HİBRİT İHA: 7 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Dört helikopter tabanlı insansız sualtı ve hava aracının tasarımı ve geliştirilmesi.

Araç elektroniği basınç kasası, 100 metreye kadar hem havadan hem de su altında uçmak için hava koşulunda atmosfer basıncına ve sualtı koşulunda 10 bar dış basınca dayanabilen akrilik malzeme kullanılarak tasarlanmış ve üretilmiştir.

Quadcopter tipi araç için fırçasız DC motor ve hava sabit hatveli pervane kombinasyonu seçilmiştir ve her motor hava ve su altı koşulu için gerekli itme kuvvetini üretme yeteneğine sahiptir.

Bu tip araç hem sivil hem de askeri uygulamalarda hava ve su altı koşullarında gözetleme vb. amaçlarla kullanılacaktır.

NOT: Bu, HYBRID DRONE'daki ilk prototipimizdir

Adım 1: Bileşen Seçimi (MEKANİK BİLEŞEN)

NOT: İsteğinize göre komponent seçimi ve komponent bazında araç taşıma kapasitesini hesaplayabilirsiniz

• Akrilik Blok - 170*170*50mm
• Akrilik boru - ID=25mm, OD=30mm, L=140mm
• Akrilik boru - ID=150mm, OD=160, L=150mm
• Akrilik silindir bloğu - D=50mm, L=200mm
• Kloroform (veya) anabond
• O-Ring- (2 adet)
• Pervane adaptörü- (4 adet)
• Hava Pervanesi Saat Yönünün Tersine (CCW) - 10x4.5 _ (2 adet)
• Hava Pervanesi Saat Yönünde (CW) - 10x4.5 _ (2 adet)

NOT: Pervane uzunluğu, hava durumu için itme kuvvetini artırır. Pervane uzunluğundaki artışlar, su altı durumunda itme kuvvetini azalttığında

Adım 2: Bileşen Seçimi (ELEKTRONİK BİLEŞEN)

NOT: İsteğinize göre komponent seçimi ve komponent bazında araç taşıma kapasitesini hesaplayabilirsiniz. Gerekli itme kuvveti, araçtan çıkmak için en önemli şeydir.

1. BLDC Motor - (4 adet)

   • BLDC motor seçimi çok önemlidir. Ne kadar itme kuvveti sağlanacağına bağlı olarak motor seçimi ve motor özelliklerini kontrol etmek.
   • Motor seçimine dayalı toplam yük, örneğin: toplam taşıma yükü (3kg)/(motor miktarı= 4) =0,75kg* (güvenlik faktörü=3) =2,25 kg.
   • İtme değerine göre motor seçimi 2,25 kg'ın üzerindedir.
   • Korozyonu önlemek için BLDC motora hidrofobik kaplama uygulayın.

2. Elektronik Hız Kontrol Cihazı (ESC) - (4 adet)

   ESC, yüksek akım değerine göre seçilir ve ardından motor maksimum akımıyla karşılaştırılır.

3. Sinyal verici ve alıcı

4. Denetleyici

   uçuş kontrolörü -ArduPilot APM, Pixhawk vb

5. Lityum polimer pil

   Maksimum durumda gerekli olan araç motor gücüne dayalı akü seçimi

6. LED şerit

Adım 3: TASARIM

Aerodinamik, hidrodinamik ve malzeme özelliklerine vb. dayalı araç tasarımı.

Aracı gerekli kalınlıkta tasarlamak için fusion 360 yazılım platformu kullanılacaktır.

Malzeme özelliklerine ve araca dayalı araç tasarım kalınlığı, 100 metrelik durumda 10 bar su altı basıncına dayanmıştır.

ARAÇ TASARIM:

• Silindir ve X-tüp çerçevesi
• Uç kapaklar
• Motor tabanı

Tüm boyutlar metre cinsindendir.

Adım 4: İMALAT

NOT: 3D baskı makineniz varsa kolayca üretebilirsiniz

Fusion 360 yazılımı, aracı 3B modelde 3B dosyaya (STL) dönüştürülecek şekilde tasarlamak için kullanılır.

Dosyayı yüklemek için 3D yazıcıyı kullanarak aracınızın çıktısını alabilirsiniz.

Filament özelliklerine göre 3D baskı makinesini kullanabilirseniz, araç kalınlığını 100 metrelik durumda 10 bar'a kadar su altı basıncına dayanacak şekilde değiştirebilir ve ayrıca araç tasarımının güvenli veya güvensiz olduğunu doğrulamak için bazı basınç testleri yapabilirsiniz.

Bizim durumumuzda, CNC makinesi veya lazer kesim makinesi vb. kullanarak imal etmek için bir Akrilik malzeme kullanıyoruz.

Araç İmalatı:

• Silindir - 160 çapında akrilik boru, öngörülen boyutları kesmek ve eşit konumda 4 delik oluşturmak ve böylece borunun her iki ucunda dişler oluşturmak için kullanılır.
• X-tube çerçeve - boyutlara göre eşit boyutta kesilmiş 4 tüp
• Uç kapakları - Kare bloklar, boyuta göre uç kapakları oluşturacak şekilde işlenmektedir. Güvenlik aracı uç kapakları kalınlığı faktörü, araç silindir kalınlığının 2 katı olacaktır.
• Motor kaidesi - Yuvarlak bloklar ölçülere göre şekillendirilecek şekilde işlenmektedir.

Adım 5: MONTAJ

NOT: Üretim sürecinde 3B baskıyı kullanabiliyorsanız ve montaj işlemine ihtiyacınız yoksa.

Bizim durumumuzda silindir, X-tube çerçeve, motor kaidesi gibi araç parçalarını sabitlemek için kloroform veya anabond kullanıyoruz.

Bldc motor, motor kaidesine sabitlenir ve pervane adaptörü yardımıyla 4 pervaneye bağlanır.

Araç, motor tel parçalarını yalıtmak için su altı durumunda mühürlenecektir.

O-ring, ek sızdırmazlık sağlamak için her iki uç kapağa sabitlenmiştir ve her iki uç kapak da açık ve kapalı tiptedir.

Uç kapağı parçaları, sızıntıyı önlemek için Teflon bant sağladı ve ardından tüm aracı tamamen kapattı.

Su altı basıncına dayanacak şekilde aracın tamamen sızdırmaz olduğundan emin olmalısınız.

Adım 6: KONTROLÖR BAĞLANTISI

Kontrol parçaları dört motoru temsil eder ve iki motor saat yönünde döner ve diğer iki motor saat yönünün tersine döner. Motorlar Elektronik Hız Kontrolörleri (ESC'ler) tarafından kontrol edilir.

ESC, uçuş kontrolörüne bağlanır ve 2.4 ghz sinyal verici ve alıcı yardımıyla aracı hareket ettirir.

ardupilot.org/ardupilot/index.html

NOT: Kamera, led ışık, su altı basınç sensörü, sonar vb. gibi başka bileşenler de eklediyseniz. Kütle dağılımı çok önemlidir

NOT: Program dosyasını uçuş kontrolörüne kurmak için Ardupilot Yazılımını kullanın. ESC kalibrasyonu da önemlidir.

7. Adım: PROTOTİP

SU ALTINDA DİKKAT EDİLEN FAKTÖRLER

• yüzdürme
• Araç stabilitesi
• Kavitasyon
• Çevreleyen sıvının ataleti vb. nedeniyle eklenen kütle.

NOT: Sinyal iletimi, su altı koşullarında büyük bir sorundur

• Kablosuz sinyal iletimi kullanmayı planlıyoruz ancak aracın stabil olduğu ve kablosuz kontrolün su yüzeyinden yaklaşık 0,5 veya 1 m uzaklıkta çalıştığı tespit edildi. bu nedenle su altı koşullarında kullanılan yüzer tiyatro sistemini geliştirmeyi planlıyoruz.
• Tether sistemi şamandıra olacak ve kablo araçta bir uca diğer ucu tether sistemine bağlanacak ve bu sistem kablo tether uzunluğu derinlik aralığına göre motor kullanılarak kontrol edilir.

NOT: Bu, HYBRID DRONE'daki ilk prototipimizdir

Az önce ilk test videolarımı ekledim (:_'_:)

Teşekkürler

ile ilgili

tarafından

Hava Okyanusu ekibi