Bootstrap Framework 3.3.6

Hola a todos:
Después de unos meses prácticamente en dique seco, he tenido tiempo para darle muchas vueltas y pensar cual seria la configuración óptima para un UAV VTOL TILT Tricóptero.

El VTOL (Vertical Take-Off and Landing, “despegue y aterrizaje verticales) se caracteriza por la posibilidad de efectuar el despegue y aterrizaje como un helicóptero, mediante el empuje de los motores de forma vertical y volar como un avión mediante el empuje horizontal de los mismos.

TILT como abreviatura de tiltrotor (rotor basculante) es el mecanismo por el cual el motor puede cambiar su empuje entre vertical y horizontal.

TRICÓPTERO configuración en triángulo de los tres rotores.

Después de estas rápidas definiciones ya tengo una ligera idea de que el UAV va a ser una plataforma compuesta por tres motores dispuestos en forma de triangulo y con las siguientes posibilidades en la rotación y empuje de los motores:
1.- Los tres motores con empuje vertical para el despegue y los tres con empuje horizontal, es decir los tres rotaran en el vuelo como avión.
2.- Los tres motores con empuje vertical para el despegue y los dos delanteros con empuje horizontal en vuelo avión, parando el motor trasero.
3.- Los tres motores con empuje vertical para el despegue y solo el trasero con empuje horizontal en vuelo avión, parando los dos delanteros.

Otro aspecto importante es la plataforma sobre la que desarrollar el tilt tricóptero, las posibles son elegir un avión o bien un ala volante.

Me gustaría recibir vuestras opiniones sobre las posibles configuraciones expuestas.

Gracias.
Un saludo.
Raúl.

Hola Raúl
Yo monté un tricóptero hace tiempo para quitarme el gusanillo de un dron ya que mi pasión son los helicópteros
Lo montamos de forma que despegaba y aterrizaba como un helicóptero y se deslizaba con el empuje horizontal
De aquélla acababan de salir las placas controladoras kk y kk2 que ésta última, se programaba sin necesidad de conectarla al ordenador
Lo que más trabajo nos había dado, fue el motor de atrás porque lo pusimos sincronizado con un servo para que corrigiese inclinandose para el lado contrario a la inercia de la pala trasera

Hola Raúl.

A mi personalmente la opción tricóptero no me llama mucho la atención al tener que jugar con el tilt de los motores delanteros de forma independiente para contrarrestar la asimetría, siempre te va a complicar un poco más la vida. No obstante es una opción, desde luego.

Yo ya investigué en este campo y tengo tres modelos comerciales con los que he jugado bastante para comprender bien como hacer las transiciones y observar diferentes comportamientos tanto en vuelo estacionario como de traslación:

• El Convergence de E-Flite. Sería tu opción 2, motores delanteros en marcha y parar el trasero.Mucho ojo con esta configuración de avión, si intentas moverlo lateralmente o hacia atrás como un dron, acabas tarde o temprano en el suelo. Alperfil alar no le gusta nada funcionar con el flujo de aire por el lado que no debe.

• El Osprey de Banana Hobby. También es tu opción 2, una pequeña hélice entubada en la cola que se para para el vuelo como avión. Sigue sin convencerme del todo, aunque vuela bien en estacionario es un poco bailón de más. Por la misma razón y por no ser muy fino el mando de tilt, da un poco de saltos y se nota en la estabilidad general.

• El X-Vert de E-Flite. Este no encaja en tu idea de tricóptero, realmente es un ala bimotor. Y aun así es el que mejor se comporta en estacionario y en vuelo normal. en estacionario usa mucho los elevones para estabilizarse y para actuar sobre la rotación en el eje vertical. Sorprende lo bien que vuela y se maneja, aun sin grandes ganancias de giróscopos.

Pasando de nuevo a tu idea, yo elegiría un ala fija normal y el tercer motor en la cola en T, de forma que el motor vaya arriba y tengas espacio vertical para cuando lo tengas en posición horizontal. Ese sería el motor de vuelo, parando los dos delanteros. Y un ejemplo real de esto que te digo es el UAV profesional Trinity F90 de Quantum Systems, que además lo comercializa Multiplex:




Te dejo la web de Quantum Systems para que lo veas en detalle, seguro que se te ocurren ideas. Y puedes ver también el Tron, versión cuadricóptero.

Hola Luar, excelente proyecto !!

Dado que lo que vuela de un avión es el ala, y el resto solo sirve para controlarlo, creo que el mejor frame sería un ala volante dado que todo lo demás lo ha de hacer la estructura propia del tricoptero y sus motores.
No lo sé, es solo una opinión.
Un saludo y enhorabuena por la iniciativa.
Fendrich


Saludos
Fendrich

Hola a todos:
Gracias por vuestras aportaciones.
Comentaros que la controladora que usaré sera la Pixhack 2.8.4 o una Pixhack V4 con Arduplane y Missión Planner.

chamaco escribió:De aquélla acababan de salir las placas controladoras kk y kk2 que ésta última, se programaba sin necesidad de conectarla al ordenador

Sí, me sorprendió en su día pero nunca compré una, empece con la Crius y he voy evolucionando a medida que el presupuesto me lo permite.

Luis Gil escribió: Te dejo la web de Quantum Systems para que lo veas en detalle, seguro que se te ocurren ideas. Y puedes ver también el Tron, versión cuadricóptero.

A estos los tengo controlados, de hecho, (es una impresión personal) creo están apostando por configuraciones muy interesantes en eficiencia de consumo, quadcopter con bimotor en modo avión y tricoptero con mono motor. Desgraciadamente yo solo dispongo del software que desarrollan arduplane y lo que intento en medida de mis posibilidades es buscar una configuración lo más óptima posible.

fendrich escribió: creo que el mejor frame sería un ala volante

Comentarte que tengo un Talon de X-UAV y un ala volante FX79 Buffalo de New Zeta, para convertirlos en Vtol.
Estoy contigo en que un ala tiene mayor superficie por lo que la carga alar puede ser menor.

Voy a pesar ambas plataformas y conjugare las distintas configuraciones que os comente y no descarto en introducir el quadplane como bien apunta Luis Gil, es cuestión de hacer cuatro números más.

Bueno, os mantengo informado.

Gracias de nuevo.
Un saludo.
Raúl.

Hola a todos:
Estos son los pesos de los componentes de la FX79 para convertirla en Vtol Tilt: Como siempre luego se nos ira unos gramos por arriba, ya que no se ha valorado los incrementos de peso por cableado, refuerzos, soporte de equipos, etc...

El estudio que he realizado es con una batería de 6S y 10000 mAh. Motores Sunnyski X3520 III de 520 KV y hélices de 14x7".

Con este peso y configuración he hecho uno estudio del consumo en la fase de copter.

Esto nos da un tiempo medio de vuelos de unos 14 minutos.

Para la configuración de avión hemos realizado el estudio de tal forma que los tres motores tienen el mecanismo de tilt, de esta forma podemos volar con el motor trasero, los dos delanteros o los tres a la vez.
Esta es la tabla comparativa de resultados. Como podemos observar el tiempo de vuelo medio con un solo motor es de 17 minutos, con dos motores es de 15 minutos y con los tres de 14 minutos. No parece significativa.

Os dejo los estudios de cada una de las configuraciones, donde lo interesante de cada uno de ellos creo que esta en la tabla de carga parcial del motor.

Un solo motor. Dos motores. Tres motores. Llama la atención la diferencia de minutos de vuelo existente entre las distintas configuraciones:
- Un solo motor al 40% de acelerador nos da una velocidad de 41 Km/h y 113.4 minutos de vuelo.
- Dos motores al 40% de acelerador nos da una velocidad de 50 Km/h y 56.5 minutos de vuelo.
- Tres motores al 40% de acelerador nos da una velocidad de 51 Km/h y 37.5 minutos de vuelo.

Y bueno como no solo hago números, os dejo el prototipo de diseño del conjunto motor-servo-barra del sistema tilt. El variador del motor ira situado en la parte inferior de la placa.
Viendo estos números voy a hacer un estudio de un Talon quadcopter vtol a ver que nos sale.

Sigo trabajando, ya comentareis que os parece todo esto.
Un saludo.
Raúl.

Una pregunta Raúl: en eCalc por qué usáis normalmente la capacidad de batería como media? Para que haga los cálculos con tensiones medias de funcionamiento?

Muy bueno Raúl, muy currado el recurso de orientación de los motores.
Con respecto a los 17 minutos de vuelo, es de suponer que la mayor parte del tiempo irá en modo avión y el modo tricoptero será destinado al despegue y aterrizaje además de alguna maniobra puntual, por lo que el tiempo real de vuelo mixto parece que será bastante bueno aunque el conjunto acabe pesando algo más.
Ya nos contarás
Un saludo

LUAR escribió:Hola a todos:
Estos son los pesos de los componentes de la FX79 para convertirla en Vtol Tilt:

FX 79 PESO.jpg

Como siempre luego se nos ira unos gramos por arriba, ya que no se ha valorado los incrementos de peso por cableado, refuerzos, soporte de equipos, etc...

El estudio que he realizado es con una batería de 6S y 10000 mAh. Motores Sunnyski X3520 III de 520 KV y hélices de 14x7".

Con este peso y configuración he hecho uno estudio del consumo en la fase de copter.

FX79 6S 10000 mAh..jpg

Esto nos da un tiempo medio de vuelos de unos 17 minutos.

Para la configuración de avión hemos realizado el estudio de tal forma que los tres motores tienen el mecanismo de tilt, de esta forma podemos volar con el motor trasero, los dos delanteros o los tres a la vez.
Esta es la tabla comparativa de resultados.

FX79 6S 10000 mAh 3 2 1 MOTORES.jpg

Como podemos observar el tiempo de vuelo medio con un solo motor es de 20 minutos, con dos motores es de 18 minutos y con los tres de 17 minutos. No parece significativa.

Os dejo los estudios de cada una de las configuraciones, donde lo interesante de cada uno de ellos creo que esta en la tabla de carga parcial del motor.

Un solo motor.

FX79 6S 10000 mAh 1 MOTOR Y PARCIALES.jpg

Dos motores.

FX79 6S 10000 mAh 2 MOTORES Y PARCIALES.jpg

Tres motores.

FX79 6S 10000 mAh 3 MOTORES Y PARCIALES.jpg

Llama la atención la diferencia de minutos de vuelo existente entre las distintas configuraciones:
- Un solo motor al 40% de acelerador nos da una velocidad de 47 Km/h y 113 minutos de vuelo.
- Dos motores al 40% de acelerador nos da una velocidad de 50 Km/h y 56 minutos de vuelo.
- Tres motores al 40% de acelerador nos da una velocidad de 51 Km/h y 37.5 minutos de vuelo.

Y bueno con no solo hago números, os dejo el prototipo de diseño del conjunto motor-servo-barra del sistema tilt. El variador del motor ira situado en la parte inferior de la placa.

TILT 0º.jpg

TILT 45º.jpg

TILT 90º.jpg

Viendo estos números voy a hacer un estudio de un Talon quadcopter vtol a ver que nos sale.

Sigo trabajando, ya comentareis que os parece todo esto.
Un saludo.
Raúl.

Saludos
Fendrich

Hola a todos:

Luis Gil escribió:Una pregunta Raúl: en eCalc por qué usáis normalmente la capacidad de batería como media? Para que haga los cálculos con tensiones medias de funcionamiento?

Sí, aunque la diferencia es mínima te pongo la tabla del multicoptero con batería llena para que la puedas comparar con la de media. Prefiero que los cálculos sean más conservadores.
Batería plena. Batería media.
Hola fendrich:
Gracias por avisarme del error en el peso total de la FX79, los cálculos están actualizados al nuevo peso así como los comentarios que hacen referencia a los tiempos de vuelo.

fendrich escribió:Muy bueno Raúl, muy currado el recurso de orientación de los motores.

Gracias, bueno ahora hay que llevarlo a la práctica a ver si somos capaces.

fendrich escribió:por lo que el tiempo real de vuelo mixto parece que será bastante bueno aunque el conjunto acabe pesando algo más

Sí parece que son buenos, aunque ten en cuenta que hacemos uso de la batería en un 85%. Con un régimen de acelerador moderado son muy prometedores.

Lo siguiente es hacer realidad el diseño del prototipo conjunto motor-servo-barra del sistema tilt y diseñar la sujeción de la barra del motor trasero.

Un saludo.
Raúl.

Hola a todos:
Pues ya estoy sacando cosas del ordenador a la realidad. Estas son unas pruebas de los prototipos de los diseños: Esto va progresando, no a la velocidad que me gustaría pero es lo que hay.
Un saludo.
Raúl

Buena pinta, muy pulcro. Pero se me antoja un poco pesado (igual me equivoco, que es sólo apreciación visual). Lo que veo es que el motor de cola va bien retrasado, no?

Hola Luis Gil:
Gracias.

Luis Gil escribió:Pero se me antoja un poco pesado (igual me equivoco, que es sólo apreciación visual)

El peso total de los tres motores con los tres servos tilt y sistema de unión al ala o al fuselaje es de unos 1100 g (esta información esta en la tabla), creo que no esta mal, es cierto que es mejorable. Los motores que vamos a usar pesa cada uno 219 gramos, eso sí son una bestia y en consumo un mechero, escasos 11 A y 1750 gramos de empuje con una 14x7" (según fabricante).

Luis Gil escribió:Lo que veo es que el motor de cola va bien retrasado, no?

No hagas mucho caso a las longitudes de barras son para verificar que el agarre de las U's son buenos.
El motor trasero en modo copter estará situado a unos 120 mm del final del fuselaje y en modo avión a unos 160 mm.
Ya veres como nos va.
Un saludo.
Raúl.

En modo copter sí que va sobrado. Eres metódico y seguro que va bien calculado. El único problema ya sabes que es que todo el peso que metas en sistemas se lo quitas a la carga de pago. De cuánto son los tubos cuadrados?

Y hay algo que no me encaja:

LUAR escribió: ↑

Lun, 21 Oct 2019 20:22

El motor trasero en modo copter estará situado a unos 120 mm del final del fuselaje y en modo avión a unos 160 mm.

Es decir, que el motor de cola bascula hacia atrás, y si es así habría que invertir el empuje, no?

O no, espera... si en modo copter va boca abajo no hace falta invertirlo.

Hola Luis Gil:

Luis Gil escribió:El único problema ya sabes que es que todo el peso que metas en sistemas se lo quitas a la carga de pago.

Sí, lo tengo en cuenta, cuando empecemos a hacer pruebas de vuelo podremos estimar la carga de pago que puede rondar los 500 gramos, pero esto también dependerá de como se comporte la FX79 en vuelo avión y los refuerzos estructurales que pongamosos.

Luis Gil escribió:De cuánto son los tubos cuadrados?

Son de 15 mm de lado y 1 de espesor.

Luis Gil escribió:Es decir, que el motor de cola bascula hacia atrás, y si es así habría que invertir el empuje, no?
O no, espera... si en modo copter va boca abajo no hace falta invertirlo.

Sí, el motor de cola en copter va boca abajo y al bascular hacia atrás no es necesario cambiar el empuje.

Gracias por tus preguntas y si ves algo que no te cuadra coméntanoslo, seis ojos ve más que cuatro y tres cabezas piensan mejor que dos.
Un saludo.
Raúl.

La FX79 vuela muy muy bien, es una de las mejores plataformas que podrías haber escogido. Yo la he volado con cámaras multiespectrales en extensiones realmente grandes y condiciones de viento. La compraron hace ya años a una empresa americana que se llamaba Autonomous Aeronautics, hacían una adaptación a vuelo autónomo muy buena a base de Pixhawk. Curiosamente desparecieron del mapa, vendieron la empresa a Perú y ya no son lo mismo. La FX79 la puedes subir de peso total sin miedo ninguno a romperla y sin necesidad de reforzar casi nada. En esta el único refuerzo que lleva es un marco por la parte inferior alrededor de toda la abertura de la carga de pago.

Yo creo que puedes aligerar sin problemas en los tubos, sólo que tengan buen anclaje en el ala para que aguante el par al que le van a someter esos motores tan potentes.

Hola Raul y compañia.
Por si no te acuerdas, soy Jose del Grupo de WhastApp, aunque me sali del Grupo de momento.
Ahora estoy en fase de desarrollo, de mi 4º avión con caracteristicas de VTOL.
Primero trasforme un Ala FX-61 en Vtol Tricopter Tilt rotor, y es el sistema que he seguido utilizando, en todos mis modelos.
El Modelo que más he volado, y es el que vuelo actualmente es un Ala AR-Wing Vtol, y de ella creo que ya hemos comentado sus bondades, pues es capaz de volar 40 Km y volar 45 minutos con seguridad, todo como Vtol.

Actualmente me encuentro metido a tope, en un nuevo Vtol, transformando un Mini Talon.

Hola Jose:
Claro que me acuerdo.
Me alegra tenerte por aquí, yo estoy un poco liado y no he avanzado casi nada en este proyecto.
Ya han llegado los motores a ver si saco un rato y los meto en el banco de empuje para ver como funcionan.
Te pongo unas fotos.
Tengo un Talon y Minitalon en la cola también para ser VTOL.
Ya nos pondrás al día de tu transformación cuando puedas.
Gracias. Un saludo.
Raúl.

Hola a todos:
Seguimos muy lentamente con este proyecto, pero hoy hemos tenido tiempo de analizar el motor Sunnysky X-3520-III 560Kv en el banco de empuje.
Estos son los datos que hemos obtenido:
Y este es el vídeo del análisis.



Esperamos que os guste. Gracias.
Un saludo.
Raúl.

Hola a todos:
Después de unas semanas de la prueba del motor os comparto el proceso para montar las barras de los motores delanteros.

Comienzo con el marcado de la barra en el extremo del ala del fuselaje. Estas son la piezas que nos ayudaran a fijar la barra del motor al extremo del ala del fuselaje. Eliminamos del semiala el material sobrante. Esta es la barra del motor con su agujeros de sujeción. Y el conjunto fuselaje semiala se unirá mediante esta pieza. Ahora procedemos a realizar la colocación de los tetones donde se atornillarán los tornillos de sujeción. Pegamos los tetones de la primera fila con pegamento de poliestireno. Preparamos los agujeros de la segunda fila de tetones para su pegado. En el semiala solo pondremos una fila de tetones.
Una vez seco, lijamos y enmasillamos. Este es el resultado final. Más adelante procederemos a reforzar esta zona con fibra de vidrio.

Una foto del conjunto. El próximo día seguiremos con el montaje de la bancada del motor trasero.

Un saludo.
Raúl.

Muy buen trabajo Luar, por aquí me quedo para seguir viendo los avances

Gracias por compartirlo.

Saludos
Fendrich

Hola a todos:
Gracias fendrich.

Hoy trabajaremos en la colocación de la bancada del motor trasero. Hemos empleado la bancada del motor que trae la FX79 modificada, para adaptarla unas cuadernas de fibra de vidrio y unas piezas fresadas en aluminio que sujetaran la barra del motor trasero. Con ayuda de la dremel, realizamos unas ranuras en el fuselaje para embutir la bancada. Así como unos agujeros en la tapa del fuselaje para poder apretar los tornillos de fijación de la barra. Antes de su pegado, también con la dremel quitamos el cobre de la placa de fibra de vidrio para una mejor adherencia del pegamento poliuretano Aquí una muestra del proceso de expansión del pegamento de poliuretano. Una prueba de la sujeción de la barra del motor trasero. Una vez comprobada su funcionalidad procedemos a pegar la tapa trasera del fuselaje. Seguimos trabajando.
Un saludo.
Raúl.

Hola Alfredo, he visitado la pag que me recomiendas pero es del año 19,no creo que haya nadie visitándola actualmente.
El único que veo que ha investigado en un proyecto como el que yo tengo entre manos es un tal Luar , a ver si ve este mensaje y se comunica conmigo.
El proyecto es con tres motores para el despegue vertical como un dron y transición a avión con el giro adelante de los motores frontales y para del trasero como el Convergence. Alerones, profundidad y dirección cono un avión convencional. Controladora Pixhawk .
Gracias

Hola Colominas:
¿Qué necesitas?
Un saludo
Raúl.

Gracias Luar.
Pues he tenido grandes dudas con los parámetros pero empapándome de ellos al final parece que me esta funcionando todo aunque no lo tengo montado aun el ningún aparato sino en un simple bastidor.
En unas semanas que llevo estudiando los parámetros me habría hecho falta alguien como tu que pareces ducho en el tema pero no daba contigo, me alegra conocerte y ya te consultare algo si no te molesta.
Ya que te tengo parece que el centro de gravedad de un tricóptero esta a un tercio cercano a los dos motores delanteros, es así ?
Muchas gracias.

me refiero a un tricoptero en Y donde los motores delanteros estan mucho mas juntos.

Hola Colombinas:

Colominas escribió:me refiero a un tricoptero en Y donde los motores delanteros estan mucho mas juntos.

Sí.
¿En que avión piensas montarlo?

Estoy dando continuidad a un proyecto de quadtilt que empecé en el verano del 2018.
Puedes seguirlo en:
hispano-quadtilt-vtol-291402
En breve continuo subiendo cosas, desgraciadamente las vacaciones se están acabando.
No dudes en preguntar lo que necesites.
Un saludo.
Raúl.

Gracias Luar, te sigo.

Hola a todos:
Bueno vamos a ver si acabamos este proyecto.

Continuamos con la instalación del brazo que contiene el servo tilt, el motor y el variador.
Reforzamos un poco la U de aluminio del servo e imprimimos en 3D una pieza que nos separa el eje del motor. Así es como nos quedarán los conjuntos de brazo-motor-servo, la placa soporte esta sujeta mediante 2 u de aluminio, la placa de fibra de vidrio me parece un poco justa para los esfuerzos que tendrá que resistir por lo que añadiremos unas placas de carbono de unos 2 mm. Como podéis observar hemos impreso una pieza que nos va asegurar la conexión eléctrica del motor al variador. En la amplia bahía hemos realizado una serie de bandejas donde colocamos la Pixhack 2.8.4, el receptor, el modulo de potencia y para esta ocasión hemos instalado un Bec de 20 A y 6 voltios que nos alimenta los servos tilt y los servos de elevones. Tenemos instalada también la telemetría y hemos embutido las tuercas donde atornillaremos el emisor de vídeo, ya veremos si al final lo instalamos. En el morro de la FX79 instalamos el tubo de pitot con sensor digital, esperemos que la longitud de los cables no nos de problemas con el I2C. Para los timones de dirección hemos puesto unos imanes para que sean desmontables, pero creo que al final los pegaremos a la parte central, ya que no nos inspiran demasiada confianza. Tal vez Luis Gil nos pueda comentar como los lleva él. Bueno, a ver que nos cuenta Luis Gil sobre los timones y ya aprovechamos para que nos diga donde lleva el centro de gravedad.
Gracias.
Un saludo.
Raúl.

Por alusiones

Pues hace tiempo que no tengo acceso a ese ala, pero si mal no recuerdo por debajo había un par de tetones redonditos que supuestamente marcaban el CG. De todas formas nunca centrábamos el ala ahí, lo hacíamos a la altura de los tornillos de sujeción del ala, los que van en el contrachapado.

Respecto a las derivas, si esos imanes son fuertes no deberían dar problemas, quizá mejor poner otro más adelantado para evitar cabeceos de la deriva o que se pueda levantar de la parte delantera. Nosotros la llevábamos pegada sólo al fuselaje, no se desmontaban.

Hola Luis Gil:
Muchas gracias.
Perfecto miro a ver si soy capaz de verificar el centro de gravedad con la referencia que me has dado, ya que con la modificación que he hecho no se si me será posible.

Al final las voy a pegar como tu al fuselaje, ya que como comenté los imanes no me inspiran confianza.

Un saludo.
Raúl.