Aerodynamic concept of the UAV in the gyrodyne configuration

• Autorzy: Muchowski M. , Szumski M. , Krzysiak A.

Warianty tytułu

PL

Zarys koncepcji aerodynamicznej UAV w układzie konstrukcyjnym gyrodyny

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents an aerodynamic concept of UAV in the gyrodyne configuration, as a more efficient one than the currently used UAV airframe configuration applied for monitoring tasks of power lines and railway infrastructure. A sample task which is realised by conceptual gyrodyne based on monitoring aerial power lines was characterised and described . The assumed idea of UAV was shown in comparison to the currently used aircraft configuration presented in the introduction. Referring to momentum theory, hover efficiency of the multicopter and the helicopter was evaluated. In relation to the helicopter, an initial draft of the airframe conception accompanied by a description of advantages of the gyrodyne configuration was exposed. Problems related to the gyrodyne configuration were emphasised in the summary.

PL

Artykuł przedstawia zarys koncepcji aerodynamicznej UAV w układzie gyrodyny, jako układu konstrukcyjnego sprawniejszego energetycznie spośród obecnie stosowanych układów UAV w zastosowaniu do zadań monitorowania infrastruktury energetycznej i kolejowej. Scharakteryzowano i opisano przykładowe zadanie realizowane przez koncepcyjną gyrodynę polegające na monitoringu napowietrznej linii energetycznej. Prezentowaną koncepcję UAV przedstawiono w zestawieniu z opisanymi we wstępie aktualnie stosowanymi układami UAV oraz oceniono na podstawie teorii strumieniowej sprawność zawisu dla przykładowego UAV w układzie multikoptera i śmigłowca. Następnie pokazano szkic koncepcji wraz z opisem spodziewanych zalet układu gyrodyny w stosunku do układu śmigłowca z jednoczesnym podkreśleniem w podsumowaniu możliwych problemów wynikających z przyjętego układu.

Słowa kluczowe

EN

aerodynamic concept; UAV; VTOL; gyrodyne; airframe configuration

PL

koncepcja aerodynamiczna; UAV; VTOL; gyrodyna; układ konstrukcyjny

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 1 (250)
• Strony: 50--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Muchowski M.

• Department of Fluid Mechanics and Aerodynamics, Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszow University of Technology, Al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszow, Poland

autor

Szumski M.

• Department of Fluid Mechanics and Aerodynamics, Mechanical Engineering and Aeronautics, Rzeszow University of Technology, Al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszow, Poland

autor

Krzysiak A.

• Aerodynamics Department, Institute of Aviation, Al. Krakowska 110/114, 02-256 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Reg, A., 2010, Unnamed aircraft system of UAVS design, development and deployment , A John Wiley and Sons, Ltd.
• [2] Dudek, B., 2011, “Live working in industrial network” (“Prace pod napięciem w sieci przesyłowej”), Handbook INPE No. 36, (in Polish).
• [3] Dudek B. and Czapaj R., 2007, “Advances in robotics and IS techniques in network works, especially under voltage” („Postęp w dziedzinie robotyzacji i technik SI w pracach sieciowych zwłaszcza pod napięciem”), IX Conference “Live working in nn, SN and WN networks in Poland and in the world), pp. 19-30 (in Polish).
• [4] Galiński, C., 2016, Selected Problems of Aircraft Design (Wybrane Zagadnienia Projektowania Samolotów), Institute of Aviation, Warsaw (in Polish).
• [5] Nonami, K., 2007, Prospect and recent research & development for civil use autonomous unmanned aircraft as UAV and MAV, Journal of System Design and Dynamics, Vol. 1, No. 2, pp. 120-128.
• [6] Osborne, S., R., 2007 Transitions between hover and level flight for a tailsitter uav , Thesis submitted to the faculty of Brigham Young University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science Department of Electrical and Computer Engineering Brigham Young University.
• [7] Okada, N., Kubo, D., Muraoka, K. and Sato, M., 2012, Transition flight of quad tilt wing vtol uav , Japan Aerospace Exploration Agency, 28th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences.
• [8] Yuksek B., Vuruskan, A., Ozdemir, U., Yukselen, M., A., and Inalhan, G., 2016, Transition Flight Modeling of a Fixed-Wing VTOL UAV , Springer Science+Business Media Dordrecht.
• [9] Szabelski, K., Ed., 1995, Introduction to helicopter construction (Wstęp do konstrukcji śmigłowców) Transport and Communication Publishers, Warsaw (in Polish).
• [10] Juriew, B., J., 1959, Aerodynamics of propellers and helicopters (Aerodynamika śmigieł i śmigłowców), Publishing House of Ministry of National Defense, Warsaw (in Polish).
• [11] Harris F. D., 2003, Overview of Autogyros and The McDonnell XV-1 Convertiplane, NASA.
• [12] Gordon Leishman J. 2005 Principles of Helicopter Aerodynamics, Cambridge University Press.
• [13] Ferguson K., Thomson D., 2015, Performance comparison between a conventional helicopter and compound helicopter configurations , Downloaded from pig.sagepub.com At Cambridge Univ Library.
• [14] Gibbings, D., 2004, The Fairey Rotodyne – technology before its time?, The Aeronautical Journal, Paper No. 2923.
• [15] Houston, S. S., 2007, The Gyrodyne – A Forgotten High Performer? Journal of the American Helicopter Society, Vol. 52, No. 4, pp. 382-391.
• [16] DJI Official, 2017, MG-1S. [online] Available at: https://www.dji.com/mg-1s [Accessed 16 Nov. 2017].
• [17] Strzelczyk P., 2007, Selected problems of propeller aerodynamics (Wybrane zagadnienia aerodynamiki śmigieł), Rzeszów University of Technology Publishing House, Rzeszów (in Polish).
• [18] Stepniewski W. Z., Keys, C. N., 1978, Rotary-wings aerodynamics. Dover Publications New York.
• [19] Roman K., 2008, “Experimental helicopters – flying laboratories based on the IS-2 helicopter” („Śmigłowce eksperymentalne – latające laboratoria na bazie śmigłowca IS-2”), Transactions of the Institute of Aviation, No. 194-195.
• [20] Krzyżanowski A., 2010, Helicopter flight mechanics (Mechanika lotu śmigłowców), Military University of Technology, Warszawa.
• [21] Drees, J. Meijer, Hendal, W. P., Airflow Patterns in the Neighborhood of Helicopter Rotors. Aircraft Eng., vol. XXIII, no. 266, Apr. 1951, pp. 107-111.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).