Gerris USV - нөлдөн баштап гидродрон!

Бүгүнкү күндө "Устакада" бир аз чоңураак долбоор жөнүндө - башкача айтканда, батиметриялык өлчөө үчүн колдонулган пилотсуз кеме жөнүндө. Радио башкарылуучу версияга ылайыкташтырылган биринчи катамараныбыз тууралуу “Жаш техниктин” 6-жылдагы 2015-санынан окуй аласыз. Бул жолу MODELmaniak командасы (Вроцлавдагы Коперник моделдик мастерскойлор тобуна тиешелүү тажрыйбалуу моделчилер тобу) шагыл шарттарына дагы жакшыраак ыңгайлашкан калкып жүрүүчү өлчөө аянтчасын нөлдөн баштап долбоорлоодо достук кыйынчылыкка туш болушту. карьер, операторго көбүрөөк дем алуу бөлмөсүн берип, өз алдынча версияга чейин кеңейтилет.

Ыңгайлаштыруу менен башталды...

Бул көйгөйгө бизден бир нече жыл мурун кыймылдаткычтарды киргизүү мүмкүнчүлүгү жөнүндө сураганда биринчи жолу туш болдук. радио башкарууга ыңгайлашуу трейли батиметрикалык (б.а. суу объекттеринин тереңдигин өлчөө үчүн колдонулган өлчөө платформасы).

1. Өлчөө платформасынын биринчи версиясы, RC версиясына гана ылайыкташтырылган

2. Биринчи гидродрондун драйвдары бир аз өзгөртүлгөн аквариум инверторлору болгон - алар жакшы иштеген, бирок аларда "курулушка каршылык" жок болчу.

Модельдештирүү милдети алдын ала даярдалган PE сузуучу формада жасалган калкыма (RSBM – ПЭТ бөтөлкөлөргө окшош) үчүн кыймылдаткычтарды долбоорлоо жана өндүрүү болгон. Иштөө шарттарын жана колдо болгон варианттарды талдап чыккандан кийин, биз адаттан тыш чечимди тандап алдык - жана суу сызыгынын астындагы корпустарга тоскоолдук кылбастан, биз аквариумдун айлануучу инверторлорун 360 ° айлануу жана көтөрүү үчүн кошумча жөндөмү бар дисктер катары орноттук (мисалы. , тоскоолдук тийгенде же ташуу учурунда) . Бул чечим өзүнчө башкаруу жана электр менен камсыздоо тутуму тарабынан кошумча колдоого алынган, бөлүмдөрдүн бири (оң же сол) иштен чыккан учурда да башкарууга жана операторго кайтарууга мүмкүндүк берди. Чечимдер ушунчалык ийгиликтүү болгондуктан катамаран дагы эле иштеп жатат.

3. Өзүбүздүн долбоорду даярдап жатканда, биз майда-чүйдөсүнө чейин талдап чыктык (көп учурда жеке!) Окшош чечимдердин көбү - бул иллюстрацияда немис ...

4....бул жерде бир америкалык (жана дагы бир нече ондогон). Биз жалгыз корпустарды азыраак универсалдуу деп четке какканбыз, ал эми түбүнөн ылдый чыгып турган дисктер эксплуатацияда жана ташууда потенциалдуу көйгөй жаратат.

Бирок, кемчилиги суу булганышына дисктердин сезгичтиги болгон. Жээкке чукул сүзгөндөн кийин ротордон кумду тез алып салсаңыз да, сууга түшүрүүдө жана түбүнө жакын сүзүүдө бул жагынан этият болушуңуз керек. Анткени ал өлчөө мүмкүнчүлүктөрүн кеңейтүүнү камтыйт жана бул убакыттын ичинде дагы кеңейди. гидродрондун чөйрөсү (дарыяларда) биздин досубуз ушул максат үчүн атайын иштелип чыккан платформанын жаңы иштеп чыгуу версиясына кызыгуу көрсөттү. Биз бул чакырыкты колго алдык – биздин студиялардын дидактикалык профилине ылайык жана ошол эле учурда иштелип чыккан чечимдерди иш жүзүндө сынап көрүү мүмкүнчүлүгүн бердик!

5. Тез бүктөлүүчү модулдук каптар алардын көп тараптуулугу жана ташуу жеңилдиги менен абдан шыктандырды 3 (сүрөт: өндүрүүчүнүн материалдары)

Gerris USV - техникалык маалыматтар:

• Узундугу/туурасы/бийиктиги 1200/1000/320 мм

• Курулуш: эпоксиддүү айнек композит, алюминий туташтыруучу кадр.

• Көтөрүлүш: 30 кг, анын ичинде көтөрүү жөндөмдүүлүгү: 15 кг кем эмес

• Диск: 4 BLDC мотору (суу менен муздатылган)

• Берүү чыңалуусу: 9,0 V… 12,6 V

• Ылдамдыгы: жумушчу: 1 м/с; максималдуу: 2 м/с

• Бир кубаттоодо иштөө убактысы: 8 саатка чейин (70 Ah болгон эки батарея менен)

• Долбоордун вебсайты: https://www.facebook.com/GerrisUSV/

Машыгуулар уланды - башкача айтканда, жаңы долбоор боюнча божомолдор

Өз версиябызды иштеп чыгууда биз өзүбүзгө койгон негизги принциптер төмөндөгүлөр болгон:

• эки корпус (биринчи версиядагыдай эле, эхозонатор менен так өлчөөлөрдү алуу үчүн зарыл болгон эң чоң туруктуулукту камсыз кылуу);
• ашыкча диск, күч жана башкаруу системалары;
• мин салмактагы борттук жабдууларды орнотууга мүмкүндүк берүүчү жылыш. 15 кг;
• ташуу жана кошумча транспорт үчүн жеңил демонтаждоо;
• чогулган учурда да жөнөкөй жүргүнчүлөрдү ташууга мүмкүндүк берүүчү өлчөмдөр;
• бузулуудан жана булгануудан корголгон, дененин айланып өтүүчү жолундагы кайталанган дисктер;
• платформанын универсалдуулугу (аны башка тиркемелерде колдонуу мүмкүнчүлүгү);
• өз алдынча версияга жогорулатуу мүмкүнчүлүгү.

6. Биздин долбоордун оригиналдуу версиясы ар кандай технологияларды колдонуу менен курулган бөлүмдөргө модулдук бөлүштүрүүнү камтыган, бирок алар популярдуу блоктор сыяктуу оңой эле чогулуп, ар кандай максаттарга ээ болот: радио башкарылуучу куткаруу моделдеринен тартып, USV платформалары аркылуу, электр педаль кайыктарына чейин.

Дизайн vs технология, б.а. каталардан үйрөнүү (же искусствого караганда үч эсе көп)

Адегенде, албетте, изилдөөлөр болгон - окшош конструкцияларды, чечимдерди жана технологияларды издөөгө көп убакыт сарпталган. Алар бизди абдан шыктандырды гидродрон ар кандай тиркемелерди, ошондой эле модулдук каяктарды жана өзүн-өзү монтаждоо үчүн чакан жүргүнчү кайыктарын. Биринчилерден болуп биз агрегаттын кош корпусунун макетинин баалуулугун ырастадык (бирок алардын дээрлик бардыгында пропеллерлер деңиз түбүндө жайгашкан - алардын көбү таза сууда иштөө үчүн иштелип чыккан). Модулдук чечимдер өнөр жай каяктары бизди моделдин корпусун (жана цехтин ишин) майда бөлүктөргө бөлүүнү ойлонууга түрттү. Ошентип, долбоордун биринчи версиясы түзүлгөн.

7. Jakobsche редакторунун аркасында, кийинки 3D дизайн варианттары тез арада түзүлдү - жип басып чыгаруу технологиясында ишке ашыруу үчүн зарыл (дененин биринчи эки жана акыркы эки сегменти ээлик кылган принтерлердин басып чыгаруу мейкиндигинин чектөөлөрүнүн натыйжасы).

Алгач аралаш технологияны кабыл алганбыз. Биринчи прототипте жаа жана арткы бөлүктөрү биз таба алган эң күчтүү материалдан (акрилонитрил-стирол-акрилат - кыскача ASA) жасалышы керек болчу.

8. Модул байланыштарынын күтүлгөн тактыгы жана кайталанышы менен орто бөлүктөрү (узундугу жарым метр, акырында да бир метр) тиешелүү жабдууларды талап кылган.

9. Биздин жогорку пластикалык технолог биринчи экстремалдык ASA элементи басылганга чейин бир катар тест модулдарын жасады.

Акыр-аягы, концепцияны далилдегенден кийин, кийинки учурларды тезирээк ишке ашыруу үчүн, биз ламинация үчүн калыптарды түзүү үчүн туяк катары колдонууну да карап чыктык. Ортоңку модулдарды (узундугу 50 же 100 см) пластикалык плиталардан жабыштыруу керек болчу - бул үчүн биздин чыныгы учкуч жана пластикалык технология боюнча адис - Кшиштоф Шмит ("Атте семинардын" окурмандарына белгилүү, анын ичинде авторлош катары ( MT 10 / 2007) же радио башкарылуучу машина-амфибия-балка (MT 7/2008).

10. Аяктоочу модулдарды басып чыгаруу кооптуу көп убакытты талап кылды, ошондуктан биз позитивдүү дене калыптарын түзө баштадык – бул жерде классикалык, жеңилдетилген версияда.

11. Фанеранын каптоосу бир аз шпаклевка жана акыркы сырдоону талап кылат - бирок, белгилүү болгондой, бул навигациялык бригаданын мүмкүн болгон бузулушуна байланыштуу жакшы коргоо болгон ...

Жаңы моделдин 3D дизайны басып чыгаруу үчүн, Bartłomiej Jakobsche тарабынан редакцияланган (анын 9D электрондук долбоорлор боюнча макалаларынын сериясын "Młodego Technika" журналынын 2018/2–2020/XNUMX сандарынан тапса болот). Көп өтпөй биз фюзеляждын биринчи элементтерин басып чыгара баштадык - бирок андан кийин алгачкы кадамдар башталды... Так так басып чыгаруу биз күткөндөн эки эсе көп убакытты талап кылды жана демейдегиден бир топ күчтүү материалды колдонуудан келип чыккан кымбат баалуу кемчиликтер болду...

12. ...XPS пенопласт корпусунан жана CNC технологиясынан окшош туяк жасаган.

13. Пенопласттын өзөгүн да тазалоо керек болчу.

Кабыл алуу күнү коркунучтуу тездик менен жакындап калгандыктан, биз модулдук дизайндан баш тартууну чечтик Катуу жана жакшыраак белгилүү ламинат технологиясы үчүн 3D басып чыгаруу - жана биз эки командада позитивдүү үлгүлөрдүн (туяктардын) ар кандай түрлөрү боюнча параллелдүү иштей баштадык. турак-жай: салттуу (курулуш жана фанера) жана көбүк (чоң CNC роутерди колдонуу менен). Бул жарышта Рафал Ковальчик жетектеген «жаңы технологиялар командасы» (айтмакчы, радио менен башкарылуучу моделди куруучулардын улуттук жана дүйнөлүк сынактарында мультимедиялык оюнчу – анын ичинде сүрөттөлгөн «Цехте» 6/ авторлош). 2018) артыкчылыкка ээ болду.

14. ... терс матрицаны түзүүгө ылайыктуу бол ...

15. ...биринчи айнек эпоксиддик флоат басып чыгаруулар жакында жасалган. Бир гель пальто колдонулган, ал сууда ачык көрүнүп турат (биз модулдардан баш тарткандыктан, эки түстүү жасалгалар менен иштөөгө тоскоолдук кылууга эч кандай негиз жок болчу).

Ошондуктан, цехтин андан аркы иши Рафалдын үчүнчү дизайн жолу менен жүрдү: оң формаларды түзүүдөн баштап, андан кийин терс формаларды - эпоксиддүү айнек корпустардын издери аркылуу - даяр IVDS платформаларына чейин (): биринчиден, толук жабдылган прототиби. , андан кийин биринчи сериянын андан да өнүккөн көчүрмөлөрү. Бул жерде корпустун формасы жана деталдары ушул технологияга ылайыкташтырылган - көп өтпөй долбоордун үчүнчү версиясы анын лидеринен өзгөчө аталышка ээ болгон.

16. Бул билим берүү долбоорунун болжолу жалпыга жеткиликтүү, моделдөөчү жабдууларды колдонуу болгон - бирок бул бизде дароо эле ар бир элемент боюнча идея бар дегенди билдирбейт - тескерисинче, бүгүнкү күндө канча конфигурация аракет кылынганын санап чыгуу кыйын - жана дизайнды жакшыртуу муну менен эле бүтпөйт.

17. Бул колдонулган батарейкалардын эң кичинеси – алар платформанын жумуш жүктөмүндө төрт саат иштөөсүнө мүмкүндүк берет. Ошондой эле сыйымдуулукту эки эсеге көбөйтүү мүмкүнчүлүгү бар - бактыга жараша, тейлөө люктары жана чоңураак сүзүү көп нерсеге мүмкүндүк берет.

Gerris USV - жандуу, иштеген бала (жана анын акылы менен!)

Гаррис Бул аттардын латынча жалпы аталышы - кыязы, белгилүү курт-кумурскалар, кыязы, кенен аралыктагы буттары менен суу аркылуу чуркап өтүшөт.

Максаттуу гидродрон корпустары Көп катмарлуу айнек эпоксиддик ламинаттан даярдалган – белгиленген жумуштун катаал, кумдуу/шагылдуу шарттарына жетиштүү күчтүү. Алар өлчөө приборлорун (эхозонатор, GPS, борттук компьютер ж. Ташуудагы жана колдонуудагы кошумча ыңгайлуулуктар иштердин схемаларында камтылган. диск (бир сүзүү үчүн эки). Кош кыймылдаткычтар ошондой эле кичинекей пропеллерлерди жана көбүрөөк ишенимдүүлүктү билдирет, ошол эле учурда өнөр жай кыймылдаткычтарына караганда көбүрөөк симуляцияны колдоно алат.

18. Моторлор жана электр ящиктери бар салонго кароо. Көрүнгөн силикон түтүк суу муздатуу системасынын бир бөлүгү болуп саналат.

19. Биринчи суу сынагында катамаранды көздөгөн жумуштун шарттарына ылайыктуу болушу үчүн корпустарды таразага тарттык, бирок платформа муну көтөрө аларын билгенбиз!

Кийинки версияларда биз ар кандай кыймылдаткыч системаларды сынап көрдүк, акырындык менен алардын эффективдүүлүгүн жана кубаттуулугун жогорулаттык - ошондуктан платформанын кийинки версиялары (көп жылдар мурунку катамарандан айырмаланып) ылдамдыктын коопсуз маржасы менен да Польшанын ар бир дарыясынын агымы менен күрөшүүгө туура келет.

20. Негизги комплект - бир (бул жерде али кошула элек) сонар менен. Колдонуучунун буйрутмасы боюнча эки монтаждоо устундары да өлчөө приборлорун кайталоого мүмкүндүк берет жана ошону менен өлчөөлөрдүн ишенимдүүлүгүн жогорулатат.

21. Иш чөйрөсү, адатта, өтө булганган суу менен шагыл болуп саналат.

Агрегат 4 сааттан 8 саатка чейин үзгүлтүксүз иштөөгө ылайыкталгандыктан, кубаттуулугу 34,8 Ah (же кийинки версияда 70 Ah) - ар бир учурларда бирден. Мынчалык узак иштөө убактысы менен үч фазалуу кыймылдаткычтарды жана алардын контроллерлорун муздатуу керек экени айдан ачык. Бул пропеллерлердин артынан алынган типтүү моделдөө суу схемасын колдонуу менен ишке ашырылат (кошумча суу насосу керексиз болуп чыкты). Калкымалардын ичиндеги температурадан келип чыккан мүмкүн болгон бузулуулардан дагы бир коргоо оператордун башкаруу панелиндеги параметрлерди телеметрикалык окуу (б.а. заманбап симуляцияларга мүнөздүү өткөргүч). Үзгүлтүксүз негизде, атап айтканда, кыймылдаткычтын ылдамдыгы, алардын температурасы, жөнгө салгычтардын температурасы, камсыз кылуучу батареялардын чыңалуусу ж.б.

22. Бул жылмакай кесилген моделдер үчүн жер эмес!

23. Бул долбоорду иштеп чыгуудагы кийинки кадам автономдуу башкаруу системаларын кошуу болду. Суу сактагычка көз салгандан кийин (Google картасында же кол менен - ​​өлчөнгөн резервуардын контур бирдигинин айланасындагы агымга ылайык) компьютер маршрутту болжолдуу параметрлер боюнча кайра эсептейт жана бир өчүргүч менен автопилотту күйгүзгөндөн кийин оператор ыңгайлуу кыла алат колунда алкоголсуз суусундук менен аппараттын иштешин байкоо үчүн отуруп ...

Бүткүл комплекстин негизги милдети суу тереңдигин өлчөөлөрдүн натыйжаларын өлчөө жана өзүнчө геодезиялык программада сактоо болуп саналат, алар кийинчерээк интерполяцияланган жалпы резервуардын сыйымдуулугун аныктоо үчүн колдонулат (ошондуктан, мисалы, 5-жылдан бери тандалып алынган шагылдардын көлөмүн текшерүү үчүн). акыркы өлчөө). Бул өлчөөлөрдү кайыкты кол менен башкаруу (кадимки алыстан башкарылуучу калкып жүрүүчү моделге окшош) же өчүргүчтүн толук автоматтык иштеши аркылуу жүргүзүлүшү мүмкүн. Андан кийин кыймылдын тереңдиги жана ылдамдыгы, миссиянын абалы же объекттин жайгашкан жери боюнча учурдагы акыркы көрсөткүчтөр (XNUMX мм тактыкта ​​жайгашкан өтө так RTK GPS кабыл алгычынан) операторго үзгүлтүксүз берилет. диспетчер жана башкаруу тиркемесинин негизинде (ал ошондой эле пландаштырылган миссиянын параметрлерин орното алат) .

Экзамендин жана иштеп чыгуунун версиялары

сүрөттөлгөн гидродрон Ал ар кандай, адаттагыдай иштөө шарттарында бир катар сыноолордон ийгиликтүү өтүп, жаңы суу сактагычтарды талыкпай «айдоо» менен бир жылдан ашык убакыттан бери акыркы колдонуучуга кызмат кылып келет.

Прототиптин ийгилиги жана топтолгон тажрыйба бул агрегаттын жаңы, андан да өнүккөн агрегаттарынын жаралышына алып келди. Платформанын ар тараптуулугу аны геодезиялык колдонмолордо гана эмес, ошондой эле, мисалы, студенттик долбоорлордо жана башка көптөгөн милдеттерде колдонууга мүмкүндүк берет.

Ийгиликтүү чечимдердин жана долбоордун менеджеринин тырышчаактыгынын жана талантынын аркасында жакында болот деп ишенем геррис кайыктары, коммерциялык долбоорго айландырылгандан кийин, алар сатып алуу жана тейлөө жагынан бир нече эсе кымбат Польшада сунушталган америкалык чечимдер менен атаандашат.

Эгер сиз бул жерде каралбаган майда-чүйдөлөргө жана бул кызыктуу структураны өнүктүрүү боюнча акыркы маалыматтарга кызыксаңыз, долбоордун веб-сайтына кириңиз: GerrisUSV Фейсбукта же салттуу түрдө: MODElmaniak.PL.

Мен бардык окурмандарды инновациялык жана пайдалуу долбоорлорду түзүү үчүн өз таланттарын чогултууга чакырам — (тааныш!) "Бул жерде эч нерсе төлөбөйт". Баарыбызга өзүнө болгон ишеним, оптимизм жана жакшы кызматташтык!