MULTICOPTER.RU
http://multicopter.ru/forum/

коптер с питанием по кабелю
http://multicopter.ru/forum/viewtopic.php?f=2&t=616
Страница 1 из 15

Автор:  гость [ 20 дек 2010, 22:18 ]
Заголовок сообщения:  коптер с питанием по кабелю

По совету уважаемого Andrkolom открываю новую тему, посвященную созданию принципиально нового маломаневрового коптера с питанием по кабелю с земли.
Вот основные положения предлагаемой концепции.

По сути это летающая аэроплатформа, способная подниматься на высоту около 30м, нести полезный груз порядка 3кг, и находиться в полете до нескольких часов.
Основное применение для видеосъемок с высоты спортивных соревнований, различных мероприятий, съемки фильмов, задач МЧС, установки лазерного шоу-проектора или иных световых устройств, системы видеослежения и т.п.
Платформа предназначена для оперативного развертывания и работы в стационарных или полевых условиях, где затруднено использование телескопических мачт, кранов или растяжек.
Работа ведется в зонах, свободных от скоплений людей в радиусе длины питающего кабеля.
Питание устройства может осуществляться от сети или бензогенератора с ИБП мощностью не менее 2,5-3кВт.
Если генератор расположен на машине, то допускается синхронное перемещение платформы вместе с машиной питания.
Для питания платформы может использоваться двухпроводный кабель с сечением 2х1мм.кв. Этого достаточно для передачи тока до 10А без нагрева кабеля, и до 15А в режимах кратковременного форсажа. Можно использовать провод МГТФ2х1,0, либо акустический (колоночный) силиконовый, или обычный двойной кабел такого-же сечения. При этом вес 30м кабеля составит 0,7-1кг.
Наверх передается выпрямленное постоянное сетевое напряжение 200-300В.

Все двигатели перемотаны под высокое напряжение из бесколлекторников 30 серии. Драйверы для них используются собственного изготовления на базе промышленных высоковольтных драйверов IRAMS06UP60A.
Мощность используемых доработанных двигателей составляет порядка 200...300ВА. В паре с винтами 12х3,8" они обеспечивают крейсерскую тягу 1,2кг, с максимумом до 2кг.
Общая крейсерская тяга составляет ~10кг.

Несущая конструкция отличается от традиционной коптерной. Вместо штанг используется несущий каркас из фольгированного стеклотекстолита.
Вложение:
чертеж.JPG
чертеж.JPG [ 90.51 KiB | Просмотров: 6036 ]

Все винты помещены в незамкнутые защитные кожуха, которые помимо механической защиты винтов являются несущими элементами конструкции, придающими каркасу большую прочность.
Кожуха частично незамкнуты для отвода части потока на обдув мощных драйверов двигателей. Тем не менее в аэродинамике винтов присутствует импеллерный эффект, значительно устраняющий боковые потоки винтов.
Общая структура построения коптера близка к "круговому" октокоптеру. Но в данной конструкции используется квадратный абрис, позволивший немного уменьшить внешние габариты. Это сделано только из транспортных ограничений (не более 110см), для перевозки в салонах большинства легковых машин.
Четыре "внутренних" мотора только тяговые, четыре угловых - маневрово тяговые. Такое разделение позволяет использовать стандартную полетную электронику квадрокоптера без существенного снижения маневренности аппарата.
Но пока этот выбор еще открыт, так как есть интуитивное мнение, что с привязью можно все упростить, и использовать лишь двухосевой датчик наклона на ADXL335.
Ориентировочный весовой расклад видится таким:
- несущая конструкция 2.5-3кг;
- конструкция подвеса полезной нагрузки и амортизирующие шасси 1кг;
- моторы с винтами 1,5кг;
- вся электроника 1кг;
- кабель питания 1кг;
- полезный груз 2,5-3кг.

Буду признателен за конструктивные поправки и предложения. К сожалению предварительные наброски на другом родственном сайте особой поддержки не получили.

Автор:  kroenen [ 20 дек 2010, 22:26 ]
Заголовок сообщения:  Re: коптер с питанием по кабелю

Так вы попробовали всетаки обычный коптер запустить на ниточке и посмотреть как оно будет летать? мне кажется тут без опытов лучше не вкладываться в то что неизвестно как будет себя вести, есть у вас коптер с комплектом GPS который можно потестить? я бы сам ради интереса попробывал но GPS у меня нет, а без него на 100 процентов уверен что нормально висеть не будет...

Автор:  гость [ 20 дек 2010, 22:33 ]
Заголовок сообщения:  Re: коптер с питанием по кабелю

К сожалению пока нет. У меня в наличии единственный коптер "грузовик" для высотной пиротехники, но он только сошел со стапелей. Буду пробывать в новогодние праздники.
Опыта коптерного управления у меня немного. Но ЖПС не спасает от болтанки, только обеспечит координатную привязку с несколько метровой точностью.
А в данной задаче не так актуальна привязка (куда оно денется на веревке), как болтанка. Если просто зависать без перемещений на одном датчике плоскости горизонта, то небольшую болтанку вполне вытянет стабилизация подвеса камеры.
Если делать полновесную навигационную электронику с полным комплектом гир и акселероиетров, то тем более ЖПС не понадобится.

Автор:  Andrey-multicopter [ 20 дек 2010, 22:37 ]
Заголовок сообщения:  Re: коптер с питанием по кабелю

Наличие болтающегося внизу кабеля, который будет сбивать работу системы стабилизации - серьезный вопрос. Конечно, нужен предварительный эксперимент с легким коптером и легким кабелем.

Автор:  гость [ 20 дек 2010, 23:05 ]
Заголовок сообщения:  Re: коптер с питанием по кабелю

А если в верхней части кабеля в метре от коптера (условно) привязать маленький воздущный шарик, или оперение которое потоком от винтов будет демпфировать раскачку?
Я полагал, что при упрощенной электронике (без свободного маневрового полета) провод будет всегда в натяг. Движки работают с небольшой избыточностью тяги, и на натянутом на заданную с земли длину кабеле "плавает" на каком-то небольшом пятачке платформа.
Либо наоборот, использовать нормальную электронику, и иметь возможность при свободно свисающем кабеле совершать небольшие маневры. Тогда при общей массе аппарата около 10кг хвостик менее 1кг особо не скажется.

Автор:  Katsuk [ 20 дек 2010, 23:05 ]
Заголовок сообщения:  Re: коптер с питанием по кабелю

а зачем моторы перематывать? Кстати, на какое напряжение получились?.. Не поверю, что на 300В ;)
Сейчас можно сделать легкий, но достаточно мощный БП, который смог бы сделать из 200-300 (400,500) вольт те же 14 с необходимым током...
Насчет стабилизации, не думали о синхронизации с землей? Например, по лазерному лучу? (снизу лазер, на аппарате камера, аппарат стремится так повернуться, чтобы лазер был по центру камеры)

Автор:  The_0ne [ 20 дек 2010, 23:16 ]
Заголовок сообщения:  Re: коптер с питанием по кабелю

ИМХО. Внатяг не получится - велик риск что коптер завалится на бок.

Автор:  гость [ 20 дек 2010, 23:22 ]
Заголовок сообщения:  Re: коптер с питанием по кабелю

Katsuk, читаете мысли. Уже думал над этим вариантом, лазеры у меня есть любые до 1Вт. Но это не самый надежный и помехоустойчивый вариант, хотя его тоже надо рассмотреть повнимательнее.
Касаемо импульсных преобразователей 220/15В, увы, слишком тяжело получается. Общая мощность под 2кВА тянет. Придется распараллеливать преобразователи по числу движков. Минимальный вес одного преобразователя на 300ВА у меня получился под 300г. И это с минимальными радиаторами в расчете на хороший обдув от винтов. А в сумме лишних 2,4кг.
Но как альтернативный тоже реальный вариант. Поднять крейсерскую грузоподемность до 13-14кг за счет более мощных движков. Но все будет на пределе.

Скорее не завалится, а параллельно земле будет снижаться по радиусу длины натянутого кабеля.

Автор:  osy13 [ 21 дек 2010, 00:31 ]
Заголовок сообщения:  Re: коптер с питанием по кабелю

Мне честно говоря в этой идее очень не нравиться подача 200-300В на борт коптера. Вы о технике безопасности подумали? Кабель может и оборваться........... С высоким напряжением шутки плохи, и резиновый коврик каждому не подложишь

Автор:  Katsuk [ 21 дек 2010, 01:38 ]
Заголовок сообщения:  Re: коптер с питанием по кабелю

Насчет обрыва кабеля тут вагон вариантов защиты. Во первых - УЗО на случай пробоя и утечки в землю, во вторых - защита по тока с обоих сторон, т.е. если тока слишком мало или слишком много - отрубаем реле и все. Если (точнее - обязательно) сделать гальваническую развязку с сетью, то будет вполне безопасно. В любом случае, пропеллеры гораздо опаснее...

Страница 1 из 15 Часовой пояс: UTC + 3 часа
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/