Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Tests of pulse interference from lightning discharges occurring in unmanned aerial vehicle housings made of carbon fibers

Szczupak Paweł, Kossowski Tomasz, Szostek Kamil, Szczupak Mateusz

Eksploatacja i Niezawodność

|

2025

|

Vol. 27, no. 1

art. no. 193984

EN

The Aim of the study was to determine the effect of a carbon fiber enclosure on overvoltages induced in unmanned aerial vehicle (UAV) circuits. Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) is characterized by a heterogeneous structure and a thorough analysis of its impact on the LEMP (Lightning ElectroMagnetic Pulse) protection of UAVs is crucial for the further development of such machines. These overvoltages are the result of an impulsive electromagnetic wave (EMP), a consequence of flashes. The shorter the distance, the greater the amplitude of the EMP and the greater the value of the surges. Their maximum value determines the safe limit within which an object can move. This distance can be reduced by using shielding or an enclosure that can absorb or dissipate EMP. The tested object was placed in the middle between a large capacitor plates, which ensured the uniformity of the field. This article presents new results of tests on the CFRP shielding effectiveness against the electrical component of atmospheric discharge. using described below method, an increase in the signal amplitude inside the box was achieved in relation to the input signal, thus strengthening it instead of suppressing it.

2

Improvement of unmanned aerial vehicles model under surge of lightning electromagnetic pulse developed using artificial intelligence based on laboratory measurements in reference to classical regression methods

Kossowski Tomasz, Mazur Damian, Kwiatkowski Bogdan, Hawro Przemysław, Imiełowski Andrzej

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2025

|

Vol. 73, nr 2

art. no. e153423

EN

Unmanned aerial vehicles (drones) are increasingly used in a growing number of applications, both civil and military. Their design is based on low weight, making the presence of shielding a difficult decision between safety and weight. Currently, there are no mathematical models to determine the safety of drones operating near a storm front. Lightning causes an electromagnetic wave of an impulse nature, which may pose a real threat to electronic systems. This work attempts to develop a mathematical model for simulating drone safety in terms of electromagnetic pulses using artificial intelligence-based tools. Actual measurement results collected from four drones were used as training data. They were tested in laboratory conditions using specialized measuring equipment used to test avionics in accordance with international standards such as DO-160. A repeatable surge pulse generator and a data acquisition system allowed us to collect information on how overvoltages propagate inside the drone systems. Systems that directly influence its operation were selected for this purpose, such as the power supply system, engine controllers, GPS, camera and data bus lines. Other works show that most overvoltages are induced in motor coils and antennas. On this basis, a number of formulas and equations were developed to describe the most important elements of the drone, without which its correct operation would not be possible. The results of the analyses and the mathematical model of the drone based on the examined cases are presented in this work as a complement to real experiments.

3

Analysis of the electric field distribution in the parallel-plate capacitor designed for testing the immunity of electrical devices to lightning electromagnetic pulse

Kossowski Tomasz, Szczupak Paweł

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 2

232--235

EN

The article verifies the actual voltage distribution inside a 2x2x1m capacitor. It is used to test objects an order of magnitude smaller, e.g.: unmanned aerial vehicles and determine the influence of the electrical component on the resulting surges in the circuits of these devices. The theoretical field distribution for an ideal capacitor is uniform, but for a real one, it can deviate significantly from the assumptions. This is affected by a number of factors, including conductive objects in the immediate vicinity, electrical wiring in walls, or water pipes. This is because each real capacitor has a different distribution of the electric field inside as well as near the ends of its covers. The uniformity of this distribution is therefore significantly altered, and it is necessary to determine in which cross-sectional area it is constant and provides the right conditions for reliable measurements. To determine these parameters, time-varying signals of low (a sinusoidal waveform with a frequency of 50 Hz) and medium frequency (a lightning surge pulse with rise/fall times of 6.4/69 µs) were used. The results of the analysis are presented in this article.

PL

W artykule weryfikowano rzeczywisty rozkład napięcia wewnątrz kondensatora o wymiarach 2x2x1m. Służy do badania obiektów o rząd wielkości mniejszych np. bezzałogowych statków powietrznych i określania wpływu elementu elektrycznego na powstałe przepięcia w obwodach tych urządzeń. Teoretyczny rozkład pola dla idealnego kondensatora jest równomierny, ale dla rzeczywistego może znacznie odbiegać od założeń. Wpływ na to ma wiele czynników, w tym przewodzące obiekty w bezpośrednim sąsiedztwie, przewody elektryczne w ścianach lub rury wodociągowe. Dzieje się tak, ponieważ każdy rzeczywisty kondensator ma inny rozkład pola elektrycznego wewnątrz i na końcach jego osłon. Jednorodność tego rozkładu zostaje zatem znacząco zmieniona i konieczne jest określenie, w jakim obszarze przekroju jest on stały i zapewnia odpowiednie warunki do wiarygodnych pomiarów. Do wyznaczenia tych parametrów wykorzystano zmienne w czasie sygnały o niskiej (przebieg sinusoidalny o częstotliwości 50 Hz) i średniej częstotliwości (impuls udarowy piorunowy o czasach narastania/opadania 6,4/69 µs). Wyniki analizy przedstawiono w tym artykule.

4

Podsumowanie badań komercyjnych bezzałogowych statków powietrznych na pole elektromagnetyczne bliskich wyładowań atmosferycznych

Szczupak Paweł, Kossowski Tomasz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 6

84--87

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań związanych z analizą przepięć indukowanych w obwodach bezzałogowego statku powietrznego typu dron. Były one wynikiem oddziaływania na maszynę niezależnie - składową magnetycznąo oraz elektryczną pola elektromagnetycznego. Bezzałogowy statek powietrzny umieszczono odpowiednio wewnątrz cewek Helmholtza dla uzyskania jednorodnego pola magnetycznego oraz wewnątrz kondensatora o wymiarach 2x2x1 m (szer. x wys. x odl.), gdzie występowało jednorodne pole elektryczne. Jednorodność obu składowych została zapewniona dzięki zastosowaniu układów o rząd wielkości większych niż obiekt badany w ich wnętrzu. Otrzymane wyniki pozwoliły określić niezależny wpływ każdej ze składowych pola elektromagnetycznego na pracę takiego urządzenia i określenie czy jest ono bezpieczne podczas pracy w trudnych warunkach atmosferycznych. Badania te są ważne, ze względu na coraz szersze zastosowanie dronów w przemyśle, świadczeniu różnych usług oraz podczas wojny.

EN

The article presents the collected results of research related to the analysis of surges induced in the circuits of an unmanned drone aircraft. They were the result of the interaction of the magnetic and electric field components on the machine independently. The device was placed, respectively, inside Helmholtz coils for a homogeneous magnetic field and inside a 2x2x1 m capacitor, where a homogeneous electric field was present. The homogeneity of both components was ensured by using systems an order of magnitude larger than the test object inside them. The results obtained made it possible to determine the independent effect of each component of the electromagnetic field on the operation of such a device and to determine whether it is safe to operate in harsh weather conditions. This research is important, given the increasing use of drones in industry and in war.

5

Lightning tests of unmanned aircrafts with impulse generator

Kossowski Tomasz, Filik Kamil

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 8

67--70

EN

This article presents the results of experimental research on the susceptibility of multi-rotor aircrafts to atmospheric discharges. The study was carried out in the Laboratory of Lightning Immunity Tests of Avionicsat the Rzeszów University of Technology, using the only such equipment in Poland. The influence of disturbances arising during lightning strikes on the drone's work was investigated, simulating a flight in the immediate vicinity of the storm front. Specialist pulse generator designed for avionics research made it possible to perform repeat measurements for different variants of the propagation path of the disturbance and its value.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych dotyczących podatności wielowirnikowych statków powietrznych na wyładowania atmosferyczne. Badania prowadzono w laboratorium przepięciowych badań awioniki w Politechnice Rzeszowskiej, wykorzystując jedyny tego typu sprzęt w Polsce. Badano wpływ zakłóceń powstających podczas wyładowania atmosferycznego na pracę drona, symulując jego lot w bezpośrednim sąsiedztwie frontu burzowego. Specjalistyczny generator impulsów przeznaczony do badania awioniki umożliwił wykonanie powtarzalnych pomiarów pod kątem różnych wariantów toru propagacji zakłócenia oraz jego wielkości.

6

Analysis of the influence of strong magnetic field on unmanned aircrafts, using Helmholtz coil

Kossowski Tomasz, Szczupak Paweł

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 6

11--14

EN

The aim of experimental research was to measure disturbances in the unmanned aircraft circuits subjected to pulsed, strong magnetic field. It's equal to the disturbances during lightning strike. The Marx generator and the Helmloltz coil were used for the tests. The tested object was placed in the center of Helmholtz coil.

PL

Celem badań eksperymentalnych był pomiar zakłóceń w obwodach bezzałogowych statków powietrznych poddanych działaniu impulsowego, silnego pola magnetycznego. Odzwierciedlało to zakłócenia powstające podczas wyładowania atmosferycznego. Do badań wykorzystano generator Marksa oraz cewkę Helmloltza. Badany obiekt umieszczono wewnątrz cewki Helmholtza.

7

Adjustment coefficients for planimetric analysis of the granulometry of coarse-grained sediments

Pisarska-Jamroży Małgorzata, Kossowski Tomasz, Jamroży Jerzy

Geologos

|

2011

|

Vol. 17, No. 4

221--226

EN

The relationship between results from granulometric analyses of by sieving and by planimetry was investigated by numerical simulation of cubes filled with boulders, cobbles and pebbles. Cross-sections through the sediment were simulated and compared with photos of an actual outcrop wall. Volumes estimated on the basis of planimetric analysis using the cross-sections were compared with sieve analyses, thus allowing to determine adjustment coefficients. The coefficients for pebbles and cobbles have a small standard error, but are larger for boulders, which might be a consequence of too small areas formed by the cross-sections.