Вероятности отказа коптера
Всех приветствую. Вопрос возможно покажется глупым или странным, но мучает он меня довольно давно. Я люблю цифры и мне понятно и удобно ими оперировать.
Итак, для примера рассмотрим коптер
4 мотора, 4 регуля, 4 пропа, мозги, батарея (?).
Это 14 уязвимых частей, даже если исключить батарею, в которой можно быть почти всегда уверенным, то остается 13. Выход хотя бы одного из узлов приводит к почти гарантированному крашу. Да, есть режимы, при которых коптер может лететь на 3 моторах (дополнительно вращается вокруг оси Z), но не рассматриваем этот случай.
Как вообще оценить вероятность падения коптера во время полета и какие способы есть избежать ее? Ведь одно дело когда летаешь вокруг себя и можно собрать остатки после краша, а другое дело когда летишь на пару километров и прекрасно понимаешь, что коптер может не вернутся?
Регулярная замена запчасти на новую абсолютно не гарантирует, что она не окажется с браком. Если использовать данный метод (замены), то как часто надо менять эти расходные комплектующие.
Можно ли получить какие-то цифры и говорить о допустим 2 или 3 процентах вероятности отказа? Т.е чтобы понимать, что на 100 полетов будет 2 краша и каждый новый полет приближает к этому крашу. Если можно откуда их получить?
В случае с гексой, в связи с ростом количества пропов, растет и вероятность выхода из строя, это понятно, с другой стороны, уважаемый А. Козин сказал, что гекса летает на 5 моторах абсолютно стабильно. За счет чего добиваются DJI стабильных полетов при этом управляют данными устройствами далеко не профессионалы.
Получилось несколько сумбурно, было бы интересно провести дискуссию.
Да, есть режимы, при которых коптер может лететь на 3 моторах (дополнительно вращается вокруг оси Z), но не рассматриваем этот случай.
?
Я люблю цифры и мне понятно и удобно ими оперировать.
Итак, для примера рассмотрим коптер
4 мотора, 4 регуля, 4 пропа, мозги, батарея (?).
В ящике 4 синих шарика, и 4 красных, достанем на угад 4 шарика.
В таком контексте вводная не верная: помимо 14 перечисленных “проблемных деталей” можно совершенно спокойно добавить в этот список плату распределения питания, ВЕС, компас, ретраки, приёмник, антенну приёмника, компоненты FPV со всей сопутствующей электроникой и схемотехникой, помехи в эфире, вспышки на солнце, глушилки супостатов и прочее, прочее, прочее… При этом дорогущий коптер с навороченной электроникой может совершенно неожиданно навернуться из-за банальщины: плохого контакта в паре мотор-регуль или коротыша в обмотке мотора из-за случайно попавшего туда крохотного металлического мусора при сборке.
В таком контексте вводная не верная: помимо 14 перечисленных “проблемных деталей” можно совершенно спокойно добавить в этот список плату распределения питания, ВЕС, компас, ретраки, приёмник, антенну приёмника, компоненты FPV со всей сопутствующей электроникой и схемотехникой, помехи в эфире, вспышки на солнце, глушилки супостатов и прочее, прочее, прочее…
Компас - запчасть далеко не главная и можно долететь без нее
Приемник - при потери связи, срабатывает fail safe
Антенну приемника - туда же
ФПВ - выключаем пульт, коптер возвращается (мы сейчас говорим о том, что настроен он правильно)
Помехи в эфире - ту даже, выключаем пульт и на фейл сейве возврат.
От этого всего можно застраховаться, что все и делают. Я говорю о тех моментах, когда предсказать краш нельзя, например то, что сгорает мотор или отстреливает пропеллер. Его перед полетом же никак на микротрещины не проверить.
В ящике 4 синих шарика, и 4 красных, достанем на угад 4 шарика.
Классическая задача теор вера. Все считается.
?
Все считается.
Ну, предположим, получите вы 0,8+\-0,1
И что делать с результатом?
Ну, предположим, получите вы 0,8+\-0,1
И что делать с результатом?
Отсчитывать 100 полетов, где-то к 50 что-то делать с коптером, что и пытаюсь выяснить (менять пропы, регули, моторы).
На самом деле тут как с вероятностью встретить динозавра - 50-на-50.
Либо встретите, либо нет. 😃
вероятность отказа - 146%. не в этот полет, так в следующий.
Ну, предположим, получите вы 0,8+\-0,1
И что делать с результатом?
вспомнить тервер и что такое независимые события 😃
Видео
В какой из популярных прошивок это реализовано? 😃
В какой из популярных прошивок это реализовано? 😃
Я не спроста предложил не рассматривать данный случай, хотя “технически” он есть.
хотя “технически” он есть.
“Технически”, даже возможно попадание в дрон метеорита, а так же внезапный инфаркт(инсульт) у оператора падение аппаратуры со всеми вытекающими. Ну и столкновение с птицами никто не отменял.)))
Регулярная замена запчасти на новую абсолютно не гарантирует, что она не окажется с браком. Если использовать данный метод (замены), то как часто надо менять эти расходные комплектующие.
ИМХО, “ванну” отказов никто не отменял, и, регулярной заменой скорее можно нарваться на отказ. Честно говоря, не очень хочется считать вероятности, что то голова плоховато варит, наверно погода… Но скорее надо считать вероятность отказа в одном полете элементов на одном луче, для многолучевых или 2х моторных на одном. Все же при 3-4 лучевой по одному мотору на луче схеме, отказ на любом луче ни к чему хорошему не приведет, а вероятность отказа на 3-4х лучах выше чем у того же вертолета с одним “лучем”
Отсчитывать 100 полетов, где-то к 50 что-то делать с коптером, что и пытаюсь выяснить (менять пропы, регули, моторы).
Классический пример неправильной трактовки самой сути вероятности. На отрезке в 100 полетов вероятность выхода из строя (по случайным причинам) - одинаковая для каждого полета. То, что вы отлетали 50 полетов без происшествий, совершенно не означает, что возросла математически обоснованная вероятность происшествия для оставшихся 50 полетов. Но при этом технически обоснованная вероятность происшествия возросла просто по причине механического износа устройства (по НЕслучайным причинам). Поэтому надо сформировать для себя ясное понимание - о какой вероятности в каком случае говорим. Человеческий мозг вообще крайне тяжело и не объективно воспринимает абстрактную математическую вероятность.
Классический пример неправильной трактовки самой сути вероятности.
+100500
Для начала - какова вероятность отказа одного из элементов конструкции?
Классический пример неправильной трактовки самой сути вероятности.
Суть того сообщения состояла не в правильной трактовке, а пример ответа на вопрос “а что делать” кстати которого у меня нет и за которым я сюда пришел.
Теорвер успешно сдал пару лет назад в универе, знания еще остались.
Для начала - какова вероятность отказа одного из элементов конструкции?
Я вроде это и спросил в самом начале 😃
пример ответа на вопрос “а что делать”
Мой вариант ответа: проводить регулярные регламентные работы в соответствии с картой пред- и послеполетного осмотра/обслуживания.
Условно говоря, пропеллеры перед каждым полетом, состояние подшипников через каждые десять полетов и т.д.
Если известна вероятность выхода узла из строя, прибавляете к ней единицу и получаете повышающий коэффициент для частоты регламентного осмотра узла.
Например, если вероятность выхода узла из строя равна 0.3, то коэффициент будет 1.3. Только кто бы набрал статистику по узлам?
И это лишь один из возможных подходов. Причем не самый разумный, потому что каким-то узлам присущ износ, повышающий вероятность отказа.
Какие-то узлы не изнашиваются, но присутствует вероятность скрытого брака, которая считается не по времени до отказа, а от единиц на тысячу изделий. Всё очень неоднозначно) Интересная у вас задачка)
пропеллеры перед каждым полетом
как визуально оценить что пропеллер надо менять? Кроме очевидных моментов поломки.
состояние подшипников через каждые десять полетов
Я так понимаю подшипники оцениваются по звуку?
Только кто бы набрал статистику по узлам?
В этом и проблема. Допустим если брать самолеты, то там можно оценивать вероятность падения, кстати о которой довольно часто говорят, в связи с тем, что есть общедоступная статистика, все таки ремонт и настройку самолетов по крайней мере “должны” проводить регулярно, пилотирует самолет профессионал, поэтому отсюда можно и рассчитывать эту самую вероятность.
В коптерах же дикая солянка по комплектующим, профессионализм большинства пилотов оставляет желать лучшего (мой в том числе), китайске запчасти без каких либо гарантий.
В итоге получается шайтан машина, которую довольно страшно пускать на людях, не дай бог случилось бы то, что недавно случилось с моей гексой где-нибудь в толпе (rcopen.com/forum/f123/topic233564/29768), возможно были бы травмы и последствия, поэтому летаю по полям, а предсказать вероятность падения видимо так и не получится.
Так расчет надежности систем вроде в институтах дают, разве нет? Если отказ любого блока приводит к крашу, то схема последовательная. Перемножаем вероятности нормальной работы всех блоков и получаем искомую цифру. Вот только прозвучал правильный вопрос - зачем эта цифра нужна и что с ней делать…
Добавлю отсебятины.
У меня коптер из дешевых комплектующих.
За его жизнь он падал раз 10-15, из них несколько из-за пропов, 2-3 из-за регуля, 1 из-за КЗ, 4-5 из-за плохого контакта в мотор-регуль.
Я за свою практику заметил интересный момент что вероятность падения заметно снижается если к примеру пропеллеры карбоновые, их прочность многократно превышает прочность пластика и так-же карбон не теряет своих характеристик в отрицательные температуры в то время как у пластика растет параметр ломкости(особо у китай пластика).
Регуляторы, что-бы свести к минимуму выход из строя нужно понять простой принцип, регулятор должен быть проверенным(не китай ноунейм) и должен заметно превышать по запасу нагрузки чем способен его нагрузить мотор.
Простой пример, у вас наелся подшипник в моторе, из-за этого выросло трение, регуль для поддержания равновесия всего аппарата на этот мотор должен будет накинуть ещё 5 ампер, а у вас регули по 20 а моторы максимум 12-13 по расчету, вроде все норм, но вот эти 5 ампер уже 17-18, добавим +25С(на улице) и нагрев регуля уже предельный, для вас это новость а вот коптер уже на грани краша из-за незаметной поломки.
Мотор, это механический узел, главное что-бы все моторы после полетов не были слишком горячими, иначе это нарушения в обмотках или убитые подшипники. Каждый раз нужно проверить после полета, есть-ли 1 который теплее других?
ПК, мой ПК multiwii за 2 года не разу сам по себе не тупил, все его глюки это причина не правильной настройки или не правильных команд во время полета, ПК это часть у которой самый низкий процент вероятности отказа.
Так вот, все это я неоднократно ронял и ломал.
Но с приходом опыта я все это собрал так что за год полетов не было не 1 отказа а раньше отказы были 1 к 5-7 полетам.
Сейчас даже есть некая уверенность и это меня то-же настораживает я пытаюсь понять нужно-ли что-то делать? К примеру перепаять все контакты между регулями и моторами…
Так что в целом рассчитать шанс отказа сложно да и если вы эти цифры получите, то отлетав 50 полетов действительно не факт что 51й это уже потенциальный риск, может случиться так что 98 полетов все будет ОК а 99 а затем и 100й будут с отказами в разных местах.
Выше верно подметили что есть отказы других элементов, к примеру GPS хватит что-бы коптер забыл дорогу домой. Или коптер почему-то потерял GPS а тут как на зло сдох FPV или OSD или как у меня было отвалилась антенна передатчика 😂
как визуально оценить что пропеллер надо менять? Кроме очевидных моментов поломки.
Как я уже писал карбон я лично проверяю так, перед полетом пытаюсь согнуть каждый проп, если лопасть жестко реагирует на попытку изгиба значит скорее всего все в порядке, дело в том что я 1 раз об стол сломал проп карбоновый и 1 лопасть у него держалась на соплях(легко изгибалась), но смешно что она на полных газах не разлетелась. По другому не как.
Я так понимаю подшипники оцениваются по звуку?
По звуку, люфту(его наличия), нагрева мотора после полета.
Так расчет надежности систем вроде в институтах дают, разве нет?
смотря в каких, у нас на лабах были погрешности, но это не совсем то.
Перемножаем вероятности нормальной работы всех блоков и получаем искомую цифру.
как оценить вероятность выхода из строя 1 узла?
падения заметно снижается если к примеру пропеллеры карбоновые
Это однозначно так, с другой стороны установка карбона чревата ростом стоимости коптера и его опасности, поскольку пластик от удара разлетится и все, а вот карбон … я летал на карбоне, после встречи со стеной он продолжал функционировать.
За его жизнь он падал раз 10-15, из них несколько из-за пропов, 2-3 из-за регуля, 1 из-за КЗ, 4-5 из-за плохого контакта в мотор-регуль.
сейчас я прохожу похожий путь наступания на грабли и заменой наиболее уязвимых мест более дорогим и надежным оборудованием.
ПК, мой ПК multiwii
Почему именно мультивии? У меня валяются две штуки, но изначально не дошли руки до их настройки, а сейчас после APM мультиви кажется вообще не жизнеспособной железякой.
Выше верно подметили что есть отказы других элементов, к примеру GPS хватит что-бы коптер забыл дорогу домой.
Так для этого есть фпв, по которому в ручном режиме можно вернуть коптер. Выход из строя фпв + гпс + пульт крайне маловероятны.
Почему именно мультивии? У меня валяются две штуки, но изначально не дошли руки до их настройки, а сейчас после APM мультиви кажется вообще не жизнеспособной железякой.
Так сложилось, начал с него, теперь привык, пока он отвечает моим требованиям вот и летаю на нем.
Так для этого есть фпв, по которому в ручном режиме можно вернуть коптер. Выход из строя фпв + гпс + пульт крайне маловероятны.
Довольно относительно, достаточно не далеко пролететь от ЛЭП что-бы с GPS начали происходить непонятные вещи, да и я наслышан историями как у людей по загадочным обстоятельствам в некоторых местах не работал GPS.
GPS+FPV вот и все. Если далеко фиг прилетит.
и заменой наиболее уязвимых мест более дорогим и надежным оборудованием.
В том и соль, я не менял эти узлы, я их чинил. Скажем так не обязательно что-то очень дорогое, главное понять почему что-то происходит.
Отстрел винта, почему? Слабый материал который функционирует на грани.
Слет винта? Недостаточно хороший крепеж.
Горячий мотор, почему? Тонкая проводка или большой проп, можно забить нооо когда-то он точно так сгорит.
Горячий регуль? Плохие транзисторы или работа на пределах возможностей.
Остальное как правило редко ломается. Часто тут у кого-то ломалась распределительная плата?
Если вы сами все собрали то особое внимание уделяйте пайке.
как оценить вероятность выхода из строя 1 узла?
Обычно указывается в документации как наработка в часах на 1 отказ
99.9% … вопрос в другом - когда и насколько критичен этот отказ …
например - Ваш контроллер содержит 500 элементов - резисторы, транзисторы, конденсатору, диоды, … , какова вероятность отказа ??? … 100%, вопрос КОГДА, через год, два, десять, сто …
вспоминается разговор по работе (все имена вымышленные) … (Б - босс, Н - николай)
Б - Николай, почему станок не работает?
Н - так микросхема в блоке 4А8 сгорела…
Б - а почему не заменили ее, ведь вчера ТО проводили
…