Propeller: tiltrotor untuk memonitor objek yang diperluas





Pernah di institut itu kepala departemen memberi tahu kami tentang profesi kami di masa depan:

“Profesi kami sangat penting dan bertanggung jawab. Sekarang Anda sedang mengerjakan tampilan unggulan masa depan penerbangan Rusia. Anda mandi dengan ide-ide, mencoba memprediksi tugas-tugas yang akan dia selesaikan, bertanggung jawab dan mengambil keputusan. Dan setelah 15 tahun, ketika pesawat akhirnya dibangun, penghargaan akan didistribusikan kepada semua orang, tetapi tidak ada yang akan mengingat Anda. "

Saya tidak suka kampanye ini, saya tidak siap menunggu 15 tahun untuk hasilnya.



Aviation adalah industri yang sangat maju, tetapi persyaratan keandalan tinggi dan masa depan yang direncanakan tidak memungkinkan pengenalan teknologi baru dengan cepat. Di sisi lain, drone, sebaliknya, belum memiliki persyaratan khusus, sehingga mereka tumbuh seperti jamur setelah hujan, mengisi relung pemantauan udara, iklan, bantuan untuk pertanian, pembuatan film video dan sejenisnya.

Jadi saya putuskan, biarkan mereka membangun petarung mereka di sana tanpa saya, dan ketika saya masih muda dan panas, saya akan pergi ke drone. Untungnya, ada model pesawat masa lalu.



Apa cara untuk mengembangkan penerbangan? Menurut pendapat saya, penerbangan dapat berkembang dalam dua cara:



  • Penggunaan teknologi inovatif untuk komponen (pembangkit listrik baru yang efisien dengan bobot rendah, avionik, dll.).
  • Perubahan desain aerodinamis.


Saya lebih terkesan dengan perubahan dalam desain aerodinamis pesawat. Dengan cara ini skema aerodinamis seperti "bebek" dan "sayap terbang" muncul. Tapi ini tidak cukup untuk para insinyur, mereka ingin aerodinamika berubah saat terbang. Ini adalah bagaimana pesawat dengan geometri sayap variabel muncul (Su-24, Tu-22M, Tu-160, F-111 dan sejenisnya), pesawat dengan vektor dorongan yang dikendalikan (MiG-29OVT, MiG-35, Su-30, 37, 57, F-22, dll.) Dan, tentu saja, tiltrotor (misalnya, Bell V-22 Osprey yang terkenal).



Ini semua, tentu saja, bagus, tetapi tidak sesuai dengan keinginan saya. Gagasan dengan geometri sayap variabel menarik, tetapi perlu bahwa jika sayap dilipat, maka sama sekali, dan bukan beberapa derajat yang menyedihkan. Tetapi gagasan dengan pembangkit listrik berputar mengesankan saya. Maka lahirlah ide untuk membuat tiltrotor Anda sendiri. Ide kami dapat digambarkan secara skematis sebagai berikut:





Saya membentuk sebuah tim dan segera kami memutuskan. Ide tiltrotor kami adalah menggabungkan skema sayap terbang pesawat dan skema twin-rotor longitudinal helikopter. Kami memutuskan bahwa sayap akan terlipat ke bawah, dan bukan setengah dari sayap, seperti di pesawat kapal, tetapi seluruhnya, agar tidak menciptakan hambatan tambahan saat naik dalam mode helikopter.



Tiltrotor akan lepas landas dengan sayap terlipat ke bawah secara vertikal, maka motor akan berputar dan sayap akan terbuka dengan mulus. Penerbangan itu sendiri akan berlangsung dalam mode sayap terbang, dan jika perlu, Anda selalu dapat melayang di tempat. Saat mendarat, ia bisa duduk secara vertikal, di atas perut atau, dalam kasus pendaratan darurat, di parasut.



Apa kelebihan desain aerodinamis ini?



  • Karena sayapnya yang besar, kami mendapatkan kualitas aerodinamis yang tinggi dalam mode pesawat, yang secara signifikan meningkatkan jangkauan penerbangan dibandingkan dengan tiltrotor lainnya.
  • Lepas landas dan mendarat vertikal (tidak memerlukan landasan).
  • Kemampuan untuk menggantung di udara.


Mari kita selesaikan pengantar dan langsung ke intinya. Untuk mengimplementasikan proyek kami membutuhkan:



  • Buat prototipe.
  • Buat sistem stabilisasi berdasarkan vektor dorong terkontrol.
  • .
  • , .
  • .


1



Kami mulai membuat prototipe pertama. Kami tidak memiliki peralatan khusus, hanya tangan dan pengetahuan dasar. Kami mulai dengan menggambar model dalam 3D.











Pesawat yang dibangun tampak sebagai berikut:











Model pertama diperoleh, dan kami segera menyiapkan bangku tes.



Kami menulis kode sederhana untuk mengendalikan motor dan meluncurkan monster ini, pertama di mimbar, dan kemudian di udara. Kami pergi ke beberapa konferensi dengannya, di mana kami menerima ulasan beragam. Dalam pembuatan prototipe pertama, kami tidak masuk ke perhitungan, dan satu-satunya ltx yang dapat kami berikan adalah dimensinya. Kecepatan jelajah dihitung pada 100 km / jam, tetapi entah bagaimana itu tidak berhasil dengan penerbangan jarak jauh dan merekam setidaknya beberapa karakteristik.

dimensi terlipat 650mm x 400mm x 600mm
menyapu 1100mm
panjangnya 650mm
diameter baling-baling 11 inci
Mengekang berat badan 3 Kg


Terlepas dari kenyataan bahwa model yang dibangun tidak memenuhi harapan kami, tidak diragukan lagi menunjukkan bahwa perangkat seperti itu masih memiliki hak untuk hidup dan juga memungkinkan kami untuk melakukan hal berikut:



  • Tentukan desain mekanisme kemiringan motor.
  • Periksa kelayakan model semacam itu.
  • Merumuskan penampilan model.
  • Kami mendapat model visual dari semua mekanisme.


Terus terang, kami sendiri tidak berharap bahwa kami dapat membuat prototipe, dan itu akan berfungsi.



Setelah semua peserta dalam proyek ini, studi dimulai di berbagai lembaga, dan kami meninggalkan proyek ini. Secara bertahap, tim berpisah di suatu tempat. Ketika studi di institut berakhir, dan proyek kelulusan semakin dekat, kami semua memiliki ide untuk kembali ke pesawat ini. Tidak ada yang akan meragukan bahwa unit seperti itu memiliki banyak segi, dan semua orang akan selalu menemukan pekerjaan di sana. Oleh karena itu, masing-masing mengambil sepotong yang sedekat mungkin dengan spesialisasinya ...



Prototipe 2





Entah bagaimana bertemu seorang cantik, tukang ledeng, seorang turis, seorang spesialis IT dan seorang anak sekolah. Tukang ledeng itu berkata, "Ijazahnya sudah dekat, kamu harus membuat pesawat."



Kami berkumpul lagi dan mulai membuat prototipe kedua. Sekarang kami sudah siap: garasi yang dilengkapi dengan teknologi terbaru, mesin bubut, CNC, printer 3D, serta pengalaman dan pengetahuan yang diperoleh di institut. Kami segera menentukan tujuan drone, itu akan memonitor jaringan pipa minyak. Untuk tugas ini, LTH optimal dipilih (ini adalah cerita yang terpisah). Kami menghitung dan menggambar semua unit dan rakitan. Kami menghitung sistem penyelamatan dan menjahit parasut. Mengembangkan sistem membuka dan melipat sayap. Kami membuat prototipe dengan karakteristik kinerja berikut:

Spesifikasi
Mode pesawat terbang helikopter
Durasi penerbangan hingga 2,5 jam hingga 20 menit
Panjang rute maksimum 100 km 10 km
Kecepatan terbang 70-150 km / jam 0-50 km / jam
Berat lepas landas maksimum 20 kg
Maks. massa muatan 2 kg
ukuran Rentang 3200mm,

panjang 1600mm
1500mm x 900mm x 1600mm
G Ketinggian penerbangan maksimum 2500 m 1200 m
Mesin listrik
Landasan lepas landas sistem pendaratan parasut darurat Secara vertikal dalam mode otomatis menggunakan stasiun dok
Waktu take-off / landing - 5 menit


Karakteristik penerbangan
Mode pesawat terbang helikopter
Kecepatan berlayar 100 km / jam 37 km / jam
Tingkat pendakian 1,3 m / s 2,5 m / s
Kecepatan terbang 70-150 km / jam 0-50 km / jam
Kecepatan diperlukan untuk transformasi 45 km / jam -
Kecepatan kios 42 km / jam (payload 1,5 kg) -
Kualitas aerodinamis 11.6 0






















Dengan prototipe yang dibangun, kami ikut serta dalam MAKS-2019, ikut serta dalam kompetisi dari Helikopter Rusia dan terus mengerjakan modifikasi di waktu senggang kami.



kesimpulan



Pergi dengan cara Anda sendiri selalu sangat sulit. Kami terus-menerus diberitahu bahwa ini, tentu saja, sangat bagus, tetapi itu tidak akan berhasil dan tidak akan pernah terbang, atau kami tidak memiliki cukup keinginan untuk membawanya ke keadaan fungsional. Namun, kami senang mendengar kritik yang membangun.



Kami masih "membakar" dengan keinginan untuk melihat rencana kami di udara, dan kami melakukan segala upaya yang mungkin untuk melakukannya.



PS



Dalam proyek ini, ketika menetapkan tujuan dan sasaran, saya dipandu oleh persyaratan dan ketentuan untuk RPV dalam tugas pemantauan, penerapan semua ide pendekatan dan prototipe yang dibuat di industri lain dapat dipertimbangkan hanya setelah tujuan yang ditetapkan sekarang tercapai. Saya menganggap pendekatan ini rasional dalam situasi saat ini dengan sumber daya material, tenaga kerja dan waktu yang terbatas. Saya sering menggunakan pendapat ini dalam proses mengerjakan proyek ini, karena saya berharap dapat melihat apa yang saya lakukan dalam tindakan.



All Articles