PWr (UAV) "Balsa", 2010

Rozpoznawczy bezpilotowy aparat latający. Polska.
Dzięki doświadczeniom zebranym podczas konkursu na projekt Bezzałogowego Statku Latającego VI Międzyuczelnianych Inżynierskich Warsztatów Lotniczych w Bezmiechowej w 2009 r. studenci z Koła Naukowego Da Vinci z Politechniki Wrocławskiej postanowili zmienić koncepcje przyjętą przy budowie BSL PWr-Grot, zbliżając sylwetkę do istniejących konstrukcji. Dodatkowo aby zminimalizować niezbędny zapas energii na pokładzie do minimum postanowiono zbliżyć aerodynamikę do szybowca. Przez zmniejszenie oporów i zwiększenie zdolności płatowca do długotrwałego szybowania umożliwiono zwiększenie długotrwałości lotu.

Projekt płatowca UAV ”Balsa” (nazwa została zmieniona później na PWr ”Balsa”) został wykonany przez Karola Łukaszewskiego w ramach jego pracy dyplomowej. Awionika i systemy sterowania opracowywane przez Romana Kierzkowskiego. W skład zespołu wchodzili również: Jakub Kluz, Piotr Leśniak, Aleksander Marcinkiewicz, Karol Rosiak, Grzegorz Duszyński. W celu osiągnięcia optymalnej długotrwałości lotu konstrukcja łączy w sobie cechy szybowca i samolotu. Do kontroli lotu zastosowano aparaturę modelarską gwarantującą możliwość przejścia ze sterowania automatycznego na sterowanie ręczne. Pierwsze koncepcje zakładały zastosowanie skrzydła o rozpiętości 3,6 m. Składać się miało z 4 segmentów, dwóch centralnych o niewielkim wzniosie oraz dwóch trapezowych uszek o większym jeszcze wzniosie niż centropłat. Szybko odstąpiono od tego pomysłu, głównie ze względu na szacowaną masę skrzydła. Postanowiono zmniejszyć rozpiętość, jednakże pozostawiono konstrukcje 4 segmentową. Dodatkową zmianą było usunięcie wzniosu centropłata przy jednoczesnym zwiększeniu wzniosu uszu. Wpłynęło to znacznie na poprawę stateczności poprzecznej. Usterzenie samolotu przewidziane zostało w układzie Rudlickiego głównie ze względu na mniejsze opory.

Prace przy budowie płatowca rozpoczęto w lipcu 2010 r. Samolot został ukończony w połowie września 2010 r. Pierwszy lot wykonał 21.09.2010 r. Próby w locie wykazały, że aparat jest bardzo stateczny, łatwo się nim steruje oraz posiada wystarczający nadmiar ciągu aby startować z ręki.

W dniach 23-27.09.2010 r. odbyły się VII Międzyuczelniane Inżynierskie Warsztaty Lotnicze w Bezmiechowej, których główną częścią były zawody Bezzałogowych Aparatów Latających. BSL PWr ”Balsa” zajął czwarte miejsce.

W październiku 2010 r. r., w wyniku zebranych doświadczeń podczas warsztatów i lotów w Bezmiechowej, przeprojektowano usterzenie. Nowe usterzenie ma uodpornić bezzałogowiec na boczne podmuchy wiatru. Równocześnie powstał system przyspieszania startu w postaci katapulty. Ruszyły również przetargi na główne podzespoły systemu stabilizacji lotu oraz autopilota.

Konstrukcja:
Górnopłat wolnonośny o konstrukcji kompozytowo-drewnianej.
Skrzydło składa się z 4 segmentów, dwóch centralnych (które tworzą centropłat) bez wzniosu oraz dwóch trapezowych uszek o wzniosie. Centropłat kompozytowy: rdzeń styropianowy pokryto warstwami usztywniającymi z balsy i przesączonego włókna szklanego. Uszy zostały wykonane jako konstrukcja skorupowa z rdzeniem ze spienionego polistyrenu. Lotki zamontowane na uszach. Skrzydło zamontowane na wysięgniku nad kadłubem.
Kadłub o konstrukcji przekładkowej złożonej z tkaniny szklanej i tkaniny węglowo-aramidowej. Wręgi sklejkowo-balsowe. Belka ogonowa wykonana jako rura z laminatu szklanego. Usterzenie zamontowane na belce ogonowej.
Usterzenie w układzie Rudlickiego wykonane jako konstrukcja skorupowa z rdzeniem ze spienionego polistyrenu.
W celu przyspieszenia startu zastosowano wyrzutnie gumową. Nie jest ona konieczna ponieważ silnik zapewnia ciąg wystarczający do startu z ręki. Lądowanie klasyczne na brzuchu lub na spadochronie.

Wyposażenie- GPS, IMU, Rurka Prandtla, Nadajnik Audio-Video, transceiver Xbee oraz komputer oparty na ARM9. Wyposażenie rozpoznawcze- kamera video.

Naziemna stacja kontroli lotu składa się z transceiver-a Xbee PRO 868 MHz służącego do pobierania danych telemetrycznych oraz do wydawania poleceń autopilotowi. Dodatkowo stacja wyposażona jest w odbiornik Audio-Video 5,8 GHz służący do odbierania obrazu wideo w czasie rzeczywistym.

Silnik- elektryczny o mocy 450 W.

Dane techniczne PWr ”Balsa” (wg [3]):
Rozpiętość- 2,9 m, długość- 1,46 (wg [2]- 1,533) m, wysokość- (wg [2]- 0,472) m, powierzchnia nośna- 0,8 m2.
Masa startowa max- 5 kg.
Osiągi (wg [2]):
Prędkość ekonomiczna- 8,69 m/s, prędkość optymalna- 11,43 m/s, prędkość opadania minimalna- 0,55 m/s, prędkość opadania optymalna- 0,63 m/s, doskonałość- (wg [3]- 19).

Źródło:

[1] ”UAV Balsa. Bezzałogowy Aparat Latający Politechniki Wrocławskiej”
[2] ”Dokumentacja techniczna PWr Balsa”. ”Międzyuczelniane Inżynierskie Warsztaty Lotnicze”
[2] ”PWR BALSABezzałogowy Aparat Latający Sterowany Autonomicznie. Prezentacja”. ”Międzyuczelniane Inżynierskie Warsztaty Lotnicze”
blog comments powered by Disqus