CC BY
2
Секция
«ЭКСПЛУАТАЦИЯ И НАДЕЖНОСТЬ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ»
УДК 62-133.26
КОМПОНОВОЧНАЯ СХЕМА ЦИКЛОЛЕТА
М. А. Андреев*, И. А. Андреев, С. Д. Шелопугин, С.И. Меркулов Научный руководитель - Г. Д. Коваленко
Сибирский государственный университет науки и технологий им. ак. М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
*E-mail: mishaandreev20115656@gmail.com
Актуальность и новизна применения БПЛА для обработки сельхозугодий малых площадей. Компоновка и функциональный состав БПЛА.
Ключевые слова: Эффект Магнуса, циклолет, колесо с лопатками.
LAYOUT DIAGRAM OF THE CYCLOLET
M. A. Andreev*, I. A. Andreev, S. D. Shelopugin, S.I. Merkulov Scentific Supervisor - G. D. Kovalenko
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarskii rabochii prospekt, Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation
*E-mail: mishaandreev20115656@gmail.com
The relevance and novelty of the use of UAVs for processingfarmland of small areas. UAV layout and functional composition .
Keywords: Magnus effect, cyclolet, paddle wheel.
Обработка посевных полей с целью их удобрения и защиты растений от вредителей является неотъемлемой практикой в сельском хозяйстве. Для выполнения этой задачи актуальным представляется использование БПЛА. Применение БПЛА позволяет исключить воздействие на человека распыляемых веществ и проводить обработку без участия пилота самолета. БПЛА способен летать на более низких высотах чем самолет, что повысит эффективность распыления.
Актуальность и новизна применения БПЛА для обработки сельскохозяйственных угодий состоит в расчете подъемной силы, веса груза и разработке компоновочной схемы в рамках устанавливаемых требований [1].
Целью работы является создание беспилотного летательного аппарата для нужд сельского хозяйства.
Задачами являются разработка конструкции БПЛА и оценка устойчивости и управляемости.
На схеме представлена компоновка циклолета, где:
1- Лопатки
2- Рама
3- Электродвигатель
4- Каретка
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2021. Том 2
5- Трос, управляющий кареткой
6- Емкость под химикаты
7- Электродвигатель для управления положением кареткой
тг
0
Рис. 1. Компоновочная схема циклолета
Рис. 2. Каретка с грузом
Циклолет состоит из барабана с лопатками (1). Барабан вращаясь против часовой стрелки создаёт подъёмную силу, которая основывается на эффекте Магнуса. К центрам окружностей барабана прикреплены два электромотора (3), для передачи момента вращения барабану.
Проблемой является управление БПЛА по курсу. Применяется балансирное управление. Для этого штанга, несущая груз, вынесена на большое расстояние, чтобы её отклонение было оптимально. Каретка (4) перемещается на подшипниках по верхней части балки. Для предотвращения подклинивания данного механизма установлены дополнительные подшипники, которые направляют её.
Положение каретки меняется с помощью троса (5). Трос (5) приводится в движение с помощью электромотора (7).
Снизу под кареткой жестко закреплены три ёмкости для химикатов (6), которыми будет происходить опрыскивание [2].
Расчет лобового сопротивления, силы притяжения и отклонение подвеса.
а = агсЬд - отклонение подвеса (масса подвеса т=3 кг)
Ха = СХ х х5 - сила лобового сопротивления
Сх = 0,2 - аэродинамический коэффициент сопротивления. р = 1,205 кг/мл3 - плотность воздуха. V = 10 м/с - скорость движения.
ПХГЛ2 3,14x0,0^2 ааапсоа л->
Ь = 3 х —-— = 3 х---= 0,007536 мЛ2 - площадь подвеса, которая создаёт
сопротивление.
Секция «Эксплуатация и надежность) авиационной техники»
Рис. 3. Схема отклонения груза Сила лобового сопротивления равна:
1205 х 10Л2
Ха = 0,2 х--2-х 0,007536 = 0,0908088 Н
Рассчитываем силу притяжения:
С = тд = 3 кг х 9,8 м/сЛ2 = 29,4 Н Подставляем значения в формулу отклонение подвеса [3]
0,0908088
а = агсЬд-
29,4
= 0°10'37'
В результате работы была создана модель БПЛА для обработки сельскохозяйственных полей. Для модели была разработана компоновка и рассчитана полетная устойчивость. Полетный вес модели 5,770 кг, рекомендуемая скорость полета 30 км/ч, предельный угол отклонения груза 0°10'37" градусов. На модели предполагается оценка управляемости путем балансировки, расчет подъемной силы, создаваемой лопатками, и полезной нагрузки.
Библиографические ссылки
1. Коротаев А. А. Повышение эффективности применения мобильной сельскохозяйственной техники в полеводстве: автореф. дис. канд. экон. наук. Екатеринбург, 2014. 35 с.
2. Афанасьев П. П., Голубев И. С., Новиков В. Н. и др. Беспилотные летательные аппараты. Основы устрой-ства и функционирования / под ред. И. С. Голубева, И. К. Туркина. 2-е изд., перераб. и доп. М., 2008. 656 с.
3. Ганин С. М. Беспилотные летательные аппараты. СПб.: ООО ТРК, 2013. 248 с.
© Андреев М. А., Андреев И. А., Шелопугин С. Д., Меркулов С.И., 2021
