Möjligt att bygga stor quadrocopter?

[Thorped]

Är det fysiskt möjligt att bygga en quadrocopter modell större... Och med modell större menar jag inte i storlek med ett kylskåp utan snarare i storlek med en mindre buss, rotordiameter på 1,5-2 meter med flerbladiga propellrar för att öka effekten. Eldrift är ett måste men om detta bygge kommer ske så kommer nästa eller näst nästa generations batterier finnas, typ Litium-luft.
Tänker mig att motorerna ska sitta i ytterkant av propellern likt en turbin, alltså ska inte motorn sitta i centrum av propellern vilken borde spara mig luftmotstånd, någon strömlinjeformad centrum grej som håller ihop rotorbladen lär dock behövas. Motorerna i sig bör vara byggda med halbach array teknik för att få verkningsgrader på över 90%.

Varken elektronik eller fysik är mina starkaste sidor däremot är jag duktig på mekanik och CAD och fysikdelen kan jag plugga upp. Nåväl är detta ens möjligt att få flygande? Tänker mig en kropp likt V-22 Osprey fast något mindre och utan vingar i stjärtpartiet. Bör kunna manövreras både manuellt och som UAV.

[E Kafeman]

http://www.e-volo.com/ Bär en person med tveksamhet i några minuter.
Något mer busslikt: https://www.advancedtacticsinc.com/at-t ... ght-video/
Behövs mer än Litium-luft för att konkurera med förbränningsmotorn.

[blueint]

Det går att bygga med ett förbränningsmotor-generator i mitten och ett antal elmotorer på stängerna utåt. Problemet är effektivitet, bränsleåtgång samt ingen säkerhet om något havererar. Stannar motorerna ramlar man rakt ner utan någon som helst dämpning.

Fallskärmar är bra men de behöver en viss höjd för att fungera.

[Thorped]

http://www.e-volo.com/ Bär en person med tveksamhet i några minuter.
Något mer busslikt: https://www.advancedtacticsinc.com/at-t ... ght-video/
Behövs mer än Litium-luft för att konkurera med förbränningsmotorn.

Verkligen? Nog för att batterier inte innehåller lika mycket energi som motsvarande mängd bensin men en elmotor kan vara dubbelt så effektiv så frågan är om det spelar så jättestor roll, jag tror inte det. Bränsleceller är också ett alternativ eller seriehybrid som Blueint säger.

De ovanstående videorna är onekligen intressanta, även om jag sett de förut men inte speciellt relevanta då de använder centrumplacerade motorer och propellrar med endast 2 rotorblad.
Det är inte orealistiskt att få ut några hundra kilowatt av varje motor om man placerar dem i ytterkant. Kan man överdimensionera motorerna så koptern kan flyga med endast 2 motorer i nödsituation så vore det bra, det gäller givetvis även konstruktionen. Men för att förebygga att hamla i en sådan situation har man givetvis dubbla eller till och med tredubbla styrsystem och även fallskärmar och katapultstolar.

Bygger man motorerna på samma vis som Thingap fast med halbach array och placerar rotorbladen inuti borde det ge goda resultat.

[danei]

Det märks att du inte är insatt. Bränsledrivet är det mest vikteffektiva sättet, om det inte handlar om väldigt kora tidsperioder, då kan elektriska system vara bättre. Bränsleceller är inte bättre på någon punkt. Att sätta motorn ute på propellern har jag svårt att se någon fördel med. Vad du tänker dig att vinna med en halbach array förstår jag inte heller. Vikten blir ju knappast bättre. När det gäller antalet rotorblad så är det i teorin bättre ju färre blad man har, ett blad är svårt att bygga med och få balans så två blad brukar vara det man använder. Flerblad har fördelar att man kan få högre dragkraft på en given diameter, men verkningsgraden blir inte bättre.

[blueint]

Kan man få balans med två motorer om de inte är ovan tyngdpunkten?

(ser inte vart jag nämnt något om en seriehybrid..?)

[Vilhelmsson]

Stor quad stora propellrar > dålig respons, då är det nog bättre med variabel pitch. Singleblade prop går alldeles utmärkt(med motvikt), finns i kommersiella projekt.
http://www.rexresearch.com/unibladeprop ... deprop.htm

[DanG]

Attans kul ide!

Är det fysiskt möjligt att bygga en quadrocopter modell större... Och med modell större menar jag inte i storlek med ett kylskåp utan snarare i storlek med en mindre buss,

- Absolut! Kraftsystemet måste kunna skapa en dragkraft på ca 1.2 ggr massan (jmf tungahelikoptrar) med hänsyn tagen till verkningsgraden på systemet.

rotordiameter på 1,5-2 meter med flerbladiga propellrar för att öka effekten.

- Diametern kommer att bestämmas av propellerns "bästa arbetspunkt" på lyftkraftskurvan relativt varvtalet för en given effekt (lyftkraft).

Eldrift är ett måste men om detta bygge kommer ske så kommer nästa eller näst nästa generations batterier finnas, typ Litium-luft.

-OK, men det är ett (idag) stort handikapp! Moderna förbränningsmotorers viktseffekt är fortfarande mycket större än ett ackumulator/elmotorsystem

Tänker mig att motorerna ska sitta i ytterkant av propellern likt en turbin, alltså ska inte motorn sitta i centrum av propellern vilken borde spara mig luftmotstånd, någon strömlinjeformad centrum grej som håller ihop rotorbladen lär dock behövas.

- Eftersom lyftkraftstillskottet från den inre diametern av en propeller är ganska litet kommer en aerodynamiskt lämpligt utformad kropp centralt placerad i "navet" sannolikt att vara "totalekonomiskt" bättre ur vikts- och förlustsynpunkt än den utväxling som kommer att krävas med motorerna placerade i periferin. Detta blir rimligen ännu tydligare eftersom Du avser bygga med elmotorer. Då slipper Du ju dra fram annat än tunna (nåja) elkablar vilket gör infästningen av motorn centralt enbart beroende av mekaniska hållfasthetskrav.
Bra länk enligt min uppfattning! https://en.wikipedia.org/wiki/Ducted_fan

Igen, jättekul idé!!

M.v.h DanG

[Thorped]

Det märks att du inte är insatt. Bränsledrivet är det mest vikteffektiva sättet, om det inte handlar om väldigt kora tidsperioder, då kan elektriska system vara bättre. Bränsleceller är inte bättre på någon punkt. Att sätta motorn ute på propellern har jag svårt att se någon fördel med. Vad du tänker dig att vinna med en halbach array förstår jag inte heller. Vikten blir ju knappast bättre. När det gäller antalet rotorblad så är det i teorin bättre ju färre blad man har, ett blad är svårt att bygga med och få balans så två blad brukar vara det man använder. Flerblad har fördelar att man kan få högre dragkraft på en given diameter, men verkningsgraden blir inte bättre.

Okejrå! Men då vill jag ha vätgas som bränsle! Vad jag tänkte vinna på halbach array är att man kan uppnå motoreffektiviteter på närmare 100%... Men okej, bara den är clean så vätgas funkar också!

[blueint]

Som jämförelse:
Vätgas vid 70 MPa - 142 MJ/kg
Bensin/diesel - 46 MJ/kg
Li-ion batteri - 0,875 MJ/kg

Så för 100 kg elgenerering:
* Om bensinmotorn+generator kanske väger 50 kg får man 2300 MJ.
* Med ett Li-ion batteri för 100 kg får man 87,5 MJ.

Det är alltså rejält lönsamt med bensin. Vätgas är häftigt liksom dess explosioner. Dock behöver man lasta på ett rejält tryckkärl. Så det kanske inte lönar sig ändå.

Bränsleceller är bara 40% - 60% effektiva.

[netrunner]

Nu ska man inte komma dragande med fakta sådär. Klart att man ska maximera mängden med otestad / fantasi teknik när man bygger flygande saker. Speciellt om det är helt onödigt.


Att testa sig fram med små modeller, baserad på vanligt teknik, för att sen byta ett system i taget, är en vanligt teknik som tex bröderna Wright använde. Kanske börja med att få en quadrakopter att flyga med förbränningsmotor?

Men det är ju tråkigt.

Jag tycker att du bör titta på motorer baserade på svart-materia. Teoretiskt sett finns ju extremt många civilisationer med mycket högtstående teknik samtidigt som oss... i universum. Allt du behöver göra är att övertala någon av dom att hjälpa dig i ditt projekt.

[Thorped]

Skit samma låt oss inte haka upp oss på bränslet! Är det möjligt att bygga? Jag ska säga att jag inte vet hur man löser utväxlingen till fyra propellrar för individuell varvtalsreglering om man bara har en motor men det kanske ni vet?

[Zkronk]

En förbränningsmotor som driver en eller flera hydraulpumpar som i sin tur driver hydraulmotorer som propellrarna sitter på?
Säkerligen en massa förluster men då borde det gå att styra varje hydraulmotor hyfsat exakt.

[grym]

konceptet har varit i hetluften (ursäkta den dåliga vitsen) i årtionden
kolla ex på den norska luftbilen

liten högvarvit lätt och kraftig förbränningsmotor, till generator som i sin tur driver flea lagom stora elmotorer med propellrar är funktionabelt, exakt var gränsen går för storleken på elmotorerna och propellrarna är egenteligen den stora frågan

edit, kan vara så att man löser det med ex några mindre längre ut som är snabbare på att reglera och då ha någon större mot mitten som tar den större biten av lyftkraften

[netrunner]

Köp en bensindriven motor för RC-flyg.
Anslut till borstlös motor för RC-flyg, som generator.
Anslut 3-fas likriktare.

Kör motorn och mät spänningen på generator.
Mät strömmen samtidigt som du ansluter glödlampor för bil så som belastning på generatorn.

Optimera detta en sak i taget.

Lyftkraft kan du realistiskt köpa för ca 8 gram per Watt. Ska du lyfta 8kg måste du ha 1000 Watt.