- 3D yazıcıyla üretilen bir VTOL drone, tek şarjla 130 mil (yaklaşık 210 km) ve 3 saatlik uçuşu başarıyla tamamladı; böylece dünyadaki en uzun menzil ve havada kalış süresine sahip 3D baskı VTOL'lerden biri oldu
- CAD, 3D baskı ve aerodinamik tasarım konusunda hiçbir deneyim olmadan başladı ve sadece 90 gün içinde tasarım, baskı, montaj ve uçuşu tamamen kendi başına tamamladı
- Bambu A1 3D yazıcı ve foaming PLA malzemesini ilk kez kullanırken; çeşitli parametre ayarları, malzeme kalitesini iyileştirme, parça tedariki ve güç kaybı sorun giderme gibi birçok deneme-yanılma sürecinden geçti
- Projenin tasarım/inşa sürecine dair ayrıntılar, video düzenleme ve iş yükü nedeniyle henüz tamamen paylaşılmadı; talep olursa daha ayrıntılı bilgi ve yöntemler paylaşmayı planlıyor
- Reid Hoffman gibi sektör etkileyicilerinden alıntı tweet'ler alarak büyük ilgi gördü ve kişisel eVTOL geliştirme yolculuğunda çok anlamlı bir deneyim oldu
Projeye genel bakış ve motivasyon
- Doğrudan 3D yazıcıyla tasarlanıp üretilen VTOL (dikey kalkış ve iniş) drone, tek şarjla 130 mil ve 3 saat kesintisiz uçuşu başardı
- Daha önce CAD, 3D baskı, aerodinamik analiz gibi alanlarda hiçbir deneyimi olmayan tam bir başlangıç seviyesiyle bu işe girişildi
- Yalnızca 90 gün içinde tasarım, parça tedariki, montaj ve uçuş dâhil tüm süreçleri tek başına tamamladı
Deneme-yanılma ve gelişim süreci
- Bambu A1 3D yazıcı ve foaming PLA malzeme kullanımı dâhil, araç ve malzemelerin büyük bölümü bu projede ilk kez kullanıldı
- CAD becerisi de yalnızca temel eskiz ve basit extrusion yapabilen bir seviyeden, VTOL gövde tasarımı ve aerodinamik simülasyona kadar kendi kendine geliştirildi
- Parça tedariki, baskı kalitesini artırma, güç kaybı sorun giderme gibi her aşamada çok sayıda zorlukla karşılaşıp pratik bilgi birikimi edindi
Henüz paylaşılmamış ileri tasarım ve üretim süreci
- Video düzenleme ve içerik uzunluğu sorunları nedeniyle gövde tasarım parametrelerinin seçimi, airframe CAD tasarımı, parça tedariki, baskı kalitesinin iyileştirilmesi, güç kaybı analizi gibi derinlemesine süreçlerin tamamı ele alınamadı
- İstenirse ek tasarım/üretim birikimini paylaşmaya istekli
Topluluk tepkisi ve sonraki hedefler
- Reid Hoffman'ın “Eskiden bir erkek kardeş ve bisiklet fabrikası gerekirdi; şimdi ise doğru toolchain yeterli” diyerek tweet'i alıntılaması gibi örneklerle sektör ve toplulukta büyük ilgi gördü
- Bu deneyime dayanarak kişisel eVTOL aracı geliştirme çalışmalarını sürdürmeyi planlıyor
- Uzman olmayan kişilerin bile 3D yazıcı, açık kaynak bilgi ve deneysel yaklaşımla gelişmiş drone/hava aracı geliştirebildiği bir çağda olduğumuzu göstermiş oldu
3 yorum
Hmm, benim Bambu yazıcım ise sadece masa oyunu bileşenleri basıyor..
Foaming PLA, Bambu'nun PLA Aero adını verdiği özel bir filamenttir.
İçinde kabarcıklar oluştuğu için düşük yoğunluk / hafifletme mümkündür. Aynı hacimde yaklaşık %50 ağırlık
Vay be... 90 gün boyunca kapalı tutarsan silah bile çıkar herhalde haha
Hacker News yorumu
Köpük gövde tasarımıyla karşılaştırma yapılmış olmasını merak ettim. Özelleştirilebilirlik ve 3D baskı parçaların iç dolgusuz yapısı kesinlikle avantaj. Rijitlik açısından 3D baskı gövde, quadcopter'larda karbon fiber kadar etkili değil ama sabit kanatta köpüğe alternatif olarak gayet iyi bir seçenek gibi görünüyor. Quadcopter'larda rijitlik sorunu en üst düzeye çıkıyor ama bu cihazdaki gibi sadece basit kalkış ve iniş yapıyorsa çok da önemli değil yüksek performanslı dronelar gibi aşırı ivmelenme/manevra yoksa. Denemek isterseniz kullanılan parçaların hepsi muhtemelen Amazon vb. yerlerden alınabilen sıradan Çin menşeli COTS parçalar. Firmware olarak kullanılan ArduPilot esneklik ve kararlılık açısından harika ama kurulum sırasındaki UX gerçekten çok kötü tarafta. Ticari UAS'lerin çoğu neredeyse istisnasız PX4 kullanıyor
Ben single wall foaming PLA kullandım; darbe dayanımı da zayıftı ve kırılganlığı kesinlikle yüksekti. En ucuz foamcore, EPP, EPO'dan bile daha zayıf. Gerçekte çarpışma ya da kurtarma sırasında bu sorun oldu. Daha önce yaptığım ilk VTOL'u foamcore Readyboard ile yapmıştım; 12 feet yükseklikten asfalta düşse bile sadece ezilme olmuştu ve parça değişimi de gerekmemişti. Bir dahaki sefere baskıyla yaparsam dayanıklılığı artırmak için dovetail ya da klips eklemeyi düşünüyorum. Aviyonik ve itki parçalarında hızlı tedarik için COTS kullandım. Amprius bataryaları ABD üretimi ama geri kalan her şey Çin menşeli. Ticari tarafta ArduPilot kullanımı da giderek artıyor ama UX gerçekten zorlayıcı
PLA malzeme hem ağır hem de kırılganlığı yüksek olduğu için drone uçuşunda köpüğe göre çok daha kötü bir tercih. Biraz sert bir inişte bile parçalar kolayca kırılıyor. Uçağın ağırlığı artınca uçuş performansı da kötüleşiyor. Yine de avantajı, bozulan parçayı hemen yeniden basabilmeniz. Sırf bu yüzden PLA'nın değerli olduğunu düşünecek kadar. ABS daha dayanıklı ve daha hafif ama köpüğe kıyasla hâlâ ağır. Ayrıca ABS baskı da zorlayıcı olabiliyor
Ticari sistemlerde üreticiden entegrasyonu yapılmış ve daha olgun bir ürün satın alındığı için kurulum UX'inin zayıf olması büyük bir sorun değil. Ticari UAS'lerin çoğunun PX4 kullanmasının ana nedeni lisans ve bakım politikalarındaki fark. ArduPilot GPLv3 olduğu için topluluk/hobi kullanımına daha uygun, PX4 ise BSD. Ticari üreticiler kendi özelleştirilmiş kaynak kodlarını açmak istemiyorlar yoksa özel bir şey olmasa bile kod yayımlamaktan kaçınıyorlar
Amprius SA08 gibi son nesil batarya hücrelerinin kullanılmış olması şaşırtıcıydı. Batarya paketi yaklaşık 1300 dolar ama Batemo Cell Explorer'da görüldüğü gibi şu anda piyasada ağırlık başına enerji yoğunluğu en yüksek seçeneklerden biri
200 acre arazide drone ile haritalama görevi uçuruyorum. Şu anda dronelink ve DJI drone'larla uçuş yapıyorum. Toplamda yaklaşık 3 saat sürüyor ve batarya başına yaklaşık 35 dakika uçabiliyorum. Dört bataryam var ama kesintisiz uçmak için tüketim hızında şarj etmem gerekiyor quad şarj cihazı kullansam bile şarj yetişmiyor. Geniş bir alan üzerinde uçup sürekli fotoğraf çeken bir sabit kanatlı drone varsa çok işime yarar. Ama kendi yapımım/programlamam, kutudan çıktığı gibi kullanılan DJI drone'lardan çok daha karmaşık görünüyor. Bir de arazi çok engebeli ve yakın hava sahasına girmek yasak olduğu için dönüş yapmak da kolay değil. Yazardan ya da deneyimi olanlardan, bu görev için sabit kanatlı bir platformun gerçekten değip değmeyeceği ya da sadece quadcopter için daha fazla batarya almanın daha ekonomik olup olmayacağı konusunda görüş merak ediyorum
Gerçekten çok iyi bir soru! 5000 doların altında, 3 saat kesintisiz uçabilen ticari bir VTOL pek yok. DJI kadar basit kullanılabilen bir şey bulmak da zor. DIY'e girişme niyetiniz varsa ve ArduPilot ya da PX4 kullanmayı öğrenmeye hazırsanız PX4 bu tarafta daha kolay Heewing T2 VTOL gibi bir kiti toplayabilirsiniz. Ama benzer yüksek enerji yoğunluklu batarya kullansanız bile 2 saatin üstüne çıkmak zor olabilir
Her şeyi tek bir araçla yapmaya çalışmayın; onun yerine on drone'u aynı anda havalandırıp eşzamanlı çalışma ve eşzamanlı şarj öneririm
200 acre için 4 saat değil, 120 m uçuş yüksekliği ve %75-65 örtüşme ile 20-25 dakikada kapsama sağlanabilir. Mavic 3 ile 3.5 cm/px GSD bile alınabilir. Uçuş örtüşmesini ve irtifayı optimize etmeye odaklanmanızı öneririm
eBee X sabit kanatlı drone, kullanım amacınıza uygun görünüyor
Vaktiniz varsa FPV drone'ları kendiniz yapma dünyasına girebilirsiniz. Gövde, motor, ESC, kontrolcü gibi her şeyi doğrudan değiştirebilirsiniz. DJI'ye kıyasla çok daha fazla kontrol ve tatmin sağlar. Ama zaman yatırımı ve ekonomik tarafını iyi düşünmek gerekir
Dört quadcopter motorunu kullanarak yaw/pitch/roll'ü tamamen kontrol yüzeyleri olmadan yönetmenin mümkün olup olmadığını merak ediyorum. Gereksiz servoları çıkarıp ağırlığı azaltırsak bunun ek batarya tüketimini dengeleyip dengelemeyeceğini de düşünüyorum
İyi soru. Seyir aşamasında kaldırma motorlarını çalıştırmaya devam etmek verim açısından kayıp olur. Eğer seyir motorları kanat ucunda ve CG'ye göre birden fazlaysa diferansiyel itkiyle roll üretmenin yolu olabilir ama verim nedeniyle pek kullanılmıyor. Servo ağırlığı toplam hava aracı içinde son derece küçük bir paya sahip
Yaw kontrolünü nasıl yapacağınızı merak ediyorum
Bu proje gerçekten hayranlık uyandırıcı. Bu proje için gereken bilgi ve becerilere nasıl başladığınızı ve hangi noktalarda yeni şeyler öğrenmeniz gerektiğini merak ediyorum. ArduPilot'u ne kadar özelleştirdiniz, drone'un kontrol yöntemi de alışılmadık mı diye düşünüyorum
Teşekkürler! Hover, geçiş ve cruise uçuşunun hepsinde standart ArduPilot kontrolünü kullandım. Firmware tarafında yalnızca parametreleri ve tuning'i özelleştirdim
ArduPilot gerçekten çok olgun bir yazılım. Ukrayna'dan gelen birçok drone videosundaki HUD de neredeyse ArduPilot tabanlı. Yapabileceğini düşündüğünüz şeylerin çoğunu destekliyor. Uçak, helikopter, VTOL, sürat teknesi, yelkenli hepsi mümkün
Kayda değer bir özelleştirme olmadan da ArduPilot ile VTOL mümkün görünüyor
Bir amatörün yaptığına inanmak zor olacak kadar etkileyici. Dikey ve yatay uçuş için ayrı motorlar koymak tasarımı basitleştiriyor ama yatay uçuşta dikey motorların ciddi sürükleme yaratması gibi bir verimsizlik sorunu var. Büyükse sorun olabilir ama diğer yandan motorları döndüren bir mekanizma eklemek de ağırlığı artırıp menzili azaltabilir gibi görünüyor
Aslında bu yapıdaki verimsizlik o kadar büyük değil. Seyir motoru ve pervanesini optimum şekilde boyutlandırabildiğiniz için azımsanmayacak bir verim kazancı var. Tiltrotor/wing/body tasarımlarında seyir motoru aynı zamanda kaldırmayı da üstlenmek zorunda olduğundan cruise sırasında motor optimum rpm'de olmuyor. Hover, cruise'a göre 4-7 kat daha fazla güç tükettiği için motor optimum olmayan bir çalışma bölgesine düşüyor. Archer CTO'su Munoz da buna benzer noktalardan açıkça bahsetmişti
Wing zaten neredeyse aynı tasarımı kullanıyor. Analiz ve simülasyonlarla maliyet, menzil, karmaşıklık, güvenlik gibi birçok boyutta optimize edilmiş olduğu düşünülebilir
[Wing Aviation tasarımına bakın](https://en.wikipedia.org/wiki/Wing_Aviation#/media/File:Wing_delivery_Vuosaari_3.jpg)
DIY tiltrotor VTOL tasarımları gerçekten çok çeşitli. Referans olması için Hackaday tiltrotor VTOL örneğini paylaşıyorum
Tiltrotor mekanizması eklemek, bu projenin ölçeği ve amacı düşünüldüğünde getirdiği karmaşıklık ve ağırlık artışına değmeyebilir. Ayrı motor/pervanelerin yarattığı ek ağırlık ve sürükleme olduğu da doğru
Kendi tanıtımım olacak ama: Aliptera, dört motorun tamamını tiltrotor olarak kullanıp buna özgün bir kanat yapısı ekleyerek dikey uçuş modunda kanadın da kaldırma üretmesini sağlıyor. Böylece daha küçük motorlar kullanılabiliyor ve yatay uçuşta verim de artıyor
Gerçekten harika. Umarım daha çok insan kendi sevdiği şeyleri yapma konusunda ilham alır. "Sadece yaparsın ve öğrenirsin." İzin, ders, diploma ya da bir mentor gerekmez
"100 yıl önce havacılığın öncülerinden olmak için bir kardeşe ve bir bisiklet dükkânına ihtiyacınız vardı. Bugünse sadece doğru toolchain yeterli" sözü etkileyici geldi. Hayalden gerçeğe geçiş döngüsü, bunu mümkün kılan kategorilerde en hızlı şekilde işliyor
Gerçekten etkileyici. Multimotor tasarımda kontrol yüzeylerinin ne kadar önemli olduğunu merak ediyorum
Uzun zamandır bir şeyler yapmaya ilgim var ama henüz denemedim. Keşke ayrıntılı üretim planları ve yeni başlayanlara yönelik eğitimler olsa. Bu projeye bağış yapmaya ya da Patreon'a katılmaya da istekli olurum