A műhelyben tevékenykedő munkatársak
Bognár Géza
Littvay László
Svébis Zoltán
Szász Gábor
A műhely célkitűzése
Olyan gyártási eljárások kidolgozása, melyek a 3D modellezésen alapulva lehetővé teszik egyes különálló vagy összetett szerkezetek tervezését és gyártását. Ennek specifikus esete a pilótanélküli repülőgépek sárkányszerkezetének fejlesztése.
A kutatási munka ismertetése
A távolból adatokat szolgáltató repülő eszközök ára között nagyságrendi különbségek lehetnek. A szerzők a GDF-en arra vállalkoztak, hogy bebizonyítsák, hogy korlátozott erőforrásokkal is képesek olyan eldobható mini UAV-t létrehozni, amely egykilométeres hatósugáron belül képes információt szolgáltatni a környezetről. Az „eldobható” kifejezés a címben kettős jelentéssel bír: egyrészt arra utal, hogy ennek a gépnek a költségei jelentősen alacsonyabbak, mint más mini és mikro gépeké, másrészt arra, hogy a repülőgép indítása ténylegesen kézből eldobva történik.
Repülőtulajdonságok előzetes meghatározása
A szakirodalomból már ismert számítási módszerek felhasználásával olyan programot dolgoztunk ki, amely a repülőgép egyensúlyi állapotában képes a repülési paraméterek meghatározására. Az így kiszámított repülési értékekkel felparaméterezve a repülőgép 3D modelljét virtuálisan áramlásba helyezzük a gépet és különféle repülési helyzeteket beállítva vizsgáljuk a gép, illetve a szárny körül kialakuló áramképet annak érdekében, hogy optimalizálni tudjuk a 3D modelljével előzetesen kialakított repülőgépet.
Az állásszög növelésének hatására keletkező örvény vizsgálata a repülőgépünkbe épített GÖ 595 jelzésű szárnyprofil körül.
Építési technológia
Az így kapott alapadatok segítségével elkészítettük a repülőgép szerkezetének végleges 3D modelljét a SolidWorks műszaki modellező és tervező szoftver segítségével. Ez a szoftver lehetővé teszi, hogy a 3D modellen szilárdsági vizsgálatokat végezzünk, így azonosítva a gép szerkezeti épségének biztonsága szempontjából kritikus helyeket és helyzeteket. A 3D modell alapján részben automatikusan (de nagyon sok kézi munkával) elkészítettük a repülőgép alkatrészeinek 1:1 léptékű 2D építési rajzát. Az egyes alkatrészek modelljei alapján készült DXF fájlokat átadtuk a lézeres vágógép szoftverének (a repülőgép többségében lemez alkatrészekből áll), amivel azután mintegy másfél órás munkaráfordítással elkészültek a síkbeli alkatrészak. A munka nagyobb része az alkatrészek kézi összeépítése volt.
A repülőgép 3D modellje és az elkészült repülőgép.
Következtetések
- Az UAV-k szerteágazó világában a csoportosítást a repülőtulajdonságok, illetve az irányítási rendszerek szerint érdemes elvégezni.
- Az elvégzendő feladat specifikálásától függően az UAV-k beruházási és üzemeltetési költségei között több nagyságrendi különbség tapasztalható.
- A sok kézimunkát igénylő famegmunkálási helyett az ilyen repülőgépeknél érdemes áttérni az EPV habanyagok és karbon-tartók használatára
Tervek a 2019–2022 naptári évekre
- A 3D modell felhasználásával végzett áramlástani vizsgálatok segítségével kialakítani egy olyan F3J kategóriájú vitorlázómodell geometriáját, amely világversenyeken is képes kiemelkedő eredményeket elérni. (2019)
- A fenti 3D modellből kiindulva kifejleszteni az ilyen modell gyártásához szükséges szerszámokat, karbon héj gyártási technológiát feltételezve. (2020)
- Elkészíteni a fenti modell prototípusát. (2021)
- A prototípus repülési próbáin kapott eredmények nyomán a végleges konstrukció kialaakítása. (2022)
Publikációk
- BOGNÁR, Z. SVÉBIS: Virtual Wind-Tunnel and Structural Testing of Light Aircraft Models; INFORMATIKA Vol. XVIII. No. 44, 2016, Budapest, ISSN 1419–2527
- BOGNÁR, Gy. KOVÁCS: Boat Hull Design and Manufacturing with Incremental Sheet Forming, CogInfoCom 2013, Budapest
- BOGNÁR G.; SZÁSZ G: New Ways in the Light UAV Development, INFORMATIKA, Vol. XIII. No. 1, 2013, Budapest, ISSN: 1419–2527