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Projekt VTOL 2018

eigenbau modellbau multicopter naza

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49 Antworten in diesem Thema

#1 WiSi-Testpilot

WiSi-Testpilot
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Geschrieben 27. Februar 2018 - 10:23

Seit langem beschäftigt mich das Thema VTOL. Angefixt durch Bilder eines angeblich von DJI entwickelten VTOL (google DJI VTOL, wurde aber von DJI dementiert) habe ich nun wieder mehr darüber nachgedacht. Es soll ein Flächenmodel kombiniert mit einem starren Quadrokopter werden, siehe Anhang. Die Frage ist nun, welche Flugkontroller und welche Fernsteuerung geeignet sind.
Auf den Bildern (s. oben) sieht man eine DJI A3 und Zusatzelektronik. Ich hätte hier Naza V2 und N3. Außerdem werde ich mir für mein Projekt „wasserdichter Kopter“ noch eine Graupner MZ 24 Pro zulegen. Der dazu gehörende Empfänger kann ebenfalls als FC für Kopter benutzt werden.
Eine Idee wäre nun, dass man mit der Redundanzplatine zwischen dem Kopter-Kontroller und der Ansteuerung für die vier Servofunktionen (Gas, Quer, Seite Höhe) umschaltet.
Was würdet ihr vorschlagen?
(Meine Flächenzeiten sind lange her, s. Foto)
Viele Grüße,
Wilhelm

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#2 Airborne63

Airborne63
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Geschrieben 27. Februar 2018 - 10:32

Hallo Wilhelm,

 

ein interessantes Projekt.

Ich selber habe zwei Ardupilot Steuerungen, allerdings nur in Koptern. Wenn du mal unter "Ardupilot VTOL" googelst findest du einige Studien zu deinem Thema... vielleicht hilft dir das ja weiter.

 

Grüße Knut


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#3 fingadar

fingadar
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Geschrieben 27. Februar 2018 - 12:58

Witzig, ich will diese Jahr auch mal meinen ersten VTOL bauen, dafür muss mein kleiner Easystar herhalten :-)

Also geschätzte 90% aller VTOL-UAV weltweit fliegen mit Arducopter oder PX4, weil die beiden Flightstacks das unterstützen (einschließlich der Transformation). Geschätzte 0% aller VTOLs fliegen mit DJI :-)
Wenn Du Dich dafür interessierst, rate ich Dir, Dich mal bei den Stichworten Ardupilot, Arduplane und VTOL einzulesen.

Viele Grüße,
Stefan
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#4 el Kopto

el Kopto
  • 3.460 Beiträge

Geschrieben 27. Februar 2018 - 22:19

Interessantes Projekt. Wenn echter Flächen-Flugbetrieb gewünscht ist, sind Arducopter/Arduplane sicherlich eine inzwischen bewährte Wahl. Auch Betaflight / iNav ist für Fixed Wings geeignet (wäre vermutlich eher meine Wahl).

 

Schaut man sich aber die Flugzeiten, Strecken und Geschwindigkeiten an, die mit effizienten, auf Langstrecke getrimmten Koptern (z.B. mit den T-Motor 24" Ultralight Löffeln) erreichbar sind, sprechen für mich nicht gar mehr allzu viele Gründe für ein VTOL - vielleicht mal abgesehen von der spannenden technischen Herausforderung.

 

Das, was Du als "Plan 2017" gezeigt hattest, halte ich auch für einen interessanten Ansatz. Das wäre zwar noch kein echter Flächenflieger, aber bei geeigneter Neigung und Geschwindigkeit wird sicherlich schon ein gewisser Auftrieb entstehen, der die Effizienz zumindest ein Stück weit verbessern könnte. So etwas könnte dann m.E. auch mit einem N3 funktionieren.


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#5 WiSi-Testpilot

WiSi-Testpilot
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Geschrieben 27. Februar 2018 - 23:24

Vielen Dank euch Drei für die Vorschläge.
Ich lese mich gerade in die von euch vorgeschlagenen FCs ein. Hardwaremäßig werde ich erst mal einen Kopter boosten, um das Verhalten vor oder beim Übergang zu studieren. Dazu fehlen noch ein paar Teile.
Spanten sägen, schleifen, bespannen, lackieren und Stiftleisten löten mag ich im Gegensatz zu früher nicht mehr. Daher suche ich nach Lösungen, die möglicht plug & play sind.

@Stefan, ich bin auf deine Lösung gespannt.
@el Kopto, ich denke schon, dass das Konzept auf langen Stecken effizient ist. Ein Flächenflugzeug ist auch effizienter als ein Hubschrauber.

Den „Plan 2017“ habe ich etwas beim md4-3000 entliehen, ein absoluter Traum-Kopter.
Viele Grüße,
Wilhelm

#6 el Kopto

el Kopto
  • 3.460 Beiträge

Geschrieben 28. Februar 2018 - 22:02

@el Kopto, ich denke schon, dass das Konzept auf langen Stecken effizient ist. Ein Flächenflugzeug ist auch effizienter als ein Hubschrauber.

 

Das wollte ich auch nicht in Frage stellen. Klar ist ein Flieger mit Tragflächen immer effizienter, als ein reiner Multirotor. Ich wollte nur darauf hinweisen, dass mittlerweile viele Anwendungsfälle, die noch vor einiger Zeit für Multirotor Konstruktionen unerreichbar schienen, auch damit machbar sind. Eine Rechfertigung für die wesentlich aufwendigeren VTOL Hybride sehe ich erst bei Strecken weit jenseits der 50 km, die zudem noch mit hohen Geschwindigkeiten und Payloads im Bereich einiger Kilogramm geflogen werden sollen.



#7 WiSi-Testpilot

WiSi-Testpilot
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Geschrieben 03. März 2018 - 10:32

Den „Plan 2017“ und „Plan 2018“ habe nun zu einem Kopter zusammengefasst. Es ist ein Quadrokopter mit Okto-Centerplatte, der mit Tragflächen ausgerüstet wird. Die Flächen sollen etwa 20 x 50 cm groß werden. In der Fläche müsste ein Carbonrohr (gelb in der Zeichnung) mit 22 mm Außendurchmesser fest verklebt sein. So lassen sich die Flächen wie die Arme des Kopters befestigen, der Anstellwinkel lässt sich ändern und man kann sie leicht ganz abnehmen. Über die Aufzeichnung des Stromes kann ich dann untersuchen, ob sich die Stromaufnahme im Vorwärtsflug verringert.
Das das Konzept könnte zB bei der Ausbringung von Trichogramma zur Bekämpfung des Maiszünsler mehr Flugzeit bringen.
Viele Grüße,
Wilhelm

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#8 Eye in the Sky

Eye in the Sky
  • 257 Beiträge

Geschrieben 03. März 2018 - 12:36

Ich habe gerade einen solchen VTOL aufgebaut auf Basis eines Ranger von Volantex. Das styro Dings gab es letzthin für knappe 130 Euronen inkl allen Servos, ESC und Motor. Für 250.- mehr bekommt man das Umbaumaterial.

Anleitung hier : https://docs.px4.io/...ex_pixhawk.html

Bearbeitet von Eye in the Sky, 03. März 2018 - 12:36.


#9 WiSi-Testpilot

WiSi-Testpilot
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Geschrieben 03. März 2018 - 13:34

Danke, das ist sehr interessant. Berichte mal mit ein paar schönen Bilden vom Aufbau und wenn er fliegt.
Viele Grüße,
Wilhelm

Bearbeitet von WiSi-Testpilot, 03. März 2018 - 13:38.


#10 el Kopto

el Kopto
  • 3.460 Beiträge

Geschrieben 03. März 2018 - 16:57

Das das Konzept könnte zB bei der Ausbringung von Trichogramma zur Bekämpfung des Maiszünsler mehr Flugzeit bringen.


Ich sehe für den Anwendungsfall das Problem, dass die Konstruktion bereits zu schnell fliegen muss, um genügend Auftrieb zu produzieren. Dann müssten die Kugeln schon fast maschinengewehr-artig rausgehauen werden. Auch der gewünschte Kurvenradius (die Bahnen sollen 10 Meter Abstand haben) dürfte bei der erforderlichen Geschwindigkeit kaum realisierbar sein.



#11 WiSi-Testpilot

WiSi-Testpilot
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Geschrieben 03. März 2018 - 18:17

Wenn der Abstand der Kugeln 10 m betragen soll und die Droprate eine Kugel pro Sekunde wäre, ist die Fluggeschwindigkeit 36 km/h, bei 2 Kugeln/sek 72 km/h.
Radien können auch größer als 10 sein. Das wird auch von Mähdreschern so gemacht. Im Prinzip könnte man auch ein Flächenmodell nehmen.
Viele Grüße,
Wilhelm

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#12 HPAE

HPAE
  • 720 Beiträge
  • 3DR Y6B Pixhawk lite
    Parrot Sequoia

Geschrieben 04. März 2018 - 09:58

Moin,

das Konzept VTOL finde ich insbesondere für Agraranwendungen sehr interessant. Ich beschäftige mich mit Multispektral-Orthophotos zur teilflächenspezifischen Düngung. Die verwendete Kamera, eine Parrot Sequoia, wiegt komplett ca. 200 g incl. Stromversorgung und gedämpfter Aufhängung.

Das Verfahren erfordert es, im Frühjahr in kürzester Zeit große Flächen abzufliegen, weil die Einsatzzeiträume durch Wolken, Wind und Sonnenstand sehr begrenzt sind.

Mit meinem Copter bin ich auf Leistungen von 60 ha pro Stunde gekommen, bei einer Flughöhe von 100m und 8 m/s Geschwindigkeit. Das allerdings nur rechnerisch, weil der Copter nur maximal 40 min fliegt.

Ich bin dann, um das Verfahren zu verbessern, auf einen einfachen Flächenflieger umgestiegen, allerdings mit etwas Optimierung im Bereich Antrieb und Akku - Investition von 700€.

Dieser Flieger schafft die 60 ha in 20 min bei einer Flughöhe von 200m und einer Geschwindigkeit von 16 m/s.

Und das Beste: Der Akku reicht für 90 min, so dass ich mit einem Flug über 200 ha abfliegen kann.

Ein weiterer Unterschied zum Copter ist, dass der Leistungsbedarf bei höherer Zuladung nur minimal ansteigt.

Der einzige Nachteil beim Flächenflieger ist tatsächlich der Start- und Landevorgang, ich kann meinen Flieger zwar noch aus der Hand starten, aber zum Landen braucht man doch etwas Platz. Und sobald man so etwas wie eine Abwurfeinrichtung für Trichogramma Anbauen will, wird dieses Verfahren nicht mehr funktionieren.

Ich würde für die Aufgabe einen 2m Flächenflieger mit vier zusätzlichen Motoren planen - wie schon erwähnt, gibt es dafür eine fertige Firmware für Pixhawk, die auch die Übergänge zwischen den Flugzuständen steuert.

Leider funktioniert das meines Wissens noch nicht für Schwenkmotoren.  Funktioniert seit AP3.8.5 auch für Schwenkrotoren.

Die Flugplanung ist dann das geringste Problem. Das Verfahren zum Abfliegen jeder zweiten Bahn ist im Missionplanner schon vorgesehen.

Natürlich ist solch eine Konstruktion nicht so effizient wie ein reiner Flächenflieger, aber ein Fortschritt zum Copter wird es schon sein.

Ich bin sehr gespannt, was bei Deinem Projekt herauskommt.

 

BG

Hubertus


Bearbeitet von HPAE, 04. März 2018 - 10:35.

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#13 WiSi-Testpilot

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    Flir Vue Pro R 640 (LWIR),
    Connex ProSight (NIR)

Geschrieben 04. März 2018 - 11:09

Hubertus,
danke für deinen sehr interessanten Beitrag. Multispektralkopter / Kameras sind auch mein Hobby. Ich habe ein paar Bilder angehängt. Mich würde auch sehr eins von deinen Bildern interessieren, das Unterschiede im Wachstum oder der Gesundheit eines Feldes zeigt.
Viele Grüße,
Wilhelm

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#14 HPAE

HPAE
  • 720 Beiträge
  • 3DR Y6B Pixhawk lite
    Parrot Sequoia

Geschrieben 04. März 2018 - 11:47

Moin Wilhelm,

die Kamera erfasst vier Kanäle (Grün, Rot, RedEdge und NIR). Je nach verwendetem Index kommen dabei unterschiedliche Bilder heraus. 

Hier mal ein Bild von einem Weizenschlag vor 3 Wochen als normales JPG-Bild. Normalerweise wird mit GeoTiff-Bildern gearbeitet. Der Index ist NDVI, der in diesem Stadium gute Korrelation zur Biomasse zeigt.

Angehängte Datei  Dobring180218.jpeg   255,83K   2 Mal heruntergeladen

Für den weiteren Ablauf werden die Bilder als Shapefile in den Rechner des Düngerstreuers übertragen.

Als Software verwende ich Pix4D AG.

BG

Hubertus

 


Bearbeitet von HPAE, 04. März 2018 - 11:49.

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#15 Eye in the Sky

Eye in the Sky
  • 257 Beiträge

Geschrieben 15. März 2018 - 15:21

So Leuts... hier der VTOL ist zum ersten Mal geflogen und das nicht mal schlecht!

 

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