![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
nemez-06.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
engineering_ruКомпания Joby Aviation, Санта-Круз, Калифорния по контракту с NASA разрабатывает оригинальный концепт БпЛА вертикального взлета и посадки с высокой крейсерской эффективностью. Ключевая идея состоит в использовании винтов как законцовок крыла. Изначально, идея Dos Samara из NASA (известная под названием “multifunctional reconfigurable propeller”) состояла в использовании широкохордовых однолопастных винтов, которые складываясь прижимались к крылу, продолжая его размах как законцовки. Однако использование однолопастных винтов тянуло за собой большие циклические нагрузки на шарнирный механизм из за инерции противовеса, да и сам винт имел небольшую эффективность. В компании Joby Aviation развили идею в направлении двухлопастного винта - чем почти убрали проблему циклических нагрузок. В отличии от других конструкций, с остановкой ротора. в этом концепте обе лопасти встречают поток передней кромкой в обоих режимах полета - вертикальном и горизонтальном
В вертикальном полете несущая схема трех-винтовая, два винта большого диаметра на концах крыла на режиме вертикального взлета вращаются со скоростью 35 об/сек и один малого диаметра на вершине крыла, который служит для балансировки. Задача обеспечения управляемости в вертикальном полете и переходном режиме без использования тяжелых и сложных механизмов вроде автомата перекоса - тот еще орешек. Управление по тангажу обеспечивается разными оборотами (следовательно тягой) моторов на крыле и киле, по крену разными оборотами моторов на крыле, по рысканью - дифференциальным изменением угла наклона законцовок-роторов.
Переход в горизонтальный полет начинается с поворота вперед хвостового винта, который создает тягу. На некоторое время вперед поворачиваются и винты на законцовках крыла, чтобы придать апарату поступательную скорость до возникновения подъемной силы.
В горизонтальном полете лопасти несущих винтов фиксируются, поворачиваются и реализовывают законцовку типа Split tip - расщепленное крыло, которое дает некоторое снижение индуктивного сопротивления при горизонтальном полете (по результатам ряда исследований крыло с расщепленной законцовкой при равному удлинении может иметь большую эффективность нежели эллиптическое, повсеместно принятое за эталон "наиболее эффективной формы крыла").
Особую хитрость представляет узел привода винта-законцовки. В законцовке крыла установлен бесколлекторный двигатель собственной разработки, с низким шумом, контроллер которого контролирует движение каждой лопасти как вместе (общие обороты ротора) так и друг относительно друга (поворот лопасти для фиксации). Разработать такой механизм, чтобы он был простым, надежным и легким было отдельным вызовом для команды исследователей во главе с JoeBen Bevirt, основателем фирмы Joby Aviation.
Передняя и задняя лопасти (передней и задней они становятся в горизонтальном полете, будучи зафиксированными) имеют одни и те же профиля, распределение хорд и крутку по размаху, однако установлены с разными углами поперечного V. Определение аэродинамического облика лопасти-законцовки, дабы обеспечить эффективность и как лопасти винта, и как законцовки крыла потребовало очень интересного компромиссного решения. Для расчета аэродинамики использовалась программа CD-Adapco STAR-CCM+®, в которой было прогнано десятки различных комбинаций этих переменных в крейсерской конфигурации, для определения крейсерской эффективности. Анализ режима вертикального взлета так же проводился в CFD, но только для подтверждения результата полученного иными методами низкого порядка точности.
Перед проведением летных испытаний аппарат был установлен на грузовике Ford F-150 оборудованном рамой с точными тензометрическими датчиками, которые позволяют замерять силы и моменты на аппарате, во время движения грузовика вдоль взлетной полосы - дешевая альтернатива аэродинамической трубе.
Аппарат демонстрировался на конференции Association for Unmanned Vehicle Systems International (AUVSI), Атланта, штат Джорджия. В будущем планируется разработать полноразмерный 125 килограммовый аппарат с гибридной электрической силовой установкой и длительностью полета 24 часа.
Характеристики - демонстратор
Взлетный вес - 25 кг
Полезная нагрузка - 3,2 кг
Размах крыла - 3,35 м
Продолжительность полета - 1 ч
Крейсерская скорость - 115 км/ч
Рабочая высота полета - 3000 м
Общая мощность силовой установки - 4 л.с.
Общий вес батарей - 4,5 кг
Характеристики - будущий серийный БпЛА
Взлетный вес - 125 кг
Полезная нагрузка - 27,2 кг
Размах крыла - 6,7 м
Продолжительность полета - 24 ч
Крейсерская скорость - 185 км/ч
Рабочая высота полета - 6400 м
Общая мощность силовой установки - 20 л.с.
Общий вес батарей - 11,3 кг
Запас топлива - 34 литра дизтоплива
Источники:
http://www.jobyaviation.com/lotus/
http://sustainableskies.org/9921/
http://aviationweek.com/technology/startup-gets-head-start-electric-vtol (но так как на нем доступ только через регистрацию, то текст доступен на форуме http://www.w54.biz/showthread.php?16-UAV-s-UCAV-s-and-other-such-matters/page270 )
http://electronicdesign.com/embedded/gallery-unusual-uavs-auvsi-2015#slide-1-field_images-839771
http://www.cd-adapco.com/article_ext/multifunctional-rotor-concept-quiet-and-efficient-vtol-aircraft
http://articles.sae.org/14580/
Публикации в научных журналах (для скачивания можно использовать сервис sci-hub.cc и вставить в него ссылку с DOI ниже)
A Multifunctional Rotor Concept for Quiet and Efficient VTOL Aircraft - Stoll 2013
http://dx.doi.org/10.2514/6.2013-4374
Design and Testing of the Joby Lotus Multifunctional Rotor VTOL UAV - Sinha 2015
http://dx.doi.org/10.2514/6.2015-3336
Видео:
Оригинал взят у 
В вертикальном полете несущая схема трех-винтовая, два винта большого диаметра на концах крыла на режиме вертикального взлета вращаются со скоростью 35 об/сек и один малого диаметра на вершине крыла, который служит для балансировки. Задача обеспечения управляемости в вертикальном полете и переходном режиме без использования тяжелых и сложных механизмов вроде автомата перекоса - тот еще орешек. Управление по тангажу обеспечивается разными оборотами (следовательно тягой) моторов на крыле и киле, по крену разными оборотами моторов на крыле, по рысканью - дифференциальным изменением угла наклона законцовок-роторов.
Переход в горизонтальный полет начинается с поворота вперед хвостового винта, который создает тягу. На некоторое время вперед поворачиваются и винты на законцовках крыла, чтобы придать апарату поступательную скорость до возникновения подъемной силы.
В горизонтальном полете лопасти несущих винтов фиксируются, поворачиваются и реализовывают законцовку типа Split tip - расщепленное крыло, которое дает некоторое снижение индуктивного сопротивления при горизонтальном полете (по результатам ряда исследований крыло с расщепленной законцовкой при равному удлинении может иметь большую эффективность нежели эллиптическое, повсеместно принятое за эталон "наиболее эффективной формы крыла").
Особую хитрость представляет узел привода винта-законцовки. В законцовке крыла установлен бесколлекторный двигатель собственной разработки, с низким шумом, контроллер которого контролирует движение каждой лопасти как вместе (общие обороты ротора) так и друг относительно друга (поворот лопасти для фиксации). Разработать такой механизм, чтобы он был простым, надежным и легким было отдельным вызовом для команды исследователей во главе с JoeBen Bevirt, основателем фирмы Joby Aviation.
Передняя и задняя лопасти (передней и задней они становятся в горизонтальном полете, будучи зафиксированными) имеют одни и те же профиля, распределение хорд и крутку по размаху, однако установлены с разными углами поперечного V. Определение аэродинамического облика лопасти-законцовки, дабы обеспечить эффективность и как лопасти винта, и как законцовки крыла потребовало очень интересного компромиссного решения. Для расчета аэродинамики использовалась программа CD-Adapco STAR-CCM+®, в которой было прогнано десятки различных комбинаций этих переменных в крейсерской конфигурации, для определения крейсерской эффективности. Анализ режима вертикального взлета так же проводился в CFD, но только для подтверждения результата полученного иными методами низкого порядка точности.
 |
 |
Перед проведением летных испытаний аппарат был установлен на грузовике Ford F-150 оборудованном рамой с точными тензометрическими датчиками, которые позволяют замерять силы и моменты на аппарате, во время движения грузовика вдоль взлетной полосы - дешевая альтернатива аэродинамической трубе.
 |
 |
 |
 |
Аппарат демонстрировался на конференции Association for Unmanned Vehicle Systems International (AUVSI), Атланта, штат Джорджия. В будущем планируется разработать полноразмерный 125 килограммовый аппарат с гибридной электрической силовой установкой и длительностью полета 24 часа.
Характеристики - демонстратор
Взлетный вес - 25 кг
Полезная нагрузка - 3,2 кг
Размах крыла - 3,35 м
Продолжительность полета - 1 ч
Крейсерская скорость - 115 км/ч
Рабочая высота полета - 3000 м
Общая мощность силовой установки - 4 л.с.
Общий вес батарей - 4,5 кг
Характеристики - будущий серийный БпЛА
Взлетный вес - 125 кг
Полезная нагрузка - 27,2 кг
Размах крыла - 6,7 м
Продолжительность полета - 24 ч
Крейсерская скорость - 185 км/ч
Рабочая высота полета - 6400 м
Общая мощность силовой установки - 20 л.с.
Общий вес батарей - 11,3 кг
Запас топлива - 34 литра дизтоплива
Источники:
http://www.jobyaviation.com/lotus/
http://sustainableskies.org/9921/
http://aviationweek.com/technology/startup-gets-head-start-electric-vtol (но так как на нем доступ только через регистрацию, то текст доступен на форуме http://www.w54.biz/showthread.php?16-UAV-s-UCAV-s-and-other-such-matters/page270 )
http://electronicdesign.com/embedded/gallery-unusual-uavs-auvsi-2015#slide-1-field_images-839771
http://www.cd-adapco.com/article_ext/multifunctional-rotor-concept-quiet-and-efficient-vtol-aircraft
http://articles.sae.org/14580/
Публикации в научных журналах (для скачивания можно использовать сервис sci-hub.cc и вставить в него ссылку с DOI ниже)
A Multifunctional Rotor Concept for Quiet and Efficient VTOL Aircraft - Stoll 2013
http://dx.doi.org/10.2514/6.2013-4374
Design and Testing of the Joby Lotus Multifunctional Rotor VTOL UAV - Sinha 2015
http://dx.doi.org/10.2514/6.2015-3336
Видео:
![[livejournal.com profile]](https://www.dreamwidth.org/img/external/lj-userinfo.gif){kind=small}
thexhs в Joby Aviation Lotus VTOL - оригинальный БпЛА с вертикальным взлетом
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
no subject
Date: 2016-05-19 01:33 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 04:12 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 04:29 pm (UTC)Более надёжный самолёт вертикального взлёта
Date: 2016-05-19 04:40 pm (UTC)https://www.youtube.com/watch?v=RwtySwWHu8Q
Ему бы ещё водородные топливные элементы, вырабатывающие ток для электродвигателей винтов, и большой водородный бак, чтоб сел на заправочной станции, дозаправился - и летишь дальше - и будет самое оно.
no subject
Date: 2016-05-19 05:02 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 05:03 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 05:05 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 06:57 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 06:58 pm (UTC)Это единственный недостаток который вы смогли найти?
no subject
Date: 2016-05-19 07:40 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 08:12 pm (UTC)Re: Более надёжный самолёт вертикального взлёта
Date: 2016-05-19 08:17 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 08:21 pm (UTC)Кроме того есть нормальная поговорка - Волков бояться в лес не ходить.
no subject
Date: 2016-05-19 08:24 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 08:29 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 08:42 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 08:59 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 09:13 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 09:15 pm (UTC)Вы, что не видите, как в ролике в него садиться пассажир?
no subject
Date: 2016-05-19 09:18 pm (UTC)Для этой же цели и лопости винтов складываются.
no subject
Date: 2016-05-19 09:27 pm (UTC)Зачем? А то что? ... На сложенные лопости можно ещё сделать автоматически надевающийся и снимающийся чехол. Тогда вообще нечего будет осматривать.
> Чем болше подвижных деталей тем больше железяк для поломки.
Наоборот. Если она одна и ломается, то это конец. А если их двенадцать как здесь, и пара сломалась - ничего не будет. Остальные вытянут.
> Для крепления каждого мотора вам потребуются болты и шпильки из особо прочных и автоматически дорогих материалов. Что автоматом увеличивает стоимость до запредельных высот.
Посмеялся от души. Это для ОДНОГО двигателя требуется всё высокопрочное. А когда 600 кг веса распределены на 12 движков, то есть на каждый по 50 кг веса, то столько - хоть верёвкой привяжи - и та выдержит.
no subject
Date: 2016-05-19 09:32 pm (UTC)http://book-b.ru/obzory/904-domashnyaya-stanciya-po-proizvo.html
no subject
Date: 2016-05-19 09:55 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 09:58 pm (UTC)no subject
Date: 2016-05-19 10:02 pm (UTC)А конструкторы - достаточный.