Создание беспилотного летательного аппарата Triton UAS с помощью продуктов ANSYS

Создание беспилотного летательного аппарата Triton UAS с помощью продуктов ANSYS

Triton UAS – это студенческая команда по разработке беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) из студенческого городка «sunny campus» Университета Калифорнии, Сан-Диего. С помощью продуктов ANSYS CFD мы занимаемся проектированием, постройкой, испытаниями и пилотированием нашего БПЛА, чтобы вместе с командами со всего мира принимать участие в ежегодном соревновании «Student UAS Competition», которое проводится организацией AUVSI на базе её территориального подразделения в штате Мэриленд «AUVSI Seafarer Chapter». Цель конкурса – продвижение автономного полёта. Несмотря на то, что в 2017 году соревнование совпало с сессией, наша команда заняла девятое место среди 42 команд.

 

ANSYS | Команда направляется на лётное поле во время соревнований

 

Целью конкурса является создание БПЛА, способного самостоятельно выполнять взлёт, полёт и посадку, летать по заданным GPS точкам, фотографировать и идентифицировать наземные цели, а также избегать условные неподвижные и движущиеся препятствия, и всё это – в автономном режиме.

На рисунке ниже показан наш БПЛА, который имеет размах 3,2 метра. Планер мы изготавливаем полностью с нуля из углепластика, стеклопластика, бальзы и пенополиуретана в качестве заполнителя.

 

ANSYS | Беспилотный летательный аппарат во время полевых испытаний

 

Для изготовления планера к соревнованиям 2017 года мы использовали проект и оснастку, созданные годом ранее. Аналитические расчёты аэродинамических характеристик БПЛА проверялись с помощью ANSYS Fluent. Мы получили удивительно близкое совпадение между аналитическими расчётами подъёмной силы и лобового сопротивления в двумерной постановке и результатами расчёта в ANSYS на трёхмерной модели. Кроме того, чтобы проверить прочность деталей с учётом их облегчения, наша команда выполнила простейший расчёт на прочность различных внутренних компонентов беспилотника.

 

ANSYS | Линии тока с отображением скорости воздушного потока (слева) и распределение давлений (справа), полученные в ANSYS Fluent

 
 

ANSYS | Распределение перемещений по крылу, полученное в ANSYS в статическом расчёте на прочность

 

Наша команда планирует полностью просчитать наш текущий планер при различных расчётных случаях, таких как взлёт и посадка, чтобы лучше понять влияние различных нагрузок, входящих в профиль полёта. Мы также хотим провести расчёт на прочность различных деталей планера, чтобы лучше понимать, какое влияние на аэродинамические характеристики и прочность будут оказывать изменения текущей конструкции фюзеляжа.

В конце этого сезона мы планируем приступить к разработке совершенно нового планера. Мы будем использовать ANSYS уже на ранних этапах разработки конструкции, а также проведём расчёты аэродинамических характеристик и восприятия нагрузок в полёте и на земле ещё перед тем, как начать рабочее проектирование и переходить к производственному процессу.

Источник: ansys.soften.com.ua


Печать   E-mail