Ich möchte einen Senkrechtstarter (VTOL) bauen, der zum Schluss auch autonom fliegen soll.
1. Technik:
Als Antrieb verwende ich 3 Brushless- Motore mit Impeller- Aufsatz, die jeweils einen Schub von ca. 680g erzeugen.
Die Steuerung der Motore wird über Brushless- Reglern reallisiert, die man über PWM ansteuert.
Um auch wirklich damit fliegen zu können sind noch 3 Servos als Aktuatoren an den Motoren montiert, die eine Schub- Vektor- Steuerung ermöglichen. Somit sind die Motoren in der X- Achse schwenkbar.
Die Servos sind auch mit einer PWM ansteuerbar.
Die Sensorik beinhaltet 3 Gyros zur Stabilisierung der X- und Y Achse.
Als Maßnahme gegen Drifts müssen auch Beschleunigungssensoren eingebaut werden.
Die Spannungsversorgung des VTOL Liefert ein Li-Po Akku mit 22,2V und 2500mAh und 20C.
Nun muss noch ein Mikrokontroller als Steuerung ausgesucht werden.
Leider habe ich da noch nicht so viel Ahnung und wende mich damit an euch, ich hoffe jemand kann mir da helfen.
Nun Zur Funktionsweise:
Das VTOL in die Höhe bewegen.
Dies bedeutet, das bei einem Anstieg des Schubs die Erdanziehundskrafte überwunden werden.
Um Drifts und den Bodeneffekt entgegenzuwirken müssen die Servos dementsprechend die Impeller
in die entgegengesetzte Richtung steuern, um gerade nach oben zu kommen.
Sollte das nicht ausreichen, muss die Drehzahl eines Impellers nachgeregelt werden,
um einen Absturz zu vermeiden. Dazu ist ein 3- Achsen Gyro nötig.
Das VTOL auf einer Position halten
Um das VTOL nach erfolgreichen Aufstieg auf einer Position halten zu können,
ist ein Beschleunigungsmesser für nick und roll nötig.
Der Beschleunigungssensor gibt der Steuerung Auskunft darüber, in welche Richtung
der VTOL wegdriftet,
die Steuerung wird dann versuchen, dies durch die entsprechende Anstuerung der Servos zu unterbinden.
Sollte auch dies nicht ausreichen, wird auch hier die Drehzahl der Impeller nachgeregelt.
Vorwärtsflug des VTOL
Um nach vorne zu fliegen, werden die Impeller durch die Servos solange in der Nick Achse gedreht, bis die gewünschte
Geschwindigkeit erreicht ist (Vektorsteuerung?). Die Geschwindigkeit kann dann durch Zurückstellung
wieder gedrosselt werden, bis zum Stillstand. EIne Art Schubumkehr kann auch realisiert werden, wenn die Servos um 180°
gedreht werden (falls dies technisch möglich ist).
Kurvenflug des VTOL
Der Kurvenflug wird durch die Drehzahl der beiden hinteren Impeller geregelt.
Wenn man beispielsweise
eine Rechtskurve fliegen will, dann verringert sich die Drehzahl des
rechten Impeller zeitgleich erhöht sich die Drehzahl des linken Impeller.
Landen des VTOL
Falls dies alles in 100 Jahren geklappt hat, gestaltet sich der Landevorgang umgekehrt des
Startvorgangs.
Eine Skizze mit der groben Aufbauweise habe ich auch dazugefügt.
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