В последнее время наблюдается активное использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для решения ряда задач, таких как: разведка с воздуха, наблюдение за подвижными и неподвижными объектами, фото и видеосъемки, метеозондирование и т.д.
Мультироторные беспилотные летательные аппараты (МРБПЛА) имеют ряд преимуществ перед классическими вертолетными и самолетными схемами БПЛА. Они могут неподвижно зависать в воздухе, в отличие от самолетных БПЛА, имеют более простую систему управления, чем вертолетные БПЛА, и высокую грузоподъемность.
Задачей проводимой работы является создание макета МРБПЛА (трикоптера) с целью изучения его характеристик и функциональных возможностей и их экспериментальной проверки.
Метод решения поставленной задачи - создание действующей конструкции МРБПЛА. Функциональная схема предлагаемой конструкции представлена на рис. 1.
Элементная база МРБПЛА
Для создания модели использовались следующие компоненты:
1) литий - полимерный аккумуляторTurnigy®2200mAh20C
минимальная емкость: 2200mAh;
конфигурация: 3S1P / 11,1 В / 3 банки;
долговременный Ток: 20 C;
максимальный Ток (10 сек): 30 C;
вес: 185 г.
габариты: 103 х 33 х 24 мм.
2) регулятор оборотов двигателя Hobby King 20A со стабилизатором бортового питания 3A:
продолжительный ток: 20A;
пиковый ток: 25A;
аккумуляторная батарея: 2-4S Li-po/ 5-12s NiXX;
бортовое питание (BEC): 5В/ 3A;
размеры: 54 x 26 x 11 мм;
вес: 30 г.
3) бесколлекторный двигатель2213N 800Kv
вес: 53 г;
диаметр вала: 3 мм;
максимальный ток: 9,5А;
скорость, об/мин: 7250;
тяга: 690 г.
4) пропеллер GWS EP (DD-1060254х152мм)
5) приемник/передатчик Hobby King 2.4Ghz 6CH V2
6) сервомашинка GWS Park HPX 19г/.10сек/3.6кг
размер, мм: 30,86x16,17x28,5;
вес: 19 г.;
скорость: 4.8v: 0,10сек;
крутящий момент: (4.8v: 3кг)(6v: 3.6кг).
7) рrop Saver w/ Band 3mm, (дюралюминиевый пропсейвер с кольцом)
вес: 2,5г;
диаметр вала: 3мм.;
размеры:
конус: с 4,2 до 5,5 мм.
наружный диаметр: 9,95 мм.
высота конуса: 2.35 мм.
полная высота: 7,45мм.
8) гироскоп Hobby King 401B с режимом удержания AVCS
цифровая пропорциональная RIC система
рабочее напряжение: 4,8V ¸ 6V (используется в большинстве приемников)
рабочая температура: от - 10°С до +45°C;
размеры: 28x28x20 мм;
рабочее потребление тока: 80 mA.
Принципиальная схема мультироторного БПЛА
Рама модели выполняется из легких прочных материалов, таких как стеклотекстолит, дюралюминий, поликарбонат или дерево, так как показано на рис. 2.
На плечах конструкции закрепляются двигатели с пропеллерами, регуляторы оборотов и гироскопы. На основании закрепляется батарея и приемник. Управление полетом осуществляется следующим образом: для взлета модели все двигатели вращаются с одинаковой скоростью, поднимая модель вверх. Для движения вперед хвостовой двигатель начинает вращаться быстрее, смещая вектор тяги вперед. Движение назад осуществляется аналогично - хвостовой двигатель вращается медленнее, смещая вектор тяги назад. Повороты осуществляются путем наклона хвостового двигателя посредствам сервомашинки, поворачивающей хвостовой двигатель влево/вправо, смещая вектор тяги в соответствующем направлении.
Ожидаемые технические характеристики модели:
- Тяга: ≈ 2070 г.
- Время полета: ≈ 15 мин.;
- Полезная нагрузка: ≈ 600 г;
- Дальность полета: ≈ 300 м.
Габариты:
- Снаряженная масса: ≈ 1200 г;
- Радиус модели: 46 см;
- Радиус основания: 22 см;
- Длина плеч: 24 см.
Список использованных источников
1. http://www.parkflyer.ru/
2. http://www.rcexplorer.se/
3. http://www.rcdesign.ru/
4. http://www.rc-aviation.ru/