować coś co się uniesie z człowiekiem, tylko o coś, co zrobi to bezpiecznie.

    Dlaczego profil aluminiowy? Skąd wiesz jaki profil jest ci potrzebny? Ile ta konstrukcja będzie ważyć?

    Jeśli pojazd ma latać, to jego masa jest głównym kryterium opisującym konstrukcję. Inaczej wygląda pojazd o masie 30 kg, a inaczej o masie 150 kilogramów. Te same materiały stosowane w jednej konstrukcji, nie nadają się do innej. Poczytaj sobie np. o rosyjskich próbach skopiowania bombowca B-29. Nie udało im się, bo stosowana przez nich blacha, produkowana w systemie metrycznym była o kilka dziesiątych milimetra za gruba i ich kopiowany bombowiec był zbyt ciężki by latać. Zaś blacha cieńsza, o kilka dziesiątych milimetra, byłą zbyt wiotka i maszyna się rozpadała pod własnym ciężarem.

    I musieli zaprojektować własną konstrukcję.
    Akurat mówimy tu o inżynierii lotniczej, a nie o klepaniu blachy na zderzaku.
    To nie taka prosta sprawa zaprojektować pojazd latający.

    Co do kosztów... Co to jest "tył do paralotni"? Mi się nasuwa tylko skojarzenie z napędem plecakowym. Koszt nowego to obecnie ponad 15 000 złotych. Używka w stanie pół agonalnym - ponad 5 000 zł. Dobre śmigło do paralotni kosztuje ok. tysiąca złotych. A prawdopodobnie będzie za słabe by przekazać odpowiedni ciąg.
    To tyle w kwestii twojego podejścia do kosztów.
    Ile gość dał za ten projekt nie wiem, ale przeciętny silnik lotniczy kosztuje więcej niż 4 000 zł. A potrzeba 4 sztuki. Nie każdy silnik spalinowy się nadaje.
    Dla porównania, popularny w lotnictwie silnik Rotax 914 - 115 KM, masa silnika - 64 kg.
    Dla porównania takiej mocy silnik samochodowy waży już dwa razy więcej.
    Zatem silnik musiałby unieść dwa razy większą masę, przy tych samych osiągach. To oznacza o tyle masy mniej na ładunek, konstrukcję i paliwo.
    Mniejszy ładunek - z docelowym może się nie unieść. Słabsza konstrukcja - pojazd się może rozpaść. Mniej paliwa - krótki lot.

    Tu nie ma dróg na skróty, tanich materiałów, sztuczek.
    Albo robisz taki projekt dobrze, co naprawdę dużo kosztuje, albo udajesz, że robisz, budujesz coś co nie poleci, a ty tylko wydasz pieniądze na złudzenia.

    Naprawdę usiądź, spokojnie się zastanów co chcesz zbudować. Spróbuj zrobić taki projekt na komputerze. Policzyć wszystko.

    Najmniejsze pojazdy latające, z załogą dwuosobową i silnikiem, to masa własna ok 380 kg. Mówimy o konstrukcjach fabrycznych z najnowszych materiałów.
    Do uniesienia tego potrzeba ciągu ok. 700 kg i mocy powyżej 150 KM.
    Np. śmigłowce dwuosobowe. Ale tu, stosunkowa mała moc silnika jest rekompensowana przez wielki wirnik o średnicy blisko 8 metrów.

    Dajmy na to, że masz 4 takie zespoły napędowe. Co najmniej potrzebne są śmigła o średnicy dwóch metrów. Patrzyłeś jaka jest cena takich śmigieł?

    Ale mocą napędów trzeba sprawnie sterować. Silniki spalinowe nie dają się sterować tak szybko i łatwo jak elektryczne. Co więcej, zmniejszanie ich mocy powoduje ich osłabienie.
    Zatem muszą pracować na pełnej prędkości, a regulować ich ciąg po prostu trzeba za pomocą nastawnych śmigieł.
    Takie śmigła są kosztowne. Orientacyjnie ok. 2 000 zł sztuka. Potrzebujesz 4 minimum, a w razie uszkodzenia - także zapas.

    Już masz blisko 10 000 zł na same śmigła.
    A gdzie silniki? Gdzie komputer sterujący? Gdzie mechanizm wykonawczy? Człowiek nie da rady sterować 4 silnikami naraz dostatecznie szybko, by utrzymać równowagę.

    Profile aluminiowe? To oznacza spawanie w osłonie gazowej z argonu. Patrzyłeś jaka jest cena spawania MIG lub TIG w osłonie argonowej, aluminium? Podpowiem - liczy się długość spoiny w centymetrach. Ile metrów spawania będzie w takiej sporej konstrukcji?

    Myślę, że po prostu z powodu zwyczajnej niewiedzy, nie doceniasz wielkości problemu jaki przed sobą postawiłeś.
  • #10
    ppp333
    Level 7  
    Super, dzięki za meeega kreatywne wypowiedzi. Faktycznie przeliczyłem dziś na świeżo koszta i projekt wyniósłby mnie ok 50 tysięcy.
  • #11
    Krzysztof Kamienski
    Level 43  
    Jeżeli już Kolega myśli o jakimś ,,latadle", jedno lub dwuosobowym, proponował bym skierować swoje zainteresowania w kierunku wiatrakowca. To najbardziej przystępny projekt dla początkującego. Zarówno technologicznie, cenowo, a i później w kwestii bezpieczeństwa. Jak dotychczas mało quadrocopterow załogowych zbudowano, a i konstruktorzy dysponowali na pewno większymi od Ciebie możliwościami. Właśnie z powodów wymienionych przez Kol. Madrika.
  • #12
    LightOfWinter
    Level 33  
    Witam

    Popieram kolegę powyżej. Wiatrakowce to sprawdzone konstrukcje, co za tym idzie niższe koszty budowy, eksploatacji, otrzymania wymaganych atestów, ubezpieczeń i większy zasięg lotu.

    Są firmy które sprzedają wiatrakowce w postaci kit-u do samodzielnego złożenia. Trzeba do nich dokupić silnik.
  • #13
    PiotrPitucha
    Level 33  
    Witam
    Wiatrakowce są fajne :)
    Tu konstrukcja znajomego https://www.youtube.com/watch?v=XTdswRR0ACo
    Ciekawy jest moment na filmie 3:39 kiedy wiatrakowiec leci z wyłączonym silnikiem na autorotacji.
    W pewnej chwili oblatywacz ( zawodowy ) zdjął obie ręce ze sterów w czasie niskiego przelotu by zademonstrować stabilność konstrukcji.
    Wiatrakowiec napędzany silnikiem z Fiata Punto.
    Pozdrawiam
  • #14
    Madrik
    moderator of Robotics
    Tylko, że wiatrakowiec dość istotnie różni się od latającego wielowirnikowca załogowego. To już inna bajka. Zarówno pod względem budowy, kosztów, jak i samej zasady działania.

    A jak ktoś chce w powietrze, to najtaniej jest spróbować paralotniarstwa.
    Za mniej niż połowę kosztów przewidywanych, tylko z ukończeniem kursów na licencje paralotniową, z zakupem nowego sprzętu - poleci kolega pod niebo.
    W okolicach 30 tysięcy, to już się zrobi licencję PPG, kupi jeszcze napęd plecakowy i lata się jak ptaszek.
    Jeszcze uprawnienia instruktorskie, tandem i można wozić pasażera. ;)
  • #16
    Madrik
    moderator of Robotics
    Tylko, że... Użył dwóch silników lotniczych, minimum konstrukcji, nośność do 1 i to szczupłej osoby, a uzyskana wysokość to pół metra.
    W dodatku to bi-kopter, a tak naprawdę to poduszkowiec bez kurtyny.
    W dodatku facet się o mało nie zabił, jak widać na późniejszym filmie, trenował mocno i długo by w ogóle to utrzymać i sterować. Wielokrotnie zmieniał konstrukcję.

    Nie mam wątpliwości, że ta konstrukcja, nieco powiększona pod drugiego pasażera, nie dała by się sterować. On tym steruje na zasadzie zmiany środka ciężkości i to po długim treningu. Z pasażerem, w dwie osoby nigdy nie skoordynują się tak, by latać tak skonstruowanym pojazdem.

    Wątpię, by wydał na to mniej niż zakładany budżet w pierwszym poście tematu, a nie osiągnął nawet połowy założeń.
    By osiągnąć to samo, a nawet lepiej, można kupić zwykły poduszkowiec.
    Nawet wisi na Alledrogo jedna oferta za 23 tysiące. I dwie osoby sobie po łące wesoło polatają, w miarę bezpiecznie.