Данная работа посвящена вопросу создания беспилотных летательных аппаратов (далее по тексту БПЛА). В ней рассмотрены виды БПЛА и их применение, а также получен продукт в виде опытного образца.
Введение
Беспилотные летательные аппараты стали набирать популярность совсем недавно, несмотря на то что первый беспилотный летательный аппарат появился ещё в 1933 году. Толчком к появлению дистанционно управляемых машин стало открытие электричества и изобретение радио. В первую очередь общественность заинтересовало военное применение этого изобретения. Идея военного дрона дала толчок развитию гражданских БПЛА, которые сегодня используются не только для развлечений, но и в качестве помощников во многих сферах жизнедеятельности. За прошедшее время БПЛА стали более доступными и стали использоваться в доставке грузов в труднодоступные места, сельском хозяйство, аэрофотосъёмке и т. д. Сегодня БПЛА получили широкое распространение по всему миру.
Целью данной работы является изучение видов БПЛА и создание опытного образца.
Задачи :
- Узнать виды БПЛА и их преимущества
- Изучить особенности конструкции выбранного вида БПЛА
- Создать опытный образец БПЛА
- Подвести итоги
В работе применились следующие методы исследования: математический, статистический, экспериментальный, тестирование и анализ.
Актуальность работы : Все хотят смотреть качественные фильмы, есть вкусные овощи и фрукты по невысокой цене, пользоваться удобными электронными картами, с помощью которых легко построить маршрут или определить своё место положения. Всего этого можно добиться с помощью БПЛА.
Работа адресована обширной аудитории и может быть интересна кинооператорам, фермерам, военным, полиции, картографам, а также детям.
Виды БПЛА:
На сегодняшний день наиболее распространены следующие виды БПЛА:
Мультикоптеры. Представляют из себя платформу с 3-мя и более двигателями. Наибольшее применении получили в сельском хозяйстве, киноиндустрии, воздушном такси, доставке грузов, военной сфере и сфере игрушек.
Плюсы
— Простота в производстве
— Простота в управлении
— Возможность зависать в воздухе
— Лёгкий взлёт и посадка
— Малые габариты
Минусы
— Небольшое время полёта
— Низкая высота полёта
Однороторные дроны или беспилотные вертолёты. БПЛА оснащённые большим несущим винтом и хвостовым винтом или 2-мя большими несущими винтами. Наибольшее применение получили в воздушном такси, доставке грузов, сфера игрушек, военной сфере.
Плюсы
— Возможность зависать в воздухе
— Лёгкий взлёт и посадка
Минусы
— Низкая высота полёта
— Небольшое время полёта
Беспилотники самолётного типа . Используют крыло для создания подъёмной силы. Наибольшее применение получили в военной сфере, аэрофотосъёмке.
Плюсы
— Большое время полёта
— Высокая скорость
— Большая высота полёта
Минусы
— Сложная посадка и взлёт
— Непростое управление
Гибридные БПЛА. Сочетают в себе свойства мультикоптеров и беспилотников самолётного типа. Наибольшее применение получили военной сфере, аэрофотосъёмке.
Плюсы
— Лёгкий взлёт и посадка
— Большое время полёта
— Возможность зависать в воздухе
— Большая высота полёта
— Высокая скорость полёта
Минусы
— Непростое управление
— Сложны в разработке
Практика:
В качестве продукта мною было выбрано создание БПЛА самолётного типа.
Существуют различные аэродинамические схемы самолётов : летающее крыло (обладает высокой манёвренностью и высокой грузоподъёмностью), бесхвостка (малый вес планера и меньшее сопротивление), утка (высокая устойчивость и хорошая грузоподъёмность), нормальная (относительная простота разработки планера и высокий разбег центровок) и другие;
Различные формы хвостового оперения: T-образная (отличное качество скольжения), V-образная (меньший вес и меньшее сопротивление), классическая (простота конструкции, хорошая устойчивость) и т. д.;
Формы крыла : прямоугольное (простота конструкции и высокая подъёмная сила), трапециевидное (высокая скорость и прочность), оживальное (высокая скорость), треугольное (хорошо на сверхзвуковых скоростях) и прочие;
Профили крыла : симметричный (хорошая стабильность), плосковыпуклый (высокая подъёмная сила), двояковыпуклый (высокая подъёмная сила и жёсткость крыла) и т. д.
Мною была выбрана нормальная аэродинамическая схема и нормальная форма хвостового оперения (см. рис.1), что позволило упростить создание беспилотника. Для достижения хорошей подъёмной силы и хорошей скорости было выбрано прямоугольное крыло (см. рис. 2), переходящее в трапециевидное со срезами на концах и плосковыпуклый профиль крыла (см. рис. 3.)
Рис. 1.
Рис. 2.
Рис. 3
Для лучшей боковой устойчивости крыло было изогнуто (см. рис. 4).
Рис. 4
На БПЛА установлен бесколлекторный двигатель surpass GooIRC, приёмник Flysky Fs-IA6b, литиевый аккумулятор, регулятор оборотов, 2 сервопривода. Возможна установка камеры и другой электроники.
Заключение:
Таким образом, проделанная автором работа позволяет сделать следующие выводы.
В наши дни БПЛА очень распространены в различных сферах деятельности. Они предназначены для выполнения разнообразных миссий. Например, получение фото, телевизионного, тепловизионного изображения. Можно найти профессиональные, а можно изготовить в домашних условиях. Для того, чтобы изготовить беспилотник самому, необходимо обладать определёнными знаниями.
Литература:
- Универсальная интернет-энциклопедия Википедия
- В. В. Никитин Авиамоделирование для начинающих. Инновации // Учебно-методические пособия, 2017.
- Краснов Н. Ф Аэродинамика. Часть 1. Основы теории. Аэродинамика профиля и крыла (1976)
- https://dronomania.ru — онлайн журнал о дронах.
- В. А. Фролов Аэродинамические характеристики профиля и крыла : учебное пособие, 2007.
- Житомирський Г. И. Конструкция самолетов. М.: Машиностроение, 1992.
- http://rc-aviation.ru — авиамодельный форум.
