Проект беспилотного самолёта лебедева фёдора

ОТЗЫВ

1. ПРЕДМЕТ АНАЛИЗА

Разработка проекта автономного беспилотного сверхлегкого самолета «SleepShip»

Работа Лебедева Фёдора Андреевича, студента группы 1ИС1-19Э Информационные системы и программирование «Подмосковного колледжа «Энергия» посвящена созданию беспилотного самоуправляемого летательного аппарата для научно-исследовательских задач в мирных целях.

1. АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Работа рассматривает актуальную тему совершенствования систем, исключающую все недостатки существующих.

1. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Целью проекта - создание беспилотного самоуправляемого сверхлегкого самолета способного решать научно-исследовательские задачи:

• Изучение состава и состояния слоёв атмосферы

• Изучение влияния облаков на климат

• Изучение ветров и их влияния в различных слоях атмосферы

• Ведение видео и фото съемки

Практическое назначение - доставка небольших грузов в труднодоступные для обычных самолётов или вертолётов места.

Проект предусматриваем бюджетность, простоту конструкции, автономность и безопасность. Раскрыт алгоритм управления, взлёт и посадки самолёта. В аварийных ситуациях – раскрытие парашюта с отправкой уведомления с указанием координат самолёта. Камеры в кабине и фюзеляже самолёта должны вести съёмку на протяжении всего полёта.

Проект, в стадии разработки идеи ждут реализации. За беспилотной авиацией, будущее, благодаря применению в различных сферах. Это позволяет экономить множество ресурсов.

1. ОБЩАЯ ОЦЕНКА

Оценивая работу в целом, отмечу глубокую заинтересованность автора, понимание того, что работа не закончена. Это первый этап. Работа имеет практическую значимость и заслуживает высокой оценки.

Руководитель Ильина Татьяна Васильевна, преподаватель физики

Секция №2 Научно - техническая

Лебедев Фёдор Андреевич, студент 1 курса,

Информационные системы и

программирование

ГАПОУ МО

«Подмосковный колледж «Энергия»

Руководитель Ильина Татьяна Васильевна

преподаватель физики

ТЕЗИСЫ

Разработка проекта автономного беспилотного сверхлёгкого самолёта

«Sleep Ship»

Аннотация работа посвящена созданию беспилотного самоуправляемого летательного аппарата для научно-исследовательских задач в мирных целях. Проект предусматривает бюджетность, простоту конструкции, автономность и безопасность. Раскрыт алгоритм управления, взлёта и посадки самолёта. В случае аварийных ситуаций – автоматическое раскрытие парашюта с отправкой уведомления с указанием координат нахождения самолёта команде на земле.

На борту будут установлены две камеры в кабине и фюзеляже самолёта они будут вести съёмку на протяжении всего полёта.

Ключевые слова самолёт «Sleep Ship», композитные материалы, «обратная стреловидность», «карамельное топливо», управление «Sleep Ship», полётный контролёр ArduPilot, программируемый микроконтроллер Arduino UNO, камеры GoPro, TTL модуль, взлёт и посадка самолёта.

Цель работы: создание проекта беспилотного самоуправляемого сверхлегкого самолета «Sleep Ship».

Задачи:

1. Разработать конструкцию самолёта «Sleep Ship» с использованием современных материалов.

2. Разработать систему взлёта «Sleep Ship» с помощью аэростата.

3. Разработать систему управления «Sleep Ship» с помощью полётного контролёра ArduPilot.

4. Разработать средства автоматики для управления научными датчиками.

5. Разработать систему посадки «Sleep Ship»

6. Разработать систему раскрытия парашюта в аварийных ситуациях

Методы:

1. Работа с источниками информации

2. Консультации: МГТУ им. Баумана, факультет «Ракетная техника», МАИ кафедра аэродинамики, завод «Звезда» отдел «Жизнеобеспечения экипажей летательных аппаратов»

3. Обобщение материала

Вывод

Мой проект находится в стадии разработки.

Беспилотные летательные аппараты имеют большую популярность и применяются в самых разных сферах деятельности человека, в разных климатических условиях, решают самые разнообразные задачи. Способы взлёта и посадки беспилотных летательных аппаратов известны. Известны их достоинства и недостатки. Актуальность этой темы должна быть значима, так как в настоящее время не создано идеальной системы.

Министерство образования Московской области

Государственное автономное профессиональное образовательное

учреждение Московской области

«Подмосковный колледж «Энергия»

СТУДЕНЧЕСКАЯ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

Доклад на тему «Разработка проекта автономного беспилотного сверхлегкого самолета SleepShip»

Работу выполнил

1 курс, Информационные

системы и программирование

Лебедев Фёдор Андреевич

Руководитель

Ильина Татьяна Васильевна

преподаватель физики

Электроугли

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ………………………………………………. 3

2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ……………………………………... 4

3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………… 7

4. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ……...........8

ВВЕДЕНИЕ

Целью разработки проекта является создание беспилотного самоуправляемого сверхлегкого самолета способного решать научно-исследовательские задачи:

• Изучение состава и состояния слоёв атмосферы, мониторинг

• Изучение влияния облаков на климат

• Изучение ветров и их влияния в различных слоях атмосферы

• Ведение видео и фотосъемки

а также практическое назначение, доставка небольших грузов в труднодоступные для обычных самолётов либо вертолётов места.

Проектом предусматривается экологичный вид топлива, а также немаловажным фактором является бюджетность, простота и автономность данного летательного аппарата.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

В разработке конструкции самолёта «SleepShip» планируется использовать современные, прочные, простые и лёгкие материалы, а именно:

• Древесина Бальзы

• Пенополистирол

• Композитные Материалы

Пенопласт будет служить основным материалом для всего самолёта. Древесина Бальзы будет использоваться как укрепляющая конструкция для фюзеляжа и крыльев. А композитные материалы для укрепления крыльев и примыкание к самолёту. Крылья самолёта предусматривается выполнить в форме «обратной стреловидности», снижающей лобовое сопротивление воздушным массам и способствующей улучшенную управляемость на малых скоростях. Т.к. самолёт будет летать на высоте 10-30 км, где есть вероятность скручивание крыла и в нём необходимо предусмотреть дополнительные укрепляющие материалы и другие решения для крыла, помогут исправить эту проблему. Данная модификация, это увеличит вес крыла, но добавит устойчивости и надёжности самолёту. Места расположения программного оборудования в центральной части планера, что обеспечит нужную центровку для самолёта.

Взлет самолета будет осуществляться с помощью Аэростата на высоту от 10 до 30 км, в связи с чем отпадает необходимость в мощном двигателе и наличии взлетной полосы. Самолёт оснащается небольшим твёрдотопливном ракетным двигателем диаметром 5 см и длинной 10 см. Топливом для двигателя будет служить «Карамельное топливо». После достижения нужной высоты самолёт отцепляется со стратостата. Через 10 секунд после сброса, происходит зажигание двигателя, аппарат поднимает угол атаки на 15 градусов и летит в данном положении, пока работает двигатель, как только выключается двигатель, происходит его выравнивание и планирование по заданной программе. Максимальное проектное расстояние для полёта составляет 30 км, грузоподъемность самолета предусматривает 4 кг дополнительного научного оборудования.

Управление «SleepShip» планируется осуществлять полетным контроллером ArduPilot, широко используемым в модельной авиации и обеспечивающим автоматическое управление по заранее созданному маршруту. К бортовому компьютеру предполагается подключить датчики для ориентации на местности и сервоприводы, которые будут управлять элеронами, крыльями высоты и крыльями направления, для чего проектом предусматривается разработка компьютерной программы и алгоритма для обеспечения полёта и посадки. Дополнительно к ArduPilot будет установлен программируемый микроконтроллер для создания средств автоматики Arduino UNO, для управления научными датчиками:

• Датчик атмосферного давления BMP280

• Датчик температуры и влажности HTU-21

• Датчик ультрафиолетового излучения GYML8511

• Датчик атмосферного давления, влажности и температуры BME280

• Датчик ориентации GY-521

• Датчик качества воздуха MQ135

• TTL модуль камера

• Модуль Micro SD Card Raeder для записи данных

В качестве источника питания системы управления устанавливается компактный аккумулятор ёмкости 5000 mAh. Во время полёта отслеживается скорость, высота и положение самолёта в пространстве. На этих данных корректируется курс. В запланированные промежутки времени, данные о местоположении самолёта отправляются команде снизу. На борту установлены 2 камеры:

• GoPro в кабине

• TTL модуль в фюзеляже самолёта.

Они будут вести съёмку на протяжении всего полёта. Также они будут служить отчётом о полёте.

Посадка самолета «SleepShip» осуществляется с помощью программного обеспечения в одну из заранее определенных точек. Для снижения скорости при посадке или во время полёта у самолёта, в том числе запланирована установка тормозных щитков, которые будут расположены в крыле рядом с элеронами. Команда, состоящая из 2-х человек, будет ждать в машине около области посадки, не далеко от запланированной место посадки. Как только подтвердиться, что самолёт на курсе и скоро должен провести посадку, команда выдвигается на место и встречает самолёт. На высоте 50 метров от земли будут опущены шасси. При касании с поверхностью, из задней части фюзеляжа раскрывается парашют, который уменьшит тормозной путь самолёта.

Проектом предусматривается раскрытие парашюта в аварийных ситуациях с отправкой соответствующего уведомления с указанием координат нахождения самолета команде на земле. Которая незамедлительно отправится на координаты в поисках обломков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Мой проект находится в стадии разработки и многих идей до реализуемого состояния.

Актуальность развитие данной тематики связано, с необходимостью создания методов и технологий гидрометеорологического и экологического наблюдения окружающей среды. Одним из путей развития методов и средств метеорологического обеспечения является создание мобильных малогабаритных летательных аппаратов

За беспилотной авиацией будущее, благодаря применению в различных сферах. Это позволяет экономить множество ресурсов. Не будут стоять на месте в своем развитии и различные вспомогательные системы, такие как системы взлета и посадки, например. До тех пор, пока не будет создано идеальное средство, исключающее все недостатки существующих.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аленченков Г.С. Стартовые устройства беспилотных летательных аппаратов, применяемых для мониторинга объектов сельского хозяйства – [Электронный ресурс]. Режим доступа: Botaniks.ru

2. Моисеев В.С. Прикладная теория управления беспилотными летательными аппаратами: монография. / В.С. Моисеев – Казань: ГБУ «Республиканский центр мониторинга качества образования» (Серия «Современная прикладная математика и информатика»), 2013 – 768 с.

3. Беспилотные самолеты. – [Электронный ресурс]. Режим доступа: transpobrand.ru