Elvetienii de la ETH Zurich, CMASLab (Composite Materials and Adaptive Structures), au dezvoltat și testat incepand cu ianuarie 2020 o drona cu schimbare elastica de forma (morphing). In fapt, grupul de lucru de mai sus, condus de Paolo Ermanni, studiaza astfel de structuri elastice de control al zborului de mai bine de 12 ani.
Controlul zborului, adica manevrele de rasucire, viraj, coborare/urcare, se bazeaza exclusiv pe modificarea suprafetelor aripilor dronei, concepute a fi modificabile prin elasticitatea lor. Invelisul aripii este format dintr-o singura bucata, continua.
Fabricarea a fost realizata in colaborare cu cei de la ETH Spin-off 9T Labs. Toate piesele structurale au fost fabricate folosind sistemul de imprimantă 3D al 9T Labs pentru fabricarea componentelor din materiale plastice, compozite, sau mixte.
Proiectul s-a bucurat si de sprjinul celor de la Modellflugggruppe Dübendorf, asistenta oferita pentru realizarea zborului inaugural.
Marius Zgureanu
Surse:
. (PDF) Composite additive manufacturing of morphing aerospace structures (researchgate.net)
. CMASLab and ETH Spin-off 9T developed a 3D printed composite morphing aircraft ⋆ Basalt.Today [2020]
ETH nu este cumva chiar școala aia prin care a trecut și Einstein? Care e pe locul 20 în Shangai Ranking? Păi unde credeați că pot să apară astfel de idei, studii și proiecte? La Universitățile Spiru Haret?
https://www.youtube.com/watch?v=o5TI8e90HQo
Nu imi dau seama ce avantaje aduce tehnologia asta fata de cea clasica, care sa justifice raportul ptet-calitate. Sau tocmai asta ar fi avantajul: Pret imens redus? Poate imi explica, va rog, cineva! Multumesc!
@corral…pt prototipuri si serie mica pretul e mult, mult redus cu tehnici de prototipare rapida intre care face parte si printarea 3D. In plus e foarte redus si timpul de la proiect pana la prototip. Asta iti permite sa iterezi f. repede. La serii ff mari, cand nu mai schimbi produsul, sunt mai rentabile procedeele clasice.
merci!
Prin 3D printing se pot realiza structuri unice, imposibil de fabricat prin alte metode. Ca exemplu poate fi luat oasele pasarilor, oase care urmaresc principiul optimizarii topologice si care nu sunt realizabile altfel decit prin 3D printing, sau prin natura.
Principiul „schimbarii de forma” nu e altceva decit geometrie variabila, adusa, in cazul respectiv, la un mare rafinament.
e o geometrie variabila temporara, sau elastica 🙂
dar care este avantajul ei concret? manevrabilitate mai mare? frictiune mai redusa cu aerul? ca din filmulet vad ca de fapt eleroanele se misca la fel ca alea clasice, numai ca nu sunt eleroane in adevaratul sens…
Avantajul e ca nu ai nevoie sa mai adaugi eleroane.
Probabil o sa aiba aplicatii pentru drone si alte jucarii de dimensiuni mai mici, unde reducerea greutatii si simplitatea este importanta.
Corral, la structurile clasice, eleronul, de ex., cind se bracheaza rupe cumva curentul de aer, deoarece suprafata se fringe brusc. La structura de care vorbim, se modifica doar curbura profilului, curgerea pe acesta fiind in continuare neperturbata. Aceasta reduce masiv rezistenta la inaintare cind sunt suprafetele bracate.
Ideea nu e noua, e chiar f veche, noi sunt posibilitatile de fabricatie. De altfel ETH nu e neaparat un institut de aviatie, ci mai degraba de cercetare in domeniul materialelor.
Cu mai multi ani in urma a dezvoltat o tehnologie, tot pe baza de carbon, prin care se intareau cladirile si mai ales podurile.
@neamtu_tiganu, pe langa rezistenta la inaintare mie f. interesant mi s-ar parea si controlul angajarii in limita de viteza daca controlul curgerii e mai bun decat in cazul bracarii eleronului. Asta ar fi un avantaj mare. S-ar mari siguranta. Plus ca teoretic s-ar putea mai bine jongla cu torsiunea geometrica a aripii fct. de viteza si situatie si poate n-ar mai fi nevoie de winglets si alte artificii pt. combaterea rez. induse.
In schimb…cat costa o structura de aripa elastica fata de una cu eleron? Am nevoie de energie suplimentara ca s-o mentin intr-o anumita pozitie sau sta in mod pasiv pe pozitie neutra? Si cel mai important din pct meu de vedere: ce se intampla daca ai o cedare a comenzii? Eleronul ramane in mod natural pe pozitia neutra daca cedeaza comanda respectiva, ce se intampla cu aripa torsionabila? Ramane pe neutru? Se duce intr-o pozitie extrema? Incepe sa fluture necontrolat?
multumesc, baieti! am mai invatat ceva! omul cat traieste invata!
@ Marius ….
Structura aeroelastica . Rigiditate scazuta . Flutter la greu in aer turbulent , proportional cu viteza aparatului .Torsiunea suprafetelor de comanda este produsa de presiunea diferentiala din tuburi . Avantajul este fabricatia rapida cu consum mic de materie prima si masa mica . Calitate slaba . Banul sa iasa . China style . Nu au importanta pierderile pt ca numarul va invinge calitatea .Observ ca lumea se indreapta spre teoria si practica roiurilor . Atacul in saturatie cu A.I. la bord .
Structura aeroelastica. Rigiditate scazuta. Flutter la greu in aer turbulent… Atita timp cit vibratiile sunt amortizate, uneori prin frecarea interioara a materialului, pericolul de flutter e redus. Si ca sa complicam treaba putem vorbi si de frecventa si modul propriu de vibratie a unei structuri, daca acestea nu se suprapun peste frecventa de excitatie aerodinamica, lucrurile sunt perfecte.
E absurd sa vorbesti de calitate slaba sau sa critici un aparat zburator ca are masa mica.
@buzu…printarea 3D nu e tocmai ieftina pt fabricare in masa. Din pct meu de vedere cea mai buna varianta pt drone „dirty cheap” ar fi cu structura injectata in polipropilena expandata. Ies putin mai grele dar nu foarte si costa practic nimic. Probabil pt una cu anvergura de 2-2.5m iesi sub 50$ per celula. Sunt f rezistente daca sunt invelite cu un strat subtire de fibra de sticla/epoxy. Am avut un aeromodel motoplanor cu anvergura de 2.5m cu aripa f lunga si subtire ca la orice planor. L-am laminat cu tesatura fibra de sticla de 48g/mp cu rasina epoxi speciala pt difuzie (f lichida), a luat vreo 100 grame in greutate fata de vreo 900 grame cat avea initial. In schimb s-a rigidizat maxim, am putut sa-l lustruiesc „sticla”, depasea lejer 120/ora in zbor orizontal cu motor brushles de si o tanti de 90 de kile a reusit sa calce pe aripa cand era asezat pe pamant fara sa-l rupa. Sfarsitul a fost ca l-am bagat de curiozitate intr-un picaj la verticala sa-l vad daca face flutter la viteza f mare, n-a facut flutter dar servoul n-a mai avut deloc putere sa actioneze profundorul ca sa-l scot din picaj si dus a fost. Impact la verticala, am avut impresia ca l-a inghitit pamantul, au ricosat doar cateva bucati de spuma. Praf si pulbere s-a facut, am scos ce-a mai ramas din motor de la vreo 25 de cm adancime din pamant inierbat.
@stelian: cam toti care isi fac drone, folosesc 3d printing pt marea majoritate a reperelor. densitatea reperului o poti realiza dupa cum vrei. deasemenea poti printa 3d cu fibra de carbon (nu are structura si rezistenta unie structuri realizata clasic in autoclava, insa e crescuta si nu e scumpa). in afara de elici si bratele caresustin motoarele (care sunt din fibra de carbon fabricate clasic in autoclava), poti realiza toate reperele. datorita acestei usurinte multi doar merg pe „try & error” fara un minim calcul, si isi schimba configuratia dronelor de cateva ori pe an (cu 2 printere 3d faci in 48 de ore un quadcopter care sa-ti duca o camera girostabilizata in 3 axe si un battery pack de minim 3500 mAh )
la aeromodelul celor de ETH Zurich sunt curios daca la acest model au si feedback de la actuatori , si eventual ce senzori au mai montat pe el (nu de ghidare / orientare : gps, giro accelerometre) ca sa ajute la comanda suprafetelor de control, gen senzor de torsiune (torque sensor) in lonjeroane