Winglets till modellflygplan, 3-D printade

Winglets till modellflygplan, 3-D printade

Har lyckats lära mig programmet Fusion 360 någorlunda och lyckats skapa winglets till ett av mina modellflygplan.

Helt onödigt men kul :)

På riktiga flygplan är dessa winglets dock viktiga. De minskar luftmotståndet vid vingspetsarna samt ser till att vingarna har bättre funktion. Utan winglets bildas luftvirvlar vid vingspetsarna. Lufttrycket är högre på vingens undersida och lägre på ovansidan vilket gör att luften vid vingspetsarna går runt från undersidan till ovansidan och bildar en virvel vilken påverkar både luftmotståndet och rodrens funktion. Ju tyngre flygplanet är desto starkare blir virvlarna.

Det finns många flygolyckor som kan härledas till dessa virvlar. Mindre flygplan som hamnar i en virvel från större flygplan påverkas ordentligt, här är ett exempel på ett mindre flygplan som startar precis efter att ett lite större flygplan flugit förbi på låg höjd.

Med winglets styrs luften ifrån undersidan av vingen mer kontrollerat och gör virvlarna betydligt mindre samtidigt som man bibehåller rodrens funktion ända ut till spetsarna.

Propellrar

Propellrar

På de allra flesta flygplan sitter det någon sorts propeller som driver flygplanet framåt, även jetmotorer har propellerliknade element (fläktar) men där har de en liten annorlunda funktion. Det finns dock jetmotorer som driver ”vanliga” propellrar där propellrarna är direktverkande i luften.

Det finns många olika sorters propellrar, 2-bladiga, 3-bladiga osv. Den vanligaste sorten på små flygplan är den tvåbladig varianten. Den är den mest effektiva men det finns orsaker som gör att man inte alltid väljer det ändå. Flerbladiga propellrar är tystare då pereferihastigheten vid spetsarna är lägre. Den kan också vara så att motorn är väldigt stark och att en tvåbladig helt enkelt skulle bli för stor. Krafterna som verkar på en propeller är enorm. Vid höga varvtal är centrifugalkraften stor och för att få ner hastigheten på propellern kan man istället lägga till fler blad. Vissa flygplan har även ställbara propellerblad vilket innebär att man kan ändra vinkeln med vilken propellern skär igenom luften. På så sätt kan man ha samma varvtal (constant speed) på motorn oavsett effekt från motorn. Vid högre effekt ju högre vinkel. Vid landning kan man använda en varierbar propeller som broms med ”reverse speed”, man ändrar helt enkelt vinkeln så att den blir negativ och istället pressar luften framåt i stället för bakåt. Detta brukar man kunna höra vid landning då det låter som att piloten gasar på, vilken hen också gör. Dessa propellerblad brukar också kunna vridas (flöjlas) helt och hållet så att luftmotståndet blir så litet som möjligt. Denna funktion är väldigt bra om en motor skulle gå sönder i luften då en stillastående (oflöjlad) propeller agerar som en stor broms.

Formen på en propeller är strömlinjeformad och har samma funktion som en flygplansvinge. När propellerns blad snurrar genom luften skapas ett undertryck framför och ett övertryck på bakom vilket förflyttar luftmassan bakåt. Väldigt snabba propellrar har nu för tiden ofta en böjd form vilken ökar effektiviteten samt dämpar ljudnivån när spetsarna går igenom ljudvallen.

Hållare för LiPo-batteri

Hållare för LiPo-batteri

I ett av mina flygplan har jag konstruerat en 3D-printad hållare för lipo-batteriet som kan låsas steglöst i olika lägen. Detta för att lätt kunna ändra tyngdpunkten och på så sätt även flygegenskaperna. Ett väl balanserat flygplan är som lättast att flyga men i bland vill man inte ha det enkelt :)

Ett något framtungt flygplan är inte direkt svårfluget men är svårare att få in i spinn och vid landning kan det hända att höjdrodret inte räcker till med en noslandning som följd. Att flyga med ett framtungt flygplan är inte speciellt kul och bjuder oftast inte på några överraskningar.

Ett något baktungt flygplan däremot blir mer instabilt och går lättare i spinn och kräver mer av piloten. Ett väldigt baktungt flygplan kan bli helt omöjligt att flyga. Det jag ville åstadkomma var att hamna precis på gränsen för stabilt och ostabilt. Detta för att kunna göra vissa konstflygmanövrar som annars inte är möjliga.

Hållaren består av två delar vari den ena batteriet sitter fast och den andra är fastlimmade i flygplanskroppen. Den övre delen glider i ett spår och går att låsa med en stor platt skruv som är integrerad i den delen batteriet sitter. Enkel och effektiv konstruktion :)

Litet passagerarplan av golvisolering

Litet passagerarplan av golvisolering

Detta flygplan byggdes från scratch efter enkla tvåplansritningar som jag hittade på nätet

Materialet är 2mm golvisolering som är målad och klädd med plastfilm. Hittade två stycken mycket små impellerfläktar (ducted fans) som framdrivning så den är väldigt realistisk utan synlig propeller.

Landningsställen är inte infällbara men stötdämpare finns på plats, gjorda av små fjädrar och tunna mässingsrör. Trots storleken sitter det 5 servon i modellen: Två till skevrodren, ett till höjdrodret, ett till sidorodret samt ett till noshjulet så att modellen går att styra på marken.

Flygegenskaperna är sisådär, vingprofilen är en Clark-y och med bakåtsvepta vingar som smalnar av mot spetsarna blir detta en perfekt kombo för att vingspetsarna stallar först vilket medför att modellen klipper starkt åt höger eller vänster och går in en fin men ack så förödande spinn när modellen stallas (överstegras). Skall man flyga sakta görs detta med fördel på betryggande höjd så att man har tid att ta sig ur spinnen.

självstabiliserande minimodell

självstabiliserande minimodell

Köpte mig en liten micromodell från E-flite! Är van vid modeller som är i alla fall minst 1,5m mellan vingspetsarna. Denna lilla modell mäter endast 523mm och väger endast 86 gram! Man kan ju lätt tänka sig att den skulle vara helt omöjlig att flyga i den allra minsta blåst. MEN nej nej, blir mycket imponerad av hur väl UMX-systemet fungerar. Känns som en betydligt större kärra i luften, stabil som ett strykjärn. Lätt att ta med och lätt att flyga. Kul mojäng! Modellen är en så kallad bind and fly så du behöver ha en kompatibel radio, i mitt fall kör jag med en spektrum DX-8.

Mavic pro 2

Mavic pro 2

Efter att ha ägt en mavic pro platinum kunde jag inte hålla mig när DJI släppte Mavic 2 med en Hasselbladskamera med en rejält större bildsensor samt fler rörelsesensorer runt om som gör flygningen ännu mer säker. Säger bara wow. Är tveksam om man kommer vilja eller behöva uppgradera ytterligare. Bildkvaliten är i världsklass men precis som sin föregångare så är filter ett måste. Det kan även vara lite trixigt i början att få till filmerna i efterbearbetningen beroende på vilket format man väljer att filma i. Jag filmar i D-log vilket gör att man får med ett större dynamiskt omfång men färgbilden blir platt och måste efterbearbetas. Själv kör jag Fcp vilket funkar utmärkt. Använder mig av färdiga luts från de här: https://www.thefilmpoets.com/edu/ För brusredusering använder jag mig av neat video: https://www.neatvideo.com

Flight controller (FC) så fungerar den

Flight controller (FC) så fungerar den

När jag började med RC flyg i slutet på nittiotalet fanns det inga flight controllers eller speciellt avancerad utrusning att bestycka flygtygen med. En enkel radiomottagare och analoga servon var det man fick nöja sig med. Drönare var det ingen som sysslade med då de utan dagens teknik hade varit helt omöjliga att flyga.

Idag gör tekniken att både flygplan och drönare kan flyga utan speciellt mycket input från en pilot.

Som nybörjare idag kan man i förväg bestämma (med rätt utrustning) hur mycket ”flyghjälp” man vill ha från en dator ombord. Man kan t.ex bestämma att lutningen åt ett visst håll inte kan överskrida en viss vinkel, att flygplanet eller drönaren rätar ut sig när man släpper spakarna. Detta gör det nästan omöjligt att krascha.

Den stora skillnaden mellan stabiliseringssystemen som sitter i flygplan och drönare är att drönarens system är mångt mer avancerat.

När det gäller flygplan har piloten full kontroll över motorns hastighet och stabiliseringssystemet sköter rodren med hjälp av gyron.

I en drönare är det flight controller som sköter motorernas hastighet. Flight controllern är konfigurerbar och programmeringsbar för att passa i olika sorters drönare. När en pilot t.ex vill att drönaren skall flyga framåt så ges spakutslag framåt. Flight controllern ger då de olika motorerna rätt rotationshastighet för att detta skall ske. För en kort stund börjar de bakre motorerna snurra lite snabbare och de främre något långsammare så att drönaren börjar luta.

Flight controllern läser av sitt läge med hjälp av gyron och accelerometer flera tusen gånger i sekunden och skickar därefter signaler till motorerna som ändrar varvtalet för att bibehålla stabilitet och samtidigt få önskad effekt från pilotens input.

Många flight controllers tillåter flera så kallade flightmodes som enkelt väljs med en switch på sändaren. Ett exempel på en fler-modes setup (i detta fall 3) kan vara att i läge 1 stannar drönaren helt när spakarna släpps med hjälp av GPS-positionering, accelerometer och barometer, i läge 2 låses maximal lutning till ett visst gradtal som gör det omöjligt för piloten att slå runt och i läge 3 ges piloten full kontroll. Med hjälp av en sådan setup kan man i situationer där man ”tappat bort sig” enkelt slå över till läge 1 där drönaren stabiliserar sig själv och stannar på stället.

Lär dig av en youtuber

Lär dig av en youtuber

En hobby med drönare och modellflygplan är en både teknisk, praktisk och teoretisk hobby. Man behöver ha koll på mycket inom elektronik, mekanik, aerodynamik, programmering och inte minst förstå sig på konstruktionerna man håller på med.

Helt klart lär man sig allt eftersom men det finns väldigt många duktiga youtubers som delar med sig sin kunskap.

Här listar jag några av mina favoriter:

Joshua Bardwell

Detta är en kille som kan det mesta om racerdrönare och det som hör där till. Han har många förklarande videos från det enklaste till det mest avancerade. Han lär dig hur programvaran till drönaren fungerar, hur du programmerar den och varför det fungerar som det gör.

RamyRC

Ramy bygger och flyger stora modeller av airliners. Han är otroligt duktig på att bygga så av honom kan man lära sig olika byggtekniker. Jag skulle gissa att hans stora intresse ligger i just byggandet och inte så mycket i själva flygandet. I min mening överdrivs hållfastheten i konstruktionerna vilket resulterar i väldigt tunga modeller. Han hade nog vunnit på att bygga lättare modeller som då inte behöver den styrka som dem han bygger idag. I vilket fall så blir modellerna helt otroliga.

FliteTest

Ett gäng killar som började med att filma olika små projekt och som idag har vuxit till en hel verksamhet. De har köpt ett stort hus som de gjort till en stor modellflygverkstad med alla tänkbara verktyg och maskiner. Utanför har de vad jag tror är en golfbana de köpt som nu används som testflygområde. Mest roliga projekt att titta på och få inspiration ifrån.

RCLifeOn

En svensk kille som gör roliga videos om sina olika projekt. Jordnära och väldigt underhållande. Duktig på det tekniska och finurlig när det gäller nya projekt. Inte så mycket lärande men en kul inspirationskälla.

Lars Christensen

En dansk kille som jag lärt mig det mesta av när det gäller Fusion360. Ett cadprogram som är fantastiskt att konstruera i. En 3-d printer är nästan ett måste när man sysslar med denna hobby. Lars lär dig det du behöver för att komma igång med att printa dina egna delar.

Drone Film Guide

Den här kanalen tar upp olika filmtekniker för att hjälpa dig få till riktigt bra drönarfilmer. Allt från hur du bör flyga till hur du får till redigeringen av dina filmer.

DJI FPV drone

DJI FPV drone

Ojojoj! Nu blir det åka av! DJI har överträffat sig själva och släppt en drönare med habegär som heter duga!

När de släppte sina fristående FPV-prylar (googles version 1 tillsammans med air-uniten och kameran) var det en gamechanger för FPV flygandet. Det krävdes dock fortfarande att man byggde sin egen drönare för att sedan installera dessa prylar.

Med denna produkt får man allt färdigt från start. Förutom att allt är färdigt så slipper man programmeringsdelen också. Det finns flera så kallade flightmodes så för nybörjaren är den mer eller mindre lika lättflugen som någon av deras tidigare drönare. I det mest avancerade läget har du som pilot full kontroll och kan flyga precis så som du själv vill. En cool funktion är att du med en enkel knapptryckning kan få drönaren att utföra en emergency brake. Skulle du börja tappa kontrollen så gör denna funktion att drönaren stannar på stället och automatiskt övergår till stabilt flygläge. Skulle du då vara så skakig att du bara vill avsluta flygpasset kan drönaren ta sig tillbaka till startplatsen och utföra en automatisk landning helt utan input från piloten.

Några hightlights som är sällsynta bland hemmabyggda racerdrönare:

  1. Flygtid på upp mot 20 minuter
  2. Active avodiance control (fungerar inte i alla flightmodes)
  3. GPS
  4. RTH (return to home)
  5. Emergency brake
  6. 140km/h top speed
  7. Räckvidd, upp till 10km!!!!!!
  8. Film 4K, 50/60fps, FHD, 50,60,100,120fps

Det dröjer nog inte läge förrän det trycks på beställningsknappen än en gång!

Prusa mk3 3d-printer

Prusa mk3 3d-printer

När man håller på med en hobby som rc-flyg (modellflyg och racerdrönare i mitt fall) eller någon annat lite pyssligt är de väldigt behändigt med en 3-d skrivare som kan skriva ut reservdelar när det behövs, och det kommer att behövas reservdelar! I alla fall om man håller på med racerdrones. Fick en Prusa mk3 av min sambo för ett par år sedan och den har inte stått och dammat precis. Har skrivit ut en drös med tillbehör till min mavic såsom förlängda landningsfötter, solskydd för kameran, batterihållare m.m. Byggde en drönare helt från scratch med kamera och gps. Nästan alla fästen till all teknik är 3-printad. På bilden är det egentligen bara armarna man ser som inte är printade utan utskurna ur kolfiberark.

Ja, en 3-d printer är någon jag verkligen kan rekommendera! Även om man inte håller på med någon hobby så är det väldigt behändigt att kunna skriva ut saker till hemmet. Jag använder nästan uteslutande PLA-filament till mina utskrifter då det räcker gott för det jag gör. Det finns en hel uppsjö av olika filament för olika användningsområden men PLA-räcker gott för en nybörjare. Det finns en del sidor med färdiga produkter t.ex www.thingiverse.com men roligast är ju att rita själv. Använder sketchup för det är den programmet jag kan men hade gärna använd något mer avancerat om jag kunnat. Många andra använder sig av fusion 360 som är mycket mer användbart om man är duktig på det.

Lipo batterier

Lipo batterier

Den vanligaste sorten av batteri som används inom drönar och flyghobby är litiumpolymerbatterier. Dessa har en hög energitäthet och kan både laddas och urladdas med hög ström. Förmågan att ladda ur är oftast mycket högre än laddningsförmågan. Det finns många olika tillverkare och här är det idé att köpa något välkänt och inte det billigaste. Dessa batterier är väldigt känsliga och vid fel handhavande kan batteriet till och med bli farligt.

Ett överladdat batteri kan svälla och det som händer då är att en mycket explosiv gas bildas och går det för långt kan det självtändas med en ordentlig eldslåga som följd. Köper man en drönare från något känt fabrikat medföljer en laddare som är anpassad för drönarens batteri. Bygger man egna drönare och köper separata batterier är det viktigt att man även köper en ordentlig Lipo-laddare med balanseringsfunktion så att batterierna laddas på rätt sätt. Ett Lipo-batteri är uppbyggt av separata celler som har en nominell spänning på 3,7 Volt var. Man brukar prata om 1-cells, 2-cells, 3-cells osv. Ett 3-cells batteri har en nominell spänning på 3,7Vx 3, dvs 11,1 V.

På batteriet anges även ett C-värde som står för hur snabbt batteriet kan laddas ur. Har man ett batteri på 1000mah med ett C-värde på 10 är den högsta belastningen som batteriet klarar 1000xC-värdet, alltså 10000mA = 10A. När man laddar batteriet är det säkraste att ladda med 1C dvs 1 gånger batteriets kapacitet. I föregående exempel skulle batteriet då laddas med 1A. Ett 2000mah batteri skall laddas med 2A osv.

En cell är helt fulladdad när den når 4,2V. Försöker man få i ännu mer kommer cellen ta skada och bli farlig. Därför är det viktigt att laddaren håller koll på varje cell för sig när batteriet laddas, därav den speciella Lipo-laddaren. Det är även viktigt att inte tömma cellerna för mycket då de tar skada om de når en för låg spänning (3V). De flesta lipoladdare kommer inte ladda ett batteri som har kommit ner under 3V av säkerhetsskäl. Ett sådant batteri är förstör och skall kasseras. Lite enkelt förklarat så ökar motståndet i batteriet då spänningen blir för låg vilket medför att temperaturen ökar när batteriet sedan skall släppa ifrån sig energin. Detta kan leda till för hög temperatur och ett exploderande batteri.

De flesta applikationer som använder sig av lipo-batterier har en inbyggd säkerhetsfunktion som gör att batteriet inte kan laddas ut för mycket. Motorerna stannar helt enkelt innan spänningen blir för låg.

« Till start