Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 13

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  mikrosamolot
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
EN
Two configurations of micro-airplanes are compared in this paper. The first, very innovative one, has a propeller working in a slot in the middle of the wing. The second airplane has more classical configuration with a pusher propeller. Advantages and disadvantages of both configurations are evaluated, which makes it possible to assess what are the best possible mission types for each micro-airplane.
PL
W artykule porównano dwie konfiguracje mikrosamolotów. Pierwsza z nich, innowacyjna, ma śmigło w szczelinie płata. Druga, bardziej konwencjonalna zakłada wykorzystanie śmigła pchającego. Oceniono wady i zalety obydwu konfiguracji, dzięki czemu można wskazać najbardziej odpowiednie rodzaje misji dla każdego z mikrosamolotów.
PL
W artykule przedstawiono przebieg eksperymentu mającego na celu wykonanie badań zarówno stacjonarnych jak i niestacjonarnych mikrosamolotu względem kątów natarcia, ślizgu i pochylenia. Omówiony jest cel i zakres przeprowadzonych badań, przedstawione są także wyniki badań w dziedzinie czasu oraz położenia kątowego mikrosamolotu.
EN
Paper contains research data for pitch, yaw and roll movement of micro UAV. The field and the goal of experiment is shown with its results both in time and angular position field.
PL
W artykule zaprezentowano proces obliczeniowy charakterystyk aerodynamicznych bezzałogowego aparatu latającego. Jako obiekt badań wybrany został mikro-samolot typu delta w układzie latającego skrzydła o symetrycznym profilu płata. Do identyfikacji współczynników aerodynamicznych modelu oraz analizy opływu samolotu zostały zastosowane programy komputerowe XFLR5 oraz COMSOL Multiphysics wykorzystujące odpowiednio metodę panelową oraz metodę elementów skończonych. Wpracy zawarto matematyczny model opływu ciała, podstawy teoretyczne użytych metod obliczeniowych, pokazano wyniki przeprowadzonych analiz oraz dokonano ich porównania. W rezultacie oceniono możliwość zastosowania metod panelowych do obliczeń pochodnych stateczności mikro-samolotu.
EN
The paper presents the computing process of Micro Air Vehicle (MAV) aerodynamics characteristics. As the research object a fixed wing in the delta system with a symmetrical airfoil was chosen. To identify the aerodynamic coefficients and to flow analyzing around the MAV model XFLR5 and COMSOL Multiphysics software were used basing on the panel method and the finite element method respectively. The paper contains the mathematical model of flow around the body and the theoretical framework of used methods. Flow analysis results for both methods were shown and their comparison was made. As a result, possibility of using panel methods to calculate the MAV aerodynamics coefficients was assessed.
PL
Typowe sterowanie mikrosamolotem odbywa się w klasyczny sposób z wykorzystaniem powierzchni nośnych płatowca. Czasami ze względu na ograniczone możliwości konstrukcyjne MAV i postawione jemu wymagania należy zmienić sposób sterowania MAV a tym samym zmienić sposób powstawania wirów krawędziowych na krawędzi natarcia samolotu. W poniższym artykule w pierwszym etapie zostanie rozpatrzony model MAV z wysuwaną barierą mechaniczną na krawędzi natarcia. W drugim zaś zostanie zaprojektowane prawo sterowania barierą w oparciu o regulator ślizgowy ( ang. sliding controller). Uzyskane w ten sposób badania symulacyjne zostaną ze sobą porównane w celu wyciągnięcia istotnych wniosków.
EN
Nowadays control of MAV progressed in typical way by surface lift vehicle. Sometimes in relative limited possibility structural we may changed way control of MAV. Simultaneously we have changed way appear leading edge vortexes on vehicle. The paper was divided on two stage. In the first step was consider mathematical model of MAV with movable bar mechanical on leading edge. In second step was designed control law for control movable mechanical bar based on sliding controller. Obtained results in simulation was collected and compared.
PL
Artykuł prezentuje koncepcję algorytmu autonomicznego sterowania lotem w kanionach ulic z wykorzysta- niem dwóch laserowych czujników odległości oraz zaawansowanego układu autopilota. Czujniki laserowe zamontowane w układzie V monitorują odległość pomiędzy mikrosamolotem a budynkami tworzącymi kanion ulicy. Wbudowane w autopilota dodatkowe oprogramowanie realizujące opracowany algorytm sterowania oparty o regulatory PID przejmuje kontrolę nad lotem mikrosamolotu w momencie wykrycia zagrożenia. W celu analizy skuteczności proponowanego algorytmu opracowano symulację w środowisku MATLAB – SIMULINK, której wyniki prezentują bezkolizyjne trajektorie lotu w przykładowych kanionach ulic. Dlatego też implementacja opracowanego algorytmu pozwoli zbudować mikrosamolot zdolny do autonomicznego lotu w terenie miejskim.
EN
The paper describes the idea of autonomous flight control of micro aerial vehicle in streets’ canyons, which is based on two laser rangefinders and advanced autopilot. The sensors are mounted so as to create plane V shape of laser beams and they are scanning distance between micro aerial vehicle and buildings creating street canyon. The additional routine realizing conducted algorithm based on PID controllers can be built in the autopilot firmware and it will take charge of flight control when critical distance is detected. To analyze effectiveness of proposed algo- rithm, the simulation experiment was prepared in MATLAB – SIMULINK software and its results present collision free flight trajectories. So the realization of proposed algorithm allows creating autonomous micro aerial vehicle which will be able to fly in urban environment.
PL
W niniejszym artykule przedstawiono badania symulacyjne sił, momentów i współczynników aerodynamicznych bezzałogowego mikrosamolotu z barierami mechanicznymi umieszczonymi przy krawędzi natarcia. Wymiary mechanicznych turbulizatorów zostały określone we wcześniejszych badaniach. Na drodze obliczeń MES wyznaczono i porównano wartości współczynników aerodynamicznych dla różnych konfiguracji barier. Przedstawiono zależność pomiędzy charakterystykami mikrosamolotu i liczbą Reynoldsa. Na tej podstawie można wstępnie wnioskować o zakresie prędkości umożliwiającym stosowanie krawędziowych turbulizatorów mechanicznych. W rezultacie obliczeń przedstawiono wstępną koncepcję sterowania lotem mikropłatowca z barierami mechanicznymi umieszczonymi po obu stronach powierzchni nośnych skrzydła typu delta.
EN
In this paper simulation research on aerodynamic forces, moments and coefficients of the micro UAV with mechanical barrier situated near edges of attack were presented. Dimensions of mechanical turbulizers were obtained in previous exami nations. Aerodynamic coefficients values for different barriers configurations were computed and compared by means of FEM. Relationship between MAV characteristics and Reynolds numbe was depicted. On the basis of the calculations it is possible to tentatively draw conclusions as to the range of air velocity which allows to apply mechanical edge vortex generators. Basing on calculations the preliminary idea of the flight control of the micro aerial vehicle with mechanical barriers located on both side of the delta wing lift surfaces was presented.
PL
W referacie przedstawiono badania aerodynamiczne i strukturalno-dynamiczne piezo-generatora wirów kra- wędziowych dla samolotu typu MAV (ang. Micro Air Vehicle) z skrzydłem w kształcie delta. Zaprezentowano również badania strukturalne giętkiej powierzchni ruchomej napędzanej przez piezo-generator oraz jej wpływu na aerodynamikę przepływu powietrza wokół skrzydła delta. Obliczenia prowadzone były w sposób sprzężony, w którym przemieszczenia ruchomej powierzchni wywołane sinusoidalnie zmienną siłą piezo-generatora przesyłano do programu obliczającego model turbulencji przepływu powietrza. Dla porównania przeprowadzono obliczenia przepływu powietrza bez i z piezo-generatorami wbudowanymi symetrycznie w obie strony skrzydła delta. Wyniki badań symulacyjnych i obliczeń numerycznych zaprezen- towano w pracy.
EN
In the paper, the aerodynamics and flexible structural dynamics investigations of the Micro Air Vehicle (MAV) delta wing with vortex piezo-generators are presented. A numerical methodology coupling Navier-Stokes equations and structural modal equations for predicating vortex generators in 3D delta wing are investigated. The two-way coupled numerical calcula- tions with fluid structure interaction (FSI), where the air in the boundary layer interacts with the solid structure of the vortex generator surface, are applied. The flexible moving surfaces deformations (small plates assembled in the wing surface) driven by controlled piezo-stacks are simulated and their influence on the air flow in the delta boundary layer was calculated. Simulation results which show significant improvements in delta control by the vortex generators are presented.
PL
Artykuł przedstawia algorytm autonomicznego sterowania lotem mikrosamolotu w kanionach ulic z wykorzystaniem obrazu z kamery jako nośnika informacji o otoczeniu mikrosamolotu. Struktura algorytmu i proces przetwarzania informacji video została tak skonstruowana, aby możliwa była jego realizacja z wykorzystaniem dostępnych urządzeń tj. mikrokamer, zaawansowanego autopilota oraz procesorów sygnałowych DSP. Na podstawie opracowanego modelu algorytmu przygotowano i wykonano badania symulacyjne. Uzyskane wyniki potwierdzają skuteczność opracowanego algorytmu w autonomicznym sterowaniu lotem mikrosamolotu w kanionach ulic. Jednakże przeprowadzone symulacje nie wykorzystywały rzeczywistego obrazu video, a jedynie uproszczony model perspektywicznego obrazu mapy ulicy. Dlatego też należy przeprowadzić dalsze badania uwzględniające wszystkie etapy przetwarzania obrazu.
EN
The paper presents a control algorithm of autonomous flight of micro aerial vehicle in streets’ canyon using camera as a source of information about surrounding environment. The algorithm structure and the video processing routines were designed in the way which enables possibility of the algorithm realization using available devices such as micro cameras, advanced autopilots and DSP processors. Basing on the designed algorithm model a simulation experiment was conducted. The results confirm the effectiveness of the proposed control algorithm of micro aerial vehicle autonomous flight in streets’ canyons. The simulation didn’t use the real video signal, but only simplified model of perspective view on street map was employed. That is why the research should be continued including all steps of video processing routine.
9
EN
Micro Air Vehicles (MAVs) are miniature airplanes constructed from state-of-the-art materials, designed to be small, light, and highly resilient. Current applications include surveillance, reconnaissance, and munitions. Many of the planes, because of their size, have unconventional designs with respect to the wings and control surfaces. Instability introduced by the small non-traditional aircraft designs must be addressed, to eliminate the need for an expert pilot for aircraft control and navigation. In this paper we present a state-of-the-art technology development focused on the technologies and components required to enable flight at small scales, including flight control, power and propulsion, navigation, multi-purpose structures, advanced communications and information systems, Micro-electro-mechanical Systems (MEMS), advanced sensors, and lightweight, efficient high-density power sources.
PL
Praca przedstawia przegląd technologii stosowanych dla mikrobezzałogowych statków powietrznych (MBSP). MBSP to obiekty latające zdolne do wykonywania użytecznej pracy, wystarczająco małe, aby mogła je obsługiwać jedna osoba i bezpieczne w eksploatacji na silnie zaludnionym terenie. Praca składa się z trzech części. Pierwsza opisuje temat ogólnie. Druga część prezentuje osiągnięcia autora w dziedzinie projektowania mikroentomopterów. Część trzecia przedstawia wyniki prac badawczych autora dotyczących rozwoju mikrosamolotów. Podsumowanie kończy pracę. Ogólny opis tematu zawiera krótką historię rozwoju MBSP, przegląd stosowalnych teorii, technik i technologii. Ponadto przeanalizowano główne problemy rozwoju MBSP oraz możliwości zastosowań. Autor twierdzi, że mikrosamoloty mogą być używane na otwartej przestrzeni, śmigłowce na terenach zurbanizowanych a mikroentomoptery wewnątrz budynków. Mikroornitoptery potraktowano jako zbyt skomplikowane, aby były użyteczne w chwili obecnej. Na koniec przedyskutowano potencjał badawczy każdego z układów. W części drugiej opisano dwie konstrukcje stanowisk badawczych mikroentomopterów. Entomoptery są obiektami latającymi, których konstrukcja jest zainspirowana aerodynamiką owadów. Owady latają wahając w górę i w dół oraz przekręcając skrzydłami w dużym zakresie kątów przy równoczesnym machaniu do przodu i do tyłu. W trakcie tego ruchu końcówka skrzydła porusza się w przybliżeniu po trajektorii w kształcie cyfry osiem, a kąt natarcia skrzydła, dzięki przekręcaniu, zmienia się znacząco. Celem opisanych tu badań było zaprojektowanie i zbudowanie dwóch podobnych do owadów mechanizmów trzepoczących o gabarytach rzędu 150 mm. Głównym celem było stworzenie stanowisk badawczych do badań aerodynamicznych zawisu, ale również stworzenie prototypu przyszłego trzepoczącego MBSP. Rozważano trzy przypadki wyidealizowanych trajektorii w kształcie cyfry osiem: (1) lemniskata Bernoulliego, (2) krzywa Watta szóstego stopnia, (3) krzywe Lissajous. Pierwsza z nich okazała się atrakcyjna teoretycznie, ale niepraktyczna, pozostałe zaś zarówno teoretycznie, jak i praktycznie wykonalne. Najważniejsze skróty Mechaniczna realizacja krzywej Watta szóstego stopnia miata być oparta na połączeniu czworoboku przegubowego z przegubem przestrzennym, podczas gdy krzywe Lissajous byty generowane przez podwójny sferyczny mechanizm jarzmowy z jarzmami stożkowymi. W obu przypadkach mechanizmy uzupełniono krzyżem maltańskim w celu wygenerowania przekręceń skrzydła. Krótko opisano projekt, wykonanie i badania obu mechanizmów. Trzecia część pracy jest poświęcona projektowaniu mikrosamolotów. Kilka prototypów MBSP w układzie stałopłata zbudowano dotychczas w różnych ośrodkach badawczych na świecie. Mają one dosyć dobre osiągi w zakresie długotrwałości i zasięgu. Jednakże mają one trudności z lataniem w turbulentnej ziemskiej warstwie przyściennej, która powoduje znaczną zmienność kąta natarcia. Potencjalne rozwiązanie tego problemu dostrzeżono w trakcie opisanego tu projektu, gdy MBSP w układzie delty wykazał się zdolnością wytwarzania wiru krawędziowego. Wir krawędziowy jest dobrze znanym zjawiskiem, pozwalającym na projektowanie wysokomanewrowych samolotów bojowych, zdolnych do lotów na bardzo dużych kątach natarcia. Wiele z nich jest budowanych w układzie pasmowego skrzydła delta. Założono, że wysokomanewrowy MBSP mógłby być stateczny w silnej turbulencji. Niestety integracja pasmowego skrzydła delta z napędem śmigłowym nie była łatwa. Napęd śmigłowy wydaje się najlepszy dla MBSP w układzie stałopłata. Jednakże śmigło umieszczone z przodu samolotu zmniejszałoby lokalnie kąt natarcia, likwidując możliwość powstania wiru krawędziowego. Z drugiej strony, konfiguracja pchająca byłaby niebezpieczna przy starcie z ręki, jako że kontakt śmigła z ręką osoby wypuszczającej mógłby powodować zarówno zranienia, jak i uszkodzenia samolotu. W związku z tym śmigło umieszczono w szczelinie wewnątrz obrysu skrzydła. W tej konfiguracji strumień zaśmigłowy omywa bezpośrednio powierzchnie sterowe, co jest traktowane jako dodatkowa zaleta, niemal równoważna sterowaniu wektorem ciągu w nowoczesnych samolotach myśliwskich. Model o takiej konfiguracji był testowany w tunelu aerodynamicznym w celu zbadania interferencji pomiędzy strumieniem zaśmigłowym a wirem krawędziowym. Wynik był pozytywny, gdyż wpływ wiru krawędziowego okazał się silniejszy z silnikiem włączonym niż wyłączonym. Następnie zbudowano MBSP do prób w locie. Próby te potwierdziły zalety opisanej konstrukcji. Podsumowanie zawiera wnioski wysnute na podstawie badań przedstawionych w tej pracy, jak również opis planowanych projektów, które mają być podjęte w celu zastosowania dotychczasowych osiągnięć.
EN
This work presents a review of Micro Air Vehicles (MAV) technology. MAV's are defined as flying objects capable of executing useful tasks, small enough to be operated by one person and safe in highly-populated area. It consists of three main parts. The first section describes the subject in general. The second part presents the author's achievements in the area of micro-entomopters design and the third part presents the results of the author's research program devoted to the development of micro-airplanes. The summary concludes the work. The general description outlines a brief history of MAV and reviews existing theories, techniques and technologies applicable. The main problems of MAV development and possible applications are also discussed here. The author asserts that micro-airplanes can be used for open space applications, helicopters for outdoor urban applications whereas micro-entomopters are best for indoor applications. Micro-ornithopters are perceived as being too complicated to be useful at the moment. Finally research potential is discussed. The second part describes two designs of a micro-entomopter test rig. Entomopters are flying vehicles inspired by the aerodynamics of insects. Insects fly by oscillating (plunging) and rotating (pitching) their wings through large angles, while sweeping them forwards and backwards. During this motion the wing tip approximately traces a figure-of-eight and the wing changes the angle of attack (pitching) significantly. The aim of the work described here was to design and build two insect-like flapping mechanisms on a 150 mm scale. The main purpose was to construct test rigs for aeromechanical research on hovering, but also to provide a prototype design for a future flapping wing MAV. Three instances of idealized figure-of-eight were considered: (1) Bernoulli's lemniscate, (2) Watt's sextic, and (3) Lissajous curves. The first of which was found theoretically attractive, but impractical, while the others both theoretically and practically feasible. The mechanical realization of Watt's sextic was to be based on a four-bar linkage combined with a spatial articulation, while Lissajous curves were generated by double spherical Scotchyoke mechanism. In both cases, mechanisms were supplemented by a drive train utilizing a Geneva wheel for a wing-pitch reversal. The actual design, implementation and testing of these conccpts is briefly described. The third part of the work is devoted to the design of micro-airplanes. Several prototypes of fixed wing MAV have been built to date, in different parts of the world. They have achieved quite a good range and endurance performance. However, they suffer from near Earth boundary layer turbulence that creates a high variation in the angles of attack. The potential solution to this problem was noted in the course of the project described here, when delta wing MAV configuration exhibited the existence of leading edge vortex. Leading edge vortex is a well-known phenomenon that allows the design of supermaneuverable jet fighters, capable of flying at very high angles of attack. Many of them utilize a cranked delta wing configuration. It was assumed that highly maneuverable MAV could be stable in turbulent air. Unfortunately, the integration of the cranked delta wing with propeller propulsion was not straightforward. Propeller propulsion seems to be most suitable for a fixed wing MAV. A propeller at the front of the vehicle would decrease the angle of attack locally, thus negating the effect of the leading edge vortex. On the other hand, a pusher configuration would be dangerous for hand launching, as direct physical contact with the propeller by the launching person could cause both personal injury as well as damages to the airplane. Therefore, an airplane configuration was developed with the propeller located in a slot inside the wing contour. The propeller blows directly at the control surfaces in this configuration, which is perceived as an additional advantage, almost equivalent to the thrust vectoring of a modern fightcr airplane. The model of this configuration was tested in the wind tunnel to investigate the co-opera-tion of the leading edge vortex with the propeller stream. The results were positive since the effect of the leading edge vortex appeared to be stronger in motor ON mode than in motor OFF mode. Later on, a MAV was built to test this configuration in flight. The flight testing confirmed the positive characteristics of this design. The summary contains conclusions drawn from all aspects of this work, as well as a descriplion of future projects to be undertaken in order to implement current achievements.
PL
W artykule przwdstawiono najważniejsze z punktu widzenia mechaniki lotu fakty "z życia owadów", a następnie omówiono zagadnienia związane z budową miniaturowych obiektów latających, tzw. mikrosamolotów napędzanych trzepoczącymi skrzydłami.
EN
The most content of the paper constitutes methodology for the developmen of the flight mechanics of animalopters. The objective of the paper is to present possibilities of transferring to animalopter dynamics methods applied to flexible structure control in aeronautics. The main assumptions are as followes: the flow is assumed to be potential and incompressible, and animals are assumed to be rigid with movable, flexible wings. Two important aspects of the problem are considered: structure modelling and modern control methods. The old Wright Brothers' idea of wing twisting to achieve a specified roll rate is examined in a new arena of MAV manoeuvres.
PL
W pracy podjęto problem zapotrzebowania energetycznego do lotu mikrosarnolotu. Rozpatrzono trzy obiekty zbudowane w trzech układach: stałopłata, wiroplata i entomoptera. Dla każdego z badanych układów aerodynamicznych dokonano obliczeń energii niezbędnej do lotu i wykonywania manewrów. Wykazano, że w przypadku gdy mikrosamolot nie musi wykonywać zawisu, najefektywniejszym jest uktad stałoplata. Natomiast, w przypadku gdy wymagany jest zawis, efektywność układu - wiropłat czy ornitopter, uzależniona jest od profilu misji i prędkości wiatru.
EN
This paper describes power requirements fur micro air vehicles/ Three flight modes have been researched fixed wing, rotary wing and flapping wing. iinergy and power requirements for the three flight modes have been calculated. It has been discovered that when there is no hower requirements, fixed wing is always most energy efficient for the micro air vehicle. However, if there is a hower requirements, the suitability of flapping or rotary wing is dependent on the mission profile and ambient windspeed.
13
Content available remote Mechanika lotu owadów a mikrosamoloty - rola modelowania opływu skrzydła owada
PL
W pracy przedstawiono najpierw najważniejsze z punktu widzenia mechaniki lotu fakty "z życia owadów", a następnie omówiono zagadnienia związane z budową miniaturowych obiektów latających, tzw. mikrosamolotów. Główny nacisk położono na wyjaśnienie nowego zjawiska generowania siły nośnej, zwanego mechanizmem Weisa-Fogha. Na zakończenie omówiono modele opływu skrzydła owada w różnych fazach lotu.
EN
Firstly, the paper shows the most important facts of living insects from the point of view of flight mechanics then discusses problems in MAV construction. The problem of special interest was the explanation of a new for technicians phenomenon of aerodynamic lift generating, called the Weis-Fogh mechanism. Finally, insect wing flowover-models in different stages of flight were discused.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.