Global Hawk UAV - Deník vývojáře

Vytvořeno: 2011-07-20 12:05:32
Změněno:   2011-11-21 12:21:29

Výsledkem tohoto projektu by měl být bezpilotní model letadla postavený na základě RC modelu známého špionážního letadla Global Hawk UAV (unmanned aerial vehicle). Jelikož jeho vývoj bude poměrně zdlouhavý, rozhodl jsem se publikovat deník, do kterého se budu snažit zaznamenávat pokroky ve vývoji a nápady, které by se případně mohli dalším vývojářům hodit.

Cíl projektu

Do modelu GlobalHawk UAV (70mm EDF) Kit z tvrzeného polystyrénu, po zalétání, zabudovat řídící jednotku vlastní výroby schopnou číst data z komerčně dostupných snímačů výšky a vzdušné rychlosti, gyroskopu, akcelerometru a GPS a s jejich pomocí autonomně řídit celý letoun. Mezi další vybavení bude patřit kamera a bezdrátový komunikační modul pro čtení telemetrie, zasílání povelů a snímání obrazu kamery.

Proč Global Hawk?

Pro RC model Global Hawk jsem se rozhodl z důvodu jeho dostatečně velké nosnosti, dobré řiditelnosti celé konstrukce díky velkému rozpětí a musím se přiznat, že nemalou roli také hrál vzhled letadla :)

Klikni pro skok na poslední záznam

10.06.2011

První objednávka z modelářsví HobbyKing. Na doporučení jiných modelářů jsem se rozhodl pro 4 článkové LiPol akumulátory a k nim vhodně zvolený motor schopný točit cca 40 tisíc otáček.

• Letadlo GlobalHawk UAV (70mm EDF) Kit
• Lipol akumulátory ZIPPY Flightmax 2200mAh 4S1P 20C
• AC motor pro 70 mm větrák HK2839
• Regulátor pro AC motor Turnigy Plush 40 A
• Serva HK15168 (8g / 1.2kg / 0.12s)

05.07.2011

Po týdnu na celnici zásilka konečně došla, poškozená. Odneslo to levé křídlo skoro uplným zlomením a jedním menším nalomením u trupu. Dále zjišťuji, že zvolený motor není pro použité dmychadlo úplně vhodný. Vrtule je dělaná na menší průměr hřídele a vývody motoru nevedou moc šikovně a bude nutné upravit tělo dmychadla.

11.07.2011

Neuvědomil jsem si, že RC vysílačka kterou používám nedisponuje "mixérem" pro serva a byl jsem nucen objednat hardwarový. Rovnou jsem vzal i kabeláž pro připojení všech serv.

• Turnigy V-Tail Mixer pro zadní V-křídlo
• Kabely k servům
• Rozbočky k servům

20.07.2011

Dorazil i zbytek doobjednávaných dílů. Fotografie všeho pohromadě. Na první fotografii je možné vidět provizorně opravené levé křídlo (lepené PUREXem a podlepené kusem 50mm lepící pásky se skelným vláknem).

30.07.2011

Dokončení opravy zlomeného křídla (přetření pozůstatků PUREXu bílou akrylovou barvou). Vyřezávání křidélek, V-křídel a dír pro výstužné tyče křídel. Dále bylo nutné odstranit přepážky překážející v prostoru dmychadla. Nemám k dispozici elektrickou řezačku polystyrénu, a proto jsem část vyřezal nožem a zbytek zahladil smirkovým papírem .

01.08.2011

Zkompletování a otestování dmychadla po vyřezávání otvorů pro vodiče motoru, převrtání upínacího dílu vrtule (hliníkový díl na obrázku vlevo) z 3,125mm na 4mm, odstranění nadbytečného držáku na horní straně dmychadla a zvětšení díry, kterou prochází hřídel motoru (Po dotažení šroubů se okraj díry dotýkal nepatrně vyčnívajícího ložiska motoru, což jej brzdilo).

Dmychadlo při svém výkonu a vysokých otáčkách dost "cvičí" a tak jsem jej pro potřeby testování pečlivě zajistil ve svěráku. Regulátor byl řízen 40 MHz přijímačem, kterým však model řízen nebude (vysílačka již není příliš spolehlivá a její dosah také není dostačující).

04.08.2011

Připevnění odřezaných křídélek přes plastové panty, přišroubování držáků pro táhla na křidélka a instalace serv. Provizorní zabudování dmychadla přes zbylý držák dvěma vruty kvůli vyřezávání průchodu pro vodiče motoru.

15.08.2011

Nastavení vodičů motoru a serv, upravení plastů přidržujících motor, přilepení držáků křídel na trupu, vyřezání drážek v křídlech pro vodiče serv a slepení celého trupu PUREXem. Provizorně jsem také na držáky přišrouboval nevzhlednou plastouvou folii dodanou výrobcem.

31.08.2011

Konečně mi po 2 týdnech zdržování na celnici došla nová vysílačka Turnigy 9x 9ch, kterou jsem byl po zkušenostech s levnou 35MHz vysílačkou nucen objednat. Často totiž docházelo k výpadkům signálu a dosah byl jenom asi 150 metrů, takže testování křehkého modelu by bylo zbytečně riskantní. Navíc nová vysílačka umí sama mixovat V-křidélka, takže nebude třeba zapojovat hardwarový mixer.

05.09.2011

Model je připraven k prvnímu testovacímu letu. Zamýšlené těžiště letadla bohužel ve třístránkovém obrázkovém manuálu (s popisy v čínštině) uvedeno nebylo, a tak jsem se spolehl na rady z diskuzních fór na kterých se zmiňují, že letadlo se chová dobře pokud je vyváženo v 1/3 křídla od jeho přední hrany. Což odpovídá cca poloze zadních přistávacích kol a model má tedy tendenci se při vypnutém motoru převažovat na ocas. Je tedy otázkou zda je špatně navržený model (Zadní kola jsou příliš vepředu) nebo zda nemá být těžiště více vepředu. To bude patrné až po prvních, doufejme že i nedestruktivních, pokusech o zalétání.

16.09.2011

Zálétávání na letišti RC modelklubu Neratovice dopadlo katastrofálně. Letadlo bylo pouštěno z ruky (za asistence mého kamaráda) a ihned po vyhození udělalo výkrut o 180° a asi po deseti metrech letu narazilo špičkou do země. Bohužel nevím zda to bylo konstrukční chybou (bude třeba přeměřit rovnoběžnost křídel) nebo zda jsem nevědomky při plném plynu přitáhnul naplno i křidélka.

17.09.2011

Model se mi podařilo celý opravit (zakrytí spojů vhodnou barvou hodlám provést až po úspěšném zalétání), ale další zalétávání odkládám a pokusím se o něj až po pár hodinách na simulátoru, abych měl jistotu, že neudělám znovu stejnou chybu při ovládání modelu. Naučit se létat ručně je bohužel pro konstrukci UAV naprostá nezbytnost nejen proto, že je možné při implementaci řízení rovnou počítat s nešvary letadla. Zároveň prvním úkolem modelu nemůže být samočinné vzlétání, ale je nutné začít s létáním v bezpečné výšce, do které musí být vyneseno ručně a posléze musí být ručně provedeno i přistávání.

18.09.2011

Dodělání natáčení předního kola (celkem hodně bastlířským způsobem) tak, aby bylo možné zatáčet. Držák kola bylo nutné o polovinu zkrátit a přišroubovat na něj táhlo serva. Dále byla upravena díra držáku v trupu a zevnitř nalepeny kusy balzy, které drží servo s kovovými převody. Jelikož je táhlo přilepené k hřídeli serva, drží celá "konstrukce" i bez toho, aniž by bylo servo přišroubováno vruty k trupu. V případě silného nárazu je tedy menší šance aby byly poškozeny jeho převody.

04.10.2011

Pro potřeby telemetrie a přenosu obrazu jsem vybral RF transreciever HopeRF RFM22B-868S2. Mezi jeho přednosti patří vysílací výkon až +20 dBm, malá velikosti a nízká cena (na tme.cz za 146kč bez DPH) . Komunikační rychlost 256 kbps bude stačit pro přenos cca jedné fotografie za 5 sekund při JPEG komprimaci, což je pro první pokusy dostatečné (při potřebě přenosu většího objemu dat by bylo nutné použít např. WiFi). Jedinou komplikací bude anténa. Zatím jsem se nerozhodl, zda navrhnout mikropáskový meandrový monopól nebo zakoupit již hotovou anténu.

U HopeRF jsem také zakoupil GPS přijímač GPS01, který je schopný napájet a používat aktivní GPS anténu. Tu jsem zakoupil zde. Pro snížení hmotnosti bylo nutné odstranit plastový kryt. Její výsledná velikost je 25x25x8,6 mm a hmotnost 17,4 g.

13.10.2011

Návrh elektroniky pro GPS a bezdrátovou komunikaci (RF board) dokončen a odeslán do PragoBoardu. Po několika pokusech o návrh planární antény v CST Studiu, jsem se nakonec rozhodl osadit SMA konektor nebo případně na DPS přímo připájet 1/4 vlnou prutovou anténu. Planární anténu se mi prostě nepodařilo navrhnout s uspokojivou směrovou charakteristikou vzhledem k tomu, jak bude modul v letadle umístěn. Jeho pozice je totiž podmíněnä GPS anténou, která musí směřovat vzhůru. RF board hodlám umístit do prostoru za baterii. GPS anténa bude přilepena přímo na DPS a vodiče koaxiálního kabelu budou připájeny na plošky které jsou vidět v blízkosti GPS modulu. S impedančním přizpůsobením vedení mezi moduly a konektory jsem se příliš netrápil a udělal je jen podle odhadu. Vzhledem k tomu, že výstupy modulů jsou impedančně přizpůsobené a vedení jsou vzhledem k vlnové délce krátká, nemělo by docházet příliš citelným ztrátám. V případě zájmu mohu na požádání poskytnou Eagle soubory.

Sociální sítě:

Vložit komentář: