本网页已闲置超过3分钟,按键盘任意键或点击空白处,即可回到网页

气体动力四轴飞行器

发布时间:2021-09-29
分享到:

气体动力四轴飞行器

发布时间:2021-09-29
分享到:

概述

Goliath 是用于开发大型四轴飞行器的原型车。当前的设计基于一个带皮带传动的中央燃气发动机,为四个螺旋桨提供动力。车辆的控制由位于螺旋桨下方的控制叶片提供。每个螺旋桨都被封闭在一个管道内,该管道保护转子并有助于升力。巨人本身将是开源与Creative Commons许可,和开源组件尽可能地使用。

Mk I 车辆专注于开发传动系统。Mk II 车辆采用重量更轻的铝制框架制造。完成后,Goliath 也打算作为未来车辆的起点。

飞行控制将使用运行 PX4 飞行堆栈的 Pixhawk 控制器执行。

细节
结构
最初的 Mk I 框架是使用带槽的镀锌角钢(也称为 Dexion)用螺栓固定在一起的。虽然这比钢管或复合框架重,但 dexion 可以快速组装,并且可以轻松重新配置。这允许以最少的时间和成本测试驱动系统的多次迭代。

Mk II 框架使用铝管制成,并使用铝角撑板和不锈钢铆钉组装。这导致可以轻松组装的轻质、抗振设计。

引擎
电动设计将是最直接的方法。电动机比汽油发动机更高效,但汽油的能量密度比今天的电池大得多。因此,在电池技术改进之前,对于大型车辆来说,燃气动力似乎是可行的方法。

Goliath 目前使用一台 30 马力的垂直轴发动机和一个皮带系统将动力传输到四个螺旋桨。之所以选择这种设置,是因为在这种规模下,四台较小的燃气发动机的功率重量比小于一台较大的发动机。选择特定的发动机,即 810cc Briggs and Stratton Commercial 发动机,主要是因为其单位功率比的成本相对较低。

驱动系统
驱动系统使用高扭矩驱动 (HTD) 皮带。这些皮带由氯丁橡胶制成,带有连续的玻璃纤维绳索。HTD 皮带能够比滚子链传输更多的单位重量功率,并且还可以以 Goliath 要求的更高 RPM 运行。

为了消除空气动力扭矩,驱动系统顺时针 (CW) 和两个逆时针 (CCW) 旋转两个螺旋桨。这是通过使用两条皮带完成的,一条是双面的,第二条是双面的。通过将双面皮带的外侧靠在驱动皮带轮上来改变旋转方向。

螺旋桨
螺旋桨是直径为 36 英寸的固定螺距螺旋桨。它们是定制的,从带有桦木加强筋的泡沫坯料开始。坯料使用 CNC 路由器进行加工,然后将玻璃纤维和环氧树脂铺设在加工过的核心上。这个过程产生的螺旋桨可以承载超过 60 磅的重量,而重量仅为 1.25 磅。

控制
传统上,电动四轴飞行器通过改变每个螺旋桨的速度来控制推力来进行机动。由于 Goliath 使用固定螺距螺旋桨,​​并且所有螺旋桨由于皮带驱动而以相同的速度转动,因此操纵将通过类似于用于操纵气垫船的控制叶片来完成。

排气
两个排气管中的每一个都由 Go-Kart 硬件制成,易于采购且价格低廉。U-Build It 套件使用最少的焊接和高度可定制的方式轻松组装。

电子系统
电气系统主要由交流发电机供电,电池作为备用。电池为 12V,专为越野车设计,因此可以承受高振动负载。微控制器和伺服系统使用电池消除电路供电,该电路提供 5V @ 10 安培。固态继电器用于使用 Pixhawk 控制引擎。

如果您对此项目有任何想法、意见或问题,请在下方留言。

外文原文:点击进入
声明:本文由Hackaday授权电路城翻译,系电路城的原创内容,转载请注明出处! 

加入微信技术交流群

技术交流,职业进阶

关注与非网服务号

获取电子工程师福利

加入电路城 QQ 交流群

与技术大牛交朋友

讨论