Build log: Хоктар. Часть1
Размышления
Давненько я не делал ничего нового , аж затосковал я сидеть без дела. Долго думал, что строить, 260 не хотелось, но хотелось что-то компактное и действительно интересное. Тут вспомнил Виктора Абрамова, и его модели, они были прекрасны, но чисто декоративные. А мне хотелось помимо этого еще и функциональную леталку. Так размышляя, постепенно сформатировались требования.
- Квадра под 11 дюймовые пропы до 1100 гр. в полном снаряжении
- По возможности максимально быстрый (с наклоном моторов)
- Эстетически привлекательный, с футуристическим дизайном
- Складной и компактный, чтобы можно было кинуть в пакет и не боятся, что-то сломать (забегая в перед, компактности не получилось)
- Максимально удобная сборка/разборка всего коптера
- Универсальность и ФПВ погонять и в случае необходимости быстро повестит 3х осевой подвес под брюхо или подвес на курсовую камеру, хотя упор конечно на ФПВ.
- Совместимость по разъёмам и крепежу навесного оборудования с другими моими леталками.
- Применение любого размера аккумуляторов
(Это заставило отказаться от идеи прятать акум внутрь корпуса)
Кроме этого из всего этого вытекают неявные требования, такие как не округлые формы, а что-нибудь угловатое (пункт про футуристический внешний вид). Не получится делать раму полностью формовкой, так как должна быть складная. Применение нестандартных деталей фурнитуры, применение разъёмов вмонтированных в раму (для удобства подключения доп. оборудования.) И так далее.
К делу решил подойти основательно и применить весь накопленный опыт за время, поведенное на форуме. И построить аппарат всерьез и надолго.
Начал с того что взял в руки бумагу и карандаш, а точнее ручку и начал набрасывать скетчи всего того, что приходит в голову, абстрагировавшись от того, как я это буду делать. Где-то через часа 2 что-то начало наклевываться. Это не единственный листик другие не сохранились.
На следующий день сел за чертежи. И начал обдумывать технологический процесс изготовления. Некоторые идеи пришлось отбросить из-за противоречий первоначальным требованиям. Или сильно утяжеляло конструкцию или сложно изготовить, или вообще крест на складывании. В конечном итоге пришел обратно к традиционной раме с канопи.
Через месяц моделирования и расчетов появился первый образец
По размерам коптер получился больше чем изначально планировалось, хотелось что-то около 450-470. По схеме это смесь X c H рамой лучше читается и интересней выглядит на мой взгляд.
Как планировалось изначально платформа рассчитана на 2 типа подвеса, 2х осевой фронтальный, и 3х осевой под брюхом. Вместо фронтального подвеса можно использовать жестко закреплению камеру. Единственное, пока не придумал механизм быстрого съема подвеса с демпфирующей площадки. Демпфер на тросах, как для фронтальной камеры, так и для 3х осевого подвеса. Решил, не мучится с резинками.
Рама
Из рамы решил выжать максимум, по этому подошел к ее проработке с особым цинизмом. 😈 Рама выполнена из 1 мм листа карбона, И 12 мм карбоновых трубок. Чтобы придать более жёсткую структуру смоделировал раму из составных кусков, так чтобы между пластинами был на хлёст, в некоторых частях получалась толщина 2 мм. Это позволит в будущем при серьёзных крашах менять только сломанные пластины, хотя честно говоря, ни разу не видел чтобы ломались пластины рамы.
Как показал расчет статических нагрузок на раму, идея с на хлёстом оказалась годной.
Просчет рамы на кручение, сила прилагаемая к каждому основанию луча 20 Ньютонов, это как минимум 3х кратный запас.
Просчет рамы на изгиб. Сила опять же 20 Н. Для справки приведу такую симуляцию:
В симуляции использовано 200 мм трубы квадратного и круглого сечения, из алюминиевого сплава марки 6061 и углепластика. Нагрузка 20 ньютонов. В реальности думаю, цифры будут больше. Да надо сказать, что визуальный эффект деформации усилен в 2 раза чтобы наглядней видеть ее.
Расчет веса окончательной версии рамы показал, что рама должна весить 201 гамм вместе с мотор маунтами, демпфирующей площадкой для автопилота, и креплением для фронтального подвеса, но думаю в будет меньше, так как пластик для фурнитуры будет иметь меньшую плотность. В качестве материала используется ABS пластик.
Первая версия рамы без каких-либо оптимизаций была спроектирована с использованием 1.5 мм карбон, и имела расчётный вес 260 грамм
Внутренняя компоновка рамы.
В принципе ничего необычного, единственное GPS расположен низко, замеры copassmotна внутреннем магнитометре APM показали 11%, что в пределах нормы, а на высоте GPS будет еще меньше. Это все позволило сэкономить некую массу на корпусе для GPS и избавило от торчащих деталей.
Автопилот крепится пластиковыми скобами, если он имеет корпус без каких либо болтов или липучек, можно установить APM/Pixhawk.
Приемник находится между пластин рамы и антенны выведены к днищу аппарата. Еще необходимо продумать, как поступить с антенной от LRS и предусмотреть другое место расположения приемника с жёсткой антенной.
Постройка
По плану решил, построит 3 рамы:
- Первая итерация. Постройка модели из 1 мм текстолита, на этом этапе проводилась проверка того как удобно собирать/разбирать раму, а так же производилась оптимизации компоновки и выявление других косяков.
- Вторая итерация. Постройка уже с частичным применением карбона. На этом этапе надо проверить оптимизацию и доработки с первой итерации. И тестирование и доводка виброразвязки. Возможно подбор других компонентов.
- Третья итерация. Рама полностью из карбона, изготовление канопи из стекловолокна.
Первая итерация
На удивление из 1 мм текстолита коптер получился вполне летабельным, хотя и мягким что выливалось в сильные вибрации на камере. Из начинки, ничего специально не покупал и не подбирал, что в закромах завалялось то и использовал.
Автопилот: APM 2.5 cвнутренним магнитометром
Телеметрия: 3DR style 433 Мгц
GPS: Гавно китай 😄
RC: Перепрошитый FrSky D8R-II.
Моторы: RCtimerHP2217 800KV
Пропеллеры: APC SF 11x4.7
ESC: Afro slim 20A
Аккумулятор: Zippy compact 5000 25С
VTx Bevrc 1.3G с Low pass фильтром
Video: MobiusCam
Вес аппарата без аккумулятора и камеры получился около 860 грамм, на удивление аппарат продержал в воздухе 22 минуты 3 из которых были активные манёвры остальное время висение в точке. наверно и больше бы смог но я устал ждать посадил, до того как запищала пищалка, я еще подумал, что пищалка сломалась =)) Ток висения в среднем был по телеметрии 11-12 ампер. После этого в аккумулятор залилось 4100 мАч. Другие вылеты уже были с сильными перегазовками, cтоками до 40 ампер.
На этой раме был выявлен дефект крепления моторов, малое пятно контакта, что могло привести к разбалтыванию мотора. В крайнем вылете зацепил железный столб пропеллером, что срезало небольшой кусочек винта и привело к хорошим вибрациям, от которых и разболтало крепление мотора и он слетел прям в полете.
Хотя возможно и плохо был затянут, но решил перестраховаться и увеличить пятно контакта.
www.youtube.com/watch?v=-nr7bmVYadE
Из поломок только 3 пропеллера, вылетела штанга GPS из посадочного отверстия. Больше никаких повреждений не было. Загадкой осталась причина отключения камеры.
Вобщем после внесения всех правок в чертежи, которых накопилось не мало, перешёл к изготовлению второй рамы.
Пока серьезного облегчения полного веса ждать не стоит, так как компоненты почти те же самые, за исключением смены GPS c магнитометром на борту.
Продолжение следует…
PS: Посоветуйте vTx5.8G на 400 мВт максимально легкий.
