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Fundado el 21 de Septiembre de 2006.
Presentación de Proyectos FPV y UAV, diseños propios o modificaciones de modelos convencionales y el montaje integral FPV y UAV.

Moderador: Moderadores

#1428974
Hola, antes de nada, saludar a todos los que aquí estáis, y aquí seguís.
Yo llevo apartado del foro algunos años, pero creo que sigue siendo un buen sitio de encuentro, para todos los que disfrutamos de esta afición, de hacer volar nuestros cacharos.

La idea de hacer esta transformación, del NT a Vtol, no se si es producto, de un cierto delirio por mi parte, de convertir, todos los aviones que tengo a Vtol, o solo es simplemente, por utilizar la plataforma NT de ZOHD, para hacer otra cosa, que no sea acumular polvo en la estantería.
Me explico un poco.

El tema Vtol me apasiona desde hace unos 7 u 8 años, y ya he realizado unos cuantos proyectos Vtol, todos menos uno han sido Tricopteros Tilt Rotor, menos uno que fue un 4+1, y este ultimo fue el que menos me gusto de todos.
Los destacados por sus logros como plataformas Vtol, el Ala AR Wing, el Mini Talon, el Ala AR Wing Pro, en sus 2 versiones, 4+1 y Tilt Rotor, y por ultimo y mas reciente, un éxito espectacular, el AtomRC Dolphin. Este ultimo una delicia de maquina Vtol, con unas características de vuelo excepcionales, en vuelo lento, rápido y muy ágil, ademas de Vtol claro.
Pero todo empezó con un Mini SKYHUMTER de Atico, un buen amigo y gran maestro del Vtol, a el cual le debo todo lo que se.
Luego y basado en la experiencia del MSH, que fue mucha, y con muchos tropezones, me metí en la transformación, de una vieja Ala Phantom FX61, esta ya de forma personal y aunque bajo la tutela del maestro Atico, llego a volar muy bien y me dio grandes satisfacciones.

Todas las transformaciones, y esta no será una excepción, parten de presupuestos muy bajos, y materiales fáciles de trabajar, si se dispone de una impresora 3d, para realizar algunas piezas de forma fácil.
#1428978
Para el que no lo conozca, este es el Nano Talon objeto de la transformación a Vtol.
Adjuntos
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#1428979
Quiero comentar, por aclarar el tema, que esto solo pretende ser, una presentación de los trabajos que iré desarrollando, y tratare de explicar con fotografías, como lo hago.
La teoría sobre el diseño, el Hardware utilizado y la parametrización y calibración, es algo que se escapa al contenido de este tema, pero que a lo largo del desarrollo, iremos tocando todos estos puntos, y aclarando las posibles dudas que se tengan, contestando a las mismas hasta donde sepa.

También tengo la idea de presentar una lista, con los materiales utilizados, que sirva de referencia para posibles compras.
#1428984
Hoy pongo una fotos, para mostraros como va el proyecto, y en que punto se encuentra.
Ya tengo diseñados e impresos, unos prototipos de soporte para los motores Tilt, en los cuales podéis apreciar, donde se monta el servo de accionamiento, y el tipo de rotulas que se emplean, que son las que se utilizan en los Helicópteros RC.
En el interior del soporte, va alojado el ESC del motor, esto nos facilita la instalación del mismo, y el cableado.
Creo que las imágenes hablan por si mismas.
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#1428986
He visto que el tema de los VTOL, ya se toco en su día (en 2019) por LUAR, y desde entonces la verdad es que ha llovido bastante en este tema, como en todos.
Voy a relataros de forma sencilla, cuales son las características, a tener en cuenta para un proyecto de VTOL.
Dimensiones y pesos:
Lo ideal es un Avión o Ala, que resulte manejable en el transporte, y a ser posible llevarlo desde casa todo montado. Esto pone unos limites, según el vehículo utilizado, pero yo utilizo la medida de la bandeja del coche, es decir que quepa en la bandeja del coche totalmente montado y listo para volar.
El NT es bastante mas pequeño, solo tiene 88 cm de envergadura.

El peso es otra cuestión muy importante, y el limite estará limitado por varios factores.
En primer lugar, debemos saber y tener una idea de que queremos montar en el Avión, como equipo auxiliar de FPV, (cámara y Tx Video), y de la autonomía de vuelo que deseamos tener.
La batería a utilizar es el factor de peso principal, y en la elección de la misma, está muchas veces el éxito o el fracaso de un VTOL.

El peso total del Avión, en orden de vuelo, debe ser inferior al empuje vertical del conjunto de los 3 motores, en un régimen de funcionamiento del 50%, es decir que a medio gas, debe de mantener el vuelo estacionario. Esto es primordial, para tener asegurado un buen funcionamiento de la plataforma, en todas las fases de vuelo.
Cuanto mas se pueda bajar el peso, para estas condiciones, mas aseguramos los objetivos a alcanzar, en autonomía de vuelo.
El peso a levantar por los 3 motores, y dada la configuración en Triangulo, está repartido de forma desigual, entre los 2 motores delanteros y el trasero. Esto es debido a la posición necesaria del C.G., respecto a la posición de los motores y su punto de tracción vertical.
Por lo tanto y como regla general, tenemos 3/4 partes del peso, soportado por los 2 motores delanteros, y solo 1/4 del peso total, por el motor trasero.
#1428987
Siguiendo con la tracción y los motores, y teniendo en cuanta el factor 3/4 delanteros y 1/4 trasero, podemos determina que para un avión de 1200 gr de peso, necesitamos unos motores delanteros, que dispongan de una tracción a medio gas, de 450+450 = 900 gr de tracción, y para el motor trasero le dejamos los 300 gr de tracción restante.
Esto nos dice que el motor trasero, bien puede ser de menor potencia, pero en este caso como en los otros VTOL que he montado, es algo que no lo he tenido en cuenta, aunque si se va muy justo en pesos, o se quiere maximizar las performances del VTOL, se podía tener en cuenta esta característica.

Lo anteriormente señalado, de las necesarias tracciones verticales, y la diferencia entre motores delanteros y trasero, es como comente por la disposición física, de los puntos de tracción en un Triangulo y la posición del C.G. dentro de ese Triangulo, que queda respecto al motor trasero, con un brazo de palanca muy largo, respecto al brazo de palanca desde el C.G. a la posición de los delanteros.
#1428989
En esta imagen de mi 2º VTOL, un Ala AR Wing, que ya presento LUAR, he marcado el C.G. y las distancias a los motores, para se vea y entienda el porque de lo comentado.
Adjuntos
MEDIDAS VTOL.jpg
#1428990
Ese Ala AR Wing, utiliza los mismos motores, que voy a seguir utilizando, en este NT, porque siendo unos motores económicos, dan unos resultados excelentes, para un Avión de estas dimensiones y pesos, que estarán sobre los 1200gr o inferior.
La autonomía en régimen de Crucero a 55 km/h, era de 45 minutos, con una Batería de Liion 18650 4s 2p, y 6000 mA.
En el caso del NT, la batería seleccionada será una Liion 21700 4s 1p y 4100 mA, que si bien es de menos capacidad, tambien resulta menos pesada, y por lo tanto la autonomía respecto a la AR Wing será menor, pero no mucho menos, calculando que por lo menos será de unos 35 minutos, aunque la ultima palabra la tiene lo empírico.
#1429015
Hola, me alegro de no estar solo en esta materia y si compartimos avanzamos, ese es mi lema.

Los Vtol son algo complejos, comparados con los Planes simples, pero seguro que con este proyecto, alguno se anima, porque en el fondo es como todo, y poco a poco veremos que la cosa, es mas simple de lo que parece.

Estoy diseñando el soporte de cola para el Motor trasero. Llevo ya unos cuantos prototipos, y al final me he decidido, por uno que contenga en su interior el ESC. Se busca con ello trasladar a la cola, todo el peso posible, para poder equilibrar el C.G. con comodidad.

En los Vtol tipo TiltRotor Tri, que necesariamente tenemos los Tilts, adelantados al Ala, esto produce un balanceo muy adelantado, y para conservar el C.G. en su sitio, es necesario tomar medidas desde el principio, para poder equilibrar.
Adjuntos
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Esta es la pieza original del soporte del NT
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Partimos de estas medidas
#1429016
Estoy imprimiendo este soporte. Al final y cuando veamos que todo es correcto, iré poniendo los Archivos Stl, para que los podáis imprimir vosotros.
#1429025
Este es el diseño del soporte trasero, con espacio para montar dentro un ESC de la marca Favourite BLHeli S, un LittleBee-Spring 30 Am, este o similar del tipo BLHeli.
El motor trasero de momento voy a utilizar el de serie de Nano Talon.
Adjuntos
Captura de pantalla (42).png
#1429026
He pesado el conjunto de todo el avión, con todo el equipo Vtol + Bateria + Video HD Dji Air Unit, y da un peso de 972 gr.
Con este peso, estoy por asegurar, que la autonomía de Crucero puede ser superior a 1/2 hora, con margen de seguridad.
Adjuntos
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#1429028
Bueno yo sigo exponiendo el tema, si tenéis preguntas por favor hacerlas, será un placer ir aclarando temas, si se aclararlos y si no ya los sacaremos entre todos.

Volviendo al tema de la plataforma VTOL, hay que tener en cuenta algunos detalles, respecto a los consumos, baterías usadas y autonomías de vuelo.
En VTOL, hay un principio de seguridad, que no hay que pasar.
Nunca hay que bajar la Batería, por debajo de 1/3 de la capacidad máxima de la Batería, y solo en caso extremo, llegar a bajar a 1/4.
Si por ejemplo la Bat es de 4000 mA, hay que llegar al punto de aterrizaje y realizar la Transición a Copter, con 1300 mA de capacidad en la Bat.
Esto es debido, a que en la ultima fase de descenso, se va a consumir bastantes Am, incluso mas que en fase de despegue, y si en estas condiciones, la Bat no es capaz por su descarga, de soportar esta corriente, no podremos aterrizar con seguridad, incluso podemos destrozar el Avión.
#1429032
Si, entiendes bien, el motor trasero es fijo y solo funciona en fases Copter, despegue y aterrizaje vertical.
Hay diferentes plataformas VTOL, y el articular el motor trasero es una de ellas, pero no se consigue con ello nada interesante, mas bien se complica la cosa y se aumenta el peso.

Se puede hacer lo contrario, articular el trasero y dejar fijos los delanteros. Esto simplifica el conjunto, por necesitar solo el servo trasero, y su articulación, pero se pierde mucho en maniobrabilidad.
Hay que tener en cuenta, que al tener articulados los motores delanteros, y estos tener disponible el control diferencial, se consigue un control muy bueno de Yaw, (dirección), sobre todo en fase Copter.
El control diferencial, consiste en que mientras un rotor se inclina hacia delante, el otro se inclina hacia detrás, con lo que se consigue controlar el eje vertical, y se controla por tanto la dirección.

De todas las plataformas VTOL, la Tilrotor Diferencial Tri, es la que mas me gusta, por disponer de un control bueno de los 3 ejes.
#1429033
Ya tocaremos el tema de las Hélices, o mejor dicho del conjunto Motor/Hélice, y de la elección de estos en función del avión, peso y prestaciones, de eso depende en gran medida el éxito o fracaso del proyecto.
Solo comentar que como ya vimos al principio, el motor trasero trabaja bastante menos que los delanteros, y además solo lo hace en fase Copter. Esto nos permite elegir el motor optimo, de menos peso y tracción optima, con el mínimo consumo, y la hélice que mejor se adapta.
Porque esto es así ?. porque al trabajar solo en fase Copter, solo se necesita un punto de máxima eficacia.
En cambio con los conjuntos de motores delanteros y hélices, la cosa se complica y mucho, ya que estos deben ser lo mas eficaces posibles, en las dos fases, la Copter y la Plane, y lo que es bueno para una fase el malo para la otra, y por lo tanto o se busca una mezcla de las dos, o se busca que una de las dos sea mas eficiente que la otra.
Sobre esto ultimo, hay que ver que es lo que se quiere, o en que fase necesitamos tal o cual característica.
Teniendo como base, que la fase Copter es de corta duración, (despegue y aterrizaje), se tratara de optimizar la fase Plane, ya que será en la que mas tiempo estaremos volando, pero sin perder de vista lo que pasa en fase Copter y los consumos.
#1429034
Preparando el emplazamiento de los soportes de fijación al Ala.

El soporte va soportado por la propia bayoneta del Ala, paro para asegurar la posición y alineado con el borde de ataque, hay que pegar el soporte en la hendidura practicada en el Ala.

Antes de pegar hay que asegurarse de que esta todo perfectamente alineado.
El pegado se hará con la bayoneta colocada en el Ala, y se debería de pegar en las dos Alas al mismo tiempo y como comento, con la bayoneta puesta.
Esto requiere prestar atención, a no inundar de pegamento la parte del soporte, por donde tiene que pasar la bayoneta, para evitar que se nos quede pegada de por vida, la bayoneta al soporte.
Adjuntos
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#1429039
Pegando soportes con Epoxi 5 min ( suele fraguar en 15 min ), pero hay que darse prisa.
Adjuntos
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#1429040
Comentarios sobre los posibles problemas que nos podemos encontrar:

Al ser un Modelo de Avión que se compro del tipo PNP, ya ha venido prácticamente ensamblado de origen, y se puede dar el caso, como me ha pasado a mi, que no está ensamblado digamos a la perfección. Presenta una incidencia alar de un Ala respecto a la otra, de +-1º, y que a simple vista pasa desapercibida, pero al montar los soportes y brazos de los Tilts, me di cuenta de esta diferencia.
Se ha solucionado, calzando el borde de ataque del ala izquierda, en el encastre con el fuselaje, con una plaquita de madera de 2 mm, y la flexibilidad del conjunto del ala hace el resto, quedando bastante bien.

El otro problema que me encontré, fue que la profundidad del canal de la bayoneta, no es el mismo en las 2 alas, habiendo una diferencia de +- 1mm. Esto es seguramente debido, a un defecto de montaje, o a que en el molde de fabricación las alas tienen esa diferencia. El caso es que en un avión normal, esto no tiene ninguna importancia, pero en nuestro caso, hay que tenerlo en cuenta y hacer los orificios de los soportes, por los que pasa la bayoneta, con esta diferencia de altura, y uno para cada ala.
#1429041
Bueno pues ya tenemos los soportes/brazos de Tilts montados, ya falta menos.
Adjuntos
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#1429065
Aquí seguimos, montando y haciendo fotos, para que resulte fácil el seguimiento.
Tal como comentas, Capitán, cuanto mas limpio mas aerodinámico. Se ha buscado la mejor limpieza para minimizar las resistencias.

Seguimos ya montando los TiltRotor y su cableado.
Adjuntos
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#1429067
A falta de conectar cable a la controladora, así es como va quedando.

La Air Unit de Dji, la tengo que cambiar por una Caddx, la mitad de pequeña y pesada, y con una sola antena en el centro, porque con esta me pueden tocar las antenas con las hélices
Adjuntos
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#1429111
Seguimos con el proyecto.
Estos últimos días se ha progresado mucho.
Se ha montado y cableado la Controladora, así como el cableado de los Tilts y motor trasero.
He cargado en la Controladora la versión 4.4.4 de Ardupilot Plane, y configurado para Vtol.
De momento estoy con la V4.4.4 de Ardupilot, por tenerla muy testeada en otros aviones Vtol.
Incluso se ha realizado un primer Test, en vuelo en estacionario, que ha salido todo OK, 100% fiable y muy fácil de controlar.
Pongo ultimas fotos
Adjuntos
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#1429112
Como se puede ver, tambien he sustituido la Air Utit Dji, por una Caddx, mucho mas ligera.
#1429120
Últimos cambios.
He cambiado el soporte del Motor trasero, el cual lo he alargado 12 mm.
Las razones de ello son dos. la primera que no cabe bien el ESC, y no podía montar uno de los tornillos del motor, la otra es que no podía montar hélices de 6", porque rozaban con los timones de dirección.
Otro cambio ha sido el propio Motor, que ahora es el mismo que el que llevo, en los Tilts delanteros.

El utilizar hélice de 6" trasera, en este caso una 6x3, es debido a que en el Motor trasero, se necesita la mayor tracción con el mínimo consumo, y la velocidad de traslación no cuenta, por estar en Modo Copter, (estacionario), y al pasar a Modo Plane, este motor se para. Por lo tanto se prioriza la función Copter.
En el caso de los Motores delanteros, utilizamos una hélices de mas paso, una 6x4,5 para que aunque en Modo Copter consumen mas, en Modo Plane que es en lo que mas se van a utilizar, se necesita un paso de 4,5, para que se pueda volar a bajo régimen de Motor, con suficiente velocidad. De esta forma se optimiza el consumo en Modo Plane.
Adjuntos
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