Gerris USV - ჰიდროდრონი ნულიდან!

დღეს „საამქროში“ ოდნავ უფრო მასშტაბურ პროექტზეა საუბარი – ანუ უპილოტო ხომალდზე, რომელიც გამოიყენება, მაგალითად, ბათიმეტრიული გაზომვებისთვის. რადიომართვადი ვერსიაზე ადაპტირებული ჩვენი პირველი კატამარანის შესახებ შეგიძლიათ წაიკითხოთ "ახალგაზრდა ტექნიკოსის" 6 წლის მე-2015 ნომერში. ამჯერად, MODELmaniak-ის გუნდი (გამოცდილი მოდელირების ჯგუფი, რომელიც დაკავშირებულია Kopernik Model Workshops Group-თან ვროცლავში) მეგობრული გამოწვევის წინაშე აღმოჩნდა ნულიდან დაპროექტებულიყო მცურავი საზომი პლატფორმა, ხრეშის პირობებზე კიდევ უფრო ადაპტირებული. კარიერის გაფართოება დამოუკიდებელ ვერსიამდე, რაც ოპერატორს აძლევს მეტ სუნთქვას.

დაიწყო პერსონალიზაცია...

ჩვენ პირველად შეგვხვდა ეს პრობლემა, როდესაც რამდენიმე წლის წინ გვკითხეს დისკების დანერგვის შესაძლებლობის შესახებ და ადაპტაცია ბათიმეტრიულ რადიოკონტროლთან (ანუ საზომი პლატფორმა, რომელიც გამოიყენება წყლის ობიექტების სიღრმის გასაზომად).

1. საზომი პლატფორმის პირველი ვერსია, ადაპტირებული მხოლოდ RC ვერსიაზე

2. პირველი ჰიდროდრონის დისკები იყო ოდნავ მოდიფიცირებული აკვარიუმის ინვერტორები - და ისინი საკმაოდ კარგად მუშაობდნენ, თუმცა მათ ნამდვილად არ ჰქონდათ "კონსტრუქციის წინააღმდეგობა".

სიმულაციური ამოცანა იყო ასაწყობი PE გაჭიმვა-დარტყმით ჩამოსხმული მოტივტივე ძრავების დაპროექტება და წარმოება (RSBM - PET ბოთლების მსგავსი). ოპერაციული პირობებისა და ხელმისაწვდომი ვარიანტების გაანალიზების შემდეგ, ჩვენ ავირჩიეთ საკმაოდ უჩვეულო გადაწყვეტა - და, წყლის ხაზის ქვემოთ მდებარე კორპუსებში ჩარევის გარეშე, დავაყენეთ აკვარიუმის ცირკულატორი-ინვერტერები, როგორც დისკები, 360 ° ბრუნვის და აწევის დამატებითი შესაძლებლობით (მაგალითად, , როდესაც დაბრკოლება ხვდება ან ტრანსპორტირების დროს) ) . ეს გადაწყვეტა, დამატებით მხარდაჭერილი ცალკე კონტროლისა და ელექტრომომარაგების სისტემით, საშუალებას აძლევდა კონტროლს და ოპერატორს დაუბრუნდა ერთ-ერთი განყოფილების გაუმართაობის შემთხვევაშიც კი (მარჯვნივ ან მარცხნივ). გადაწყვეტილებები იმდენად წარმატებული იყო, რომ კატამარანი ჯერ კიდევ მუშაობს.

3. საკუთარი პროექტის მომზადებისას დეტალურად გავაანალიზეთ (ხშირად პირადად!) ბევრი მსგავსი გამოსავალი - ამ ილუსტრაციაში გერმანული ...

4.…აი ამერიკელი (და კიდევ რამდენიმე ათეული). ჩვენ უარვყავით ცალ კორპუსები, როგორც ნაკლებად მრავალმხრივი, ხოლო ქვემოდან ამოვარდნილი დისკები, როგორც პოტენციურად პრობლემური ექსპლუატაციაში და ტრანსპორტირებაში.

თუმცა, მინუსი იყო დისკების მგრძნობელობა წყლის დაბინძურების მიმართ. მიუხედავად იმისა, რომ თქვენ შეგიძლიათ სწრაფად ამოიღოთ ქვიშა როტორიდან ნაპირზე გადაუდებელი ცურვის შემდეგ, ამ ასპექტს ფრთხილად უნდა იყოთ გაშვებისას და ძირთან ახლოს ცურვისას. იმის გამო, რომ ის მოიცავს გაზომვის შესაძლებლობების გაფართოებას და ის ასევე გაფართოვდა ამ დროის განმავლობაში. ჰიდროდრონის ფარგლები (მდინარეებზე) ჩვენმა მეგობარმა დაინტერესდა ამ მიზნით სპეციალურად შექმნილი პლატფორმის ახალი დეველოპერული ვერსიით. ჩვენ მივიღეთ ეს გამოწვევა - ჩვენი სტუდიების დიდაქტიკური პროფილის შესაბამისად და ამავდროულად მივცემთ შესაძლებლობას, გამოვცადოთ შემუშავებული გადაწყვეტილებები პრაქტიკაში!

5. სწრაფად დასაკეცი მოდულური ქეისები ძალიან შთამაგონებელი იყო მათი მრავალფეროვნებითა და ტრანსპორტირების სიმარტივით 3 (ფოტო: მწარმოებლის მასალები)

Gerris USV - ტექნიკური მონაცემები:

• სიგრძე/სიგანე/სიმაღლე 1200/1000/320 მმ

• კონსტრუქცია: ეპოქსიდური მინის კომპოზიტი, ალუმინის შემაერთებელი ჩარჩო.

• გადაადგილება: 30 კგ, ტარების ჩათვლით: არანაკლებ 15 კგ

• წამყვანი: 4 BLDC ძრავა (წყლით გაგრილებული)

• მიწოდების ძაბვა: 9,0 V… 12,6 V

• სიჩქარე: სამუშაო: 1 მ/წმ; მაქსიმალური: 2 მ/წმ

• მუშაობის დრო ერთი დატენვით: 8 საათამდე (70 Ah-იანი ორი ბატარეით)

• პროექტის ვებგვერდი: https://www.facebook.com/GerrisUSV/

სავარჯიშოები გაგრძელდა - ანუ ვარაუდები ახალი პროექტისთვის

სახელმძღვანელო პრინციპები, რომლებიც ჩვენ დავადგინეთ საკუთარი ვერსიის შემუშავებისას, იყო შემდეგი:

• ორი კორპუსი (როგორც პირველ ვერსიაში, გარანტირებულია უდიდესი სტაბილურობისთვის, რომელიც აუცილებელია ზუსტი გაზომვების მისაღებად ექო ხმოვანებით);
• გადაჭარბებული ამძრავი, დენის და კონტროლის სისტემები;
• გადაადგილება, რომელიც იძლევა ბორტზე აღჭურვილობის დაყენების საშუალებას, რომლის წონა მინ. 15 კგ;
• ტრანსპორტირებისა და დამატებითი მანქანების მარტივი დაშლა;
• ზომები, რომლებიც საშუალებას იძლევა ტრანსპორტირება ჩვეულებრივ სამგზავრო მანქანაში, თუნდაც აწყობის დროს;
• დაცულია დაზიანებისა და დაბინძურებისგან, დუბლირებული დისკები სხეულის შემოვლით;
• პლატფორმის უნივერსალურობა (სხვა აპლიკაციებში მისი გამოყენების შესაძლებლობა);
• დამოუკიდებელ ვერსიაზე განახლების შესაძლებლობა.

6. ჩვენი პროექტის თავდაპირველი ვერსია მოიცავდა მოდულურ დაყოფას სხვადასხვა ტექნოლოგიების გამოყენებით აგებულ სექციებად, რომლებიც, თუმცა, შეიძლებოდა აწყობილიყო ისეთივე მარტივად, როგორც პოპულარული ბლოკები და მიეღო სხვადასხვა გამოყენება: რადიო კონტროლირებადი სამაშველო მოდელებიდან, USV პლატფორმებიდან დაწყებული, ელექტრო პედლებიანი ნავებით დამთავრებული.

დიზაინი ტექნოლოგიების წინააღმდეგ, ანუ შეცდომებზე სწავლა (ან სამჯერ მეტი, ვიდრე ხელოვნება)

თავიდან, რა თქმა უნდა, იყო კვლევები - დიდი დრო დაიხარჯა ინტერნეტში მსგავსი დიზაინის, გადაწყვეტილებებისა და ტექნოლოგიების ძიებაში. მათ ძალიან შთააგონეს ჰიდროდრონია სხვადასხვა აპლიკაციები, ასევე მოდულური კაიაკები და მცირე ზომის სამგზავრო ნავები თვითაწყობისთვის. პირველთა შორის ჩვენ აღმოვაჩინეთ დანადგარის ორმაგი კორპუსის განლაგების ღირებულების დადასტურება (მაგრამ თითქმის ყველა მათგანში პროპელერები განლაგებული იყო ზღვის ფსკერზე - მათი უმეტესობა გათვლილი იყო უფრო სუფთა წყლებში სამუშაოდ). მოდულური გადაწყვეტილებები სამრეწველო კაიაკებმა გვაფიქრებინეს მოდელის კორპუსის (და სახელოსნოს სამუშაოების) მცირე ნაწილებად დაყოფა. ამრიგად, შეიქმნა პროექტის პირველი ვერსია.

7. Jakobsche-ს რედაქტორის წყალობით, სწრაფად შეიქმნა 3D დიზაინის შემდგომი ვარიანტები - აუცილებელი ძაფის ბეჭდვის ტექნოლოგიაში განსახორციელებლად (სხეულის პირველი ორი და ბოლო ორი სეგმენტი არის საკუთრებაში არსებული პრინტერების საბეჭდი სივრცის შეზღუდვის შედეგი).

თავდაპირველად, ჩვენ მივიღეთ შერეული ტექნოლოგია. პირველ პროტოტიპში, მშვილდი და ღერი სექციები უნდა დამზადებულიყო უძლიერესი მასალისგან, რაც ჩვენ შეგვეძლო (აკრილონიტრილი-სტირონი-აკრილატი - მოკლედ ASA).

8. მოდულის შეერთების მოსალოდნელი სიზუსტითა და განმეორებადობით, შუა ნაწილები (ნახევარი მეტრი სიგრძით, საბოლოოდ ასევე ერთი მეტრი) საჭიროებდა შესაბამის აღჭურვილობას.

9. ჩვენმა პლასტმასის საუკეთესო ტექნოლოგმა შექმნა სატესტო მოდულების სერია პირველი ექსტრემალური ASA ელემენტის დაბეჭდვამდე.

საბოლოო ჯამში, კონცეფციის დადასტურების შემდეგ, შემდგომი შემთხვევების უფრო სწრაფად რეალიზების მიზნით, ჩვენ ასევე განვიხილეთ ანაბეჭდების ჩლიქების გამოყენება ლამინირების ფორმების შესაქმნელად. შუა მოდულები (50 ან 100 სმ სიგრძის) უნდა დაწებებულიყო პლასტმასის ფირფიტებიდან - რისთვისაც ჩვენი ნამდვილი პილოტი და პლასტმასის ტექნოლოგიის სპეციალისტი - კრიშტოფ შმიტი (ცნობილია "საამქროში" მკითხველებისთვის, მათ შორის, როგორც თანაავტორი ( MT 10 / 2007) ან რადიომართვადი მანქანა-ამფიბია-ჩაქუჩი (MT 7/2008).

10. ბოლო მოდულების ბეჭდვას სახიფათოდ დიდი დრო დასჭირდა, ამიტომ დავიწყეთ პოზიტიური სხეულის შაბლონების შექმნა - აქ კლასიკური, ფასდაკლებული ვერსიით.

11. პლაივუდის გარსს დასჭირდება გარკვეული შეფუთვა და საბოლოო შეღებვა - მაგრამ, როგორც გაირკვა, ეს იყო კარგი დაცვა სანავიგაციო ბრიგადის შესაძლო წარუმატებლობის შემთხვევაში ...

ახალი მოდელის 3D დიზაინი ბეჭდვისთვის, რედაქტორი Bartłomiej Jakobsche (მისი სტატიების სერია 9D ელექტრონულ პროექტებზე შეგიძლიათ იხილოთ "Młodego Technika" 2018/2–2020/XNUMX ნომრებში). მალე ჩვენ დავიწყეთ ფიუზელაჟის პირველი ელემენტების ბეჭდვა - მაგრამ შემდეგ დაიწყო პირველი ნაბიჯები ... ზუსტად ზუსტ ბეჭდვას ორაზროვნად მეტი დრო დასჭირდა, ვიდრე ველოდით, და იყო ძვირადღირებული დეფექტები, რაც გამოწვეული იყო ჩვეულებრივზე ბევრად ძლიერი მასალის გამოყენების შედეგად ...

12. …ვინც მსგავსი ჩლიქი დაამზადა XPS ქაფის კორპუსისგან და CNC ტექნოლოგიით.

13. ქაფიანი ბირთვიც უნდა გაწმენდილიყო.

მიღების თარიღის მოახლოების საგანგაშო სწრაფად მოახლოებასთან ერთად, ჩვენ გადავწყვიტეთ მოდულარული დიზაინისგან თავის დაღწევა და 3D ბეჭდვა მყარი და უკეთ ცნობილი ლამინატის ტექნოლოგიისთვის - და პარალელურად დავიწყეთ ორ გუნდში მუშაობა სხვადასხვა ტიპის პოზიტიურ ნიმუშებზე (ჩლიქები) საცხოვრებელი: ტრადიციული (კონსტრუქცია და პლაივუდი) და ქაფი (დიდი CNC როუტერის გამოყენებით). ამ რბოლაში, "ახალი ტექნოლოგიების გუნდი", რომელსაც ხელმძღვანელობს რაფალ კოვალჩიკი (სხვათა შორის, მულტიმედიური მოთამაშე ეროვნულ და მსოფლიო კონკურსებში რადიო კონტროლირებადი მოდელის კონსტრუქტორებისთვის - მათ შორის აღწერილის "სამუშაოზე" თანაავტორი 6/ 2018) მოიპოვა უპირატესობა.

14. ... იყოს შესაფერისი უარყოფითი მატრიცის შესაქმნელად ...

15. …სადაც მალევე გაკეთდა პირველი შუშის ეპოქსიდური ანაბეჭდები. გამოყენებულია ერთი გელის საფარი, რომელიც კარგად ჩანს წყალზე (რადგან უკვე მიტოვებული გვქონდა მოდულები, არ იყო მიზეზი ორფეროვანი დეკორაციებით მუშაობაში ჩარევა).

მაშასადამე, სემინარის შემდგომი მუშაობა მიჰყვა რაფალის მესამე დიზაინის გზას: დაწყებული დადებითი ფორმების შექმნიდან, შემდეგ უარყოფითი - ეპოქსიდური შუშის კორპუსების ანაბეჭდებით - მზა IVDS პლატფორმებამდე (): პირველი, სრულად აღჭურვილი პროტოტიპი. და შემდეგ, პირველი სერიის კიდევ უფრო მოწინავე ასლები. აქ კორპუსის ფორმა და დეტალები მოერგო ამ ტექნოლოგიას - მალე პროექტის მესამე ვერსიამ თავისი ლიდერისგან უნიკალური სახელი მიიღო.

16. ამ საგანმანათლებლო პროექტის ვარაუდი იყო საჯაროდ ხელმისაწვდომი, სამოდელო აღჭურვილობის გამოყენება - მაგრამ ეს არ ნიშნავს იმას, რომ ჩვენ მაშინვე გვქონდა წარმოდგენა თითოეულ ელემენტზე - პირიქით, დღეს ძნელია დათვლა რამდენი კონფიგურაცია სცადეს - და დიზაინის გაუმჯობესება ამით არ დასრულებულა.

17. ეს არის ყველაზე პატარა გამოყენებული ბატარეებიდან - ისინი საშუალებას აძლევს პლატფორმას ოთხი საათის განმავლობაში იმუშაოს დატვირთვის ქვეშ. ასევე არსებობს სიმძლავრის გაორმაგების შესაძლებლობა - საბედნიეროდ, სერვისის ლუქები და უფრო დიდი ძაბვა ბევრს იძლევა.

გერის USV არის ცოცხალი, მშრომელი ბავშვი (და თავისი გონებით!)

გარისი ეს არის ცხენების ლათინური ზოგადი სახელწოდება - ალბათ ცნობილი მწერები, რომლებიც ალბათ წყალში ჩქარობენ ფართოდ დაშორებულ კიდურებს.

სამიზნე Hydrodrone Hulls დამზადებულია მრავალშრიანი შუშის ეპოქსიდური ლამინატისგან - საკმარისად ძლიერი დანიშნულების სამუშაოს მკაცრი, ქვიშიანი/ხრეშიანი პირობებისთვის. მათ უერთდებოდა სწრაფად დემონტაჟი ალუმინის ჩარჩო, სრიალი (ნახაზის დაყენების გასაადვილებლად) სხივებით საზომი ხელსაწყოების დასამონტაჟებლად (ექო ხმოვანი, GPS, ბორტ კომპიუტერი და ა.შ.). ტრანსპორტირებისა და გამოყენების დამატებითი კომფორტი მოცემულია შემთხვევების მონახაზში. დისკები (ორი თითო ათწილადზე). ორმაგი ძრავა ასევე ნიშნავს უფრო მცირე პროპელერებს და მეტ საიმედოობას, ამავდროულად შეუძლია გამოიყენოს კიდევ უფრო მეტი სიმულაცია, ვიდრე სამრეწველო ძრავები.

18. სალონის მზერა ძრავებით და ელექტრო ყუთით. ხილული სილიკონის მილი წყლის გაგრილების სისტემის ნაწილია.

19. პირველი წყლის გამოცდებისთვის, ჩვენ ვაწონებდით კორპუსებს, რათა კატამარანი ადეკვატურად მოქცეულიყო დანიშნულ სამუშაოს პირობებისთვის - მაგრამ ჩვენ უკვე ვიცოდით, რომ პლატფორმა ამას გაუძლო!

შემდგომ ვერსიებში ჩვენ გამოვცადეთ სხვადასხვა მამოძრავებელი სისტემა, თანდათან გავზარდეთ მათი ეფექტურობა და სიმძლავრე - შესაბამისად, პლატფორმის შემდგომი ვერსიები (განსხვავებით მრავალი წლის წინანდელი პირველი კატამარანისგან) სიჩქარის უსაფრთხო ზღვარზე ასევე უმკლავდება ყველა პოლონეთის მდინარის დინებას.

20. ძირითადი კომპლექტი - ერთი (აქ ჯერ არ არის დაკავშირებული) სონარით. მომხმარებლის მიერ შეკვეთილი სამონტაჟო სხივი ასევე იძლევა საზომი მოწყობილობების დუბლირების საშუალებას და ამით გაზრდის თავად გაზომვების საიმედოობას.

21. სამუშაო გარემო ჩვეულებრივ ხრეშია ძალიან მღვრიე წყლით.

ვინაიდან დანადგარი შექმნილია 4-დან 8 საათამდე უწყვეტად მუშაობისთვის, 34,8 Ah სიმძლავრით (ან 70 Ah შემდეგ ვერსიაში) - თითო თითოეულ შემთხვევაში. ასეთი ხანგრძლივი მუშაობის დროს, აშკარაა, რომ სამფაზიანი ძრავები და მათი კონტროლერები უნდა გაცივდეს. ეს კეთდება პროპელერების უკნიდან აღებული ტიპიური სამოდელო წყლის მიკროსქემის გამოყენებით (დამატებითი წყლის ტუმბო აღმოჩნდა არასაჭირო). მოცურების შიგნით ტემპერატურით გამოწვეული შესაძლო წარუმატებლობისგან კიდევ ერთი დაცვა არის ოპერატორის მართვის პანელზე (ანუ თანამედროვე სიმულაციებისთვის დამახასიათებელი გადამცემი) პარამეტრების ტელემეტრიული კითხვა. რეგულარულად, კერძოდ, დიაგნოსტირდება ძრავის სიჩქარე, მათი ტემპერატურა, რეგულატორების ტემპერატურა, მიწოდების ბატარეების ძაბვა და ა.შ.

22. ეს არ არის დახვეწილი cropped მოდელების ადგილი!

23. ამ პროექტის განვითარების შემდეგი ნაბიჯი იყო ავტონომიური მართვის სისტემების დამატება. წყალსაცავის მიკვლევის შემდეგ (გუგლის რუკაზე ან ხელით - გაზომილი წყალსაცავის კონტურული ერთეულის გარშემო ნაკადის მიხედვით), კომპიუტერი ხელახლა ითვლის მარშრუტს სავარაუდო პარამეტრების მიხედვით და ავტოპილოტის ერთი გადამრთველით ჩართვის შემდეგ, ოპერატორს შეუძლია კომფორტულად დაჯექი და დააკვირდი მოწყობილობის მუშაობას გამაგრილებელი სასმელით ხელში...

მთელი კომპლექსის მთავარი ამოცანაა გაზომოს და ცალკე გეოდეზიურ პროგრამაში შეინახოს წყლის სიღრმის გაზომვის შედეგები, რომლებიც მოგვიანებით გამოიყენება ინტერპოლირებული წყალსაცავის მთლიანი სიმძლავრის დასადგენად (და ამით, მაგალითად, შერჩეული ხრეშის რაოდენობის შესამოწმებლად. ბოლო გაზომვა). ეს გაზომვები შეიძლება განხორციელდეს ნავის ხელით კონტროლით (იდენტურია ჩვეულებრივი დისტანციური მართვის მცურავი მოდელის) ან გადამრთველის სრულად ავტომატური მუშაობით. შემდეგ სონარის მიმდინარე ჩვენებები გადაადგილების სიღრმისა და სიჩქარის, მისიის სტატუსის ან ობიექტის მდებარეობის თვალსაზრისით (უაღრესად ზუსტი RTK GPS მიმღებიდან, რომელიც განთავსებულია 5 მმ სიზუსტით) გადაეცემა ოპერატორს მიმდინარე რეჟიმში. დისპეტჩერისა და საკონტროლო აპლიკაციის საფუძველზე (მას ასევე შეუძლია დაგეგმილი მისიის პარამეტრების დაყენება).

ივარჯიშეთ გამოცდისა და განვითარების ვერსიები

აღწერილი ჰიდროდრონი მან წარმატებით გაიარა მთელი რიგი გამოცდები სხვადასხვა, ჩვეულებრივ სამუშაო პირობებში და ერთ წელზე მეტია ემსახურება საბოლოო მომხმარებელს, უმტკივნეულოდ „ხნავს“ ახალ რეზერვუარებს.

პროტოტიპის წარმატებამ და დაგროვილმა გამოცდილებამ განაპირობა ამ განყოფილების ახალი, კიდევ უფრო მოწინავე დანაყოფების დაბადება. პლატფორმის მრავალფეროვნება საშუალებას იძლევა გამოიყენოს იგი არა მხოლოდ გეოდეზიურ აპლიკაციებში, არამედ, მაგალითად, სტუდენტურ პროექტებში და სხვა მრავალ დავალებაში.

მჯერა, რომ წარმატებული გადაწყვეტილებების და პროექტის მენეჯერის მონდომებისა და ნიჭის წყალობით, მალე იქნება გერისის ნავები, კომერციულ პროექტად გადაყვანის შემდეგ, კონკურენციას გაუწევენ პოლონეთში შემოთავაზებულ ამერიკულ გადაწყვეტილებებს, რომლებიც შესყიდვისა და მოვლის თვალსაზრისით მრავალჯერ ძვირია.

თუ გაინტერესებთ დეტალები, რომლებიც აქ არ არის დაფარული და უახლესი ინფორმაცია ამ საინტერესო სტრუქტურის განვითარების შესახებ, გთხოვთ, ეწვიოთ პროექტის ვებსაიტს: GerrisUSV Facebook-ზე ან ტრადიციულად: MODELmaniak.PL.

მე მოვუწოდებ ყველა მკითხველს, გააერთიანონ თავიანთი ნიჭი, რათა ერთად შექმნან ინოვაციური და მომგებიანი პროექტები - მიუხედავად (ნაცნობი!) "აქ არაფერი იხდის". თავდაჯერებულობა, ოპტიმიზმი და კარგი თანამშრომლობა ყველას!