Перший народний гелікоптер

Опис

Перший народний гелікоптер!

Найбільший з малих, найрозумніший з простих.
Неперевершаний час польоту 3 години та неймовірна керованість нової унікальної платформи з ДВС двигуном та керованим кроком роторів.
Радіус дії - 25 км. 4 Відеокамери з потужною оптикой та стабілізацією. Можливість перевезення до 20 кг вантажу, або засобів порятунку, можливість застосування у сільскому, лісничому, риболовецькому або промисловому господарстві.

Переваги

Поєднує переваги різних типів літальних апаратів, з потужністю бензинового двигуна і розумом сучасної електроніки. Унікальна в світі платформа, до нас такого не робив ніхто! Надсильна оптика і стабілізація камер, дозволить вести спостереження з декількох кілометрів, мінімізуючи ризик втрати апарату, А керовані направлені антени дозволять передавати 4 FullHD відеопотоки від керованих камер і 16Мп Фото без необхідності приземлення. Час польоту без дозаправки 3 години! Злітна вага до 50 кг! Гранична висота польоту 5000 метров! Радіус керованого польоту 25 км.

Порівняння

Той хто придумав мультикоптер, в такому вигляді як він є зараз, людина геніальна. Простота і надійність конструкції стабілізований електронікою політ, просто масово дозволив літати тим хто хотів але не міг. Сучасні батареї і двигуни забезпечують відмінні польотні якості для «Побутового використання» в розважальних цілях. Але тяга в стандартному мультикоптері, створюється гвинтом літакового типу, який може тягнути, але з набагато більш низькою ефективністю і втратою ККД. ЗАВЖДИ завдання пропелера була створити горизонтальну швидкість і забезпечити набігаючий потік повітря крилам літака, за рахунок яких і забезпечувався підйом. Лопасті гелікоптера теж не що інше, як крила, тільки обертаються і створюють самі собі набігаючий потік і підйом апарату. Ви можете собі уявити необхідну потужність двигуна вертольота (наприклад МІ-8), для зльоту з літаковим пропелером, навіть якщо їх 4 або 8?!? ми порахували ... потужність повинна бути в 8! разів вище. Так як ККД такого польоту менше 20%. + Втрати на поділ моменту або на декількох перетворювачах і моторах. ЛІТАТИ ПОВИННІ КРИЛА - ОСНОВА ВСІЄЇ КОНЦЕПЦІЇ.

Двигун

Щоб літати довго і відповідно далеко електричний привід був відразу відкинутий на останнє місце, так як питома ємність / вага найдорожчих сучасних батарей, опинилася в 4 рази нижче звичайного 92-го бензину. А їх вартість і термін служби і зовсім прибрали їх з чаші вагів. Ми зупинилися на модельному авіа ДВС 120сс 12л.с. при 8000об.мін. Забезпечивши його безколекторним стартер-генератором потужністю 400Вт. Ми зможемо живити дуже потужну бортову електроніку і забезпечити стійкий супутниковий або наземний зв'язок в 20-100мб / с на відстані більше 25км. А самонавідні направлені антени допоможуть зменшити ймовірність радіопеленгації і глушіння.

Керованність

Унікальну керованість БПЛА забезпечить чотири, повністю керованих вертолітних ротора діаметром 1м. що забезпечує таку ж площу крила, як у вертольота з діаметром ротора 2м. але дозволить управляти апаратом в будь-яких площинах. Нам непотрібно нахиляти корпус апарату щоб зміститися у бік, летіти вперед або повернутися, ми можемо нахилити все або кожен гвинт окремо. Збільшуючи кут нахилу лопатей, ми можемо регулювати вертикальну тягу. Залишаючи двигун працювати на найвигідніших оборотах.

Завдання

Характеристики БПЛА дозволять йому виконувати найскладніші і небезпечні завдання. Він може вести розвідку з безпечних відстаней за рахунок потужної керованої оптики, забезпечити великий район зв'язком через ретранслятор, може принести до 20кг корисного вантажу, або обладнання. Можлива установка легкого озброєння, систем радіо придушення, радарів, ретрансляторів, і багато інших корисних вантажів і навантажень. 2 керовані стабілізовані камери з об'єктивами х60 і х300. Денний і нічний режим. Тепловізор, і дані телеметрії, все в самому повному якості може передаватися на наземну станцію в реальному часі.

Безпека

Нам дуже не хочеться втратити БПЛА вартістю десятки тисяч. Тому приділяємо багато уваги надійності та безпеці польоту. Автопілот з програмами реагування на позаштатні ситуації, втрата зв'язку, повернення додому або на запасні точки, маневрування і обліт перешкод, Автономна і супутникова системи навігації, Ультразвукові і лазерні радари. Всі покликане забезпечити безпеку оточуючих і самого апарату. А також унікальна для Мультикоптер функція планування на авторотації, при несподіваних проблеми з двигуном. Ми можемо безпечно посадити БПЛА навіть з вимкнутим двигуном, або спробувати завести його прямо в польоті.

Що потрібно зробити

На даному етапі завершено теоретичну частину розробки, розраховано основні характеристики, потужність та міцність комплектуючих. Розраховані елементи трансмісії, та визначені джерела їх здобуття для прискорення роботи над проектом. Основу БПЛА складуть готові деталі та вузли від радіокерованих моделей гелікоптерів 600-го класу, Автомат перекосу, сервоприводи, гвинти. Двигун 12к.с остання модифікація літакового типу вагою 3.5Кг. з повною модифікацією системи запалювання на власну від сучасного надійного мотоциклу Yamaha. Автоматичне щеплення відцентрового типу теж від сучасних Мотоциклів подібної потужності. Елементи передачі крутного моменту майже повністю складаються з стандартних конічних пар 1:4 / 2:1 / 1:2 та прецизійних валів та деталей від станків ЧПК.

Рама та несучі елементи з легкого, але надійного алюмінієвого сплаву та профілів Українського виробництва.

Корпус для захисту електроніки та приладів. Склопластиковий з ребрами жорсткості. Ймовірно буде прикривати тільки важливі елементи, та забезпечувати подачу повітря на охолодження двигуна, це зменшить вагу та примітність апарату у небі. Окрас світлого кольору для ще більшого маскування.

Електроніка: Власна IMU з GPS забезпечує повну керованість в горизонтальній площині та позіціонуваня по координатам. За допомогою існуючих польотних контролерів та власного IMU забезпечується подвійне резервування системи автопілот, та збільшується надійність апарату. Власний мікшер сигналів керування розподіляе сигнал стандартного контролеру польоту на 12 сервоприводів керування перекосом гвинтів, та приводу камер спостереження і направлення антени зв’язку.
Функції автопілоту, забезпечення зв’язку, навігації, та керування навісним обладнанням буде покладено на бортовий розрахунковий комплекс на базі промислового комп’ютера з Реалтаймовою операційною системою.

Відео: 4 Відеопотоки забезпечують повноцінне спостереження з двох керованих та двох фіксованих камер. Керовані стабілізовані камери спостереження мають потужну оптику до х300 денна, та до х60 нічна ч/б камера. Дозволять чітко розпізнавати об’екти на відстані декількох кілометрів, а функції вимірювання кутів наведеня дозволять розрахувати відстань та координати об’екту знімання, або навпаки навести камеру на необхідні точки по координатам. IP перетворювач, оцифровує відео та веде запис на SSD HDD, а за допомогою стандартного LAN прорту передеэться на систему з’язку.

Зв’язок, забезпечується керованими направленими антенами та потужними прийомо-передавачами Ubiquiti з шифруванням каналу, та VPN. Дозволяє передавати великий потік даних у цифровій якості на відстані 25 та більше кілометрів. Додатково БПЛА обладнано резервним широкополосним зв’язком 868МГц. Що дозволить вразі потреби керувати БПЛА під час глушіння стандартних каналів. При повній втраті зв’язку та навігації, БПЛА підніметься на задану висоту, та керуючись автономною інерційною системою. Попрямує в бік домашньої станції щоб вийти з зони глушіння сигналу, та безпечно повернутись на базу.

Команда розробників БПЛА

Ініціативна група склалась з давніх друзів та любителів щось майструвати. Серед нас є люди самих різних спеціальностей, та освіти. Є викладачі інституту з електротехніки, та гірничої механіки, є майбутні програмісти, звісно електронники та розробники обладнання. До нас поступово приєднуються виробники різноманітного обладнання, та інші патріотичні підприємства.

Досягнуто згоди на використання обладнання та поміч персоналу одного з цехів механічного дизельного та турбінного заводу. Ведуться перемовини з викладачами авіатехнічного коледжу. Є домовленість з небайдужими людьми про передачу фотовідео обладнання у безкоштовне користування.

Команда має необхідне для роботи обладнання, та для виготовлення механічних частин планує скористатися сторонніми виробниками. Загалом більша частина обладнаня буде створюватись за допомогою готових вузлів та механізмів. Це заощадить час та гроші.
Координатор групи та ініціатор створення БПЛА. Має досвід розробки різноманітних роботів та станків Віталій Брізгалов

Вартість безпілотника

Загальна вартість проекту складає 100 000 грн.

Відео обладнання, зв’язок, телеметрія, наземна станція – 50000 грн.
БПЛА з польотною електронікою – 50000 грн.

Що зібрано:

Видео: 2 Відео камери нічного бачення, та Сучасний фотоапарат х потужним обьективом. отримано у подарунок
Зв’язок: 2 станції 5.8ГГц 25Дб – Отримано у користування
Пульт керування – ноутбук – бортовий промисловий комп’ютер – отримано у подарунок
Блок запалювання – Власним коштом.
Пульт керування - власним коштом.
Стартер генератор, з електронікою – власним коштом
IP відео перетворювач та телеметрія – подарунок
Багато алюмінієвих профілів та матеріалів – передано підприємствами.
Необхідно зібрати – 30000грн
Двигун та трансмісія – 11000грн.
Гвинти з автоматом перекосу та муфтами авторотації – 5200грн.
Конічні пари та підшипникові вузли – 4100 грн
Сервоприводи та «качалки» - 3440 грн
Система датчиків відстані та висоти польоту - 2260 грн
Виготовленя механічних вузлів та кріплень – 3000 грн
(додатково може знадобитись 5000 грн на швидку доставку необхідних комплектуючих з Китаю)