Koptera Boženka - stavba

Podrobnosti
Kategorie: Uncategorised
Vytvořeno: 14. 11. 2015 15:21
Zveřejněno: 14. 11. 2015 15:21
Zobrazení: 7614

Vrchol mého snažení v oblasi kopter - kvadrokoptera Boženka. Po zkušenostech s minulými kopterami jsem si ujasnil požadavky, které by měla koptera splňovat: Delší výdrž na baterie (min. 15 minut), schopnost kvalitního filmování, FPV létání, a přitom schopnost i sportovního akrobatického létání. Takovéto požadavky nejdou moc dohromady, ale ukázalo se, že všechno toto může splňovat jediná univerzální koptera.

 

Inspirací mi byla koptera DoubleDecker, inspirovaná klonem QAV500. Zvolil jsem třípatrové uspořádání: "špinavé patro" (s pohonnými jednotkami a regly), odpružené "čisté patro" (s veškerou elektronikou) a "superčisté patro" s gimbalem a kamerou. Toto uspořádání je výsledkem mnoha zkoušek a diskusí s kolegou Jardou.Falconem, se kterým jsme řešili schopnost natáčet kopterou dokonalá videa. Rozpětí kvůli požadavku na FOV kamery vyšlo na 510mm.

Motory T-motor MN2214, vrtule DJI1038.

První návrh, který se málem dostal do realizace, jsem nakreslil kompletně v programu Sketchup. Všechna tři patra měla být z karbonových desek:

 

 

 

Základní požadavek na konstrukci byla NÍZKÁ HMOTNOST. Kamarád Standus mě přivedl na myšlenku PÁJENÍ HLINÍKU. Prý "Proč to děláte tak složité? Samý karbon, samý šroubek. Proč to nesvaříš z hliníku?" Po propočtení mi vyšlo, že hliník bude ještě o dost lehčí než karbon! Takže následovaly pokusy s pájením hliníku, které dopadly výborně - pájet to jde, a pájený spoj je pevnější než samotný výchozí materiál! Použitá pájka je Castolin 198 FC, pájeno autogenem.

 

Následovalo kreslení hliníkového špinavého patra ve Sketchupu, Jarda.Falcon ochotně vyfrézoval díly z hliníku a duralu, ramena vyšla přesně z ocasních trubek helikoptéry T-Rex 450L - průměr i délka jako na míru, sletoval jsem to - a dopadlo to přímo neuvěřitelně: Pevné, tuhé "špinavé patro", které váží 127g! Při návrhu špinavého patra jsem zohledňoval plánované regly Afro Slim, podvozek z T-Rexe 500 a napojení na "čisté patro" přes silentbloky v roztečích stejných jako měl původní vzor QAV500. Hliníkové patro dostalo nástřik napůl zinkovou černí a napůl temnou červenou. Lakování přidalo drastických 10g hmotnosti :-(

V této fázi jsem původně chtěl napojit kompletní čisté patro z Doubledeckeru (rozteče silentbloků jsou kompatibilní) a udělat letové zkoušky. Jenže právě se mi sešly potřebné komponenty na navržené čisté patro, takže jsem se rovnou pustil do výroby vlastního čistého patra.

 

Karbonové desky jsou vlastní výroby. Spodní čisté patro je z desky tl. 2,0mm, horní čisté je tl. 1,7mm. Použil jsem o 45° pootočené vrstvy karbonového plátna tl. 200 (zvenku) a 600 (uvnitř) a pryskyřici L285. Líc desky je hladký (naseparovaná skleněná deska), rub je matný (strhávací tkanina). Desky mi vyšly o něco silnější než jsem plánoval (asi o 0,3mm), ale možná je to tak dobře, viz dále letové vlastnosti. Obě části čistého patra (dolní a horní) jsou spojené dvanácti hliníkovými distančními sloupky vysokými 30mm.

Následovalo osazení čistého patra elektronikou a pak už jen jednoduché spojení špinavého a čistého patra silentbloky.

 

Osazené komponenty:

Řídicí jednotka APM2.5 + GPS Neo-6M + APM PowerModule, přijímač Optima9, MAVLink radio 433 MHz, FPV videovysílač ImmersionRC 5,8GHz + cloverleaf anténa, MinimOSD, univerzální osmikanálový 12V budič (pro buzzer, LED apod.), regly AfroSlim 20A, motory T-Motor 2214-11 kV920, vrtule DJI1038, gimbal Feiyu-Tech G3, kamera GoPro3+ Black edition, baterie 3s 4000mAh.

 

 

Pro anténu 433 MHz rádia je na boku helikopterového podvozku připravený držák, který přesně pasuje :-)

Anténa "cloverleaf" pro video 5,8 GHZ je osazena zespodu na způsob vemínka. Při tomto uspořádání nedochází k zastínění signálu při létání nad hlavou.

 

A je hotovo...

 

 Létání s Boženkou je čistá lahoda! Oproti všem kopterám, které jsem dosud měl možnost pilotovat, je řízení příjemnější, přesné, lehké, svižné a stabilní. Při záletu mi zůstala huba otevřená :-) Jsem doslova nadšen, vynikající letové vlastnosti přičítám nízké hmotnosti ve spojení s velkou tuhostí konstrukce.

 

Magickou hranici 1 kg hmotnosti se mi nepodařilo prolomit, kompletní Boženka bez baterie má 1070g. Letová hmotnost s baterií 3s 4000mAh je 1400g.

 

Proud ve visu je cca do 16A.

 

Ve visu drží na fleku, při prudkém sestupu jen čistě klesá bez vibrací, rychlé průlety mi připomínají létání s jetem, řídí se to přesně jako letadlo. Videozáběry jsou dokonalé, hladké, ani stopa po jello nebo vibracích, a to ani při velkých rychlostech.

 

 

Dalším vývojem Boženka dostala novou řídicí jednotku Pixhawk...

... a lepší GPS uBlox Neo-8M:

 

Tímto projektem jsem prozatím skončil s návrhem a stavbou kopter, v této chvíli nevím, co bych měl zlepšovat, Boženka se podařila na 100%, takže teď si budu užívat létání...

 Polétání s Boženkou před západem slunce (přepněte si na HD rozlišení!):

 Video není nijak upravované; je zde tak syrové, jak vylezlo z kamery.