Δημιουργία ενός συστήματος πτήσης για προσγείωση σε προκαθορισμένες συντεταγμένες


Published: Jul 21, 2020
Keywords:
αυτόνομη προσγείωση αλεξίπτωτο παραπέντε σερβομηχανισμός μη επανδρωμένα ιπτάμενα οχήματα (UAV)
Παρασκευή – Μαρίνα Κανδρέλη
Κωνσταντίνος Λώλος
Νικόλαος Καλαμπόκης
Γεώργιος Οικονόμου
Κωνσταντίνος Πήλιος
Νικόλαος Μαρέτας
Γεώργιος Σκαργιώτης
Δημήτριος Κονετάς
Abstract

Αντικείμενο μελέτης της παρακάτω εργασίας αποτελεί η δημιουργία ενός συστήματος πτήσης αυτόνομης προσγείωσης σε προκαθορισμένες συντεταγμένες για τον έγκαιρο εφοδιασμό των επιζώντων μέσω αέρος σε καταστάσεις υψηλού κινδύνου. Έτσι, τέθηκε το ερευνητικό ερώτημα “τι μορφή έχει και πώς λειτουργεί ένα τέτοιο σύστημα πτήσης;". Στην τρέχουσα εργασία θα παρουσιαστούν τα αποτελέσματα του εγχειρήματος Zephyrus II στο πλαίσιο του διαγωνισμού CanSat in Greece 2018, στη δεύτερη συνεχόμενη συμμετοχή της ομάδας. Αρχικά, μέσα από εκτενή έρευνα και μελέτη αποφασίστηκε η κατασκευή ενός μικροδορυφόρου -εκτυπωμένου με 3D εκτυπωτή- ενωμένου με αλεξίπτωτο παραπέντε που ελέγχεται από σερβομηχανισμό. Ο κεντρικός χειρισμός γίνεται από μικροεπεξεργαστή -γραμμένο σε κώδικα C++- πάνω στον μικροδορυφόρο, που παίρνει δεδομένα από GPS και επιταχυνσιόμετρο-γυροσκόπιο-μαγνητόμετρο (ΕΓΜ).
Έτσι, καθώς το GPS και το ΕΓΜ βρίσκουν την απόλυτη θέση του συστήματος, ο μικροεπεξεργαστής τη συγκρίνει με τις προεπιλεγμένες συντεταγμένες, υπολογίζει την απόσταση σε μέτρα και την απόκλιση σε μοίρες και στέλνει εντολές στον σερβομηχανισμό. Για την υλοποίηση αυτής της ιδέας, διεκπεραιώθηκε μια σειρά πειραμάτων, όπου δοκιμάστηκαν η σταθερότητα, η ευελιξία και η οριζόντια μετατόπιση, προκειμένου να καθοριστούν οι τελικές διαστάσεις του συστήματος πτήσης. Τα αποτελέσματα είναι πολύ θετικά, αν ληφθεί υπ' όψιν ότι παρόμοια επίπεδα επιτυχίας έχουν επιτευχθεί μόνο από πανεπιστήμια αεροναυπηγικής στο εξωτερικό. Συμπερασματικά, το παραπάνω σύστημα πτήσης θα ήταν μια ιδανική λύση για διανομή προμηθειών σε επείγουσες καταστάσεις, χάρη στην δυνατότητά του να προσγειωθεί αυτόνομα και στον απλό σχεδιασμό του που επιτρέπει τη μαζική παραγωγή του.

Article Details
  • Section
  • Greece
Downloads
Download data is not yet available.
References
BBC. (2017). Hurricane Irma: Florida assesses damage as storm weakens. Προσπελάστηκε 11 Νοεμβρίου, 2018, από http://www.bbc.com/news/business-41231323
Groenemeijer, P., Vajda, A., Lehtonen, I., Kämäräinen, M., Venalainen, A., Gregow, H. et al (2016). Present and future probability of meteorological and hydrological hazards in Europe. RAIN – Risk Analysis of Infrastructure Networks in Response to Extreme Weather. uuid:906c812d-bb49-408a-aeed-f1a900ad8725
Harrington, R. (2017). Florida and the Caribbean dig out of Hurricane Irma's devastation and begin a slow and costly recovery. Προσπελάστηκε 11 Νοεμβρίου 2018, από http://www.businessinsider.com/florida-hurricane-irma-recovery-damage-2017-9 [4] Jalbert, D. C. (1968). U.S. Patent No. USRE26427E. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
Mooney, R., & Hedrick, D. C. (2011). U.S. Patent No. US8365907B1. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office. [6] Toglia, C., Vendittelli, M., & Lanari, L. (2010). Path following for an autonomous paraglider. 49th IEEE Conference on Decision and Control (CDC). doi:10.1109/cdc.2010.5717849 [7] Watanabe, M., & Ochi, Y. (2007). Modeling and motion analysis for a powered paraglider (PPG). SICE Annual Conference 2007. doi:10.1109/sice.2007.4421506 [8] Whybark, D. C. (2007). Issues in managing disaster relief inventories. International Journal of Production Economics, 108(1-2), 228-235. doi:10.1016/j.ijpe.2006.12.012
Zaitsev, P. V., & Formal’Skii, A. M. (2008). Autonomous longitudinal motion of a paraglider. Mathematical simulation, synthesis of control. Journal of Computer and Systems Sciences International, 47(5), 786-794. doi: 10.1134/s106423070805012
Zhang, W., Ghogho, M., & Yuan, B. (2012). Strapdown navigation system computation. Modelling and Simulation in Engineering, 2012, 309-334. doi:10.1155/2012/264537