Information

Founded
Location
Россия
Website
deutschetelekomitsolutions.ru
Employees
1,001–5,000 employees
Registered
Pull to refresh

Как я делал свой самолёт

Deutsche Telekom IT Solutions (ex T-Systems) corporate blogRobotics3D printersDIY
image

Здравствуйте, дорогие Хабровчане!

Меня зовут Константин Томаревский. Я инженер компании Deutsche Telekom IT Sotutions. Хотел поделиться с Вами своей давней задумкой, которую пытаюсь воплотить в «железе».

По образованию я авиационный инженер. Когда я поступал в Университет СПбГПУ, я мечтал о том, что буду конструировать самолёты (ну или космические ракеты), буду работать в каком-нибудь конструкторском бюро и проводить рабочие дни за математическими расчётами, лабораторными стендами и полевыми испытаниями. Я закончил Университет, получив там очень много теоретических знаний, но ни разу не прикоснувшись к настоящей практике. Прошло уже много времени, но мысль о том, что мои знания так и остались знаниями, и не воплотились в практической плоскости, не покидала меня и я решил попробовать сделать пусть и совсем не большой, но реально функционирующий по всем правилам летательный аппарат.

image

Первоначальная идея


Мой университетский профиль – это системы управления летательными аппаратами. Мне всегда было интересно, как ведёт себя летательный аппарат (планер, самолёт) в зависимости от управления им, то есть от того, каким образом отклоняются его управляющие поверхности, как быстро и в какой конфигурации. Ещё один интересный момент – эффективность управляющих плоскостей. На разной скорости полёта их отклонение действует на летательный аппарат с разными усилиями. Если подобрать отклонения для разных скоростей, можно сделать мягкое управление летательным аппаратом.

Первая идея заключалась в приобретении готовой полноценной модели планера и проектирования радиоуправления со встроенной системой автоматизированного управления, в том числе и автопилотом. По радиочасти я продвинулся достаточно далеко и собрал два одинаковых приёмопередатчика для отработки цифрового канала управления. Об этом, если будет интересно, расскажу в другом посте.

После продолжительных поисков я понял, что хочу создать с нуля не только систему управления, но и сам планер, чтобы это был мой планер, не похожий ни на какой другой. Было не очень интересно повторять то, что уже создано.

Развитие идеи


Когда-то давно, ещё в школьные времена, я ходил на радиокружок. Рядом с ним на этаже располагались также судомодельный и авиамодельный. Я иногда заходил к авиамоделистам и смотрел как они работают. Когда начал заниматься этим проектом, прошерстил Интернет на предмет технологии создания авиамоделей, пересмотрел много роликов на YouTube и понял, что этого мне мало. Я не хочу создавать одиночную модель из чего попало. Нужна была настоящая технология, с помощью которой, воспользовавшись ей единожды, я смогу делать одинаково точные модели в любом количестве. Как на конвейере. Выбор незамедлительно пал на 3D-моделирование и 3D-печать. Эти технологии позволяют создавать самые разнообразные формы аэродинамических поверхностей с большой точностью.

Расчёт планера


Та ещё задачка. Прежде всего нужно было определиться с размерами. Забегая вперёд, от этого зависело то, как придётся резать модель для того, чтобы её можно было напечатать на 3D принтере – область печати не «резиновая». Я принял решение, что это будет узкофюзеляжный низкоплан с классическим хвостовым оперением. Я задал следующие параметры:

  • длина корпуса: 90 см

Параметры крыла:

  • размах: 130 см
  • удлинение: 7,8
  • сужение 2,5
  • площадь: 2160 кв. см
  • геометрическая крутка — 4 градуса
  • аэродинамическая крутка — нет
  • поперечное V — 5 градусов
  • профиль крыла — ЦАГИ-718 14%

Двигатель:

  • электрический бесколлекторный
  • заявленная тяга двигателя ~ 10Н
  • Двухлопастной винт 10 Х 7

Трёхопорное шасси – с основными стойками под крыльями и носовой стойкой. Все шасси убирающиеся, переднее шасси может поворачиваться. При массе всей конструкции со всеми силовыми и управляющими компонентами и электроникой 1,8 кг расчётная скорость взлёта при угле атаки 12 градусов примерно 10 м/с.

Проектирование


На первом курсе университета у нас была инженерная графика на компьютере в среде «Компас». Поэтому и сейчас выбор среды моделирования пал именно на него. Только тогда 3D мы не проходили, поэтому пришлось эту область осваивать самому. И это оказалось безумно интересно! Вот что получилось:

image

Ну или так:

image

3D печать


Для печати был приобретён один из самых простых 3D принтеров. На самом деле, расчёт планера, проектирование и печать были тесно переплетены. Дойдя на определённом этапе до проектирования и печати, приходилось часто возвращаться назад и пересматривать расчёты, первоначальные параметры. Что-то было слишком сложно реализовать с учётом ограниченной области печати принтера и особенностей печати, что-то просто отбросилось за ненадобностью. Некоторые части (например крылья), пришлось перепроектировать с учётом прочности пластика (утолщать стенки). Ещё одной из задач было сделать так, чтобы не было ни одного клееного или паянного соединения. Я старался проектировать модель таким образом, чтобы некоторые части можно было перепроектировать и перепечатать, не затрагивая всю модель. После долгих усилий и примерно 230 часов печати и перепечатывания получилось следующее:

image

Я начинал проектирование модели с хвоста. Первым печатался также хвост. От этого качество печати хвоста не лучшее. Постепенно осваивая печать, я довёл её до довольно высокого качества. Масса всей конструкции получилась чуть больше 2 кг что оказалось несколько больше проектной.

Вид с хвоста:

image

Передняя стойка шасси:

image

Расположение двигателя:

image

Промежуточный итог


Что мы имеем по внутреннему оснащению:

  • Двигатель
  • Литий-полимерный аккумулятор на 6000 миллиампер-часов
  • 6 сервоприводов
  • 3 стойки шасси

Лётных испытаний ещё не проводилось. Надо ещё много чего доделать. Кроме того, я ещё не определился с выбором пульта управления. Об этом буду рассказывать в следующих постах.

Вспомним старый добрый спор, всколыхнувший в своё время многие форумы в Интернете – взлетит или не взлетит?
Tags:компас 3d3d-моделированиеdiy или сделай самавиамоделирование3d-печатьробототехника
Hubs: Deutsche Telekom IT Solutions (ex T-Systems) corporate blog Robotics 3D printers DIY
Rating +70
Views 17.2k Add to bookmarks 89
Comments
Comments 163

Top of the last 24 hours