Paramotor trike (met camera gimbal en auto pilot)

Ik heb het scherm intussen al twee jaar maar ik heb nu eindelijk tijd vrij gemaakt om het apparaat af te bouwen!

Het idee: Een RC paramotor maken die kan functioneren als een alternatief op multicopters of vliegtuigen voor duurvluchten. Het toestel moet dus zelfstandig kunnen werken en een camera mee kunnen nemen.

De voordelen van een paramotor ten opzichte van een multicopter of vliegtuig:
- Voordelig voor zijn formaat (vleugeloppervlak)
- Efficient (kost weinig energie om te laten vliegen vergeleken met een multicopter)
- Heel compact te transporteren
- Erg lange vluchttijden mogelijk
- Erg stil (zeker met de gekozen propeller)

Dus het scherm dat ik ga gebruiken, Opale FOX RS 2.6:




Dit scherm is 4 meter breed en kan beladen worden met maximaal 7 kg

Ik heb een jaar ofzo geleden een concept gemaakt van de aandrijving die er onder komt te hangen, dit gaat wel behoorlijk veranderen maar voor het idee:


Een paar dingen die ik er aan ga veranderen zijn:
- Hangpunt aan het scherm wordt instelbaar en met twee servo's bedienbaar (voor gewicht verplaatsing sturen)
- Gimbal wordt intrekbaar om hem tijdens landingen te beschermen
- Flightcontroller wordt een pixhawk mini
- Ik wil de "airbag" landings bescherming vervangen voor een trike landingsgestel
- Ik neem geen 3blads prop maar een twee blads propeller, de kooi wordt aerodynamisch om zo torque steering tegen te gaan

Ik heb gisteren een boel onderdelen besteld, wat er voor nu in gaat komen:
1x - Pixhawk mini controller (met current sensor, airspeed sensor en GPS)
1x - Plush 100A ESC
1x - YEP 20A BEC
1x - Aerodrive 5065 320Kv motor
1x - Xoar 18x10 propeller
2x - 6S 10.000 mAh accu
2x - TS700MG servo (weightshift steer)
2x - HK15138 servo (brake lines)
2x - 9gram servo (speedbar)
2x - 9gram servo (big ears)

Gimbal ben ik nog niet over uit. Het inklap systeem voor de gimbal en landingsgestel moet ik ook nog uitwerken. Eerst maak ik een concept versie met wel de electronica er in van de uiteindelijke versie. de complexe dingen rondom de gimbal komen als hij lekker vliegt. De flightcontroller is ook nog wel wat uitdaging aangezien een paramotor heel anders aangestuurd moet worden dan een vliegtuig, heli of multicopter.

Lijkt het jullie leuk als ik hier een uitgebreid bouwverslag van maak?

 

ja, gaaf project! benieuwd naar het bouwverslag

 

Heb ook benieuwd hoe je de controller op de juiste manier aan de gang gaat krijgen.

 

Ja dat gaat wel een uitdaging worden aangezien de besturing nogal anders is. Ik denk dat er bijvoorbeeld een extra gyro moet komen op de risers zodat de hoek van de motor module ten opzichte van het scherm gemeten kan worden (om zo stalls door teveel gas te geven te voorkomen)

 

Misschien dat je de gyro voor het hoogteroer mee kan mixen, onder een schakelaar, na het opstijgen op het gas.
Gaat de gondel te ver naar voren en dus te veel gas dan wordt het gas wat teruggenomen.

 

Dat is een mogelijkheid ja. Het software gedeelte stel ik overigens nog even uit, ik wil eerst de hardware op orde hebben.

Vanavond eerder SolidWorks 2018 geinstalleerd op deze pc en ben wat gaan experimenteren met de propeller kooi. Deze
krijgt een vleugel/propeller profiel om zo het torque effect tegen te gaan. Ik ben er ook achter gekomen dat SW2018 mijn
videokaart ondersteund, dat is heel mooi omdat dat de render tijd enorm laat afnemen (de renders hieronder duren gemiddeld
30 seconden per stuk om te maken)

Overzicht eerste opzet kooi:




Detail van de armen en hoe ik de vorm met anti torque voor me zie:



Je kan met Visualize ook mooie Animaties maken, hier een snelle test daarvan:

 

Ik zit te twijfelen hoe en wat ik van deze bouw in beeld wil brengen en kom tot de conclusie, waarom niet even vragen aan de mensen die er naar kijken! Dus hierbij, welke van de volgende onderwerpen hebben jullie interesse in?

- Ontwerp (bedenken van de vormen en de gedachten er achter, dit is de fase voor CAD)
- Ontwerp uitwerken (CAD)
- Concept versies maken en evalueren
- Testvliegen
- Ontwerp updaten op basis van ervaringen en definitieve versie maken (fysiek model)
- Planning autopilot software
- Programmeren autopilot software
- Testen uiteindelijke model

Zijn er nog dingen die ik vergeten ben die je graag ziet? laat het vooral even weten

 

Volg dit met enige interesse:
Zal eens proberen wat feedback te geven aangezien ik ook het een en ander doe met RC paragliders:
Schermkeuze:
De Fox RS is een mooi maar ook dynamisch scherm.
Eenmaal aan het zwaaien is ie maar zeer moeilijk tot rust te brengen.
Omdat het een scherm is met een redelijk hoge AR is ie nogal gevoelig voor turbulentie en zal daarom sneller inklappen dan dat jij wilt voor je toepassing.
Je schrijft op CNCzone.nl dat het tot 20 knopen (37 km.h) wilt gaan.
Als je daarvoor uitgaat van de data die Opale op zijn website zet moet ik je teleurstellen.
40 km/h is weliswaar mogelijk maar kan alleen maar met een hoge belasting op je scherm (lees extra gewicht).
Daarmee krijg je echter een scherm wat nog heftiger reageert op stuurbewegingen en andere invloeden.
Tevens gaat het benodigde vermogen exponentieel omhoog, wat je vliegtijd drastisch verkort.
Uit ervaring weet ik dat dit soort opgaves niet realistisch zijn maar zijn voort gekomen uit de concurrentiestrijd tussen Hacker en Opale.
Ik heb video's gezien waar men zeegeluiden bij mixte om maar de illusie te creëren dat er met hoge windsnelheden gevlogen kon worden.
De 7 kg zijn leuk maar alleen realistisch als je met storm wilt gaan vliegen op de steile rotsen van Bretagne.
Voor jouw toepassingen zou een Oxy 5.0 (single skin) of de Hybrid 5.2 (hydride) veel beter zijn.
Met deze schermen heb je de mogelijkheid voor een veel hogere belasting een rustiger vlieggedrag en ze starten veel makkelijker dan de RS.
Deze beiden gaan moeiteloos tot 12-13 kg maar veel meer is niet zinvol.
Tegen over de Fox zijn ze een stuk langzamer wat weer een nadeel voor jouw project kan zijn.
Als alternatief zou de Cross Alps van Airc2fly kunnen dienen.
Deze hybride kan behoorlijk wat wind aan en is een heel makkelijke starter.
http://www.airc2fly.de/crossalpsskyman/crossalpsskyman_de.html
In tegenstelling tot de FOX RS laat de Cross Alps veel speedbar instelling tot, daarmee heb je een groter snelheidsbereik dan alle voorgenoemde schermen.

 

Bedankt voor je feedback! Volgens mij hebben we elkaar wel een keer gesproken, een hele lange tijd geleden. Vlieg jij niet bij de club van Boxmeer?

Die data nam ik al met een korreltje zout (die informatie komt inderdaad van Opale) In de praktijk wil ik onder de 10 knopen gaan vliegen. Op het moment
van aanschaf van het scherm bestonden die 5.0 en 5.2 helaas nog niet en aangezien het toch ene kostbaar scherm is wil ik het (jaja eigenwijs) toch eerst
hier mee proberen. Om het slingeren te verminderen zit ik te denken aan een mechanische gyroscoop. Het probleem met deze kleine toestellen is dat de
massatraagheid ontbreekt. Ik hoop wel wat te hebben aan mijn ervaringen met vliegeren (ik gebruik voor kitesurfen ook hoge aspect ratio flysurfer vliegers)
en de ervaringen die ik heb opgedaan met paragliding.

Mocht het niet lekker werken dan zal ik alsnog een ander scherm aanschaffen maar eerst ga ik het (zoals je vast zult begrijpen) hier mee proberen.

 

Heb je overigens suggesties met betrekking tot het ontwerp van de trike die er onder komt? (dingen waar jij tegenaan gelopen bent de afgelopen jaren die niet heel erg voor de hand liggen maar wel belangrijk zijn om rekening mee te houden)

 

Ik denk niet dat dat werkt: die gyroscoop zal de gondel stil proberen te houden, maar weinig tegen het slingeren doen, omdat de ophangpunten van de gondel als scharnierpunten dienen.... M.a.w: de gondel blijft vlak tijdens het slingeren, maar vermoedelijk ook niet meer dan dat....

 

Begrijp ik. Als je het doet moet je een 3assige mechanische gyro doen. en dan de massa en het toerental zo hebben dat hij wel tegenwerkt maar niet overdrijft.

Ik ben bang dat als je niet een vorm van mechanische stablisiatie hebt je een probleem krijgt met de camera gimbal. Die zal dan de hele tijd gaan overcorrigeren en een slingering introduceren in de gondel (deze moet dus sowieso niet in lijn geplaatst worden met dat scharnier punt dat je omschreef.

 

Boxmeer klopt.
Het slingeren zul je voor het besturen in twee aparte bewegingen moeten ontleden:
Het voor en achterwaarts slingeren is redelijk beperkt, en bij een normale vlucht met normale weersomstandigheden nauwelijks aanwezig.
Er is namelijk altijd een balans tussen de voortstuwingskracht van je prop en de weerstand van het scherm.
Allen bij windstoten komt het wel eens voor.
De zijwaartse schommeling is voor groter en kan moeilijker gedempt worden.
Als je scherm/gondel te veel gaat zwaaien helpen eigenlijk maar twee methoden:
Gas terug nemen of een bocht inzetten en deze volhouden totdat er rust is, meestal is dat al na 45 tot 60 graden.
Klinkt misschien stom voor een buitenstaander maar zijwaartse schommeling demp je niet door tegen te sturen maar mee te sturen.
Waarom:
Een parascherm heeft niet zoals een gewone vleugel twee rolroeren maar er een elke kant slechts een die niet samenwerken.
Ze kunnen namelijk alleen maar omlaag.
Op het moment dat er een remlijn aantrekt zal de achterlijst omlaag gaan en eerst voor wat extra lift zorgen aan die zijde (gewelfde vleugel).
Als dat net die zijde is die al omhoog steekt in de schommeling zal dat nog iets erger worden.
Pas als je flink doortrekt zal die zijde afremmen en omlaag komen het geheel door de bocht trekken.
Daar waar je met een normaal vliegtuig je kunt redden uit noodsituaties door gas te geven en weg te vliegen is dat bij een paraglider net andersom.
Een combinatie die met te veel vermogen vliegt zal al snel gaan zwaaien, waarbij het zwaaien eigenlijk ook nog zelfversterkend is omdat het scherm overtrokken vliegt als gevolg van te veel gas geven.
Op die momenten zul je de instelhoek van het scherm moeten verkleinen (speedbar of op z'n duits: beschleuniger).

Gondelontwerp:
Zorg er voor dat je motor net achter de ophangpunten zit.
De ophangpunten zo instellen dat de prop verticaal of iets voorover hangt.
Een prop die achterover hangt zorgt er voor dat de gondel opwaarts wordt geduwd en als gevolg daarvan een gewichtsvermindering op het scherm geeft.
Die gaat dan nog verder achterover hangen en nog eerder stallen.
Gimbal is alleen voor de camera bedoeld.

 

Bedankt voor de uitleg. Wat betreft de plek van de motor net achter de ophangpunten, wat is daar de reden van? Heeft dat te maken met de krachten ten opzichte van de ophangpunten of met CG?

 

Precies dat, als voorbeeld:
Je probeert om een blokje op tafel vooruit te duwen maakt het een verschil of dat je dat doet met je vingertop of dat je dat doet met een lange stok tussen het blokje en je vingertop.
Drukpunt zo dicht mogelijk bij het zwaartepunt.
Door deze positie beperk je het zwaaien.
Compact houden is het devies, zo beperkt je de innertia van het geheel.
Net als met een caravan: gasflessen voorin en de zakken met patatten achterin, dat slingert heel anders dan wanneer je alles netjes boven de assen laad.

 

Ik snap het. Om even gek te doen, lost een setup met de propeller voorop dit niet op? Dit is normaal bij paragliders/paramotors geen optie omdat de bestuurder dan niet in het zitje kan komen maar met een RC gondel waarbij je wat accu's en een camera aan boord hebt is dat wat minder een probleem

 

Stef is back!

Met een mooi project!

(Of was je er al die tijd nog wel?)


jan.

 

Nee, achterop is de beste plek.
Als je hem voorop zet gaat de prop met motortorsie teveel de richting bepalen in plaats van het scherm wat je aanstuurt.
Achterop in de ring zit ie ook lekker veilig.

 

Okido, ik ga weer verder met het ontwerpen en uitwerken. Bedankt alvast voor de tips die je tot nu toe gegeven hebt!

@ Jan, dank je! Ik was er al die tijd wel maar veel minder regelmatig en heb daarbij zo goed als geen berichten geplaatst. Maar ben inderdaad weer terug

 

@RC-PPG, je hebt me toch overtuigt! Ik heb zojuist bestelling afgerond voor een Hybrid 5.2 scherm

Ik twijfelde zelf ook al een tijdje maar omdat het toch wel wat kost stelde ik het steeds uit. Nu met wat extra feedback onderandere van jou en daarnaast op RCgroups heb ik het laatste zetje in de rug gehad om toch de stap te maken.

Net als met echt paragliding, dat ik kan vliegen met een EN-C vleugel betekent niet dat het niet beter is om in sommige gevallen met een EN-B of zelfs EN-A vleugel te gaan vliegen voor dat extra stukje zekerheid en comfort