Электрический самолет

Теги:авиация
 
LT Bredonosec #16.04.2017 01:46
+
-
edit
 
Болтовня о полном переводе всех механизмов на электричество идёт давно, но ввиду высоких нагрузок (а значит, необходимости ставить редукторы, сильно снижающие перемещение для получения силы) возникал вопрос достаточного быстродействия для управления.
Сейчас вот вижу вполне коммерческие предложения

на все виды исполнительных механизмов, включая управляющие поверхности и шасси.

Причем, даже с обеспечением безопасности на случай поломки:
во [показать]


собсно вопрос, а как они ухитряются при всём при этом и требуемую проворность при амплитуде и усилии обеспечивать?
 26.026.0
+
-
edit
 

Garry_s

опытный

А в случае отказа электрогенераторов как быть?
Хватит ветряков не только на минимальные связные потребности, но и на выпуск шасси, например?
Сейчас для этого ставят гидроаккумуляторы.
Партия жуликов и воров оборзела. Ну, не обессудь, теперь  49.0.2623.11249.0.2623.112
+
-
edit
 

Monya

опытный

Bredonosec> собсно вопрос, а как они ухитряются при всём при этом и требуемую проворность при амплитуде и усилии обеспечивать?
Ну в общем-то тут нового ничего не придумали. Исключительно мощностью привода. Благо электроника нонче быстродействующая и с временем запаздывания/быстродействием в цепях обратной связи проблем нет.
 49.0.2623.11249.0.2623.112

Garry_s

опытный

Monya> Ну в общем-то тут нового ничего не придумали. Исключительно мощностью привода. Благо электроника нонче быстродействующая и с временем запаздывания/быстродействием в цепях обратной связи проблем нет.
Не все так просто.
Одной мощностью не обойтись. Нужны еще высокие показатели ускорения, приемистость, условно говоря самого электромотора. И высокая отдача источника питания.
Партия жуликов и воров оборзела. Ну, не обессудь, теперь  57.0.2987.13257.0.2987.132

Monya

опытный

G.s.> Одной мощностью не обойтись. Нужны еще высокие показатели ускорения, приемистость, условно говоря самого электромотора. И высокая отдача источника питания.
А чем же еще? Ускорение, оно же приемистость напрямую лимитируется мощностью привода (электромотора).
Может мы об одном и том-же говорим? Под мощностью привода я имел ввиду как раз мощность электродвигателя сервомеханизма.
Торможение электрического привода тоже можно обеспечить электронным способом, опять же, упирается в мощность, которую может прожевать привод. Ну само собой, для увеличения КПД идут на всякие хитрости - облегчения массы редуктора, движки с полым ротором и т.д. Ну и равно, как требования по массе, - вроде как аксиома для авиации. Но мощность двигла - величина определяющая. Вот габариты их сейчас сильно уменьшились, конечно. Мощность с еденицы массы как-бы не на порядок за 10 лет скаканула. Источник питания - естественно должен быть с малым внутренним сопротивлением. Ну а силовые управляющие ключи на сегодня с малым падением высокой мощности и быстродействия - не проблема. Хотя это тоже конечно сильно на габариты повлияло. Даже тем, что у современных полевиков сопротивление канала - еденицы миллиОм - падение на открытом ключе малое, тепловыделение соответственно, а это тянет за собой уменьшение габаритов/отсутствие радиаторов, габаритов самих ключей. Ну и частоты повыше, ключи быстродействующие, фронтами не греются.
 49.0.2623.11249.0.2623.112
+
-
edit
 
Monya> Ну в общем-то тут нового ничего не придумали. Исключительно мощностью привода.
так вот насчет этой мощности и вопросы.
Рассеивать в себе он должен много. Значит, греться. Значит, быть массивным.
При этом высокооборотистым, чтоб редуктор не замедлял слишком.
При этом безынерционным, чтоб плоскости могли туда-сюда быстро качаться без запаздывания на торможение-остановку-разгон в несколько секунд.

Ну не стыкуется у меня
Хотелось бы увидеть конструктив, как оно выглядит внутри.
 26.026.0

Garry_s

опытный

G.s.>> Одной мощностью не обойтись. Нужны еще высокие показатели ускорения, приемистость, условно говоря самого электромотора. И высокая отдача источника питания.
Monya> А чем же еще? Ускорение, оно же приемистость напрямую лимитируется мощностью привода (электромотора).
Monya> Может мы об одном и том-же говорим? Под мощностью привода я имел ввиду как раз мощность электродвигателя сервомеханизма.
Я имел в виду, что простое линейное определение СТАЦИОНАРНОГО углового движения массивных элементов с заданной угловой скоростью, действительно определяются мощностью.
Однако, когда переходят к переходным процессам :), выясняется что этот метод не работает.
Можно поставить огромный киловаттный электромотор, а качество переходного процесса он не даст.
У меня был препод, который создал методику оценки и выбора параметров привода для подвижных пушечных установок самолетов: у них как раз эти проблемы похлеще, чем у рулевых приводов и, тем более всяких грубых шасси/закрылков.
Его труды я в гугле не нашел, но дело его живет: молодые ученые ссылаются на его труды
(А.Г. Ужви [59] ). Это он и есть.

Методика определения обликовых характеристик электрических исполнительных устройств как подсистем контуров управления полетом высокоманевренных БПЛА диссертация по машиностроению и машиноведению, скачайте бесплатно автореферат диссертации на тему 'Машиноведение, системы приводов и детали машин'

Методика определения обликовых характеристик электрических исполнительных устройств как подсистем контуров управления полетом высокоманевренных БПЛА автореферат диссертации на тему Машиноведение, системы приводов и детали машин // tekhnosfera.com
 
Партия жуликов и воров оборзела. Ну, не обессудь, теперь  57.0.2987.13357.0.2987.133
+
+1
-
edit
 

Monya

опытный

Bredonosec> так вот насчет этой мощности и вопросы.
Bredonosec> Рассеивать в себе он должен много. Значит, греться. Значит, быть массивным.
Ну немного не так. Рассеивать он будет, ежели КПД у него паскудный. Ежели все уйдет в механическую энергию на привод - то и нагрев будет меньше. Почему габариты и вес современных бесколлекторников так сильно упали - КПД повысился.
Bredonosec> При этом высокооборотистым, чтоб редуктор не замедлял слишком.
Ну это как раз не проблема
Bredonosec> При этом безынерционным, чтоб плоскости могли туда-сюда быстро качаться без запаздывания на торможение-остановку-разгон в несколько секунд.
Сейчас эту проблему решают, используя двигатели с полым ротором. Масса ротора мала, момент инерции - соответственно. Коллекторник выглядит так - классически советский ДПР:

Сейчас уже и бесколлекторники появились. Коллекторный узел ушел - КПД повысилось.
Ну и плюс то, что бесколлекторник хорошо управляется как в режиме двигла, так в режиме тормоза (для сервиков актуально, кстати, чтоб не проскакивал точку и в автоколебания не вошел) в широком диапазоне оборотов с приличными моментами. Конечно, дофига ложится на мозги контроллера, но сейчас это все делает одна микросхема. При том защита от КЗ и по температуре тоже уже заложена.
Мне в руки сервопривод такого плана попался, правда не самолетный, а модельный, но профи, с усилием 26 кГ на плече в 20мм.

Середина выглядит так примерно:

Дальше внутрь залезть не дали, гады :( . Там вроде в обратной связи уже даже не потенциометр, а энкодер.
Конкретно отличается от старых аналоговых. Сразу например заметно, что в отличие от аналоговых, момент при подходе к заданной точке практически не падает (по крайне мере рукой не чувствуется) - точность отработки намного выше, соответственно (особенно под нагрузкой - снялась вечная болезнь аналоговых серв).
И, кстати, шестеренок в редукторе в два раза меньше по сравнению с аналогичными аналоговыми сервами 5-7 летней давности.
Причем цена достаточно вменяемая, как для хоббийного изделия ~$50.
В 87 году шефу искали подобный сервик (для копии Ньюпора - крыло должен был перекашивать) - так он стоил порядка $200 и размером был раза в полтора больше :)
 49.0.2623.11249.0.2623.112
Это сообщение редактировалось 17.04.2017 в 22:11

Monya

опытный

G.s.> Однако, когда переходят к переходным процессам :), выясняется что этот метод не работает.
G.s.> Можно поставить огромный киловаттный электромотор, а качество переходного процесса он не даст.
Да в общем-то и не спорю. При применении классических систем управления сервоприводами - конечно. Сам столкнулся. Мы в 92-95 году сервопривод совместно с полтавчанами для моделей выпускали - их механика и мотор - наша электроника.
Естественно аналоговый канал обратной связи, полуцифровая система управления движком - фиг получишь нормальное быстродействие.
Сейчас все существенно поменялось. Во-первых - движки бесколлектроные, во-вторых - обратная связь цифровая - экодер, в-третьих - контроллер с широким диапазоном управления. В сумме все дало существенный скачек. Сейчас уже не проблема раскрутить нагруженный (в разумных пределах, конечно) бесколлекторный мотор с нуля до максимума и также остановить, контролируя его так, чтоб он не выпал из синхронизации - мозги контроллера вполне позволяют.
Вот и получается, что основным лимитом стала мощность, которую может прожевать привод в перегрузочном режиме. Нет, конечно проблемы сверхбыстродействующих приводов остались, но характеристик, которые выдают современные сервы для ЛА с дозвуковой скоростью - уже с головой хватает.
ЗЫ: Да, приводы пушек давай не будем рассматривать. Совсем другой компот :) . Идея вроде та-же, но в результате требований совсем все по другому выходит. Верно заметил - там все похлеще. Имел немного дело - так что слегка в курсе :)
 49.0.2623.11249.0.2623.112
+
-
edit
 
Bredonosec>> Рассеивать в себе он должен много. Значит, греться. Значит, быть массивным.
Monya> Ну немного не так. Рассеивать он будет, ежели КПД у него паскудный.
имел в виду, что при равном кпд более легкое или более мощное изделие будут греться сильнее, бо больше соотношение энергии на массу.
>Ежели все уйдет в механическую энергию на привод - то и нагрев будет меньше. Почему габариты и вес современных бесколлекторников так сильно упали - КПД повысился.
не спорю.

Monya> Сейчас эту проблему решают, используя двигатели с полым ротором. Масса ротора мала, момент инерции - соответственно. Коллекторник выглядит так - классически советский ДПР:
А какую роль играет такой ротор? Емнис, для squirell cage должны быть отдельные пруты во избежание паразитных токов. Или я всё забыл?

Monya> Ну и плюс то, что бесколлекторник хорошо управляется как в режиме двигла, так в режиме тормоза
А как фиксировать положение? Моторы же не держат усилие как гидра с перекрытыми клапанами. Им для развития усилия надобно движение с некоторой скоростью, тем большей, чем больше усилие

Monya> Мне в руки сервопривод такого плана попался, правда не самолетный, а модельный, но профи, с усилием 26 кГ на плече в 20мм.
А как у него со скоростью перекладки?
С таким передаточным числом ощущение, что потребуется время.

Monya> И, кстати, шестеренок в редукторе в два раза меньше по сравнению с аналогичными аналоговыми сервами 5-7 летней давности.
да, металлообработка улучшается, не спорю ) Перфы и ударные дрели имеют редуктор из одной передачи, хоть раньше требовалось больше..
 26.026.0
+
-
edit
 

Monya

опытный

Bredonosec> А какую роль играет такой ротор? Емнис, для squirell cage должны быть отдельные пруты во избежание паразитных токов. Или я всё забыл?
Чисто для снижения массы, а расположен в магнитном зазоре. то есть магнит и в центре ротора, и вокруг. Сам ротор - чисто обмотка на каркасе.
Как-то так:

Bredonosec> А как фиксировать положение? Моторы же не держат усилие как гидра с перекрытыми клапанами. Им для развития усилия надобно движение с некоторой скоростью, тем большей, чем больше усилие
А вот положение фиксируется чисто мотором - начинаешь давить на рычаг - возникает момент противодействия на моторе. Тут уже контроллера задача. Он импульсами пытается удержать движок на месте.
Bredonosec> А как у него со скоростью перекладки?
Bredonosec> С таким передаточным числом ощущение, что потребуется время.
Ну вот параметры:

Технические характеристики:
Тип: HC1627S
Усилитель: Цифровой
Рабочее напряжение: 6V ~ 7.4V
Крутящий момент: 26кг @ 6V ~ 29kg @ 7,4
Скорость: 0.16sec @ 6V ~ 0.14sec @ 7,4
Рабочий ток: 3300mA @ 4.8V ~ 4000mA @ 6V
Размеры: 40x20x37mm
Вес: 53g
Мертвая зона: 1 мкс
Мотор: Бесколлекторный
Шестерни: Металл
Корпус: 6061 алюминий / волокна нейлона
Сервопривод разъема: тип JR
Сервопривода Длина: 300 мм

Скорости - это время поворота на 90° так обозвали.
Мертвая зона -видимо так обозначили разрешающую способность. Управляющий импульс имеет диапазон 0,5-1,5 мс. Так что точность вполне себе ничего.
 49.0.2623.11249.0.2623.112
IL digger #17.04.2017 23:31  @Bredonosec#16.04.2017 01:46
+
-
edit
 

digger

аксакал

Bredonosec> Болтовня о полном переводе всех механизмов на электричество идёт давно

А нафига, если преимуществ по цене и весу не предвидится? Гидравлика тем и хороша, что очень мощная и компактная и конкуренции ей нет.
 52.052.0
+
+1
-
edit
 

Monya

опытный

digger> А нафига, если преимуществ по цене и весу не предвидится? Гидравлика тем и хороша, что очень мощная и компактная и конкуренции ей нет.
Да как раз для средних мощностей электроприводы по массе выигрывают. Да и по быстродействию. Пропорциональное управление тоже проще организовать. Ну и плюс - не надо дополнительно с гидравликой связываться (насосы, гидростанции, клапана, шланги, контроль утечек, давления и т.п. - вес же, отдельная система, опять же, значит надежность) Электричество сегодня на борту обязательно есть. Мощные привода конечно электрическими вряд-ли скоро будут делать.
 49.0.2623.11249.0.2623.112
+
-
edit
 
Monya> Чисто для снижения массы, а расположен в магнитном зазоре. то есть магнит и в центре ротора, и вокруг. Сам ротор - чисто обмотка на каркасе.
ээ... наверно имелось в виду, статор?
за схему спасибо. В принципе, логично.. Магнитов как вижу нет? Вся эдс - взаимодействие цилиндра и обмоток? Но паразитные токи?

Monya> А вот положение фиксируется чисто мотором - начинаешь давить на рычаг - возникает момент противодействия на моторе. Тут уже контроллера задача. Он импульсами пытается удержать движок на месте.
хм... звучит логично.. Но по итогу всё равно получается дрожание.
Кроме того, такой вопрос:
обмотки - это фактически катушки индуктивности. При стробах с большой крутизной фронта индуктивность обладает колоссальным реактивным сопротивлением. Как они могут использовать чистый шим с линейной характеристикой выхода? На малом стробе же ток просто не сумеет достичь сколько-нибудь заметного значения именно из-за индуктивности

Monya> Мертвая зона: 1 мкс
а скорость перекладки (смены направления движения) ?

>Ну и плюс - не надо дополнительно с гидравликой связываться (насосы, гидростанции, клапана, шланги, контроль утечек, давления и т.п. - вес же, отдельная система, опять же, значит надежность) Электричество сегодня на борту обязательно есть. Мощные привода конечно электрическими вряд-ли скоро будут делать.
ну, строго говоря, если мощные всё равно гидрой - значит она всё равно на борту присутствует. А если так, то чего не использовать её в еще нескольких местах? Или, скажем, не пользовать пауэрпаки? Они для таких задач вполне хорошо годятся. Никаких редукторов - движение зависит только от того, какой клапан открыт.
 26.026.0
+
-
edit
 

Monya

опытный

Bredonosec> ээ... наверно имелось в виду, статор?
Нее, у коллекторника именно ротор. Гляди фотку ДПР разобранного, что постил. Вот тот цилиндр - и есть обмотка на тоноком стеклопластике с пропиткой. Статор - поястоянный магнит.
Bredonosec> за схему спасибо. В принципе, логично.. Магнитов как вижу нет? Вся эдс - взаимодействие цилиндра и обмоток? Но паразитные токи?
Есть. Вот все тело и есть постоянные магниты. Причем не хухры-мухры, а самарий-кобальт (в советскихДПР, по крайней мере)
Bredonosec> хм... звучит логично.. Но по итогу всё равно получается дрожание.
Конеечно. Но с такой мизерной амплитудой и такой высокой частотой, что на него можно положить. Руками на качалке еще ощущается, на рулевых поверхностях уже нет - даже короткие тяги все глотают.
Bredonosec> Кроме того, такой вопрос:
Bredonosec> обмотки - это фактически катушки индуктивности. При стробах с большой крутизной фронта индуктивность обладает колоссальным реактивным сопротивлением. Как они могут использовать чистый шим с линейной характеристикой выхода? На малом стробе же ток просто не сумеет достичь сколько-нибудь заметного значения именно из-за индуктивности
Так вот и выходит почти аналоговая схема регулирования. При увеличение усилия ширина растет, ну амплитуда дрожания тоже. Но в реале на чатик частотах и амплитудах (повторюсь) рули не работают - так что и хрен с ним. :)
Monya>> Мертвая зона: 1 мкс
Bredonosec> а скорость перекладки (смены направления движения) ?
Да фиг знает, не заморачивались таким параметром, но на глаз - быстро :) .
Ну хотя там, где не такое критичное время реакции и не такое частое срабатывание (закрылки, интерцепторы, шасси) - народ использует сервики, где в кинематике все-таки самотормозящиеся пары типа червяков или резьбовых. Быстродействие похуже, КПД передачи пониже. Но зато проще технологически и все-таки самотормозящаяся - не жрет ничего для удержания органа управления даже при больших усилиях.
Bredonosec> ну, строго говоря, если мощные всё равно гидрой - значит она всё равно на борту присутствует. А если так, то чего не использовать её в еще нескольких местах? Или, скажем, не пользовать пауэрпаки? Они для таких задач вполне хорошо годятся. Никаких редукторов - движение зависит только от того, какой клапан открыт.
Не так для больших агрегатов - понятно. Хотя тоже тема - ведь проложить пяток проводов по весу меньше, чем проложить гидромагистраль. Да и проще. Поэтому к какому-нибудь триммеру руля высоты/направления а-ля вот такой фигни:

вряд-ли будут тянуть гидромагистраль или ставить гидропривод с пауэрпаком. Проше наверное электро поставить.
А для небольших типа Цессны/Пилатуса, если хочется еще автопилот или защиту от дурака наверно все скоро электрическим и станет.
 49.0.2623.11249.0.2623.112
+
-
edit
 
Monya> Вот тот цилиндр - и есть обмотка на тоноком стеклопластике с пропиткой. Статор - поястоянный магнит.
эээ.. то есть, тот тонкий стальной цилиндр - не ротор, а корпус? А ротор - обмотки?
Тогда всё логичнее. Ток магнитов не вижу, ну да пофиг
Monya> Есть. Вот все тело и есть постоянные магниты. Причем не хухры-мухры, а самарий-кобальт (в советскихДПР, по крайней мере)
почитал.. действительно, логичнее применять, чем неодимки: контакт рядом, царапины случаются, и покрытие никто не будет восстанавливать

Monya> Руками на качалке еще ощущается, на рулевых поверхностях уже нет - даже короткие тяги все глотают.
понял, тогда конечно.

Monya> Ну хотя там, где не такое критичное время реакции и не такое частое срабатывание (закрылки, интерцепторы, шасси) - народ .. самотормозящиеся пары типа червяков или резьбовых.
понял, это ближе к пониманию )

Monya> Хотя тоже тема - ведь проложить пяток проводов по весу меньше, чем проложить гидромагистраль.
для пака ведь тоже те же провода нужны - он self containing
но для мелочи и раньше никто гидру не тянул, там всё электрическое, на червяках.
 52.052.0
+
-
edit
 

Monya

опытный

Bredonosec> почитал.. действительно, логичнее применять, чем неодимки: контакт рядом, царапины случаются, и покрытие никто не будет восстанавливать
Он еще и температуру лучше держит - точка Кюри существенно выше. А то прецеденты были - пацаны у знакомого в моделке накупили дешевых моторов, а они взяли и размагнитились нафиг от перегрева. Они их от повашенной напруги запитали, чтоб форсировать, плюс это были моделmки для RC воздушного боя. Там по правилам полукопии должны применяться, поэтому моторчики были закапотированы для копийности - охлаждение фиговое :(
 57.0.2987.13357.0.2987.133
+
-
edit
 
Monya> Он еще и температуру лучше держит - точка Кюри существенно выше. А то прецеденты были
а до скольки нагревались?

>поэтому моторчики были закапотированы для копийности - охлаждение фиговое :(
а что они, и жалюзи тоже ставили? По идее же необязательно
 26.026.0

Invar

опытный
★☆

digger>> А нафига, если преимуществ по цене и весу не предвидится? Гидравлика тем и хороша, что очень мощная и компактная и конкуренции ей нет.
Monya> Да как раз для средних мощностей электроприводы по массе выигрывают....

А еще есть пневматика и механика :p и полмегаваттная ВСУ на 787 ;)
Лучше других аргументов и доводов мировоззрение защищает полиция (с) С. Лем Все самые большие глупости на свете делаются с серьезным выражением лица Тот самый  33
+
-
edit
 

spam_test

аксакал


Monya> Да как раз для средних мощностей электроприводы по массе выигрывают. Да и по быстродействию.
Кстати, на танках исполнительные все на электроприводы переводят. Там, конечно, нет больших требований по массе, но управляемость переборола.
Почему аватар не меняется?  44
RU smalltownboy #21.04.2017 15:37
+
-
edit
 

smalltownboy

втянувшийся

Сделали маленький электрический конвертоплан!!!

В Германии испытали прототип первого в мире электрического конвертоплана (ВИДЕО)

Оснащенный 36 вентиляторами аппарат способен подниматься в воздух и садиться вертикально, а в режиме полета он движется горизонтально, подобно самолету. В будущем году компания намерена приступить к испытаниям пилотируемой версии конвертоплана. // hitech.newsru.com
 
Пословицы противоречат одна другой. В этом, собственно, и заключается народная мудрость. С.Е.Лец  52.052.0
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)
+
-
edit
 

Monya

опытный

Bredonosec> а до скольки нагревались?
В полете - фиг знает. На столе потом проверяли - по беконтактному термометру - на корпусе градусов до 85-90. Этого уже хватало, чтоб размагничивалось. Правда как-то интересно - горячий вообще практически не магнитил, остывал - что-то возвращалось, но на глаз - магниты где-то в половину мощу теряли.
>>поэтому моторчики были закапотированы для копийности - охлаждение фиговое :(
Bredonosec> а что они, и жалюзи тоже ставили? По идее же необязательно
Не, просто дырки в капоте не прорезали, или слишком маленькие. Пацанва же, 9-10 класс. Аккуратно отверстия в капоте выбрать не может - он разваливается. Особенно, если прототип - с водяным охлаждением. Морда острая, дырок особо не наделаешь. На широкомордых, типа ЛА7, ФВ-190, таких проблем не было. Так, сверлили дырочки просто. Оказалось - мало :( .
 49.0.2623.11249.0.2623.112

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru