eXtreme V - model pre pohon solárnou energiou
eXtreme V - glider for solar energy power system

Model eXtreme V vznikol na podnet a pre potreby študentov programu Aeronautical and Mechanical Engineering, ktorý sa realizuje na pôde Glyndwr University vo Walese (neďaleko Manchestru), vo Veľkej Británii.

Cieľom tohoto projektu je realizácia vytrvalostného letu s modelom poháňaným z kombinovaného zdroja (solárne články plus záložný sekundárny zdroj ). Model je vybavený telemetriou so záznamom letovej trajektórie a ďalších palubných údajov a ich prenosom na pozemný prijímač a vezie aj videokameru orientovanú na snímanie objektov v smere letu.

Model má byť testovacou jednotkou pre návrhy pohonných agregátov s extrémne nízkou spotrebou, pričom cieľový pohon by mal mať celú potrebu energie pre horizontálny let krytú len zo solárnych článkov nesených na krídle modelu.

Kuriozitou projektu bola doba na jeho realizáciu. Zadanie som obdržal 20. novembra, na prvý let šiel model 24. decembra a 7. marca už lietal vo Walese.

Koncepcia modelu vychádza z účelu pre ktorý má byť použitý. Krídlo je trojdielny obdĺžnik, chvost je typu Lambda (obrátené V), pohonná jednotka môže byť inštalovaná ako tlačná za krídlom alebo klasická v nose trupovej gondoly. Chvostové trubky sú odnímateľné, jednokolesový podvozok chráni priezor kamery, ovládanie je štvorservové s funkciami krídelká, výškovka, smerovka. Krídelká sú pre prípad potreby použiteľné aj na brzdenie pri pristávaní.

Pre overenie pozdĺžnej a priečnej stability, pre stanovenie približných hodnôt príkonu potrebného pre horizontálny let , ale aj pre stanovenie očakávaných výkonnostných parametrov bol najprv postavený malý testovací model koncepčne totožný s ideovým návrhom vlastného solárneho modelu podľa zadania úlohy. Model absolvoval sériu testovacích letov s palubnou telemetriou a prispel značnou mierou pri voľbe pohonu pre eXtreme-V.
Z radu potenciálne použiteľných a tiež rýchlo dostupných pohonných kompletov vyšiel nakoniec ako víťaz motor Turnigy 2830-1000 s hmotnosťou približne 50 gramov, pričom v oblasti maxima mala byť jeho účinnosť vyššia ako 85% a max. výkon na hriadeli cez 20W pri prúde do 3,9 A.
Optimálny prúd pre horizontálny let je 2,4 A, čo je rovnaká hodnota ako očakávaný prúd poskytovaný systémom vybraných solárnych článkov s plochou 5x5" (127x127mm)



Do zosilnených koreňových rebier chvostových plôch sú zapustené plastové matice aj trubky pre uhlíkové spojky.
Obrátený V-chvost (tiež známy ako "lambda") je na vrchole spevnený zapustenou výstužou zalomenou do uhla 105°
Kormidlá sú uchytené na hornej strane súmerného profilu. Páky sú spustené v ich päte smerom dovnútra a nadol
Konce chovostvých trubiek sú vypúzdrené tvrdou balzou v ktorej je zapustená spojka, pomocné kolo a fixačná skrutka
Komplet chvostových plôch dosadá na chvostové trubky vyfrézovanou drážkou a tam zafixovaný kovovou skrutkou
Chvost v popísanej zostave je geometricky presný, dostatočne pevný a pritom mimoriadne ľahký.
Pohon má dve varianty - klasický predný má na rozdiel od zostavy na obrázku sklopnú dvojlôistú vrtuľu s kužeľom.
Tlačný náhon má predĺžený hriadeľ uložený vo dvoch guľkových ložiskách a vrtuľa môže byť trojlistá a pevná
Alternatívna sklopná tlačná vrtuľa má špeciálny náboj s dvojstrannými zarážkami proti preklopeniu cez os rotácie
Tlačný variant má motor pred nábežnou hranou krídel
Vrtuľa sa pri rozbehu vyklopí len do 85° voči osi rotácie
Sklopené listy sa tiež nemôžu preklopiť cez os rotácie
Krídla sú trojdielne spojené navzájom uhlíkovými tyčkami
Pozícia solárnych článkov 5x5" je zrejmá z obrázku
V dosadacej ploche sú konektory serv a solárnych setov
Prijímač je približne v ťažisku a mimo silových vodičov
Antény pre pásmo 2,4 GHz sú vyvedené do strán
Variant s predným pohonom má telemetriu pred krídlom
Dopredu a nadol smerovanú kameru chráni pevný podvozok
V červenom puzdre je umiestnený "buffer" akumulátor
Chvostové trubky sú zasunuté do CFK drážok v krídle
Zostavený model nevyniká prílišnou eleganciou
Pre zálet a prvé testy nie sú inštalované solárne články
Využiteľná plocha pre solárny pohon je spolu 18 x 5 x 5"
Orientačné letové skúšky v chladnom a veternom počasí na konci decembra 2012 poskytli tieto výsledky:

* rýchlosť stúpania na plný príkon .................... 1,3 m/s

* opadanie pri lete priečne na vietor ................. -0,5 m/s

* dopredná rýchlosť v horizontálnom lete .......... 5,2 m/s

* príkon potrebný pre horizontálny let ............... 16,8 W

------------------- VIDEO -------------------
Zelená línia znázorňuje príkon, fialová výšku verzus čas
Dráha približne 27 minútového letu je dlhá takmer 8,5 km
Záznam "výška verzus čas" v priebehu testovacieho letu
Ďalšie technické detaily prípadne obrázky, videá , výsledky po osadení solárnych článkov a ďalších testoch na uvedenej univerzite doplním, keď budú k dispozícii.

NAJ.sk