Сначала давайте поймем разницу между октокоптером и квадракоптером. Помимо названия, это еще и количество двигателей на направляющих. Т.е. квадрокоптер -четыре двигателя, октокоптер — восемь. Так же это справедливо это и для гексакоптера — шесть, трикоптера — три и т.д. Если направляющих, например, четыре (Х), а двигателей восемь, то это все равно октокоптер, но обозначается как Х8. Т.е. на четырех направляющих, восемь двигателей.
В основном цифрами с приставкой коптер называют летательные аппараты, управляемые по радиосигналу оператора с земли. Студент из Индии решил пойти дальше и сделать октокоптер способный поднять в воздух человека. Это не дешевый проект. Финансирование его взяло на себя учебное заведение.
Инструменты и материалы:
-Двигатели Turnigy CA170 Motors — 8 шт;
— Контроллер Turnigy Fatboy 300A — 4 шт;
— Контроллер Turnigy 200A HV — 4 шт;
— Приемо-передатчик Hitech XG11 Tx / Rx ;
-Полетный контроллер DJI A3 Pro;
-Полетный контроллер DJI Naza M V2;
-Аккумулятор Zippy 22.2V 5Ah 40C LiPo — 16 шт;
-Зарядное устройство 6s LiPo Charger;
-Разъемы XT150 — 50 шт;
-Провод 8AWG Sillicone Wire — 10 метров;
-Сервоприводы;
-Мяч для игры в сквош (Squash Balls) — 4 шт;
-Лист МДФ 25см х 50см х 2мм;
-Дрель;
-Угловая шлифовальная машина;
-Отвертки;
-Гаечные ключи;
-Плоскогубцы;
-Лазерный резак или ленточная пила;
-Ассортимент гаек 4мм, 6мм и 8мм, болтов и шайб;
-Горелка;
-Светодиод;
-Паяльные принадлежности;
— 2 и 3 мм стальная проволока;
-Талреп винтовой 100мм-200мм — 40 шт;
— 40 крючков и рым-болтов;
-Тахометр Turnigy RPM;
-Анализатор мощности (Turnigy Wattmeter / Ampmeter);
-Контроллер батареи;
-Алюминиевые профильные трубы;
-Алюминиевая пластина;
-Двусторонний скотч;
-Сварочный аппарат;
-Рулетка;
-Компьютер с Fusion 360;
-Батарея 11,1 В 2200 мАч LiPo 30C;
-Плотная ткань 1,2м х 1,2м;
-Прочная нить и игла;
-Ремни безопасности;
Шаг первый: проектирование
При разработке пилотируемого октокоптера мастер рассматривал различные варианты конфигурации, и X8 и Н, и Т, но пришел к выводу, что самой оптимальной, по разным причинам, будет конструкция октокоптера, по традиционной схеме.
Затем нужно было выяснить, каким должен быть размер октокоптера. Расчеты были произведены на примере CAD-моделей на Fusion 360. В расчетах учитывались уже имеющиеся винты. Оптимальным оказался диаметр три метра, высота один метр. Внутренняя корзина, для человека 55х55 см.
Шаг второй: корзина
Рама была сварена из алюминиевого квадратного профиля с полкой 50 мм и толщиной стенки 2 мм.
Профиль был разрезан и сварен. Швы зачищены.
Шаг третий: монтажные пластины
Для кронштейнов мастер использовал алюминиевые пластины 1,5 мм. Всего кронштейнов восемь, четыре по углам, и четыре по середине рамки. Длина плеча кронштейна и опорной части по 15 см. Кронштейны были спроектированы в Fusion 360. Пластины были вырезаны фрезой. В них просверлены крепежные отверстия. Затем кронштейны были приварены к рамке.
Эти профиля крепятся к кронштейнам и на их концах устанавливаются двигатели. Профили квадратные, 50 Х 50 см, и имеют разную длину. По углам крепятся профили длинной 112,5 см. По бокам профиль 125 см. На угловых профилях делается вырез под углом 45 градусов. Нужно, что бы его торец прилегал к плоскости угла.
Для крепления профилей к кронштейнам мастер сверлит отверстия под болты.
Шаг пятый: крепление двигателя
Двигатели прикручиваются к алюминиевой квадратной пластине. Снизу пластины, параллельно друг другу, прикручиваются два уголка. Расстояние между ними равно ширине профиля. Дальше пластина с двигателем устанавливается на профиль, сверлятся крепежные отверстия и все скручивается болтами.
Шаг шестой: шасси
Шасси было изготовлено из алюминиевых профилей 25 x 25 мм и толщиной 3 мм. Все детали были сварены, а их размеры можно увидеть на фото. Идея состояла в том, чтобы установить шасси наружу от корзины под углом 30 градусов. Для предотвращения поломки шасси, между ними натягиваются поддерживающие тросы.
Шаг седьмой: поддержка несущих профилей
После установки двигателей несущие профиля начали изгибаться. Тогда мастер попробовал запустить двигатель, и выяснил, что профили «гуляют». Нужно было усиливать конструкцию.
Добавление пластин добавило бы слишком большой вес конструкции. Тогда мастер решил сделать V-образную конструкцию от корзины вниз. К ее нижней части крепятся тросы. Другие концы тросов крепятся к кронштейнам по середине несущих профилей. Тросы натягиваются с помощью тальрепа. Таким образом конструкция приобретает жесткость.
Шаг восьмой: подключение
Сначала мастер припаивает на концы проводов разъемы.
Полетный контроллеры IMU DJI A3 очень чувствительны к помехам от металлов, и мастер не смог настроить систему из-за помех. В итоге A3 мастер заменил на Naza M V2, у которого была похожая схема подключения. Naza M V2 работал очень надежно.
Затем мастер подключает батареи. На каждом несущем профиле устанавливается по две батареи 22,2 В соединенных последовательно.
Шаг девятый: сиденье пилота
Сиденье было сшито из прочной ткани. Так же на пилота надевается страховочный пояс, который крепится к рамке, и шлем.
Шаг десятый: первый полет
Перед полетом пилота на октокоптере были проведены несколько испытаний с мешком с песком, а затем с макетом человека. При полете моделировались различные ситуации от потери управления, до порыва ветра.
После всех испытаний наконец то в воздух поднялся пилот.
Перед полетом необходимо произвести следующие действия.
Проверить затяжку болтов, тросов, надежность крепления двигателей.
Проверить правильность электромонтажа.
Проверить легкость вращения винтов.
Убедится, что все ESC установлены в выключенное положение.
Убедитесь, что все батареи надежно закреплены и заряжены.
Подключить питание к контроллеру полета, для инициализации и калибровки.
После соединения с GPS, переключится в полностью автоматический режим (Alt. + Att. Hold).
Сесть в кресло пилота и пристегнутся.
Подключите все батареи к ESC.
Соедините две батареи последовательно (ESC-RB-RB-ESC) с использованием резистора для устранения искры.
Включите моторы, повернув переключатель в положение «включено».
С помощью контроллера управляете октокоптером.
