Алгоритм вибору параметрів електричної силової установки безпілотного літального апарату з врахуванням маршруту польоту

Дмитро Сергійович Іголкін, Олександр Миколайович Масько, Віталій Вікторович Сухов

Анотація


Метою даної статті є створення алгоритму вибору параметрів електричної силової установки БпЛА для маршруту, що складається з різних режимів польоту.

Для розробки алгоритму розглянутий безпілотний літальний апарат малого класу, який виконує політ по маршруту з ділянками набору висоти, горизонтального польоту, віражу.

Наукова новизна полягає у врахуванні при виборі параметрів електричної силової установки різних режимів польоту БпЛА, шляхом чисельного розрахунку.

У даній статті для створення алгоритму описано придатні для чисельного розрахунку математичні моделі: аеродинамічних характеристик БпЛА, елементів електричної силової установки БпЛА, динаміки польоту у різних режимах. Далі ці математичні моделі було пов’язано у одному алгоритмі. За алгоритмом створено програмне забезпечення для розрахунку. Для різних маршрутів розраховано конфігурації електричної силової установки, які мають найвищий ККД на маршруті. Досліджено вплив робочого струму та напруги на ККД силової установки.

Результати розрахунків за даним алгоритмом показали, що врахування маршруту польоту дозволяє обрати параметри електричної силової установки БпЛА, більш оптимальні з точки зору затрачуваної енергії, порівняно з вибором лише для одного основного режиму польоту.


Ключові слова


electric propulsion system; propeller; brushless direct current motor; electronic speed controller; lithium-polymer battery; numerical calculation; algorithm; unmanned aerial vehicle; flight route

Повний текст:

PDF

Пристатейна бібліографія ГОСТ


Van Blyenburgh P. UVS International [Електронний ресурс] / Peter van Blyenburgh // UAS : The Global Perspective. Yearbook 2008/2009. – 2009.
 Режим доступу до ресурсу: http://media.aero.und.edu/uasresearch.org/documents/150-155_Reference-Section_Graphs&Tables.pdf


Беспилотный самолет ZALA 421-16ЕМ [Электронный ресурс] – Режим доступа к ресурсу: http://zala.aero/zala-421-16em/.


Беспилотный самолет ZALA 421-16Е [Электронный ресурс] – Режим доступа к ресурсу: http://zala.aero/zala-421-16e-2/.


Беспилотный самолет ZALA 421-08М [Электронный ресурс] – Режим доступа к ресурсу: http://zala.aero/zala-421-08/.


Gur O. Optimizing Electric Propulsion Systems for Unmanned Aerial Vehicles /O. Gur, A. Rosen.// Journal of Aircraft Vol. 46. – 2009. – №4. – P. 23–30.


Іванченко Д. С. Методика вибору параметрів електросилової установки безпілотного літального апарату малого класу: дис. маг.: 8.05110101 / Іванченко Дмитро Сергійович – Київ, 2012. – 102 с.


Выбор маршрута и профиля полёта БПЛА [Електронний ресурс] – Режим доступа к ресурсу: https://vk.com/topic-74945182_31943223.


Юрьев Б. Н. Импульсная теория воздушных винтов / Б. Н. Юрьев. – Москва: Издание академии, 1948. – 114 с. – (Труды военно-воздушной инженерной ордена Ленина Краснознаменной академии имени профессора Н. Е. Жуковского).


ГОСТ 4401-81. Атмосфера стандартная. Параметры (с Изменением N1). – Введ. 1982–07–01. – М.: Издательство стандартов, 2004.


Chen W. Design and Performance of Low Reynolds Number Airfoils for Solar-Powered Flight / W. Chen, L. Bernal. // AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. – 2008. – №46. – С. 1–18.


McArthur J. Aerodynamics of wings at low Reynolds numbers: дис. докт. техн. наук / McArthur John – Los Angeles, 2007. – 75 с.


Turner R. Design and Optimisation of a Propeller for a Micro Air Vehicle Using Computational Fluid Dynamics: дис. маг. / Turner Ryan – Canberra, 2010. – 89с.


Lawrence D. A. Efficiency Analysis for Long-Duration Electric MAVs / D. A. Lawrence, K. Mohseni. // Infotech@Aerospace. – 2005. – С. 1–13.


Batteries For UAV [Электронный ресурс] – Режим доступа к ресурсу: http://dronesarefun.com/BatteriesForUAV.html.


Safety for LiPo Batteries [Электронный ресурс] – Режим доступа к ресурсу: https://3dr.com/kb/battery-safety/.


Байдаков В. Б. Аэродинамика и динамика полёта летательных аппаратов / В. Б. Байдаков, А. С. Клумов. – Москва: Машиностроение, 1979. – 344 с.





DOI: https://doi.org/10.20535/2219-380413201568943

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2017 Дмитро Сергійович Іголкін, Олександр Миколайович Масько, Віталій Вікторович Сухов