Question:
Pourquoi les quadricoptères n'ont-ils pas encore été mis à l'échelle?
ratsimihah
2014-04-09 23:41:18 UTC
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Pourquoi les quadricoptères ne sont-ils pas encore pilotés par des pilotes humains?

Ne seraient-ils pas plus stables et plus faciles à contrôler que les hélicoptères?

Qui a dit que non? http://en.wikipedia.org/wiki/Quadcopter#Early_attempts
Bon point. Je ne demande pas vraiment pourquoi personne n'a essayé, mais plutôt pourquoi cela n'a pas encore été adopté davantage.
Un développement sérieux semble se produire :) - http://www.gizmag.com/go/4645/picture/15365/
Si l'atmosphère terrestre était plus épaisse (ou si nous avions une gravité plus faible), alors ce serait plus faisable - c.f., Avatar.
Les automobiles sont assez difficiles avec un seul rotor, mais plus les pales sont inertes, plus elles sont faciles. Avec un tas de petits rotors, les voitures seraient très difficiles.
[Dit qui?] (Https://www.youtube.com/watch?v=vJZzEtfMfw0)
L'ajout de plus d'un seul moteur augmente mathématiquement la probabilité de panne. La défaillance d'un seul moteur sur la conception du quad entraînerait un crash. Il existe une forme de compensation informatique qui peut être utilisée à petite échelle, mais elle ne s'est jamais avérée fiable à plus grande échelle. Plus d'une seule panne de rotor est irrémédiable.
Voici un quadricoptère à taille humaine. Je crois que quelques ingénieurs sont morts lors des premiers tests http://techcrunch.com/2016/01/06/the-ehang-184-is-a-human-sized-drone-taking-off-at-ces/
Dix-huit réponses:
Jan Hudec
2014-04-10 11:48:29 UTC
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Ne seraient-ils pas plus stables et plus faciles à contrôler que les hélicoptères?

Non, ils ne le seraient pas.

Les quadricoptères n'en ont pas stabilité inhérente spéciale. Lorsque vous augmentez la puissance de l'un des rotors au tangage, l'augmentation du pas ne fera rien à la différence de puissance et donc au moment de tangage.

L'avantage des quadricoptères est que les rotors peuvent être à pas fixe tout en étant simples L'hélicoptère à (ou double) rotor nécessite un mécanisme de contrôle complexe. Bien que ce soit un énorme avantage pour les appareils à petite échelle où chaque rotor peut être alimenté par son propre moteur électrique simple, la complexité des moteurs supplémentaires ou des longs arbres de transmission l'emporterait sur tout avantage des rotors plus simples dans un véhicule à grande échelle.

Et pourquoi les hélicoptères grandeur nature ne peuvent-ils pas utiliser des moteurs électriques comme les petits? La raison en est que lorsque vous redimensionnez un profil aérodynamique, la portance qu'il produit augmente avec sa surface , qui croît avec la deuxième puissance de taille, mais son poids augmente avec volume , qui grandit avec la troisième puissance de taille. Par conséquent, les modèles ont beaucoup plus de poids et peuvent se permettre des batteries simples mais relativement lourdes, tandis que les avions de taille normale ont besoin de systèmes de propulsion avec une densité de puissance plus élevée.

Et puis il y a aussi le facteur de sécurité. En cas de panne de courant, les hélicoptères peuvent toujours glisser vers le sol et atterrir verticalement en utilisant l'autorotation. Mais comme la vitesse de rotation du rotor ne peut pas être modifiée sans puissance, le contrôle de l'hélicoptère pendant une telle manœuvre nécessite un rotor à pas variable. Voilà donc le principal avantage des quadricoptères.

En fait, l'argument aire / volume est un argument pour lequel les gros copters devraient être des quadricoptères. Pour produire une portance égale, un seul rotor aurait besoin de la même surface, ce qui signifie que les pales du rotor doivent être deux fois plus longues que pour un quadricoptère, et donc 8 fois le poids. Et sur un quadricoptère, les pointes du rotor resteront également subsoniques un peu plus longtemps.
Avoir le centre de portance au-dessus du centre de masse n'augmente pas la stabilité, c'était l'erreur qui a conduit à l'étrange conception des premières fusées Goddard où le moteur et la buse étaient montés au-dessus du COM sur le cadre. Le problème est que lorsque l'objet tourne, le vecteur de poussée fait de même. La seule raison pour laquelle le rotor doit être au-dessus du COM est que si vous le mettez plus bas, il démonterait rapidement les objets / personnes à proximité immédiate.
@pdel: Hm, oui, vous avez raison. J'ai supprimé le bit incorrect.
Si le centre de portance au-dessus du centre de masse n'augmente pas la stabilité, le fait d'avoir le centre de traînée (le disque du rotor) au-dessus du centre de masse augmente la stabilité.
J'ai toujours eu l'impression que les quadricoptères étaient plus stables car ils pouvaient être conçus avec l'équivalent du dièdre en orientant les rotors vers l'intérieur. Cela ne fonctionne-t-il pas aussi bien que je le pensais?
@CortAmmon - l'inclinaison des rotors vers l'intérieur ne vous donne pas un effet dièdre sur les avions à voilure fixe - cela diminue juste les moments de roulement produits par les rotors et couple un rotor avec une force horizontale. Comme en témoigne un crash récent que j'ai eu, les quads sont au mieux stables de manière neutre. Toute stabilité mise en évidence en vol est due au fait que leurs systèmes de commande de vol compensent cela.
Les rotors angulaires @CortAmmon, peuvent vous donner un effet similaire au dièdre, mais gardez à l'esprit que le dièdre ne vous donne * pas * la stabilité en roulis. Il vous donne la stabilité dans l'accouplement à glissement latéral et à lacet. Et les quadricoptères n'ont pas de stabilisateurs verticaux pour leur donner l'autre moitié, le couplage roulis-lacet, pour compléter la boucle de stabilité pour le roulis (deuxième ordre, avec le roulis néerlandais comme mode d'oscillation).
@CortAmmon En tant que personne qui a personnellement construit, fluide et réglé des quadricoptères, il n'y a pratiquement aucune stabilité inhérente. La quasi-totalité de la stabilité d'un quadricoptère provient d'un contrôleur de vol (c.-à-d. Combinaison ordinateur + gyroscope) ajustant en continu les vitesses individuelles du moteur.
@MSalters Il n'y a pas que la superficie totale. Un seul grand rotor est toujours plus efficace que quatre rotors plus petits avec la même surface totale. Si la vitesse de pointe est trop élevée pour augmenter le diamètre du rotor, il serait préférable d'ajouter plus de pales au rotor plus grand que de le diviser en plusieurs rotors plus petits.
Dan Pichelman
2014-04-10 02:41:29 UTC
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Cela a (en quelque sorte) été fait:

(not a quad)copter lifting a pilot

L'entreprise qui a fait cela travaille sur une version plus utile.

Il est important de noter que la mise à l'échelle est extrêmement difficile dans l'aviation. Les modèles réduits d'avions ont des performances dont les gens à grande échelle ne peuvent que rêver.

J'espère qu'un ingénieur aéronautique pourra intervenir sur les défis de la mise à l'échelle d'un modèle. Je pense que le nombre de Reynold est impliqué, mais je n'en sais pas assez.
C'est plus facile que ça. La portance est proportionnelle à la surface, la masse est proportionnelle au volume. Lors de la mise à l'échelle, ce dernier se développe plus rapidement.
Vidéo du Volocopter https://www.youtube.com/watch?v=RUGfXD0SW5Q
@BrianWheeler: Malheureusement, les commentaires ne sont pas modifiables (ne sont modifiables que pendant 5 minutes).
@JanHudec qui est malheureux. J'ai l'impression que c'était un ajout récent au réseau SE ... merci d'avoir essayé!
Voir [Flight of the Phoenix] (http://www.imdb.com/title/tt0059183/).
Est-ce que ... c'est un ballon d'exercice?
Ne semble pas sûr, ex
@easymoden00b On dirait que oui. On dirait un bon "train d'atterrissage" :)
Ah, la beauté élégante et simple du vol.
Dan Sandberg
2014-04-15 17:28:48 UTC
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Les quadricoptères ne sont pas une conception efficace - un grand rotor est bien plus efficace que quatre rotors plus petits. Les quadricoptères sont devenus populaires parce qu'ils sont mécaniquement plus simples, plus sûrs (en raison des rotors plus petits) et beaucoup plus faciles à contrôler par logiciel.

Cela dit, les progrès récents de l'apprentissage automatique ont permis aux hélicoptères d'être contrôlé par logiciel. Je m'attendrais à voir une résurgence des drones de type hélicoptère à cause de cela.

Enfin, je ne suis pas ingénieur en aéronautique mais je soupçonne qu'il y a un intérêt considérable à combiner les attributs d'un quadcopter et d'un hélicoptère. Imaginez un grand rotor à pas fixe entraîné par un moteur électrique. Quelques petits rotors entraînés par moteur électrique supplémentaires pourraient fournir le contrôle de tangage, de lacet et de roulis nécessaire. L'électricité serait produite par un moteur à gaz efficace tournant à une vitesse presque constante. Une alimentation de secours suffisante pour atterrir pourrait être fournie par de petites batteries. Cette conception serait extrêmement fiable en raison de la plus grande fiabilité et de la simplicité des moteurs et des rotors à pas fixe.

Les progrès viendront, mais lentement, car les coûts et les dangers des véhicules transportant des humains sont si élevés.

Cela doit être souligné. Quatre rotors plus petits totalisant la même surface sont MOINS efficaces qu'un seul rotor plus grand de la même surface totale.
menjaraz
2014-06-23 00:11:38 UTC
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Advanced Tactics l'a également fait un peu!

enter image description here

Une vidéo du premier vol du Black Knight Transformer est sorti sur Youtube.

Sheeeshh cette chose est moche
Cela nécessite une entrée ici https://en.wikipedia.org/wiki/Category:Eight-engined_aircraft
Ah, la beauté élégante et simple du vol.
El Machi
2014-09-21 20:09:08 UTC
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Quatre hélicoptères à rotor étaient en fait les premiers hélicoptères ...

Raúl Pateras Pescara, Buenos Aires, Argentine, 1916

Raúl Pateras Pescara, Buenos Aires, Argentina, 1916

Etienne Oehmichen , Paris, France, 1921

Etienne Oehmichen, Paris, France, 1921

Cela ne répond pas à la question.
Eh bien, en fait, c'est le cas. Pas l'intention, je suppose.
fooot
2014-04-10 00:14:07 UTC
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Augmenter la conception des quadricoptères les rendrait très volumineux. Le fait de n'avoir qu'un (voire deux) rotor permet à l'hélicoptère d'être plus petit et même de replier les rotors et de rester assez compact. Puisque, par définition, les hélicoptères sont censés entrer dans des zones d'atterrissage plus difficiles, augmenter l'empreinte au sol n'est généralement pas souhaitable.

De plus, le système d'alimentation serait compliqué. Les quadricoptères RC utilisent un moteur électrique sur chaque rotor pour un contrôle indépendant. Une version plus grande utiliserait probablement des turbines comme la plupart des hélicoptères, et ils auraient besoin de 4 turbines ou d'un moyen d'engrener moins de turbines à 4 rotors. Cela ne fait qu'ajouter de la complexité au système.

Le Chinook est un exemple d'hélicoptère qui utilise deux rotors, mais la complexité supplémentaire le rend indésirable à moins que la puissance de levage supplémentaire ne soit nécessaire.

et tout ce qui doit être soulevé par 4 rotors est assez grand pour intercepter suffisamment de courant descendant pour rendre tout hélicoptère de levage difficile
également la capacité de vitesse accrue du chinook
MishaP
2014-09-23 23:40:08 UTC
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Il y a trois défis pour fabriquer un quadricoptère pleine échelle compétitif sur le marché.

1) Efficacité énergétique
Le quadricoptère n'est pas une conception écoénergétique. Les hélicoptères augmentent leur autonomie en utilisant des moteurs relativement sous-alimentés qui mettent beaucoup de temps à accélérer et tentent de le maintenir à un régime relativement constant tout en modifiant le pas des pales pour contrôler l'hélicoptère. Bien que cela puisse être utilisé pour contrôler le tangage et l'inclinaison, le quadricoptère contrôle le lacet en modifiant les régimes des moteurs, ce qui, à mon avis, serait difficile et inefficace à faire sur un hélicoptère à grande échelle sans une sorte de CVT pour ajuster le régime de les pales sans changer le régime du moteur.

2) Intégrité structurelle et poids
Les hélicoptères à rotor de queue ont essentiellement un fuselage et une poutre de queue. La poutre de queue n'a même pas besoin d'être aussi costaud, car la charge sur la flèche est plutôt faible par rapport à la charge du rotor principal tirant sur le cadre du fuselage. Les hélicoptères coaxiaux peuvent probablement s'en tirer avec juste un fuselage et sans poutre de queue, et ont probablement moins de forces agissant sur l'ensemble de la structure dans des conditions d'exploitation normales que les hélicoptères conventionnels. Les quadrocoptères ont quatre rotors principaux. Certes, chacun des rotors représente environ 1/4 de la puissance du rotor principal d'un hélicoptère conventionnel, mais les flèches devraient tout de même pouvoir supporter plus de la moitié de la puissance d'un rotor principal conventionnel - pensez à le cas extrême: vous êtes complètement en lacet - cela signifie que deux rotors en diagonale l'un en face de l'autre sont soit arrêtés, soit tournés dans la direction opposée, créant soit une perte de portance, soit même une force descendante que les deux autres rotors doivent compenser par produisant deux fois la poussée / portance. C'est un phénomène assez courant parmi les avions et les hélicoptères radiocommandés miniatures d'être complètement surpuissants et beaucoup plus costauds que leurs homologues de taille normale.

3) Coût de fabrication
Il convient de mentionner qu'un rotor plus grand est plus facile et moins cher à fabriquer que trois moteurs / moteurs supplémentaires. Je pense (je peux me tromper) que la seule raison pour laquelle les hélicoptères militaires ont deux moteurs au lieu d'un gros, c'est la redondance. Si l'un d'entre eux se fait tirer dessus, vous avez toujours le second que vous pouvez utiliser pour revenir à la base ou à un endroit convivial. Donc, quand vous regardez un énorme quatre moteurs surpuissants (voir le point 1) par rapport à 1-2 moteurs sous-alimentés, j'imagine que vous cherchez quelque chose qui coûte plus cher.

Voilà les raisons pourquoi un quadricoptère n'a pas été mis à l'échelle et est devenu disponible dans le commerce par un grand fabricant. Je suis sûr que chaque fabricant essaie d'être le premier sur ce marché, mais je ne pense pas que les QUADROcopters deviendront un jour pilotés par l'homme. Si vous parliez de faire un MULTIcopter (plus de 4 rotors) cependant, il existe quelques prototypes de bricolage, et je pense qu'ils ont du potentiel.

4) Répondre aux propositions de systèmes hybrides :
Dans l'état actuel des choses, les hélicoptères conventionnels font fonctionner 1 à 2 turbines pour la puissance. Ils tournent dans leurs plages de régime optimales et le pilote utilise le collectif pour modifier le pas des pales du rotor afin de contrôler le vol. Un système hybride est attrayant pour les voitures car il permet à l'ICE de fonctionner dans sa plage de régime optimale plutôt que de changer constamment de régime. Dans les giravions, ce n'est pas un problème - puisqu'ils tournent déjà à des plages de régime optimales, un système hybride introduirait un générateur et des batteries pour générer et stocker l'énergie que les moteurs électriques consommeront. Cela ajouterait du poids, sans aucun avantage supplémentaire particulier.

La grande question est: pourquoi s'embêter? Qu'est-ce qui rend les quadricoptères meilleurs que les hélicoptères conventionnels? Pour les drones, le principal avantage des quadricoptères est leur facilité et leur coût de production. Il est moins cher de produire quatre petits moteurs électriques que tous les mécanismes d'un collectif. Il est également plus robuste et plus facile à entretenir. Cependant, nous parlons d'échelles et de missions différentes. Les giravions sont déjà intrinsèquement inefficaces. Leur créneau - un appui aérien rapproché et le transport vers des endroits où il est difficile d'atterrir un avion. La tendance est de créer un hybride ou de fabriquer un avion avec des capacités VTOL. (Osprey, Yak-141, Harrier, F-35 alias US Yak-141). Les quadricoptères peuvent trouver leur niche en tant que drones utilitaires bon marché ou drones de surveillance, mais je pense qu'une conception beaucoup plus probable est celle illustrée dans Avatar - deux rotors enveloppés contrarotatifs de chaque côté du fuselage, qui peuvent être vectorisés. pour contrôler le vol.

La technologie est en constante évolution. Les scientifiques russes ont miniaturisé des réacteurs nucléaires et les ont installés dans des missiles. Cela élimine le besoin de batteries et de systèmes hybrides. En fait, c'est le moteur de choix pour les grands systèmes de quadricoptères, mais seul le temps peut dire comment la technologie va évoluer. Pour le moment, je ne vois pas l'intérêt des configurations quadricoptères pour les grands giravions.

Amendement, basé sur une nouvelle technologie sur le marché (23.03.2018):
A La société chinoise commercialise activement son EHang 184 taxi aérien de drone à pilote automatique, qui utilise la conception de quadricoptère. Spécifications:

  • Charge utile de 100 kg
  • Temps de croisière de 25 minutes
  • Temps de charge d'une heure
  • Vitesse de croisière de 500 km / h (très curieux de voir ceci)
  • 500m d'altitude de croisière

En gros, on peut le comparer aux hélicoptères Mosquito de conception conventionnelle. Ils volent plus lentement, mais la durée du vol, la portée et la charge utile sont nettement plus élevées. Notez également que si le ravitaillement d'un hélicoptère de ces tailles prend cinq minutes, le taxi aérien passera 2 fois plus de temps à charger qu'il ne volera. Mais c'est plus un problème de type EM vs IC. Le temps nous dira si les quadricoptères peuvent prouver qu'ils valent la peine d'être mis à l'échelle.

Ajout d'une expérience professionnelle récente (19/09/2018) On m'a récemment demandé de développer un concept de quadricoptère . En essayant d'utiliser l'énergie électrique, j'ai trouvé que le poids de la charge utile et le temps de vol de la mission augmentaient considérablement le poids des batteries nécessaires pour remplir les paramètres de la mission, et vous vous êtes retrouvé avec un quadricoptère à quatre places de 3-4 tonnes (yikes!). La conversion en turbopropulseur a résolu le problème de poids, mais a considérablement augmenté les coûts et la complexité. En conséquence, la décision a été prise de réduire considérablement les paramètres de la mission, ce qui en fait un véhicule à très courte portée, ce qui dans des circonstances normales serait tout à fait inutile. Vous devrez charger les batteries pendant plusieurs heures pour obtenir un temps de vol de 15 à 30 minutes. Soit votre quadricoptère est assis sur le tarmac en charge, soit vous devez échanger les batteries après chaque saut, ce qui nécessite une infrastructure coûteuse à chaque aire d'atterrissage. En fin de compte, l'idée a été proposée avec le remplacement de l'infrastructure et de la batterie, et attend son sort entre les mains de la haute direction, mais tout le monde dans notre équipe a déjà abandonné le projet comme irréalisable.

Il y a un certain nombre de batteries à venir. technologies qui changeraient radicalement le potentiel de ces produits, mais ils ne sont pas encore prêts pour le marché, principalement en phase théorique, conceptuelle et de test pour le moment. Je ne peux pas en dire beaucoup plus sur le sujet sans NDA, désolé.

Le coût est ce que je pense. Les moteurs d'hélicoptère à pistons certifiés peuvent coûter 50000 $. Même les plus petits sont de l'ordre de 25 000 $. Multipliez maintenant cela par quatre: vous avez quadruplé le coût de l'un des composants les plus chers sans gain.
Les moteurs électriques sont parmi les plus efficaces pour transformer l'énergie en puissance mécanique, ils sont également légers; bien sûr, vous pouvez avoir un ICE, par exemple un Wankel RCE, conduisant un générateur à une petite batterie de secours et de réserve, ce moteur à combustion peut toujours fonctionner à sa meilleure plage de régime SFC. Il existe de nombreuses façons simples de contrôler le régime d'un moteur électrique. Que le concept se soit avéré pratique a la preuve que beaucoup d'hommes portent des prototypes de quadricoptères de taille existant aujourd'hui, il suffit de regarder sur YouTube.
@Urquiola L'ennemi n ° 1 de tous les avions est le poids. Vous dites Wankel - je dis que les turbines ont de meilleurs rapports puissance / poids. Vous dites système hybride? ut Cela signifie que vous devez avoir un 1) ICE qui consomme 2) du carburant, pour alimenter un 3) générateur, qui stocke l'énergie dans 4) batteries, afin que quatre moteurs électriques puissent faire tourner les rotors. Pourquoi toutes les pièces et composants supplémentaires? La technologie change, peut-être qu'un jour nous en arriverons au point où la technologie rendra les quadricoptères raisonnables pour la production, mais nous n'en sommes pas encore là.
Je m'interrogeais à propos de votre déclaration selon laquelle il est nécessaire de changer le régime des pales afin de tanguer, de lacet, de rouler, etc. solution simple?
Pas pour le lacet, pour cela vous auriez besoin de cyclique. Alors que les hélices à pas variable résoudraient le tangage, le roulis et la portance, cela ajoute également de la complexité aux quatre hélices, et les hélices à pas variable sont plus chères. Tout cela revient à ce qui est moins cher.
Urquiola
2014-12-15 19:19:49 UTC
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Vous trouverez ci-dessous les informations sur l'un des premiers prototypes de Paul Moller, également auteur du «Volantor», maintenant à la tête de Freedom-Motors, une société spécialisée dans les moteurs à combustion rotatifs Wankel. Moller a construit ses machines volantes avec des ventilateurs entraînés par des moteurs rotatifs Wankel, cependant, il semble préférable d'avoir des moteurs électriques pour les ventilateurs de levage et de propulsion, et une sorte de système hybride pour générer de l'énergie, les Wankels sont très bons en termes de rapport poids / puissance et de sécurité. Je dirais que le Moller et l'Helikar sont exactement un quadricoptère, et comme cette machine, et le modèle utilitaire / le support de brevet, il s'agit des jouets que nous connaissons tous, c'était probablement le poulet des Quadcopters jouets contemporains, les jouets d'aujourd'hui étant les œufs.

La corde et la grue derrière le Moller: «soucoupe volante», Avro Canada n'a pas réussi à en faire voler une, ce n'est pas pour garder la machine en l'air, mais une mesure de sécurité, si vous regardez, vous » Vous remarquerez que la corde n'est pas sous tension lorsque la machine est en l'air, ce qui signifie que la machine vole d'elle-même et n'est pas accrochée à la grue.

Les prototypes Bell Textron / X-22 et Curtiss-Wright X-19 peuvent être considérés aussi très proches d'un quadcopter.

Une équipe espagnole: FuVex, a conçu un prototype nommé: 'HeliKar', également proche d'un quadricoptère de grande taille. YouTube comprend une vidéo sur une invention allemande nommée: «Volocopter VC200», Terrafugia a proposé une autre «voiture volante», ainsi que Zee. Aero l'a fait, ils ont dessiné un concept de voiture volante VTOL qui pourrait être garée entre deux voitures ordinaires dans un parking de marché (voir: «SlashGear»). Aero-X d'Aerofex en est un autre. Fipsi est impliqué dans le développement d'une voiture volante à quatre ventilateurs, comme cité dans «Advanced System Engineering», SUSB Expo 2014.

«Future Transportation» cite ce qu'ils considèrent: «Les 10 meilleures voitures volantes». Krossblade a proposé le SkyProwler et le SkyCruiser, le gros problème dans une voiture volante semble remplir dans le même design les exigences de poids et de sécurité pour une voiture et un avion. Ford a publié des dessins pour une: «Aero-car». CNN rapporte à propos de Fly Citycopter, par E Galvani.

Mechanix Illustrated, mars 1957 comprend un: «Soucoupe volante», conçue par Peter Nofi, la puissance provient d'un moteur à six pistons plats, et Popular Mechanix, français editon, sept 1961, un dessin similaire: 'Rotavion', par Ben Kaufman. Mechanix Illustrated, janvier 1962, pp 70-73, parle d'un appareil VTOL ayant 3 ventilateurs enveloppés déplacés par une turbine.

En ce qui concerne les précurseurs historiques, la machine du film de 1961 de William Witney: 'Master of the World », basé sur deux romans de Jules Verne:« Master of the World », et:« Robur the Conqueror », pourrait facilement être considéré comme une multi-hélice:« Quadcopter ». Si: `` Fly by wire '', a réussi à maintenir les conceptions aéroportées intrinsèquement instables et instables, il ne peut y avoir aucune limite à ce qui pourrait être accompli avec une technologie de contrôle numérique qui est actuellement vendue dans les jouets à partir d'environ 20 $.

Une société basée en Hongrie: 'Flike', et le nom de la Hongrie ne vient pas de 'Hunger', mais de: 'Huns', vient de présenter un hélicoptère à trois hélices 'piloté', la vidéo est signée par Bay Zoltan.

Est-ce que les plates-formes volantes, les appareils pour une personne, le ventilateur canalisé ci-dessous, testés par l'armée américaine, appartiennent à la classe: 'Quadcopter'?. De plus, plusieurs agencements de machines volantes à ailes inclinables et annulaires ont été testés, la liste des avions conceptuels et non conventionnels ouvre la voie à de nombreux livres, mais le Web tue ce type de publications papier.

'SkyProwler', est une autre approche, une conception mixte de quadricoptère et d'aile fixe. Bensen B-12 (voir `` Aerofiles '') est un exemple de 1961 de machine de style quadricoptère à plusieurs rotors (plutôt à plusieurs hélices), le brevet US49820151 concerne la conception multi-ventilateurs de P. Moller et le brevet CA1264714 ​​concerne un: `` Robotique ou plateforme volante télécommandée », également par P. Moller. Tous les brevets sont accessibles et téléchargeables gratuitement sur: 'Espacenet'

Y a-t-il une raison pour laquelle les jouets Quadcopter ne peuvent pas être augmentés en taille, même en utilisant le même logiciel pour contrôler les moteurs et la stabilité?

Merci. + salut

Vol d'essai Moller M200
Helikar
Hoverbike P2 de Malloy Aeronautics

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quelle est l'utilité / la signification des images que vous venez d'ajouter?
CGC Campbell a déclaré ci-dessous que les ventilateurs fermés perdraient leur fonction. C'est pour souligner que son affirmation n'est pas entièrement exacte. L'aile enterrée dans les moteurs à réaction de Northrop Flying Wing, également à De Havilland Comet, a également rempli sa tâche. Federyco: ¿Fondo Europeo de Desarrollo Regional y Comunitario? Gesund +
Si ceux-ci doivent être une réponse à un commentaire, ils devraient aller dans les commentaires. Si cela fait partie de la réponse, veuillez ajouter une explication à la réponse autour des images. Pour le moment, ce ne sont que du bruit.
ravingraven
2014-04-15 19:32:22 UTC
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La raison pour laquelle les quadricoptères sont choisis comme plates-formes pour les petites machines volantes contrôlées par ordinateur est parce qu'ils sont par conception plus agiles et plus simples à déplacer dans et autour des trois axes. En effet, ils sont de par leur conception très très instables↑.

Il est en fait impossible pour un humain de contrôler un quadricoptère (qui peut se déplacer dans et autour des trois axes) sans le l'aide d'un ordinateur ou d'un autre type de stabilisateur artificiel. La raison pour laquelle les ordinateurs peuvent contrôler les quadricoptères est qu'ils sont assez rapides pour produire une entrée de commande qui contrecarre toutes les petites forces de déstabilisation qui agissent sur le cadre.

Une façon d'imaginer la stabilité inhérente d'une plate-forme volante est de considérer ce que se produirait si vous lâchiez les commandes. Les avions et les hélicoptères normaux auront tendance à continuer à voler dans la même direction. Si vous lâchez les commandes d'un quadricoptère (et que vous n'avez pas de mécanisme de stabilisation installé), le quadricoptère tombera très rapidement de manière chaotique vers le sol. Cela signifie que dans un hélicoptère ou un avion, la conception vous "aide" et force le cadre à voler de manière stable (vers l'avant.) Dans un quadcopter, il n'y a pas une telle aide, mais il n'y a pas non plus de forces qui vous empêchent de vous déplacer vers un direction que vous voulez.

Ce principe est aussi délibérément appliqué aux cadres tels que le F-117. Le F-117 est impossible de voler sans l'aide d'ordinateurs (il a été conçu pour être instable), mais cela en a fait un avion beaucoup plus agile que son châssis ne l'aurait normalement permis.

L'autre ( La raison pour laquelle les quadricoptères n'ont pas été mis à l'échelle est parce qu'ils consomment (beaucoup) plus de carburant que les autres types d'avions. Pourquoi quelqu'un construirait-il un quadcopter alors qu'un hélicoptère ou un avion fait le travail en utilisant moins de carburant? Ils sont également lents et bruyants.

Gardez à l'esprit que le «travail» des cellules à grande échelle est généralement de déplacer des éléments du point A au point B, tandis que le «travail» des petits quadricoptères contrôlés par ordinateur est de soyez agile.

Les quadricoptères peuvent être stables, stables de manière neutre ou instables. Cela dépend de leur centre de gravité en dessous, coïncident ou au-dessus du centre de portance. La plupart sont construits avec une stabilité neutre.
Je ne serais pas aussi optimiste sur la stabilité naturelle des hélicoptères. À moins qu'il ne s'agisse d'un Kamov avec deux rotors coaxiaux, les hélicoptères sont instables. Cependant, il est plus facile de contrôler deux rotors que quatre.
Vic
2014-08-20 22:50:12 UTC
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Pour clarifier certaines des réponses, la technologie dans le domaine de la propulsion distribuée évolue vers des systèmes qui permettraient de construire des quadricoptères hybrides qui éliminent les problèmes d'un quadricoptère à gaz et suppriment les limitations de densité d'énergie des systèmes électriques. Je soupçonne que nous verrons des quadricoptères expérimentaux à échelle humaine dans les 20 à 30 prochaines années.

Spathi
2014-11-25 01:59:28 UTC
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e-Volo affirme qu'il utilisera un prolongateur de portée dans le VC200: http://www.e-volo.com/information/how-long-can-you-fly

J'étais vraiment curieux de connaître cette technologie et j'ai fait de petites recherches. Ma conclusion est que s'ils envisagent d'utiliser la micro-turbine Bladon Jets pour produire de l'électricité, cela pourrait être une victoire totale!

Donc, il semble que la turbine la plus avancée dont ils disposent actuellement est une turbine à réaction de 50 kW, 40 kg pour le concept car: http://www.bladonjets.com/news/bladon-jets-at-the-geneva-motor-show/

Selon wikipedia, Volocopter motros consomment ~ 36 kW (18x2 Kw, voir E-volo_VC2) ce qui signifie qu'ils peuvent être alimentés directement par l'électricité produite par turbine sans avoir besoin de batteries! Bien sûr, il doit y avoir une petite batterie qui fournit un tampon d'énergie pour un fonctionnement sûr.

Il y a aussi une fiche technique sur le site des bladonjets concernant la consommation de carburant d'une turbine stationnaire de 12 kW, soit 5 litres / heure. Disons que leur turbine de 50 kW consommera 5 fois plus. Ce qui signifie que 50 kg de carburant suffiront pour faire voler le vc200 pendant au moins 2 heures (pas 20 minutes, comme on dit pour un e-Volo purement électrique).

De plus, le poids total du système n'est pas que largement dépassé par la turbine: turbine de 40 kg + 50 kg de carburant + châssis de 50 kg. Eh bien, e-volo peut déjà transporter 2 personnes = 150 kg, non? Le prototype existant peut donc soulever le générateur tel quel. Des moteurs 50% plus puissants (18 * 3 kW = 54 kW) ne sont pas un problème pour soulever 150 kg supplémentaires. Bien que le poids total puisse dépasser 450 kg - catégorie des avions ultralégers à rotor, mais qui dit qu'une turbine spécialement conçue ne peut pas être intégrée dans la structure e-volo?

Mon point est, la technologie est là. Appliquez-le tout ensemble, et cela fera une révolution.

Koyovis
2017-11-17 23:00:41 UTC
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Ils ont été augmentés - peut-être pas en taille de rotor mais en nombre de rotors. Si cela peut être fait, je ne vois aucune limite pratique à la production d'une plate-forme habitée à quatre rotors.

La contrôlabilité semble être un peu un problème, mais c'est peut-être parce que le pilote a monté un verre laiteux dôme autour de sa tête.

Ah, la beauté élégante et simple du vol.
"mais c'est peut-être parce que le pilote a monté un dôme en verre laiteux autour de sa tête." - c'est une cagoule pour la pratique du vol à l'aveugle
Tom K
2017-12-28 00:16:11 UTC
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Il y a un certain nombre de commentaires ci-dessus sur les différentes raisons pour lesquelles les quadricoptères n'existent pas en taille réelle, mais il y en a un que je ne vois pas mentionné. Les quadricoptères eux-mêmes utilisent 4 rotors à pas constant (l'angle des pales du rotor est constant et ne change pas). Il fait ensuite varier la vitesse des différents moteurs pour contrôler la portance fournie par chaque rotor, afin de pouvoir coordonner le vol. A petite échelle, il est possible d'utiliser à la fois un moteur électrique, et en plus, d'ajuster très rapidement la vitesse des rotors. Sur un hélicoptère normal de taille humaine, les rotors devraient être beaucoup plus gros. Une fois que les rotors sont mis à l'échelle, ils pèsent également plus, ce qui leur donne plus d'inertie qu'un moteur plus petit. Par exemple, dans un Robinson R-22, qui a des rotors relativement légers et ne peut transporter que 2 personnes, il me faut quelque chose de l'ordre de 3-4 minutes pour que les rotors s'arrêtent de tourner une fois que je coupe l'alimentation (de l'ordre de 30 secondes à une minute si j'utilise le frein à rotor). À mesure que la taille et le poids de l'hélicoptère augmentent, ce problème devient plus important. Vous ne pouvez pas régler rapidement la vitesse du rotor en rotation en raison de l'inertie qu'il porte, vous finirez donc par devoir ajouter quelque chose en plus qui vous permet de contrôler le pas des pales. Une fois que vous avez ajouté la complexité mécanique de pouvoir contrôler le pas des pales, la plupart des avantages d'une configuration à quatre hélicoptères disparaissent, et vous avez des inconvénients importants (comme devoir gérer 4 rotors au lieu d'un seul, sans les avantages de la simplicité mécanique).

Il y a beaucoup de résistance aérodynamique à régime élevé du rotor qui fait un bon travail de ralentissement.
Comme je l'ai mentionné dans mon commentaire ci-dessus, il ne suffit pas de surmonter l'inertie supplémentaire de la plus grande lame. Un rotor d'hélicoptère léger qui se trouve sur un R-22 (un peu plus de 25 pieds de diamètre), à ​​quelque chose près du niveau de la mer (environ 700 pieds, si vous volez près de Chicago), tourne normalement à environ 600 tr / min. Ce rotor, sans frein de rotor, prend encore 3-4 minutes pour ralentir. Ce n'est pas assez de traînée pour changer rapidement la vitesse du rotor. Vous êtes également limité dans la plage de rotation de la lame (généralement 80 à 106% de 599 tr / min), et c'est quelque chose qui ne s'adapte pas bien.
La traînée augmente très bien et est la force la plus facile à ajouter. Les rotors petits et grands fonctionnent à leur meilleur avec une vitesse de pointe d'environ 0,8 Mach, ce qui crée une sérieuse traînée de ralentissement pour les lames de toutes tailles. La traînée diminue avec le carré de la vitesse, et à faible vitesse de pointe, vous devez attendre indéfiniment que la grande lame s'arrête. Comme pour relâcher la pression du frein de voiture lorsque vous ralentissez. Mais si la traînée est trop faible, il est simple de l'augmenter en sortant un spoiler.
La traînée peut augmenter, mais l'inertie d'un rotor augmente beaucoup plus rapidement que sa surface frontale, donc néanmoins, un grand rotor prendra plus de temps à ralentir. Vous allez avoir beaucoup de difficulté à accélérer et à ralentir un grand rotor assez rapidement pour être utilisé pour maintenir la stabilité, ce qui vous ramène à la mécanique de contrôler le pas de la pale au lieu de la vitesse. Mon point n'était pas que ce soit entièrement impossible, mais seulement que la configuration du quadricoptère avec des pales à pas fixe ayant une vitesse de lame variable, et refléter cette fonctionnalité sur une lame pleine grandeur est difficile.
Greg Taylor
2016-02-05 17:19:21 UTC
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La seule réponse qui compte est la sécurité, car elle rend toutes les autres sans importance. En supposant des rotors à pas fixe, si vous perdez de la puissance sur un rotor, vous allez vous écraser et vous vous écraserez de manière incontrôlée.

Vous pourriez gagner plus de contrôle en ajoutant plus de rotors, mais plus vous ajoutez de rotors, plus la probabilité d'une panne d'un rotor est élevée. De plus, pour chaque rotor que vous ajoutez, vous perdrez l'inertie de rotation dans chaque rotor, le résultat étant qu'en cas de perte de puissance, même les rotors à pas collectif ne seront pas en mesure de fournir une portance suffisante pour vous empêcher de mourir du mal de la décélération rapide.

Les quadricoptères sont le genre de machine volante qui a besoin d'un ou deux parachutes d'urgence pour voler en toute confiance. Fais le? Je ne m'asseoirai pas dans un quadricoptère à taille humaine avec des hélices non protégées au niveau de mes jambes, de mon ventre, de ma poitrine ou de ma tête, dans les derniers jours des avions à moteur radial, ayant une hélice en marche seule, se détachant du moyeu de l'hélice, et couper la cabine, était un événement répété
Jim
2017-12-28 00:50:11 UTC
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Dans mon esprit, il n'y a qu'une seule chose qui s'oppose à ce moyen de transport.

Densité de puissance

Mahembo Nbcodensi
2014-10-08 06:40:51 UTC
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Il existe des cadres de levage plus lourds que l'air pour la lutte contre les incendies (service minier, etc.) avec quatre supports de levage. Ceux sans les adaptations et les cas d'utilisation desquels on trouverait des manèges:

Pitchy; l'assiette nécessite de tanguer ou de faire rouler l'équipage, ou au moins de faire claquer le «support dur» de l'évacué. Quatre sources de hachage, pas de capot de service particulier (réparation d'urgence, kit de débarquement sur l'eau, etc.) dans l'air ou non, ou garantie d'absence d'arrivée au sol. la portance de réaction provient de l'extension extérieure des pales; peut-être que l'orbite des pales peut être modifiée pour optimiser le motif? Plus difficile à durcir en service de 3x ou plus (pour des raisons d'aptitude commerciale, peu importe le devoir de guerre commercial. Certifié bimoteur? Désolé.)

Le film a un beau cadre hélicoïdal blanc apparemment déchargé à 2 avant avec un panneau de brassage CC, pas de rotor ni de queue, et à la place un rack d'accessoires plus petits. Il monte dans un hangar / messe de test et ne s'auto-s'inverse pas ou ne se retourne pas ... à un moment donné, cela rappelle le score incident de ce film de réparateur de drones où Jony Ive a conçu l'apparence des drones qui détruisent l'humanité, et sonne comme un beaucoup de fans; les performances ne sont pas à l'avant-garde dans cette production (bien que les batteries aient sûrement été gonflées.) Ils devraient au moins couper la bobine pour avoir l'air d'avoir un chat blanc à bord?

Bonjour Mahembo, bienvenue sur aviation.se. Pouvez-vous modifier votre réponse pour la rendre plus lisible, c'est un peu difficile à comprendre en ce moment et cela n'a pas vraiment de sens de cette façon.
Un amateur comme moi peut facilement arriver à la conclusion que les systèmes qui contrôlent un quadcopter de la taille d'un jouet: les gyroscopes, le matériel / logiciel qui régule la vitesse des moteurs électriques, seraient les mêmes pour un jouet et pour une machine volante transportant une personne, et compte tenu de la coût extrêmement bas de l'électronique dans les jouets quadcopter, je me demande pourquoi il n'y a pas de nouvelles sur quelqu'un ayant testé encore le matériel de jouet dans des machines de taille réelle. Commentaires?
London Boy
2014-11-17 17:01:27 UTC
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Je pense que les deux monorotors que les quadricoptères vont cohésier, au moins pendant un certain temps. Les raisons de la création de quadricoptères habités sont innombrables. Un quadcopter pourrait être conduit comme une voiture, tandis que les vrais hélicoptères ont besoin de centaines d'heures de vol pour qu'un pilote maîtrise. cela conduira à une production traditionnelle et à une baisse des prix de fabrication pour les rendre disponibles à la masse. hélicoptères normaux. cela fait d'un quadcoptère un meilleur choix pour les opérations de sauvetage. Il est probable que les hélicoptères normaux resteront un meilleur choix pour les opérations à longue portée et la vitesse.

Vous ne pouvez pas enfermer complètement les lames, sinon d'où vient l'ascenseur. Si vous voulez dire un linceul autour de la circonférence des ensembles de lames, cela ne protégera pas les lames des branches ou des poteaux d'arbres. Il pourrait protéger contre les chocs latéraux à basse vitesse, mais tout ce qui est plus rapide qu'un rampement très lent aurait tendance à plier / déformer le linceul, causant autant de dégâts qu'un coup de lame normal.
Bonne chance pour essayer de certifier un tel engin. Vous auriez besoin d'un FCS triple redondant juste pour stabiliser cette chose, et si vous avez quatre moteurs plus des rotors, vous obtiendrez quatre fois plus de pannes et quatre fois plus d'entretien tout au long de la vie de votre quadricoptère. Mettez votre conducteur de voiture moyen au volant et prouvez ensuite que le taux d'accidents est comparable à celui des hélicoptères conventionnels. Ce sera très cher, si vous réussissez du tout.
Le problème en faveur des quadricoptères `` pleine taille '' peut être que les mécanismes de contrôle: les gyroscopes et le matériel et les logiciels connectés ne sont peut-être ni trop complexes ni trop chers, vous trouvez des quadricoptères jouets gyroscopiques stabilisés, `` en 6 axes '' disent les vendeurs, pour moins de 50 $, aucune raison pour laquelle la même électronique ne peut pas conduire une machine volante plus grande, c'est juste une question de servos de sortie d'extrémité et de pièces connexes, mais le noyau ne passe pas d'un jouet à un appareil de taille normale. Ou le fait-il?
Une chose qui change est l'exigence de fiabilité. Si un petit jouet tombe en panne, personne ne s'en soucie vraiment beaucoup. Si un engin assez gros pour transporter une personne s'écrase, c'est beaucoup plus important. S'il y a réellement une personne à bord, c'est encore plus important.
Avez-vous entendu parler de: «ventilateurs canalisés»? il existe de nombreuses publications à ce sujet, dans la plage de vitesses inférieures à 100 mph, c'est mieux que les hélices ordinaires, la bonne plage pour les turbopropulseurs et les turboréacteurs est beaucoup plus rapide, les Ramjets ne conviennent qu'au-dessus de Mach 1 ou plus, ou dans la gamme Hyperspeed
Mark Micallef
2015-02-11 06:06:24 UTC
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Bruit et Sécurité

Bruit - Si vous habitez dans une grande ville, regardez par la fenêtre la plus proche le bruit de la circulation ci-dessous. Imaginez maintenant toutes ces voitures (ou au moins la moitié) remplacées par des quadricoptères volants à taille humaine. Pour évoluer, ces quads auront besoin de moteurs à piston (ou de turbines coûteuses) et de grands rotors, et s'ils réussissent, il y en aura littéralement des millions dans le ciel au-dessus de toute ville moyenne à grande. Ce serait un drone constant et assourdissant qui réduirait considérablement l'habitabilité de la ville.

Le Black Knight Transformer mentionné par @menjaraz est très, très bruyant, tout comme les hélicoptères conventionnels.

Sécurité - Sauf si vous êtes un pilote qualifié, vous ne pouvez pas piloter manuellement un avion. Cela signifie qu'ils devront être en mesure de décoller, de voler et d'atterrir de manière entièrement automatisée jusqu'à leur destination, de naviguer en cours de route, de communiquer avec et d'éviter tout autre trafic et d'avoir une sorte d'interaction avec l'ATC, le tout effectué pour vous par ordinateur (s ).

Ces deux problèmes sont surmontables, mais nécessiteront un R&D important, ce qui signifie investir de gros dollars dans une économie en ruine. Et qui va acheter toutes ces machines de plusieurs millions de dollars?

TL; DR : Les limitations des quadricoptères à taille humaine sont principalement économiques, réglementaires et environnementales, mais elles sont importantes limitations.

La question demande pourquoi il n'y a pas de quadricoptères à la taille d'une personne, pas pourquoi les quadricoptères à la taille d'une personne n'ont pas remplacé les voitures.
Certains connaissent les fournisseurs de moteurs électriques pour tous ces prototypes? J'ai aussi des idées
@Dave Il existe * des quadricoptères de taille humaine, ils ne sont tout simplement pas pratiques (encore).
@Urquiola Les moteurs électriques ne sont pas le problème d'ingénierie à résoudre, c'est la source d'énergie. Les batteries ont un faible rapport densité d'énergie / poids et l'énergie nécessaire pour vous soulever du sol augmente du carré du poids brut du véhicule. Un quadricoptère à taille humaine alimenté par batterie utilisant la technologie actuelle aurait 10 ou 20 minutes de temps d'antenne sur une charge complète - pas pratique!
PS. La police de Dubaï teste une «moto quadcopter» pour une réponse rapide. Jetez un œil: https://hackaday.com/2017/10/16/dubai-police-test-quadcopter-motorcycle/
Je dirais parce que les moteurs des machines volantes fonctionnent à pleine puissance uniquement dans des parties spéciales de l'enveloppe de la mission, comme le décollage et l'escalade; la puissance requise pour le vol de croisière en palier peut être de l'ordre de la moitié de la puissance nominale maximale (voir: `` Lutte de puissance, pourquoi les moteurs de voiture ne volent pas '', institution Smithsonian), une turbine aura trop soif dans de telles conditions. Les moteurs électriques sont plus sûrs, plus légers, permettent plus de choix de placement. Vous n'avez besoin que d'une petite batterie pour amortir l'alimentation et faire office de réserve, pas aussi grosse que dans une voiture électrique pure. Ce concept peut convenir aux machines à «rotor inclinable». C'est ça?
Le faible rapport poids / puissance des batteries est l'une des raisons pour lesquelles je propose un Wankel RCE comme fournisseur d'énergie électrique, ajouté à une petite batterie. Les rotatifs sont légers, sûrs, économiques à régime constant; son utilisation dans un quadricoptère surélevé serait la même que celle des prolongateurs d'autonomie pour les voitures. S'il vous plaît, ne répondez pas aux choses que je n'ai pas dites. D'accord? Salut +.
Je ne veux pas de moteur électrique pour un projet de quadricoptère, mais pour une version mise à jour de Custer Channel Wing, avec un disque d'hélice sur la partie la plus épaisse du profil aérodynamique. Les prix de détail des moteurs électriques adaptés aux machines de type Rogallo Wing sont élevés. Merci, Salut +
Cette aile de barillet est un concept intéressant, achetez c'est un avion STOL, alors que nous voulons vraiment une solution VTOL.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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