멀티콥터 공기역학: 헥사콥터 추력 특성화
Overview
출처: 프라신 샤르마와 엘라 엠 앳킨스, 항공 우주 공학과, 미시간 대학, 앤 아버, MI
멀티 콥터는 취미와 상업 응용 프로그램의 다양한 인기를 끌고있다. 그들은 일반적으로 쿼드 콥터 (4 개의 추진기), 헥사 콥터 (6 추진기), 옥토 콥터 (8 추진기) 구성으로 사용할 수 있습니다. 여기서는 멀티콥터 성능을 특성화하는 실험 과정을 설명합니다. 추진 유닛 중복성을 제공하는 모듈식 소형 헥사콥터 플랫폼이 테스트됩니다. 개별 정적 모터 추력은 동력계와 다양한 프로펠러 및 입력 명령을 사용하여 결정됩니다. 이 정적 추력은 모터 RPM의 함수로 표현되며, 여기서 RPM은 모터 출력 및 제어 입력에서 결정됩니다. 그런 다음 헥사콥터는 5' x 7'저속 재순환 풍동에 로드 셀 테스트 스탠드에 장착되고, 공기역학적 리프트 및 드래그 포스 구성 요소는 다양한 모터 신호, 프리 스트림 유량 속도 및 공격 각도에서 비행 중에 특징지어졌습니다.
헤사콥터는 Clothier1에보고된 바와 같이 모터(추진 단위) 고장에 대한 탄력성 때문에 이 연구를 위해 선택되었다. 추진 시스템의 중복성과 함께 안전한 비행, 특히 인구과잉 지역 임무를 위해서는 신뢰성이 높은 구성 요소의 선택이 필요합니다. Ampatis2에서저자는 모터, 블레이드, 배터리 및 전자 속도 컨트롤러와 같은 멀티 콥터 부품의 최적의 선택에 대해 논의합니다. 또한 미션 요구 사항을 충족하기 위해 프로펠러 시스템의 적절한 선택에 초점을 맞춘 Bershadsky3에서도유사한 연구가 보고되었습니다. 부품의 중복성 및 신뢰성과 함께 차량 성능을 이해하는 것은 비행 봉투 제한을 준수하고 가장 효율적인 설계를 선택하는 데 필수적입니다.
Procedure
이 프로토콜은 헥사콥터 추력 및 공기 역학을 특징으로합니다. 이 실험을 위해, 우리는 헥사 콥터에 대한 상용 부품을 상용 부품을 사용하고, 세부 사항은 표 2에 제공됩니다. 비행 컨트롤러의 경우, 우리는 헥사 콥터에 발행 된 개별 모터 명령을 제어 할 수있는 유연성을 제공으로 오픈 소스 오토 파일럿, Librepilot,9을 선택했다.
로드셀 및 헥사콥터를 장착하기 위한 테스트 스탠드는 적층 합판을 사용하여 사내에서 제작되었으며 도 2에도시되어 있다. 테스트 스탠드를 설계할 때 멀티콥터의 공격 각도를 정확하게 조정할 수 있어야 하며 모터를 작동하면서 생성된 굽힘 및 진동을 견딜 수 있을 것으로 충분히 견고해야 합니다.
6축 로드 셀은 도 3에도시된 바와 같이 테스트 스탠드에 장착되어 데이터 수집 보드에 연결됩니다. 공기역학적 및 추력은 로드 셀에 의해
Results
동력계 테스트
그림 5-6에서플롯은 모터 RPM이 증가함에 따라 추력과 토크의 변형을 각각 보여줍니다. 이러한 플롯에서 멀티콥터가 호버링하는 데 필요한 최소 모터 RPM을 결정할 수 있습니다. 여러 프로펠러에서 데이터를 보여주는 플롯은 샤르마12에서얻을 수 있습니다. 또한 추력 대.RPM 및 모멘트.RPM 대 사이의 이차 관계는 방정식(1)과 (2)에 기재된 ?...
Application and Summary
여기서는 육사콥터에서 작용하는 공기역학적 힘을 특성화하는 프로토콜을 설명합니다. 이 프로토콜은 다른 멀티로터 구성에 직접 적용할 수 있습니다. 제어 설계를 개선하고 비행 봉투 제한을 이해하고 Xiang13과같이 지역 풍장을 추정하기 위해서는 공기역학적 힘의 적절한 특성화가 필요합니다. 전력 소비 및 스로틀 명령을 기반으로 모터 RPM을 결정하기 위한 제시된 프로토콜은 RPM 감지 ?...
References
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