Hvorfor er der ikke fløjet quadcopters af menneskelige piloter endnu?

Ville de ikke være mere stabile og lettere at kontrollere end helikoptere?

Kommentarer

  • Hvem siger, at de ikke har ‘ t? da.wikipedia.org/wiki/Quadcopter#Tilbage_forsøg
  • Godt punkt. Jeg ‘ spørger ikke rigtig, hvorfor ingen har prøvet, men snarere hvorfor det ikke er blevet vedtaget ‘ endnu.
  • En seriøs udvikling ser ud til at ske 🙂 – gizmag.com/go/4645/picture/15365
  • Hvis jordens ‘ atmosfære var tykkere (eller hvis vi havde svagere tyngdekraft ), så ville det være mere gennemførligt – jf. Avatar.
  • Biler er vanskelige nok med en rotor, men jo mere inerti der er i knivene, jo lettere er de. Med en flok små rotorer, biler ville være meget vanskeligt.

Svar

Ville de ikke være mere stabile og lettere at kontrollere end helikoptere?

Nej, det ville de ikke.

Quadcopters har ikke nogen særlig iboende stabilitet. Når du øger effekten af en af rotorerne til at tonehøjde, vil den stigende tonehøjde ikke gøre noget ved effektforskellen og derfor pitchingmomentet.

Fordelen ved quadcopters er, at rotorerne kan være fast pitch, mens de er enkle (eller dobbelt) rotorhelikopter har brug for en kompleks kontrolmekanisme. Selvom dette er en stor fordel for småskalaenheder, hvor hver rotor kan drives af sin egen enkle elektriske motor, ville kompleksiteten af enten yderligere motorer eller lange transmissionsaksler opveje enhver fordel fra de enklere rotorer i køretøj i fuld skala.

Og hvorfor kan ikke helikoptere i fuld skala bruge elektriske motorer som de små? Årsagen er, at når du skalerer en bunke op, stiger den lift, den producerer, med dens med den anden størrelse af størrelse, men dens vægt stiger med volumen , som vokser med den tredje størrelse af størrelse. Derfor har modellerne meget mere vægtforøgelse og har råd til enkel, men relativt tunge batterier, mens fly i fuld størrelse har brug for fremdrivningssystemer med højere effekttæthed.

Og så er der også sikkerhedsfaktoren. I tilfælde af strømsvigt kan helikoptere stadig glide til jorden og stadig lande lodret ved hjælp af autorotation. Men da rotorens rotationshastighed ikke kan ændres med ud af magt kræver styring af helikopteren under en sådan manøvre rotor med variabel stigning. Så der er den største fordel ved quadcopters.

Kommentarer

  • Faktisk er argumentet areal / volumen et argument for, at store copters skal være quadcopters. For at producere lige løft, ville en enkelt rotor have brug for det samme område, hvilket betyder, at rotorbladene skal være dobbelt så lange som for en quadcopter og dermed 8 gange vægten. Og på en quadcopter vil rotorspidserne også forblive subsoniske lidt længere.
  • At have centrum af elevatoren over massecentret øger ikke ‘ t stabiliteten , dette var fejlslutningen, der førte til det mærkelige design af de første Goddard-raketter, hvor motoren og dysen var monteret over COM på rammen. Problemet er, at når objektet roterer, så gør trykvektoren det også. Den eneste grund til, at rotoren skal være over COM, er, hvis du lægger den lavere, ville den hurtigt adskille genstande / mennesker i dens umiddelbare nærhed
  • Selvom det har centrum af elevatoren over massens centrum, ‘ t øger stabiliteten, idet trækkens centrum (rotordisken) over massens centrum øger stabiliteten.
  • @CortAmmon – vinkling af rotorerne indad gør ikke ikke give dig en dihedral effekt al la fly med faste vinger – det mindsker bare rullende øjeblikke produceret af rotorerne lidt og kobler en rotor ind med en vandret kraft. Som det fremgår af et nylig nedbrud, jeg har ‘, er quads i bedste fald neutrale. Enhver stabilitet, der er påvist under flyvning, skyldes, at deres flykontrolsystemer kompenserer for dette.
  • @CortAmmon, vinklerotorer kan give dig en lignende virkning som dihedral, men husk at dihedral ikke ikke giver dig stabilitet i rulle. Det giver dig stabilitet i sideglidning og yaw-roll kobling. Og quadcopters har ikke ‘ t har lodrette stabilisatorer, der giver dem den anden halvdel, rullebøjningskobling, for at fuldføre stabilitetssløjfen til rulle (anden rækkefølge med hollandsk rulle som svingningstilstand)

Svar

Det er gjort (slags):

(ikke en quad) kopter, der løfter en pilot

Virksomheden, der gjorde dette , arbejder på en mere nyttig version.

Det er vigtigt at bemærke, at opskalering er ekstremt vanskelig i luftfarten. Modelfly har præstationsnumre, som folk kun kan drømme om.

Kommentarer

  • Jeg ‘ Jeg håber, at en luftfartsingeniør kan ringe ind på udfordringerne ved at opskalere en model. Jeg tror Reynold ‘ s Antal er involveret, men jeg ved ikke ‘.
  • Det ‘ er lettere end det. Løft er proportionalt med areal, masse er proportionalt med volumen. Når der skaleres op, vokser sidstnævnte hurtigere.
  • Video af Volocopter youtube.com / watch? v = RUGfXD0SW5Q
  • Er .. det en .. træningsbold?
  • @ easymoden00b Ser det ud. Ser ud som en god ” landingsudstyr ” 🙂

Svar

Quadcopters er ikke et effektivt design – en stor rotor er langt mere effektiv nt end fire mindre rotorer. Årsagen til, at quadcopters blev populære, er at de er mekanisk enklere, sikrere (på grund af de mindre rotorer) og langt lettere at kontrollere med software.

Når det er sagt, har de seneste fremskridt inden for maskinindlæring gjort, så helikoptere kan styret af software. Jeg forventer at se en genopblussen i helikopter-droner på grund af dette.

Endelig er jeg ikke en luftfartsingeniør, men jeg formoder, at der er stor fortjeneste ved at kombinere attributter fra en quadcopter og en helikopter. Forestil dig en stor rotor med fast stigning drevet af en elmotor. Et par små ekstra elektriske motordrevne rotorer kunne give den nødvendige pitch-, yaw- og rullestyring. Elektricitet ville blive genereret af en effektiv gasmotor, der drejer med næsten konstant hastighed. Nok batterikapacitet til land kunne leveres af små batterier. Dette design ville være yderst pålideligt på grund af større pålidelighed og enkelhed af motorer og rotorer med fast stigning.

Fremskridt vil komme, men langsomt, da omkostningerne og farerne af køretøjer, der bærer mennesker, er så høje.

Kommentarer

  • Dette skal understreges. Fire mindre rotorer i alt det samme område er Mindre effektive end større enkelt rotor med samme samlede areal.

Svar

Advanced Tactics har også gjort det noget!

indtast billedbeskrivelse her

A video af den første flyvning af Black Knight Transformer er frigivet på Youtube.

Kommentarer

Svar

Fire rotorkoptere var faktisk de første koptere …

Raúl Pateras Pescara, Buenos Aires, Argentina, 1916

Raúl Pateras Pescara, Buenos Aires, Argentina, 1916

Etienne Oehmichen, Paris, Frankrig, 1921

Etienne Oehmichen, Paris, Frankrig, 1921

Kommentarer

  • Dette svarer ikke ‘ t til at svare på spørgsmålet.
  • Nå, faktisk, det gør det. Ikke formålet, antager jeg.

Svar

En opskalering af quadcopterdesignet ville gøre dem meget store. Kun at have en (eller endda to) rotor gør det muligt for helikopteren at være mindre og endda folde rotorerne op og forblive ret kompakte. Da per definition helikoptere formodes at komme ind i vanskeligere landingsområder, er det generelt ikke ønskeligt at øge fodaftrykket.

Også elsystemet ville være kompliceret. RC quadcopters bruger en elektrisk motor på hver rotor til uafhængig kontrol. En større version ville sandsynligvis bruge turbiner som de fleste helikoptere, og de ville enten have brug for 4 turbiner eller en måde at gear færre turbiner til 4 rotorer. Dette tilføjer blot kompleksitet til systemet.

Chinook er et eksempel på en helikopter, der bruger to rotorer, men den ekstra kompleksitet gør det uønsket, medmindre den ekstra løftekraft er nødvendig.

Kommentarer

  • og alt, hvad der er stort nok, der skal løftes af 4 rotorer, ville også være stort nok til at opsnappe nok nedgang til at gøre enhver helikopterløft vanskelig
  • også chinookens øgede hastighedskapacitet

Svar

Der er tre udfordringer for at skabe en markedskonkurrencedygtig quadrocopter i fuld skala.

1) Energieffektivitet
Quadrocopter er ikke et energieffektivt design.Helikoptere øger deres rækkevidde ved at bruge relativt underdrevne motorer, der tager lang tid at spole op gashåndtaget og forsøger at holde det ved relativt konstant omdrejningstal, mens du ændrer bladernes stigning for at kontrollere helikopteren. Selvom dette kan bruges til at kontrollere tonehøjde og bank, styrer quadrocopter yaw ved at ændre motorens omdrejningstal, hvilket jeg tror ville være vanskeligt og ineffektivt at gøre på helikopter i fuld skala uden nogen form for CVT for at justere RPM for knivene uden at ændre motorens omdrejningstal.

2) Strukturel integritet og vægt
Halerotorhelikoptere har i det væsentlige skrog og halebom. Halebommen behøver ikke engang at være så bøf, fordi belastningen på bommen er temmelig lille sammenlignet med belastningen fra hovedrotoren, der trækker op på skrogets ramme. Koaksiale helikoptere kan sandsynligvis slippe væk med bare et skrog, og ingen halebom og har sandsynligvis færre kræfter, der virker på hele strukturen under normale driftsforhold end konventionelle helikoptere. Quadrocopters har fire hovedrotorer. Indrømmet, at hver af rotorerne er ca. 1/4 af effekten af hovedrotoren til en konventionel helikopter, men bommene skulle stadig være i stand til at modstå mere end 1/2 af kraften fra en konventionel hovedrotor – tænk på det ekstreme tilfælde: du er fuld yaw – det betyder, at to rotorer diagonalt overfor hinanden er enten slukkes eller drejer i den modsatte retning, hvilket skaber enten tab af løft eller endda nedadgående kraft, som de to andre rotorer skal kompensere for ved at producere to gange stød / løft. Det er et ret almindeligt fænomen blandt mini-R / C-fly og helikoptere, der er fuldstændig overvældet og meget bøffere end deres kolleger i fuld størrelse.

3) Produktionsomkostninger
Det er værd at nævne, at en større rotor er lettere og billigere at fremstille end tre ekstra motorer / motorer. Jeg tror (jeg kunne have forkert), at den eneste grund til, at militære helikoptere har to motorer i stedet for en stor, er af redundans. Hvis man bliver skudt, har du stadig den anden, som du kan bruge til at halte tilbage til basen eller et venligt sted. Så når du ser på kæmpestore fire overstyrede motorer (se punkt 1) sammenlignet med 1-2 underdrevne motorer, kunne jeg forestille mig, at du ville se på noget, der koster mere.

Det er grundene hvorfor en quadrocopter ikke er blevet opskaleret og bliver kommercielt tilgængelig af en stor producent. Jeg er sikker på, at hver producent forsøger at være den første på det marked, men jeg tror ikke, QUADROcopters nogensinde vil blive menneskestyret. Hvis du talte om at lave en MULTIcopter (mere end 4 rotorer), men der er et par DIY prototyper derude, og jeg tror, de har potentiale.

4) Adressering af forslagene til hybridsystemer:
Som tingene nu kører, kører konventionelle helikoptere 1-2 turbiner til magt. De drejer i deres optimale omdrejningstal, og piloten bruger kollektivet til at ændre rotorbladernes stigning for at kontrollere flyvning. Et hybridsystem appellerer til biler, fordi det gør det muligt for ICE at køre i sit optimale RPM-interval i stedet for konstant at skifte RP Frk. I rotorscootere er dette ikke et problem – da de allerede drejer ved optimale omdrejningstal, ville et hybridsystem introducere en generator og batterier til at generere og lagre strøm til elmotorerne til at forbruge. Dette vil tilføje vægt uden nogen ekstra fordele .

Det store spørgsmål er – hvorfor gider? Hvad gør quadrocopters bedre end konventionelle helikoptere? For droner er den største fordel ved quadrocopters deres lethed og produktionsomkostninger. Det er billigere at producere fire små elektriske motorer end alle mekanismerne for et kollektiv. Det er også mere robust og lettere at servicere. Vi taler dog om forskellige skalaer og missioner. Rotorcraft er allerede i sagens natur ineffektive. Deres niche – tæt luftstøtte og transport til steder, hvor det er svært at lande et fly. Tendensen er at oprette en hybrid eller lave et fly med VTOL-muligheder. (Osprey, Yak-141, Harrier, F-35 aka US Yak-141). Quadrocopters kan finde deres niche som billige hjælpedroner eller overvågningsdroner, men jeg tror, at et meget mere sandsynligt design ligner den, der er vist i Avatar – to modroterende indhyllede rotorer på begge sider af skroget, som kan vektoriseres til at kontrollere flyvning.

Teknologien er under konstant forandring. Forskere i Rusland har miniaturiserede atomreaktorer og monteret dem i missiler. Dette negerer behovet for batterier og hybridsystemer. Hvis noget, dette er det valgte kraftværk til store quadrocopter-systemer, men kun tiden kan vise, hvordan teknologien vil udvikle sig. Lige nu kan jeg ikke se fordelen ved quadrocopter-konfigurationer til store rotorfly.

Ændring, baseret om ny teknologi på markedet (23.03.2018):
En kinesisk virksomhed er aktiv y markedsfører deres EHang 184 autopilot drone air taxi, der bruger quadrocopter design.Specifikationer:

  • 100 kg nyttelast
  • 25min sejltid
  • 1 timers opladningstid
  • 500 km / t kørehastighed (meget nysgerrig efter se dette)
  • 500m krydshøjde

Dybest set kan man sammenligne det med konventionelt designet Mosquito helikoptere. De flyver langsommere, men flyvningens varighed, rækkevidde og nyttige belastning er betydeligt højere. Bemærk også, at lufttaxien bruger to gange længere opladning, end den flyver, mens der tanke en helikopter på disse størrelser tager fem minutter. Men dette er mere et EM vs IC-type problem. Tiden vil vise, om quadrocopters kan bevise, at de er værd at opskalere.

Tilføjelse fra nyere erhvervserfaring (09/19/2018) Jeg blev for nylig bedt om at udvikle et quadrocopter-koncept. Mens jeg forsøgte at bruge elektrisk energi, fandt jeg, at nyttelastvægt og missionens flyvetid drastisk øgede vægten af de nødvendige batterier for at opfylde missionens parametre, og endte med en 3-4 ton firesæde quadrocopter (yikes!). Konvertering til turboprop løste vægtproblemet, men øgede omkostningerne og kompleksiteten dramatisk. Som et resultat blev det besluttet drastisk at reducere missionens parametre, hvilket giver en meget kortdistancekøretøj, som under normale omstændigheder ville være ganske ubrugeligt. Du skal oplade batterierne i flere timer for at få 15-30 minutters flyvetid. Enten vil din quadrocopter sidde på asfalten og oplade, eller du skal skifte batterier efter hvert humle, der kræver dyr infrastruktur a t hver landingsplade. I sidste ende blev ideen foreslået med infrastruktur og batteribytte og afventer dens skæbne i den øverste ledelses hænder, men alle på vores team har allerede skrottet projektet som umuligt.

Der ER et antal kommende batterier teknologier, der drastisk vil ændre potentialet i sådanne produkter, men de “er endnu ikke markedsklare, mest i teoretiske, konceptuelle og testfaser i øjeblikket. Kan ikke sige meget mere om emnet uden en NDA, undskyld.

Kommentarer

  • Omkostninger er, hvad jeg ‘ tænker. Certificerede stempelhelikoptermotorer kan koste \ $ 50.000. Selv de mindste er i området $ 25.000. Multiplicer det nu med fire: Du ‘ har firdoblet prisen på en af de dyreste komponenter uden gevinst.
  • Elektriske motorer er blandt de mest effektive til at skifte energi til mekanisk kraft, er den også let; selvfølgelig kan du have en ICE, fx en Wankel RCE, der kører en generator til et lille nød- og reservebatteri, denne forbrændingsmotor kan altid fungere i sit bedste SFC-omdrejningstal. Der er mange enkle måder at kontrollere omdrejningstal for en elektrisk motor på. At konceptet har vist sig at være praktisk, har bevis for, at de mange mennesker, der bærer størrelse quadcopter-prototyper, findes i dag. Bare se på YouTube.
  • @Urquiola # 1 fjenden af alle fly er vægt. Du siger Wankel – Jeg siger, at møller har bedre forhold mellem vægt og vægt. Du siger hybridsystem? ut Det betyder, at du skal have en 1) ICE, der bruger 2) brændstof, at føde en 3) generator, der lagrer energi i 4) batterier, så fire elektriske motorer kan dreje rotorer. Hvorfor alle de ekstra dele og komponenter? Teknologiforandringer, måske en dag kommer vi ‘ til det punkt, hvor teknologien gør quadrocopters rimelige til produktion, ut vi ‘ er ikke der endnu.
  • Jeg undrede mig over din erklæring om, at det er nødvendigt at ændre knivenes omdrejningstal for at kaste, kaste, rulle osv., men på samme måde som et plan ville det ikke være ‘ t Ændring af bladet ‘ s tonehøjde, som det er gjort i en fast vingestøtte, giver en mere effektiv og enkel løsning?
  • Ikke til yaw, for at du har brug for cyklisk. Mens rekvisitter med variabel pitch ville løse pitch, roll og lift, tilføjer det også kompleksitet til alle fire propeller, og propeller med variabel pitch er dyrere. Alt dette kommer ned på, hvad der er billigere.

Svar

Nedenfor er informationen om en af de tidlige prototyper af Paul Moller, forfatter af “Volantor”, også nu leder af Freedom-Motors, et firma med fokus på Wankel Rotary Combustion Engines. Moller byggede sine flyvemaskiner med blæsere drevet af Wankels roterende motorer, men det lyder bedre at have elektriske motorer til løfte- og fremdriftsventilatorer, og en slags hybridsystem til generering af kraft, Wankels er meget gode i forhold til vægt og effekt og sikkerhed. Jeg vil sige, at Møller og Helikar er nøjagtigt en Quadcopter, og da denne maskine, og værktøjsmodellen / patentet, der understøtter den, er fra tidligere tider som det legetøj, vi alle kender, sandsynligvis var det kyllingen fra nutidige legetøjs quadcopters, det i dag være æggene.

Rebet og kranen bag Moller: “flyvende underkop”, Avro Canada mislykkedes med at have en luftbåren, er ikke til at holde maskinen i luften, men en sikkerhedsforanstaltning, hvis du ser ud, du ” Jeg bemærker, at rebet ikke er under spænding, mens maskinen er i luften, hvilket betyder, at maskinen flyver af sig selv og ikke hænger på kranen.

Prototyperne Bell Textron / X-22 og Curtiss- Wright X-19 kan betragtes som meget tæt på en quadcopter.

Et spansk hold: FuVex, designet en prototype med navnet: “HeliKar”, også tæt på en stor størrelse Quadcopter. YouTube inkluderer en video om en Tysk opfindelse med navnet: “Volocopter VC200”, Terrafugia foreslog en anden “Flying Car”, såvel som Zee. Aero gjorde, de tegner et koncept VTOL-flyvende bil, der kunne parkeres mellem to almindelige biler på en mart-parkeringsplads (se: “SlashGear “). Aero-X af Aerofex er en anden. Fipsi er involveret i udviklingen af en fire-ventilator flyvende bil, som citeret i” Advanced System Engineering “, SUSB Expo 2014.

” Future trans portation “citerer hvad de anser for:” De 10 bedste flyvende biler “. Krossblade foreslog SkyProwler og SkyCruiser, det store problem i en flyvende bil synes at opfylde i samme design vægten og sikkerhedskravene til både en bil og et fly. Ford frigav tegninger til en: “Aero-car”. CNN rapporterer om Fly Citycopter af E Galvani.

Mechanix Illustrated, marts 1957 inkluderer en: “Flying saucer”, design af Peter Nofi, kraften kommer fra en flad-seks stempelmotor og Popular Mechanix, fransk editon, september 1961, et lignende design: “Rotavion”, af Ben Kaufman. Mechanix Illustrated, januar 1962, s. 70-73, handler om en VTOL-enhed, der har 3 indhyllede blæsere bevæget af en turbine.

Med hensyn til historiske forløbere, maskinen i 1961-filmen af William Witney: “Master of the World “, baseret på to romaner af Jules Verne:” Master of the World “og:” Robur the Conqueror “, kunne let betragtes som en multipropel:” Quadcopter “. Hvis: “Fly by wire” lykkedes at holde luftbårne iboende ustabile og ustyrbare designs, kan der ikke være nogen grænser for, hvad der kunne opnås med en digital kontrolteknologi, der i øjeblikket sælges i legetøj, der starter på omkring $ 20.

Et firma, der er baseret i Ungarn: “Flike”, og Ungarns navn stammer ikke fra “Hunger”, men fra: “Huns”, præsenterede netop en “piloteret” tre propel copter, video er underskrevet af Bay Zoltan.

Tilhører flyvende platforme, enheder til enkeltpersoner, ventileret ventilator nedenfor, testet af den amerikanske hær, klassen: “Quadcopter” ?. Der blev også testet adskillige “vippende vinger” og ringformede vingeflyvningsmaskiner, listen over “Concept” og “ukonventionelle” fly baner vejen for mange bøger, men internettet dræber denne type papirpublikationer.

“SkyProwler”, er en anden tilgang, en blandet Quadcopter og fast vinge design. Bensen B-12 (se “Aerofiles”) er et 1961 eksempel på Multi-Rotor (snarere multi-propel) Quadcopter stil maskine, patent US49820151 handler om multi fan P. Møllers design, og patent CA1264714 handler om en: ” Robot eller fjernstyret flyvende platform “, også af P. Moller. Alle patenter har fri og fri adgang og downloades i:” Espacenet “

Er der en grund til, at Quadcopter-legetøj ikke kunne øges i størrelse , selv ved hjælp af den samme software til styring af motorer og stabilitet?

Tak. + salut

Moller M200 testflyvning
Helikar
P2 Hoverbike fra Malloy Aeronautics

indtast billedbeskrivelse her

indtast billedbeskrivelse her

Kommentarer

  • hvad ‘ er nytten / betydningen af de billeder, du lige har tilføjet?
  • CGC Campbell anførte nedenfor, at lukkede ventilatorer ville miste funktion. Dette er for at påpege, at hans påstand ikke er fuldstændig nøjagtig. Vingen begravede jetmotorer i Northrop Flying Wing, også i De Havilland Comet, opfyldte også sin opgave. Federyco: ¿ Fondo Europeo de Desarrollo Regional y Comunitario? Gesund +
  • Hvis disse skulle være et svar på en kommentar, skulle de gå i kommentarerne. Hvis disse er en del af svaret, skal du tilføje en forklaring på svaret omkring billederne. Lige nu er de bare støj.

Svar

Årsagen til, at quadcopters vælges som platforme til små, computerstyrede flyvende maskiner er fordi de efter design er mere fleksible og enklere at bevæge sig i og omkring alle tre akser. Dette skyldes, at de meget designede ustabile .

Det er faktisk umuligt for et menneske at styre en quadcopter (der kan bevæge sig i og omkring alle tre akser) uden hjælp fra en computer eller anden form for kunstig stabilisator.Årsagen til, at computere kan kontrollere quadcopters, er fordi de er hurtige nok til at producere kontrolinput, der modvirker alle små destabiliserende kræfter, der virker på rammen.

En måde at forestille sig den iboende stabilitet på en flyvende platform er at overveje ville ske, hvis du ville give slip på kontrollerne. Normale fly og helikoptere har en tendens til bare at flyve i samme retning. Hvis du slipper kontrollerne fra en quadcopter (og ikke har nogen stabiliseringsmekanisme installeret), vil quadcopteren meget hurtigt bare kaotisk tumle mod jorden. Dette betyder, at designet i en helikopter eller et fly “hjælper” dig og tvinger rammen til at flyve på en stabil måde (fremad.) I en quadcopter er der ingen sådan hjælp, men der er heller ingen kræfter, der forhindrer dig i at bevæge dig mod nogen retning, du vil have.

Dette princip er også bevidst på rammer som F-117. F-117 er umulig at flyve uden hjælp fra computere (det var designet til at være ustabil), men dette har gjort det til et meget mere adræt fly, end dets ramme normalt ville have tilladt.

Den anden ( større) årsag til, at quadcopters ikke er blevet opskaleret, er fordi de bruger (meget) mere brændstof end andre flytyper. Hvorfor skulle nogen bygge en quadcopter, når en helikopter eller et fly udfører jobbet med mindre brændstof. De er også langsomme og støjende.

Husk, at “jobbet” til opskalerede flyskrog normalt er at flytte ting fra punkt A til punkt B, mens “job” for små, computerstyrede quadcopters er at være smidig.

Kommentarer

  • Quadcopters kan være stabile, neutralt stabile eller ustabile. Det afhænger af, om de har tyngdepunktet under, sammenfaldende eller over liftens centrum. De fleste er bygget med neutral stabilitet.
  • Jeg ville ikke ‘ t være så optimistisk med hensyn til helikopters naturlige stabilitet. Medmindre det er en Kamov med to koaksiale rotorer, er helikoptere ustabile. Det er dog lettere at styre to rotorer end fire.

Svar

For at klarlægge nogle af svarene , teknologi inden for området med distribueret fremdrift bevæger sig mod systemer, der gør det muligt at bygge hybrid quadcopters, der eliminerer problemerne med en gas quadcopter og fjerner energitæthedsbegrænsningerne i elektriske systemer. Jeg formoder, at vi vil se eksperimentelle menneskelige skala quadcopters i de næste 20-30 år.

Svar

e-Volo hævder, at det vil brug rækkevidde i VC200: http://www.e-volo.com/information/how-long-can-you-fly

Jeg var virkelig nysgerrig efter den teknologi, og gjorde lille research. Min konklusion er, at hvis de overvejer at bruge Bladon Jets mikroturbine til at generere elektricitet, kan det være en total gevinst!

Så det ser ud til, at den mest avancerede turbine, de har nu, er 50 kW, 40 kg jetturbine til konceptbil: http://www.bladonjets.com/news/bladon-jets-at-the-geneva-motor-show/

Ifølge wikipedia forbruger Volocopter-motorer ~ 36 kW ( 18×2 Kw, se E-volo_VC2), hvilket betyder, at de kan drives direkte af elektricitet produceret af turbinen uden behov for batterier! Naturligvis skal der være en lille batteripakke, der giver energibuffer for sikker drift.

Der findes også et datablad på bladonjets-webstedet om brændstofforbruget til stationær 12 kW-møller, det er 5 liter / time. Lad os sige, deres 50 kW-møller vil forbruge 5 gange mere. Hvilket betyder, at 50 kg brændstof er nok til at flyve vc200 i mindst 2 timer (ikke 20 minutter, som de siger for ren elektrisk e-Volo).

Desuden er systemets samlede vægt ikke det meget overskredet af turbine: 40 kg turbine + 50 kg brændstof + 50 kg chassy. Nå, e-volo kan alredy bære 2 personer = 150 kg, ikke? Så eksisterende prototype kan løfte generatoren, som den er. 50% stærkere motorer (18 * 3 kW = 54 kW) er ikke et problem at løfte yderligere 150 kg. Selvom den samlede vægt måske overstiger 450 kg – kategori af ultralette rotorfly, men hvem siger, at specialdesignet turbine ikke kan integreres i e-volostruktur?

Mit punkt er, teknologien er der. Anvend den bare alt sammen, og det vil skabe en revolution.

Svar

De er blevet opskaleret – måske ikke i rotorstørrelse, men i antal af rotorer. Hvis dette kan gøres, kan jeg ikke se nogen praktisk grænse for at producere en bemandet platform med fire rotorer.

Kontrollerbarhed synes at være lidt af et problem, men måske er det fordi piloten har monteret en mælkeagtig glaskuppel omkring hovedet.

Kommentarer

  • Ah, den elegante, enkle skønhed ved flyvningen.
  • ” men måske er det fordi piloten har monteret en mælkeagtig glaskuppel rundt om hovedet.” – det er en hætte til blindflyveøvelse

Svar

Der er et antal kommentarer ovenfor om de forskellige grunde til, at quadcopters ikke findes i fuld størrelse, men der er en, som jeg ikke kan se nævnt. Quadcopterne bruger selv 4 rotorer, der har en konstant stigning (vinklen på rotorbladene er konstant og ændrer sig ikke). Derefter varierer de forskellige motorers hastighed for at styre liften fra hver rotor, så den kan koordinere flyvning. I lille skala er det muligt at bruge både en elektrisk motor og desuden til at justere rotorernes hastighed meget hurtigt. På en normal helikopter af human størrelse skulle rotorerne være betydeligt større. rotorer bliver opskaleret, de vejer også mere, hvilket giver dem mere inerti end en mindre motor. For eksempel i en Robinson R-22, som har relativt lette rotorer og kun kan bære 2 personer, tager det mig noget i størrelsesordenen 3-4 minutter for rotorerne at stoppe med at dreje, når jeg fjerner strømmen (i størrelsesordenen 30 sekunder til et minut, hvis jeg bruger rotorbremsen). Da helikopterens størrelse og vægt skaleres op, bliver dette problem mere betydeligt. Du er ikke i stand til hurtigt at justere hastigheden på den roterende rotor på grund af den inerti, den bærer, så du bliver nødt til at tilføje noget derudover, der lader dig styre bladets stigning. Når du først har tilføjet den mekaniske kompleksitet ved at være i stand til at styre bladernes stigning, forsvinder de fleste af fordelene ved en quad copter-opsætning, og du har betydelige ulemper (som at skulle håndtere 4 rotorer i stedet for en enkelt, uden fordelene ved mekanisk enkelhed).

Kommentarer

  • Der er meget aerodynamisk modstand ved højt rotoromdrejningstal, der gør et godt stykke arbejde med at bremse det .
  • Som jeg nævnte i min kommentar ovenfor, er det ‘ ikke nok til at overvinde den ekstra inerti fra det større blad. En let helikopterrotor, der er på en R-22 (lidt mere end 25 fod i diameter) ved noget tæt på havets overflade (ca. 700 fod, hvis du ‘ flyver nær Chicago), drejer normalt omkring 600 RPM Rotoren uden en rotorbremse tager stadig 3-4 minutter at bremse. Det er ikke næsten nok træk til hurtigt at ændre rotorhastigheden. Du ‘ er desuden l imiteret i området kan du dreje bladet (typisk 80% -106% af 599 RPM), og det ‘ er noget der ikke ‘ t skalerer op godt.
  • Træk skalaer op meget godt og er den letteste kraft at tilføje. Både små og store rotorer fungerer bedst med en tiphastighed på omkring O.8 Mach, hvilket skaber seriøs nedbremsning for ethvert blad. Træk falder med kvadratet med hastighed, og ved lav hastighed skal du vente for evigt på, at det store blad stopper. Som at lette presset fra bilbremsen, når du sænker farten. Men hvis træk er for lavt, er det ‘ simpelt at øge det ved at stikke en spoiler ud.
  • Træk kan skaleres op, men en rotor ‘ s inerti skaleres meget hurtigere op end dets frontvendte overfladeareal, så alligevel vil en stor rotor tage længere tid at bremse. Du ‘ har svært ved at fremskynde og bremse en stor rotor hurtigt nok til at bruge til at opretholde stabilitet, hvilket får dig tilbage til at have mekanikken til at kontrollere din bladhøjde i stedet for hastighed. Mit pointe var ikke, at det var helt umuligt, kun at quadcopter-opsætningen med knive med fast tonehøjde har varierende knivhastighed og spejling af denne funktionalitet på en klinge i fuld størrelse er vanskelig.

Svar

Det eneste svar, der betyder noget, er sikkerhed, fordi det gør alle de andre uvigtige. Hvis vi antager, at rotorer med fast stigning, hvis du mister strøm til en rotor, vil du gå ned, og du vil gå ned på en ukontrolleret måde.

Du kan få mere kontrol ved at tilføje flere rotorer, men jo flere rotorer du tilføjer, jo højere sandsynlighed er for, at en rotor svigter. For hver rotor, du tilføjer, mister du også rotationsinerti i hver rotor, hvilket resulterer i, at selv en rotor med tab af effekt, vil selv rotorer med kollektiv stigning ikke være i stand til at give tilstrækkelig løft til at forhindre dig i at dø af hurtig decelerationssygdom.

Kommentarer

  • Quadcopters er den slags flyvemaskine, der skal have en eller to nødfaldskærme, der skal flyves i fortrolighed. Gør det?Jeg vandt ‘ t sæde i en quadcopter i menneskelig størrelse med ubeskyttede propeller i niveau med mine ben, mave, bryst eller hoved i de sidste dage af Radial-motorfly, der havde en propel, der gik alene, løsnede sig fra propel ‘ s hub og skar kabinen, var en gentagen begivenhed

Svar

Efter min mening er der kun én ting, der står i vejen for denne form for transport.

Effektdensitet

Svar

Der er tungere end luftbekæmpelse (mineservice osv. ) løfterammer med fire løftestøtter. Dem uden hvis tilpasninger og brugstilfælde man ville finde forlystelser:

Pitchy; trim kræver pitching eller rulning af besætningen eller i det mindste jinking af evakueret “hårdt monteret.” Blendy; Fire koteletter, ingen særlig servicekapning (nødopretning, vandlandingssæt osv.) I luft eller ej eller garanti for intet tilstrømning på jorden. Støjende; reaktionsløft er fra ydersiden af vingerne; måske kan banebane ændres for at optimere mønsteret? Sværere at servicehærde med 3x eller mere (for kommerciel egnethed, nevermind kommerciel krigspligt. Dual-engine certificeret? Undskyld.)

E-volo multirotor-filmen har en flot hvid tilsyneladende aflæst 2-for heli ramme med et DC-patchpanel, ingen rotor eller hale og i stedet et rack med mindre rekvisitter. Det går op i en test-hangar / messe og vender sig ikke til at vende sig selv eller på noget tidspunkt … på et eller andet tidspunkt minder den tilfældige score fra den drone-reparatør, hvor Jony Ive designet de menneske-ødelæggende droner, ser ud og lyder som en mange fans; ydeevne er ikke foran i denne produktion (skønt batterier helt sikkert blev løftet.) De burde i det mindste skære rullen for at se ud til at have en hvid kat ombord?

Kommentarer

  • Hej Mahembo, velkommen til aviation.se. Kan du redigere dit svar for at gøre det mere læsbart, det er lidt vanskeligt at komme igennem i øjeblikket og giver ‘ ikke virkelig mening på denne måde.
  • En hobbyist som mig kan let komme til den konklusion, at systemer, der styrer en legetøjsstørrelse quadcopter: gyroskoper, hardware / software, der regulerer elektriske motorer ‘ hastighed, ville være den samme for et legetøj og for en person, der bærer flyvende maskine og i betragtning af de ekstremt lave omkostninger ved elektronikken i quadcopterlegetøj, spekulerer jeg på, hvorfor der ikke findes nogen nyheder om nogen, der endnu har testet legetøjshardwaren i maskiner i fuld størrelse. Kommentarer?

Svar

Jeg tror, at begge rotorer end quadcopters vil være sammenhængende, i det mindste i nogen tid. Årsagen til at skabe bemandede quadcopters er utallige. En quadcopter kunne køres som en bil, mens rigtige helikoptere har brug for hundreder af flyvetimer for en pilot at mestre. dette vil føre til almindelig produktion og lavere fremstillingspriser for at gøre dem tilgængelige for massen. om brugbarhed: en quad-copter kan få knivene INDSLUTTET inde i beskyttende strukturer, hvilket gør deres flyvning levedygtig i trange områder, hvor træer, bygninger og poler ellers ville ødelægge normale helikoptere. dette gør en quadcopter meget bedre til redningsoperationer. sandsynligvis vil normale helikoptere forblive et bedre valg til langdistanceoperationer og hastighed.

Kommentarer

  • Du kan ikke helt lukke knivene, ellers hvor går liften kommer fra. Hvis det, du mener, er et hylster omkring omkredsen af knivsættene, vil det ikke beskytte knivene mod trægrene eller stænger. Det beskytter muligvis mod sidestød med lav hastighed, men alt hurtigere end en meget langsom gennemgang ville have tendens til at bøje / vride indhyllingen og forårsage lige så meget skade som en normal knivstrejke.
  • Held og lykke med at prøve at certificere et sådant greb. Du har brug for en tredobbelt redundant FCS bare for at stabilisere den ting, og hvis du har fire motorer plus rotorer, får du fire gange så mange fejl og fire gange så meget vedligeholdelse gennem hele din quadcopter. Sæt din gennemsnitlige bilfører bag rattet, og bevis derefter, at ulykkesfrekvensen kan sammenlignes med konventionelle helikoptere. Dette vil være meget dyrt, hvis du overhovedet lykkes.
  • Problemet, der favoriserer ‘ fuld størrelse ‘ quadcopters kan være, at de kontrollerende mekanismer: gyroskoper og den tilsluttede hardware og software muligvis ikke er for komplekse eller for dyre, du finder legetøjs quadcopters gyroskop stabiliseret, ‘ i 6 akser ‘ sælgerne siger, for mindre end $ 50, ingen grund til, at den samme elektronik ikke kan ‘ t køre en større flyvende maskine, den ‘ er bare et spørgsmål om slutudgangsservoer og relaterede dele, men kernen skifter ikke ‘ fra et legetøj til en enhed i fuld størrelse. Eller gør det?
  • En ting der ændrer sig er kravet om pålidelighed.Hvis et lille legetøj går ned, bryr sig ingen virkelig meget om det. Hvis et håndværk, der er stort nok til at bære en person, styrter ned, er det ‘ en meget større aftale. Hvis der faktisk er en person om bord, er det ‘ en endnu større aftale.
  • Hørte du om: ‘ Kanalventilatorer ‘? der er mange publikationer om dette, inden for lufthastigheder under 100 mph, det er bedre end almindelige propeller, det gode område for Turboprops og Turbojets er meget hurtigere, Ramjets er kun egnet over Mach 1 eller højere eller i Hyperspeed-området

Svar

Støj og Sikkerhed

Støj – Hvis du bor i en storby, tag en kig ud gennem nærmeste vindue på trafiknarken nedenfor. Forestil dig nu alle disse biler (eller mindst halvdelen) erstattet af flyvende fyrkopere med menneskelig størrelse. For at skalere op skal disse firhjulinger have brug for stempelmotorer (eller dyre turbiner) og store rotorer, og hvis det lykkes, vil der bogstaveligt talt være millioner af dem på himlen over enhver mellemstor til stor by. Det ville være en konstant, øredøvende drone, som ville reducere byens levedygtighed betydeligt.

Den sorte riddertransformator, der er nævnt af @menjaraz, er meget, meget støjende, ligesom konventionelle helikoptere.

Sikkerhed – Medmindre du er en kvalificeret pilot, kan du ikke betjene et fly manuelt. Dette betyder, at de skal være i stand til at starte, flyve og lande fuldt automatiseret til deres destination, navigere undervejs, kommunikere med og undgå anden trafik og have en form for interaktion med ATC, alt gjort for dig via computere ).

Begge disse problemer er overkommelige, men vil kræve betydelig R & D, hvilket betyder at investere store dollars i en rystende økonomi. Og hvem skal til købe alle disse maskiner med flere millioner dollars?

TL; DR : Begrænsningerne på menneskelig skala quad copters er primært økonomiske, lovgivningsmæssige og miljømæssige, men det er væsentlige begrænsninger.

Kommentarer

  • Spørgsmålet spørger, hvorfor der ikke er ‘ t quadcopters i personstørrelse, ikke hvorfor quadcopters i personstørrelse ikke har ‘ t erstattede biler.
  • Nogle ved om udbydere af elektriske motorer for alle disse prototyper? Jeg har også nogle ideer
  • @Dave Der er quadkoptere i personstørrelse, de ‘ er bare ikke praktiske (endnu).
  • @Urquiola Elektromotorer er ikke det tekniske problem, der skal løses, det ‘ er strømkilden. Batterier har et lavt forhold mellem energitæthed og vægt, og den nødvendige energi til at løfte dig fra jorden stiger med kvadratet af køretøjets bruttovægt. En batteridrevet quadcopter med menneskelig størrelse, der bruger i dag ‘ s teknologi, ville have 10 eller 20 minutters lufttid på fuld opladning – ikke praktisk!
  • PS. Dubai-politiet tester en ” quadcopter-motorcykel ” for hurtig reaktion. Se: hackaday.com/2017/10/16/dubai-police-test-quadcopter-motorcycle

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *