Unmanned Aerial Vehicle

[stefkuhb]

Goeiemiddag modelbouwforumers!

ik ben nieuw op dit forum dus ik zal me even voorstellen,
Ik ben Stef, 21 jaar en student.
Momenteel studeer ik in Valencia (Spanje) aan de Universidad Politécnica de Valencia.

Ik volg momenteel een project genaamt UAV waar we een modelvliegtuigje (model moet nog bepaald worden) op een flexibele standaard vastmaken en vervolgens doormiddel van accelerometers, gyroscoop, microprocessor en wat regeltechniek zichzelf stabiel moet houden en bepaalde manoeuvres kan uitvoeren.

Dit project is een jaar eerder ook al uitgevoerd met een model cesna vliegtuig, echter is dit niet helemaal goed gelukt omdat het model op een standaard staat en het echt van de propeller moet hebben terwijl de vleugels bovenop het vliegtuig zitten

uav-valencia.webs.com/photos/Old-UPV-UAV/Uld%20UAV.png

nu dachten we dus om een vliegtuig te gaan kopen dat de vleugels onder of in het midden van het vliegtuig zitten gemonteerd om zo een betere luchtstroom te krijgen.

zitten we hier een beetje in de goede richting te denken of kunnen jullie iets aanraden dat zou kunnen werken ?

ben echt een beginner dus jargon fouten voorbehouden

 

[Sleurhutje]

Welkom op het forum. Even het plaatje maar dan goed.

Ik denk dat het weinig uitmaakt of je een hoogdekker (vleugels bovenop) of laagdekker (vleugels onderop) hebt. Een bovendekker is op zich in vlucht stabieler omdat de massa onder de vleugel hangt. In het geval van jouw montage dus geen direct voordeel. :?

Voor de volledigheid. Omdat het model op een flexibel statief gemonteerd is, kan er dan van uit gegaan worden dat het model in een windtunnel geplaatst wordt?

Correcties ten opzichte van een vast punt kun je uitvoeren op basis van gegevens van inclinometers (hoekmeting). De omrekening van de drie assen naar de roeren is een kwestie van software. Als het vliegtuig daadwerkelijk los komt van het statief dan zou je aanvullend kunnen volstaan met afstandsmeters (ultrasoon of laser) om de plek te behouden. Stapje complexer is m.b.v. een cmos video-sensor en beeldbewerking maar dan moet de ondergrond wel enige structuur vertonen.

Zomaar wat brainstormen van mij.

 

[stefkuhb]

Voor de volledigheid. Omdat het model op een flexibel statief gemonteerd is, kan er dan van uit gegaan worden dat het model in een windtunnel geplaatst wordt?

nee het model word niet in een windtunnel geplaatst, het moet het echt alleen van de propeller voorop hebben (die zo te zien niet op de cesna zat op het moment dat de foto werd gemaakt!)

Correcties ten opzichte van een vast punt kun je uitvoeren op basis van gegevens van inclinometers (hoekmeting). De omrekening van de drie assen naar de roeren is een kwestie van software. Als het vliegtuig daadwerkelijk los komt van het statief dan zou je aanvullend kunnen volstaan met afstandsmeters (ultrasoon of laser) om de plek te behouden. Stapje complexer is m.b.v. een cmos video-sensor en beeldbewerking maar dan moet de ondergrond wel enige structuur vertonen.

de metingen moet niet zo'n probleem worden
en heel misschien als het allemaal mee zit gaan we er ook echt mee vliegen maar eerst is zorgen dat deze op een statief goed reageert

alvast bedankt voor de tip

(oja, omdat ik nieuw op het forum ben kan ik nog geen foto's plaatsen vandaar de losse link )

 

[Sleurhutje]

nee het model word niet in een windtunnel geplaatst, het moet het echt alleen van de propeller voorop hebben (die zo te zien niet op de cesna zat op het moment dat de foto werd gemaakt!)

de metingen moet niet zo'n probleem worden
en heel misschien als het allemaal mee zit gaan we er ook echt mee vliegen maar eerst is zorgen dat deze op een statief goed reageert

De reacties op een statief zijn nauwlijks vergelijkbaar met de reacties tijdens een vlucht. In vlucht zullen de vleugels een stabiliserende werking hebben terwijl deze bij stilstand meer last dan gemak zijn.

(oja, omdat ik nieuw op het forum ben kan ik nog geen foto's plaatsen vandaar de losse link )

Daarom even een handje geholpen.


In hoeverre moet je zelf iets maken? Er zijn gewoon kant-en-klaar oplossingen in de vorm van flight level meters in combinatie met GPS plaatsbepaling (3D). Een commercieel voorbeeld (niet het beste systeem maar wel betaalbaar) is de Eagle Tree Systems eLogger v3, OSD Pro met GPS Expander en CDP4 Optical Stabilisator. Als het signaal van de afstandsbesturing wegvalt, zal het model zelfstandig terugvliegen naar de voorgeprogrammeerde locatie.

Ik weet dat bij Lynx Modelbouw gewerkt wordt aan een universele modules voor AUV voor vliegtuigen en tri/quad-copters (nou ja, tot acht motoren als het moet ). Dus zo klein als in de link kan de elektronica zijn. En dat is nog redelijk ruim opgezet op de printplaat. 8O Misschien de moeite waard om met hen eens contact op te nemen?

Zelf-corrigerend vliegen is wel iets heel anders dan autonoom vliegen. Zelf-corrigerend met uitsluitend gyro's is redelijk eenvoudig te maken. Grootste probleem hierbij is het heel langzaam verlopen van de hoek als de gyro's onnauwkeurig of te ruim zijn afgesteld. Uiteindelijk zal het vliegtuig een kant op vallen en crashen. Om dit te compenseren het je dus een "elektronische horizon" nodig. Dan kan een hoekmeter zijn (geen vector zoals gyro's maar echt een vast hoek t.o.v. het startpunt dat gelijk is aan vlak). Ook weglopen als gevolg van wind wordt niet gecompenseerd, hiervoor zal je dus GPS moeten gaan gebruiken.

Dus een lange weg te gaan denk ik. Ik weet niet wat je nu al hebt en welke resultaten je ermee gehaald hebt.

 

[stefkuhb]

Wauw wat een bak info zeg.. super

maar het daadwerkelijke vliegen is nog niet van toepassing, het belangrijkste is dat die perfect werkt op de standaard.

vervolgens kunnen we heel misschien gaan kijken om hem in de lucht te krijgen.

maar het doel van het project is de regeltechniek die er achter zit, oftewel lekker met laplace aan de gang en wat formule's schrijven om het vliegtuigje stabiel te houden op de standaard..
als dit eenmaal werkt moet die ook op commando's van buitenaf gaan reargeren door in een specifieke positie of hoek te draaien

dus voorlopig is er nog geen gps nodig
toch al vast super bedankt voor de info

maar qua status zitten we nu nog alleen met de cesna met een accelerometer, gyroscoop, microprocessor en een paar formules.
we willen dus naar een nieuw vliegtuig maar we weten dus niet precies welke.
We dachten dus zelf aan een vliegtuigje waar de vleugels op een lijn zitten met de propeller (op de volgende manier ----X---- )
zou dit beter zijn ?

 

[demen586]

Hoe ga je het vliegtuig eigenlijk stabiliseren? Als het op een standaard staat dan hebben de roeren toch weinig of geen effect? Ga je de hoek van de motor dan veranderen?
Het lijkt mij in ieder geval een interessant project.

Mvg,
Demen.

 

[stefkuhb]

Hoe ga je het vliegtuig eigenlijk stabiliseren? Als het op een standaard staat dan hebben de roeren toch weinig of geen effect?

volgens test van het vorige team blijkt dat de wind die van de propeller af komt genoeg is om het vliegtuigje in beweging te brengen

 

[Sleurhutje]

Wat je zoekt noemen ze een schouderdekker, zit tussen een boven- en laagdekker in.

Nogmaals, de benadering van wat je wilt bereiken is totaal verkeerd en eigenlijk geen betrekking op het vlieggedrag van een vliegtuig. Maar goed, om dit wel te kunnen uitvoeren moet je op zoek gaan naar een vliegtuig dat geschikt is voor zogenaamd 3D-vliegen. Die hebben enorme rolroeren waarmee je het "omvallen" van de vleugels mee kunt corrigeren. Verder kun je het beste een zogenaamde slow flyer propellor met een redelijk grote diameter en kleine spoed gebruiken. Je genereert dan de breedste luchtstroom over de vleugels zodat de rolroeren nog iets effectief zijn. Ook een redelijk groot hoogteroer zal voordelen opleveren.

Het richtingsroer kan voor bepaalde modellen vervelende bijwerkingen hebben waardoor je het gebruik weer met hoogte- en rolroeren moet compenseren.

Is het project gebudgeteerd? Dit in verband met modelkeuze.

 

[Sleurhutje]

Wat je zoekt noemen ze een schouderdekker, zit tussen een boven- en laagdekker in.

Nogmaals, de benadering van wat je wilt bereiken is totaal verkeerd en eigenlijk geen betrekking op het vlieggedrag van een vliegtuig. Maar goed, om dit wel te kunnen uitvoeren moet je op zoek gaan naar een vliegtuig dat geschikt is voor zogenaamd 3D-vliegen (bijv. Een Extra 300 of Sukhoi SU-29). Die hebben enorme rolroeren waarmee je het "omvallen" van de vleugels mee kunt corrigeren. Verder kun je het beste een zogenaamde slow flyer propellor met een redelijk grote diameter en kleine spoed gebruiken. Je genereert dan de breedste luchtstroom over de vleugels zodat de rolroeren nog iets effectief zijn. Ook een redelijk groot hoogteroer zal voordelen opleveren.

Het richtingsroer kan voor bepaalde modellen vervelende bijwerkingen hebben waardoor je het gebruik weer met hoogte- en rolroeren moet compenseren.

Is het project gebudgeteerd? Dit in verband met modelkeuze.

 

[stefkuhb]

Ik weet dat natuurlijk de condities van echt vliegen ver afwijken van een vliegtuigje op een standaard maar toch, onze docent vraagt of we het zo kunnen doen dus hij vraagt (en betaald) wij maken

Is het project gebudgeteerd? Dit in verband met modelkeuze.

zoals ik hierboven al zij de universidad de politecnica de valencia betaald met als enigste voorwaarde dat er een model word gekocht onder of rond de 200€

nu heb ik even op de website van een lokale modelwinkel zitten kijken en daar vond ik het volgende:

craftmodel.com/index.php/aviones/aviones-electricos/sport/extra-300-s-ep.html
even door google translate gooien want tjah spanje.. daar zijn ze niet zo nederlands/engels

een heus extra 300 model.. zoals hier werd genoemd, en nog binnen het buget ook.. wat een geluk

wat vinden jullie er van ? kunnen we hier ons project mee starten ?

 

[Sleurhutje]

zoals ik hierboven al zij de universidad de politecnica de valencia betaald met als enigste voorwaarde dat er een model word gekocht onder of rond de 200€

nu heb ik even op de website van een lokale modelwinkel zitten kijken en daar vond ik het volgende:

Home page
even door google translate gooien want tjah spanje.. daar zijn ze niet zo nederlands/engels

een heus extra 300 model.. zoals hier werd genoemd, en nog binnen het buget ook.. wat een geluk

wat vinden jullie er van ? kunnen we hier ons project mee starten ?

Dat van dat Spaans was niet zo'n probleem.

Ziet er veelbelovend uit. Zorg ervoor dat de aansluiting op het statief precies op het juiste zwaartepunt zit. Dit zwaartepunt staat aangegeven in de beschrijving van elk model. Het zal ongeveer op 1/3 vanaf de voorkant van de vleugel zitten. Als het zwaartepunt goed is, zal het "balanceren" heel makkelijk gaan (indien mogelijk het balanspunt ook in het vliegtuig maken te hoogte van de vleugelbuis). Om dat punt draait het vliegtuig namelijk alle richtingen op.

 

[Volhout]

Wauw

Zo.... jullie leerkrachten vragen nogal wat.

Zoals Sleurhutje al opmerkte: de roeren van een model zijn berekend op een parallelle luchtstroom tijdens de vlucht, wat in jullie test niet het geval is. Een grote prop zal wel redelijk wat luchtvolume kunnen verplaatsen, maar levert ook een rotatie. Tijdens gewone vlucht zal de lineare luchtstroom buiten de propeller, stabilisatie bieden tegen de roterende luchtkolom (zoals een kiel aan een zeilboot). Als het toestel precies op het zwaartepunt wordt opgehangen (op een flexibele standaard staat) heeft de zwaartekracht geen invloed op het vlieggedrag (en dat willen jullie leerkrachten graag). Er heersen dan alleen de krachten ten gevolge van propeller en controlevlakken.

Verklaring:
- de motor bied een rechtsdraaiend moment doordat de draaiende prop zich afzet tegen de lucht. Een deel daarvan wordt gecompenseerd door de rotatie van diezelfde luchtstroom op het toestel, maar niet alles. Resultaat is een rechtsdraaiend moment.
- een rolroer geplaatst in de lineare luchtstroom, met een uitslag naar links, zal een linksdraaiend moment opleveren. Als beide in evenwicht zijn vliegt het vliegtuig rechtuit.

Maar in jullie geval is er geen stabilizerende lineare luchtstroom. En of dat gaat werken is maar sterk de vraag (hoe vliegt een helicopter zonder staart rotor ?). Er is in bovenstaande verklaring alleen een rolroer wat geplaatst is in een rechtssdraaiende luchtstroom, en die kan NOOIT een linksdraaiend moment genereren.

Als je het model anders (hoger) gaat "ophangen" zal de zwaartekracht in staat zijn het rechtsdraaiende moment te compenseren door het om te zetten in een (linkse) zijdelingse kracht (die dan in feite door de standaard / ophangdraad wordt opgevangen). Zo kun je de opstelling wel werkend krijgen. Je zult dan een ophangpunt moeten kiezen wat "net" boven het zwaartepunt zit. Als je het ophangpunt te hoog kiest, is de het model uit zichzelf te stabiel, en hoef je niks te corrigeren. Als je het precies op het zwaartepunt ophangt krijg je bovenstaand probleem.

m.a.w. je kunt wel een truukje uithalen om te demonstreren dat je wat kunt besturen, maar zonder windtunnel krijg je het niet goed. Je kunt dit niet stabiel krijgen zonder linear stromende buitenlucht.

Harm.

P.S. er is wel een mogelijkheid een tweemotorig toestel te gebruiken, met een linksdraaiende en een rechtsdraaiende propeller, of een "corotor" (dat zijn twee propellers op een as die tegen elkaar in draaien).

 

[stefkuhb]

we weten ondertussen dat we nooit een goede simulatie kunnen maken van een echt vliegtuig maar toch gaan we verder met het project omdat het vooral gaat om het regeltecnische deel van het project, verder zegt onze leraar dat het moment van de motor kan worden verholpen door een vleugel wat zwaarder te maken zodat het vliegtuig weer stabiel word, dit kan omdat we de motor op een constant toerental laten draaien en dus altijd dezelfde luchtstroom hebben.

Maargoed, momenteel weer veel gevorderd met het project, we hebben een vliegtuigje (Extra 330S EP) aangeschaft met een schijnbaar best wel beefy motor (Yellow trainer 3500), het vliegtuig gebouwd en momenteel zijn we bezig met de standaard waar de extra op zal komen staan.
We hebben een zogeheten swashplate van een model helikopter gekocht als kogel waar het vliegtuig op zal rusten en toch nog vrijheid heeft om alle bewegingen te maken.
Verder zijn we begonnen aan de regeltechnische formule in on systeem te maken c: .
We zijn nog op zoek naar een goede manier om de spanning van onze PSU (power supply unit) over te brengen naar het vliegtuig, het zullen wel ringcontacten worden dus dat komt ook wel goed.

ik zal binnenkort wat foto's van ons projectje uploaden zodat jullie ook kunnen zien wat we echt aan het doen zijn. verder mocht iemand het intereseren hebben we ook een website waar we onze status bijhouden uav-valencia.tk (engels)

Stef

 

[Ernst Grundmann]

Ik denk dat je voor dit project eerder moet denken aan een indoor model. Bij die modellen heeft de propwind VEEEEEL meer effect bij een vliegtuigje zoals jullie voorgangers hebben gebruikt.
Ga eens kijken op het idoorvliegen/parkflyers forum. Volgens mij kan je daar heel goed een geschikt modelletje vinden. De bouw van zo'n model is ook nog eens eenvoudiger en goedkoper en jullie kunnen het helemaal zelf bouwen. Volgens mij zullen de leraren dat ook waarderen.