Самолет за видеозаснемане /FPV/

[Gogo55]

В тази тема смятам да покажа как ще направя един самолет за видеозаснемане-за тези който не знаят Български език то ще бъде самолет за FPV Тоест модела ще лети и ще снима като ще се управлява от първо лице по картината която ще се предава на земята и ще се гледа от телевизор, и или видео очила.
Сега малко лирично отклонение:
Идеята за такъв самолет направен от мен ми се върти в главата от доста време, но чаках да отлежи достатъчно за да се избистри максимално.
Камера със видеопредавател и телеметрия съм слагал на два модела до сега през изминалите две години-единия е тр46 описан в тази тема:
http://modelist.bg/showthread.php?t=1646
Втория е тренер тип такси високоплощник.
И двата са ДВГ с разпереност от 1,5м. и тегло от около 2,2кг.
При тези два модела имах няколко недостатъка който ме накараха да реша че те не стават на 100% за тази цел.
-ДВГ плюе от карбуратора капчици гориво и рициново масло който зацапват обектива на камерата особено след десетина минути полет и картината става неясна и зацапана.
-Размер от 1,5метра идва малък да носи оборудване от 400грама.
-Челното съпротивление става доста голямо с камерата гопро сложена върху тялото им която действа много ефективно като въздушна спирачка по време на полет.
-Крилното натоварване отива на 55-60гр/кв.дм. което е доста и вследствие полета не е комфортен.
-Поради малкия размер и голямото тегло минималната им скорост е голяма отива на 25км/час, а заради голямото челно съпротивление от камерата максималната им скорост е малка - едва 80км/час.
В началото и първите полети тези недостатъци не ме дразнеха толкова, но след 2 години реших че трябва да направя друг носител където тези недостатъци да ги отстраня колкото мога.

[Gogo55]

Самолета за видеозаснемане трябва да бъде с максимален КПД на витломотната група. Това значи с дърпащ винт, ако винта е тласкащ КПД пада. Ако искам да бъда максимално време във въздуха то трябва да се насоча към конструкция на мотопланер с дърпащ винт и минимално челно съпротивление като АНТ-25 или U-2.. Ако се ползва турбина, или импелер КПД пада още повече. Вследствие на горното и искайки да бъде максимално време във въздуха то конструкцията може да бъде четири вида за нормален самолет за видео от въздуха:
1.Нормален модел нископлощник с V на крилата за стабилност –ЯК-18Т
2.Нормален модел тип такси високоплощник и с V на крилата за стабилност.
3.Тип Рама \_____/ на крилото, и с бутащ винт за добра картина от камерата.
4.Тип мотопланер като АНТ-25 или U-2 с голяма разпереност.
-За да има по голяма хоризонтална скорост то трябва да е с тънък профил и минимално сечение отпред-отива повече на нещо като летящо крило примерно като ТУ-160, но там се губи от устойчивоста и ако има закъснение на командите за управление може да влезне в кофти фигура и да не може да излезне от нея. Поради това за полети на далече точка 4 отпада заради радиоуправлението, и видеопредаването което е със закъснение на примерно 50км.
-Ако сложа жироскопна стабилизация и автопилот обаче мога да пусна на далечно разстояние при тихо време всеки един модел!!!
-Модела не трябва да е много голям и тежък защото ако падне неуправляем над населено място, или хора ще направи голяма поразия.
-Трябва модел за близко който да лети с малка скорост, и за далече който да лети с голяма скорост за да отива бързо до по далечно място.Тоест си трябват два коренно различни един от друг модела за да бъде работата както се полага. Може да се опита да се направи един модел който да може да лети и бързо и бавно но това е доста трудно защото изисква или променлива геометрия на крилата, или нестабилното летящо крило. -Профила на крилото също е от значение-при бавна скорост трябва да е с голяма дебелина, при голяма скорост с минимална дебелина. Натоварването на площа също играе роля: малко натоварване = малка скорост, голямо натоварване=голяма скорост.
-Двигателя ако е електро трифазен ще има КПД около 90% , спрямо ДВГ който е с КПД около 40%.
-За да спечеля максимално от дадения носител ми трябва да е с минимално челно съпротивление за минимални загуби на енергия по време на полет и вследствие за по дълъг полет.
-Трябва да имам витломоторна група с максимално КПД което значи дърпащ винт и ел мотор за да оползотворя енергията която ще нося на борда /гориво или батерия/ максимално.
-Трябва да бъде възможно най-лек пак с цел икономия на енергия.

Вследствие на горното мисля че най-доброто решение е модел тип мотопланер с бутащ винт тип рама заради минималното челно съпротивление. Ел мотора ще се скрие в крилото, а тялото ще бъде плоско пред крилото, също с аеродинамична форма като на крило форма пред самото крило в което тяло да се монтират отпред видеокамерата и да има идеална картина за добри снимки и видео.
Според теглата който са задължителни следва че модела трябва да тежи около 3кг. общо полетно тегло и да има площ около 75кв.дм. Хордата също трябва да е от 1/7 до 1/8 от разпереноста на крилото при мотопланер или планер, и около 1/6 от разпереноста при нормален моторен модел. 240:33=7,27 пъти. За крилото ми се получава в този случаи разпереност от 240см. и хорда от 33см. /240х33=79,2кв.дм./
Трябва да направя модел с минимално челно съпротивление което значи тънко крило и минимално по сечение тяло за висока скорост, и с минимално натоварване на площ за ниската скорост!!! Само по този начин модела ще може да лети и бързо и бавно що годе добре!!!

[Gogo55]

След краткото лирично отклонение пристъпвам към направата на самия носител.
Крило с профил Е-205 мисля че този профил ще ми даде добри характеристики както за моторен така и за безмоторен полет.
-10,48% дебелина
-300мм./350/ хорда
-Дължина центроплан 120см и две полукрила по 60см всяко –общо разпереност 240см.
-Площ на крилото 30х240=72кв.дм. без площа на елероните и на щита, който ще ги пусна да стърчат назад от изходящия ръб на крилото с до около 5см някъде.
Елерони и щит със ширина от 5см.х240=1200кв.см=12кв.дм.
Обща площ на крилото ми идва 72+12=84кв.дм.
-Наклон на полукрилата спрямо центроплана от 0 през 3 до 7 градуса.
-Ъгъл на атака на полукрилата спрямо центроплана 1 до 3 градуса за да не се срива.
Хоризонтален стабилизатор с площ ¼ до 1/5 от площа на крилото което прави 84:4=21кв.дм. до 84:5=16,5кв.дм..
Разпереност на хоризонталния стабилизатор 1/3 от разпереноста на крилото 240:3=80см
Спирам се на резмер на хоризонталния стабилизатор от 25х80=2000кв.см.=20кв.дм.
Поради големия размер хоризонталния стабилизатор ще бъде по технологията на крило направен. Нервюри със симетричен профил около 8% до 10% и лонжерони от бор, атакуващ и изходящ ръб от балса.
Вертикален стабилизатор ½ от хоризонталния като площ=10кв.дм. и като размер значи някъде 40х25см.
Тяло дължина:
Трябва да спазя само едно изискване-разтоянието между крилото и хоризонталния стабилизатор да е 2,5 пъти хордата на крилото.
Кабина дървена пред крилото-25см., и под крилото хорда-30см., зад крилото тръгва тръба до началото на хор стаб-2,5х30=75см., хор стаб-25см.
-общо идва дължина на самолета от 155см.
Очаквани тегла:
Центроплан не облечен и без задкрилки-254грама.
Полукрила също там някъде.
Елерони и задкрилки около100грама.
Общо крило 240см. около 600грама.
Хоризонтален и вертикален стаб= около250грама.
Кабина дървена-124гр.
Тръба метална назад125см. дръжка от метла или въдица-тяло-160грама.
Общо тегло на гол самолет около1135грама.
Тегло на оборудването:
-сервомашинки-4бр. 2стандартни и 2 средни=130грама.
-Спиид контролери 2 бр.=40грама.
-Приемник=20грама.
-ВЕС=40грама
-Батерия 5000мА=500грама
-Ел. мотори с тяга 2х900гр.=1800грама. 2бр.х Tower pro 2409-18T -2х70гр.=140гр.
Общо тегло на оборудването=870грама.
Общо полетно тегло:
Гол самолет=1135гр.
Оборудване=870гр.
Общо=2005грама.
Крилно натоварване 2000/84=23гр/кв.дм. което значи че ще планира суперски!!!
Очаквана тяга от 3 клетки 1600-1800грама, от 4 клетки 2до2,2кг. с мойте два ел мотора.
Самолета трябва да може да набира сигурно височина под ъгъл от около 30 до 60 градуса, и кратковременно даже да зависва със тази тяга. Заради малкото крилно натоварване ще има много ниска минимална хоризонтална скорост и ще може да снима добре от ниско. Максималната скорост също ще бъде ниска поради малката тяга и малкото крилно натоварване. С 5000мА батерия ще може да е във въздуха по 1 час моторно и още поне час безмоторно!!!
Това са данните който залагам в носителя и ще се стремя да бъда максимално близко до тях по време на направата на този модел.

[Gogo55]

Вследствие на горните писания седнах и надрасках в солидворка конструкцията , след това на лазера рязане и после лепене. Кабината я направих със сечение колкото е камерата ми гопро. За има няма десетина минути я слепих.

[Gogo55]

След кабината идва ред на крилото. Профила е Е-205 с дебелина от 10,48% и хорда от 350мм. Изработката е по класическата технология от време оно, нервюри от шперплат 3мм., лонжерони от бор, и атакуващ и изходящ ръб от балса.То ще бъде от три части, центроплан 120см., и две полукрила по 60см. всяко, като цялото крило идва с обща разпереност от 240см. Полукрилата ще се закрепват към центроплана със силов лонжерон под ъгъл от 3 до 7 градуса, или без ъгъл така че да може да се получи и нацяло право крило , както и крило тип \________/ според настроението ми, и това което искам като напречна стабилност от модела. Изработката е видна от снимките.

[Gogo55]

След като направих центроплана следват моторамите за двата ел двигателя.Първо чертане в солидворк точно по мойте два ел.двигателя, като оставих място в тях и за спиид контролерите, после рязане на лазера и накрая слепване-пак малко работа за десетина минутки. Двата мотора ще бъдат дърпащи максимално близко до кабината. Моторамите с цел икономия на тегло ще ги залепя за центроплана и няма да могат да се свалят.

[Gogo55]

Двете полукрила също са готови, дойдоха 250грама.

[Gogo55]

Следващата стъпка по направата на този модел е хоризонталния стабилизатор. Реших да го правя по класическата технология за крило поради голямата му разпереност от 80см.. Избрах си профил NASA008 с 8% дебелина. Начертах и резнах на лазера, после слепки за 5 мин. и е полуготов. Ще го довърша нацяло някоя друга вечер.

[Gogo55]

Довърших хоризонталния стабилизатор и го подготвих за обличане с фолио.

[worldchanger]

Това първият ти опит в ФПВ-то ли е?