Este protocolo caracteriza el empuje hexacopter y la aerodinámica. Para este experimento, utilizamos componentes listos para usar disponibles comercialmente para el hexacóptero, y los detalles se proporcionan en la Tabla 2. Para el controlador de vuelo, seleccionamos un piloto automático de código abierto, Librepilot,9 ya que proporcionaba flexibilidad para controlar los comandos individuales del motor emitidos al hexacóptero.
El soporte de prueba para el montaje de la célula de carga y el hexacóptero se fabricó internamente utilizando madera contrachapada laminada y se muestra en la Figura 2. Al diseñar el soporte de prueba, tenga en cuenta que debe permitir un ajuste preciso del ángulo de ataque del multicóptero y ser lo suficientemente rígido para soportar las fuerzas de flexión y las vibraciones creadas durante el funcionamiento de los motores.
Una célula de carga de 6 ejes se monta en el soporte de prueba y se conecta a la placa de adquisición de datos, como se muestra en la figura 3. Las fuerzas aerodinámicas y de empuje son detectadas en el marco del cuerpo del hexacóptero por la célula de carga. Los datos del medidor de tensión pasan a través de un acondicionador de señal. A continuación, la placa de adquisición de datos (DAQ) adquiere los componentes analógicos de fuerza y par mediante un procedimiento de calibración proporcionado por el fabricante de la célula de carga. A continuación, la placa DAQ almacena estos valores en un búfer de alta velocidad y posteriormente en un disco permanente.
Para este protocolo, primero, determinar las fuerzas generadas por los motores individuales. A continuación, determinar las fuerzas que actúan sobre el fuselaje desnudo, seguido por la determinación de las fuerzas generadas por todo el hexacóptero como una función de los comandos de RPM del motor. Publique los mismos comandos RPM a todos los motores para cada prueba.
1. Experimento del Dinamómetro
El dinamómetro permite la medición directa de parámetros, incluyendo empuje, par, RPM, voltaje de la batería y corriente. Parámetros como la energía eléctrica, la potencia mecánica y la eficiencia del motor pueden derivarse de las ecuaciones (3), (4) y (5).
2. Prueba de empuje estático
3. Prueba de empuje dinámico
Realizar una serie de pruebas de túnel de viento para caracterizar y analizar las fuerzas aerodinámicas lineales del hexacóptero, principalmente levantar y arrastrar, sobre una variedad de velocidades de aire y ángulos de incidencia. Durante los experimentos del túnel de viento, se supone que el hexacóptero está en condiciones de vuelo constante. Por lo tanto, la magnitud del vector de velocidad hexacopter es la misma que la velocidad del aire y se asume horizontal en el marco del mundo. Las fuerzas de elevación y arrastre se deben principalmente al flujo de aire alrededor del hexacóptero. Tenga en cuenta que se supone que las fuerzas de elevación y arrastre caracterizan el total de elevación y arrastre total en el hexacóptero; las fuerzas laterales son insignificantes.
El procedimiento experimental realizado en este experimento es similar a los reportados en Foster10 y Russell11. Durante las pruebas del túnel de viento, el hexacóptero fue impulsado por un convertidor de potencia conectado a la potencia del edificio (AC) para asegurar niveles de potencia y voltaje consistentes a lo largo de todas las pruebas. Tenga en cuenta que los motores con RPM altos pueden consumir corriente apreciable; utilizar alambre de calibre bajo y longitud corta para evitar caídas de tensión apreciables a través del cable durante el funcionamiento.
Fuente: Prashin Sharma y Ella M. Atkins, Departamento de Ingeniería Aeroespacial, Universidad de Michigan, Ann Arbor, MI
Multicopters se están volvien…
Capítulos en este video
0:01
Concepts
3:01
Dynamometer Experiment
4:18
Static Text
5:51
Dynamic Thrust Test
7:57
Results
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