2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Простой радиоуправляемый дирижабль

Радиоуправляемый дирижабль для GoPro

Кто из нас в детстве не мечтал о домашнем Дирижабле Киров из культовой Red Alert. В этой статье мы расскажем как собрать настоящий дирижабль, пульт дистанционного управления, электронный стабилизатор для бортовой камеры и аппарат для сварки плёнки.

Видеоинструкции

Часть первая. Рассчитываем параметры дирижабля и выбираем материал оболочки. Собираем машинку для пайки баллона, бортовую электронику, электронный стабилизатор и пульт дистанционного управления.

Часть вторая. Собираем каркас, накачиваем баллон гелием и учимся летать.

Что потребуется

Бортовая электроника

Электроника

Бортовая электроника код

Для прошивки бортовой электроники необходимо в Arduino IDE добавить поддержку платформ Iskra. И установить библиотеки:

Стабилизатор камеры

STL модели для печати можно скачать тут.

Машинка для сварки плёнки

Сварка полипропиленовой плёнки оказалась достаточно сложна. Проблема в то, что полипропилен плавится при ​

170 °C ​ и если оба куска свариваемой плёнки не прогреть до температуры плавления то качественного шва, нам не видать. Для качественной сварки была собрана небольшая машинка. Напечатанный корпус состоит из двух деталей. Первая деталь основания удерживает сервопривод и фанерное крепление нагревателя с термистором. Вторая деталь крепится в на качалку сервопривода и удерживает фанерное крепление второго нагревателя. Отдельно вынесена кнопка для активации машинки. При включении нагреватели набирают и удерживают температуру около ​200 °C ,​ а по нажатию кнопки сервопривод смыкает нагреватели и удерживает в таком положении 7 секунд. Для сварки необходимо поместить плёнки между нагревателями и нажать на кнопку.

Данная машинка потенциально пожароопасна,​ потому как в ней есть нагревающиеся части. Не оставляйте работающее устройство без присмотра.

Дирижабль, управляемый с компа — сделай сам!

Эй, моделисты, роботехи и сочувствующие! Хотите попробовать что-нибудь по-настоящему большое? Сегодня в домашних условиях из подручных материалов мы построим дирижабль!

Для постройки дирижабля Sverdlov Airship v 0.5 нам потребуется:

1.Ардуино-совместимый контроллер. Мы изготовили MRC28 по материалам сайта robozone.su.

2.Радиомодем с интерфейсом UART. Впрочем, можно летать на проводе RS-232 или USB. Мы купили Aurel-wiz-434. Две штуки — как приемник и передатчик.

3.Оболочка и гелий. В качестве оболочки возьмите радиозонды метеорологические. Поищите в своем городе — в Екб их продает ОАО «Метео» на Студенческой. Если нет — купите на Ебае. Нужны радиозондовые оболочки на 650 грамм — раздуются и поднимут больше. Гелий нужен марки «Б», у нас он продается на техгазе, баллон за 2000 + арендапокупка баллона.

4.Винты, движки и драйверы к ним. От старых коллекторных помощнее — потянут в тихом помещении без сквозняков. До бесколлекторных, тянущих по 500 грамм.

В нашей альфа-версии стояли движки от советского магнитофона и драйвер к ним с того же робозона. В нынешней — бесколлекторные движки на 7А каждый и соответствующие драйверы к ним, купленные в магазине Пилотаж-RC. Как мы намаялись с подключением драйверов!

5.Сервомотор. Нужен для изменения вектора тяги. Наш выбор Hitec HS-49B, но можете взять любой подходящий.

6.Аккумуляторбатарея. Определитесь по движку. Можно использовать новый литий-полимерный аккум из магазина моделей, можно — 8-16 штук «Крон». Мы брали и то, и другое.

7.Рама. Алюминиевый уголок, полосу и трубу поищите в магазине стройматеиалов. Если кто умеет — может выклеить гондолу из углепластика.

Читать еще:  Простой электропоезд на основе гироскутера

8. Джойстик. Рулить будем именно им.

Изготовьте раму — нарежьте алюминиевый уголок ножовкой и склепайте каркас. Можете свинтить, но пользуйтесь гроверами — двигатели при нашей точности могут дать вибрацию, которая развинтит все крепления. Предусмотрите крепления для серводвигателя, место под вал, опору для электронных компонентов. Не забывайте, что драйверы двигателей нужно охлаждать. Разместите все на отведенных местах.

При достаточной аккуратности, в итоге получится нечто вроде этого:

В верхней половине укреплены батареи и драйвер двигателей (прикручен к раме, как к радиатору). Усилие с сервопривода шестерни передают на вал с закрепленными двигателями. Снизу — контроллер и отдельно лежит радиомодем.

Драйверы двигателей, радиомодем и сервомашинку подключите в соответствующие выходы ардуино.

Подключите к компу джойстик и второй радиомодем. Запустите управляющую программу на питоне.

Наполните баллоны гелием — они надуваются в точности, как воздушные шарики в человеческий рост. Двух зондов хватит, чтоб поднять около одного килограмма.

Прикрепите зонды к раме. Ваша цель — добиться минимальной плавучести аппарата. Тогла его можно будет посадить на землю тягой двигателей.

Теперь выведите ваш дирижабль в открытое безветренное пространство — от школьного спортзала до тихого пустыря. А теперь — кораблю — взлет! От винта!

В чем отличия от предыдущей версии?
1.Поставлены бесколлекторные движки с тягой до 600 грамм и драйверы к ним. Теперь он летает быстро.
2.Установлен мощный аккумулятор. Теперь он летает долго.
3.Шары прикреплены к дирижаблю достаточно жестко — с помощью опорной рамы и тесьмы.
4.Управление выведено на джойстик.
5.Наконец, подключен радиомодем.

Над чем работать? Стабилизация движения, повороты, понизить чувствительность управления, научить избегать препятствия.

Радиоуправляемые модели дирижаблей: самодельные конструкции

По критерию способности к «зависанию» над одной точкой следующая за вертолётами категория БЛА — дирижабли. Моделированием дирижаблей у нас в стране и за рубежом начали заниматься давно. Так, еще в 1928 году в Ленинграде успешно выступал с радиоуправляемой моделью дирижабля артист цирка Джеффрис (см. рис).

Она была мягкого типа, то есть баллон не имел жестких элементов. Длина — 3,5 м. Снизу на тонких шелковых стропах подвешивалась длинная гондола в виде фермы, на которой размещались батареи от карманного фонаря и 5 миниатюрных электромоторов. На валу каждого был воздушный винт. Один размещался впереди, остальные четыре были вынесены по сторонам гондолы, В хвостовой части баллона располагалось оперение. Управлялась модель с помощью искрового передатчика. Ось тяги винтов двигателей 3 и 2 была направлена вертикально, ось тяги остальных винтов — горизонтально. Если работал двигатель 1, модель перемещалась вперед; если затем включался двигатель 2, нос дирижабля поднимался кверху; при работе двигателя 3 нос опускался вниз. Для того чтобы совершить поворот вправо, надо было включить двигатель 5; чтобы повернуть модель влево, требовалось включить двигатель 4.

Во время демонстрации модель совершала два полных круга: один вправо и один влево. После этого она возвращалась к артисту. В 1932 г. смоленский моделист Эвентов привез в Москву модель дирижабля жесткого типа с двигателем, работавшим от сжатого воздуха. Она не совершала продолжительных полетов на соревнованиях. Но по примеру Эвентова московские моделисты в 1933-1934 гг. построили две летающие модели дирижаблей, принимавших участие в первомайской демонстрации на Красной площади в 1934 г.

В 1957 г. американские моделисты построили радиоуправляемую модель дирижабля с механическим двигателем. Она совершила несколько удачных полетов. В 1959 г. в Англии была построена модель дирижабля «Ведетта» с двумя двигателями по 0,75 см³ каждый. Модель хорошо совершала полеты на ограничительном леере длиной около 50 м.

Читать еще:  Простое приспособление из фанеры для заточки ножей

В 1959 г. в Японии была сконструирована шестиметровая модель дирижабля с одним двигателем 8 см³ и с радиоуправлением на обычные рули высоты и направления, располагавшиеся на конце мотогондолы у тянущего винта.

Радиоуправляемая модель дирижабля, построенная в 1965 г. часовых дел мастером из города Геретхоффен (ФРГ) Отто Бухманом, копировала немецкий жесткий дирижабль LZ-126, совершивший в 1924 г. трансатлантический перелет из Германии в США за 87 час. 18 мин, и имела длину 6 м. Жесткий корпус был выполнен из бальзы, внешняя обшивка — из папиросной бумаги. Внутри корпуса размещалось несколько баллонов с водородом. Полетный вес — до 3 кг, объем газа — 3 м³. Таким образом, модель в своем исходном состоянии не имела всплавной силы и могла подниматься только на небольшую высоту. В качестве винтомоторной установки на ней применялся один поршневой двигатель «Кокс» — 1 см³. Модель развивала скорость до 20 км/час. В пассажирской гондоле размещался радиоприемник, управлявший исполнительными системами.

В Центре развития творчества детей и юношества (г. Сосновый Бор) с целью расчета дирижабля была написана на языке Turbo Pascal 7.1 программа для нахождения значений всех основных сил, действующих на дирижабль, длины и диаметра дирижабля, приблизительной мощности, обеспечиваемой солнечными батареями, и нахождения путём подбора необходимых для подбора дирижабля объёмов гелия и горячего воздуха.

Среди индустриальных разработок — российская: автономный мобильный робот «Стерх» на базе мини-дирижабля. Отличительная особенность конструкции – объединение синергетических методов управления с нейросетевой реализацией систем планирования перемещений, позволяющих учесть в процессе выполнения заданий изменения параметров объекта и внешней среды, а также наличие стационарных и нестационарных препятствий. Технические характеристики: тип носителя – мини-дирижабль ДР-2.5; длина, м – 7,44; диаметр, м – 2,7; грузоподъёмность, кг – 8,4; крейсерская скорость, м/с – 8; дальность полёта, км – 15; сенсоры дальней зоны – телекамеры, лазерный дальномер; средства навигации – GPS.

Также мини-аэростат SkySat, который применялся нефтяными компаниями для контроля за работой буровых установок в областях, где отсутствует мобильная связь. Аппарат весит около 2 кг.

Дирижабли. Конструкция и интерьеры

Это кстати их командиры — Lt. Cdr. Herbert V.Wiley и Cdr. Alger H. Dresel

Если кто-то считает, что дирижабль — это просто мешок с газом в виде сосиски, к которой подвешена кабина… тот мягко говоря, ошибается. Внутренняя структура «сосиски» весьма сложна и замысловата. Традиционно, через весь баллон проходит сквозная балочная ферма, к которой крепятся кольца подобно рёбрам жесткости через каждые 15 метров.

Вот так например выглядели эти кольца с растяжками у «Гинденбурга» (слева) и у «Акрона» (справа). Не правда-ли — очень сложно для «просто сосиски»?

А так выглядели изнутри «хвосты» дирижаблей

Кстати, изначально нижняя часть «хвостового оперения» проектировалась гораздо более низкой по отношению к баллону. Сказывался стереотип морских килей, когда корабли становятся более устойчивыми в полёте плавании. Но впоследствии здравый смысл перевесил традицию. Т.к. длинный «киль» более подвержен поломке в близи к земле и несколько раз приводил к катастрофам более ранние конструкции дирижаблей. Кроме того, более короткий хвост легче контролировать из кабины. Было решено отказаться от жёсткого крепления к специальному опорному кольцу передней кромки хвостового «плавника», как это было сделано у немецких цеппелинов с их крестообразной конструкцией хвоста. В виду того, что передняя кромка хвоста подвергалась огромным аэродинамическим нагрузкам в полёте — её прикрепили к промежуточным (достаточно более подвижным) кольцам. Потому она могла несколько смещаться под нагрузкой, не подвергая риску сломать весь хвост.

Читать еще:  ЛАЙФХАК АВТОМАТИЧЕСКИЙ СВЕТ В КОМНАТЕ

В хвосте находилась система сброса-забора балластной воды, которую дирижабли набирали в замен отработанному топливу.

Вот рекламный проспект-чертёж того времени.

Кроме того, 3 смотровых тоннеля для обслуживания этой сложной конструкции проходили по «дну» баллона и пересекались с кольцевыми тоннелями через каждые 25 метров протяжённости баллона. Конечно они были изолированы от внутреннего обьёма, т.к. Дышать водородом, как и гелием, человек так и не научился 🙂

А вот так это выглядит на стадии сборки в ангаре. Интересно, сколько человек пострадало, свалившись с этих лестниц?

Для движения прпотив ветра и боковых маневров применялись 560-сильные двигатели Maybach VL-2

Применение невзрывоопасного гелия позволило располагать силовые установки близко к борту, а то и утапливать их внутрь баллона. Это усложняло процесс охлаждения двигателя и отвод выхлопных газов, но позволяло свести к минимуму разбалансировку вдоль киля аппарата и улучшало аэродинамику в целом.
Сами пропеллеры на довольно длинных консолях выносились от коруса, что позволяло поворачивать их по нескольким осям и использовать как для основного хода, так и для сложных такелажных маневров. Теоретически, аппарат можно было развернуть на 360 градусов на «пятачке».

«Акрон» использовался и был оборудован как «авиаматка». Воздушный авианосец с креплением аэропланов на выносных консолях и ремонтная база внутри. Перед вылетом пилот садился в биплан, после чего консоль выдвигалась из внутреннего ангара под килем цеппелина. Авиатор запускал двигатель и сцепка отпускала аппарат, после чего он уже мог действовать самостоятельно.

О внутреннем устройстве гондолы много распространяться не буду. Различные аппараты для различных целей имели конечно-же различные интерьеры. Вот примеры внутренних помещений пассажирского «Гинденбурга». Внутреннее убранство и предоставляемый пассажирам комфорт не сравним с условиями внутри военно-транспортных цеппелинов типа «Акро».
План-чертёж пассажирской гондолы (предположительно «Гинденбург»)

Но не зависимо, от того — был ли это роскошный круизный авиалайнер, или — авианосец военного назначения… кормили там отменно :))

Обратили внимание, на сколько ажурными сделаны металлические балки, около которых стоит повар?
Просто кружева металлические. И всё для снижения веса конструкции.

Для внешней инспекции уже готового аппарата, а так-же для посадки на борт, применялись высоченные «причальные башни». Как наземные…

Инспекторы лезут на борт 🙂

Так и морского базирования.

И всё-же эти красавцы падали…
Череда катастроф (самой известной для нас — катастрофа «Гинденбурга») привела к тому, что » небесные левиафаны » прекратили свой короткий век, человек на долго отказался от их изготовления.

LZ-4 (August 5, 1908)
LZ-6 (September 14, 1910)
LZ-12/Z-III (June 17, 1912)
LZ-10 Schwaben (June 28, 1912)
Akron (July 2, 1912)
LZ-18/L-2 (October 17, 1913)
LZ-30/Z-XI (May 20, 1915)
LZ-40/L-10 (September 3, 1915)
SL-6 (November 10, 1915)
LZ-52/L-18 (November 17, 1915)
LZ-31/L-6 and LZ-36/L-9 (September 16, 1916)
LZ-53/L-17 and LZ-69/L-24 (December 28, 1916)
SL-9 (March 30, 1917)
LZ-102/L-57 (October 7, 1917)
LZ-87/LZ-117, LZ-94/L-46, LZ-97/L-51, and LZ-105/L-58 (January 5, 1918)
LZ-104/L-59 (April 7, 1918)
Wingfoot Air Express (July 21, 1919)
R-38/ZR-II (August 23, 1921)
Roma (February 21, 1922)
Dixmude (December 21, 1923)
R101 (October 5, 1930)
LZ-129 Hindenburg (May 6, 1937)

Ну и наконец — знаменитый кадр катастрофы, поставившей жирный крест на дальнейшем существовании авиа-монстров легче воздуха.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector