Аналітична ідентифікація поверхонь безпілотних літальних апаратів для реалізації на 3D-принтері
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.155548Ключові слова:
безпілотний літальний апарат, R-функції, 3D-принтер, стандартний примітив, блендінг на каркасіАнотація
На основі теорії R-функцій розроблено нові підходи до аналітичної ідентифікації поверхонь безпілотних літальних апаратів (БПЛА) для реалізації технології 3D-друку.
Теорія R-функцій дозволяє описувати геометричні об’єкти складної форми єдиним аналітичним виразом, тобто, отримувати математичну модель об’єкта у вигляді рівняння. Для побудови таких рівнянь в роботі застосовано як добре відому методику стандартних примітивів (шар, елліпсоїд, циліндр, конус, піраміда та ін.), так і новий підхід — блендінг на каркасі, який дозволяє будувати багатопараметричні рівняння із заданими властивостями. Побудовано та візуалізовано багатопараметричні рівняння поверхонь безпілотних літальних апаратів літакового типу різних форм та призначень. Адекватність отриманих результатів проектованим об’єктам підтверджується візуалізацією як в умовах експлуатації програми RFPreview, так і реалізацією на 3D-принтері. Використання буквених параметрів при завданні геометричної інформації в аналітичному вигляді дозволяє оперативно змінювати розміри та форму проектованих об’єктів, що допомагає скоротити витрати часу при побудові розрахункових моделей. Запропонований метод може скоротити трудомісткість робіт в CAD-системах на місяці у тих випадках, коли потрібно переглянути велику кількість варіантів конструкції в пошуках оптимального розв'язку. Маючи рівняння об’єкту, можна легко отримати рівняння будь-якого його перерізу, що є корисним для числових розрахунків, а саме — при побудові різницевих сіток.
Це може дати великий ефект зі зниження трудомісткості при побудові розрахункових моделей для визначення аерогазодинамічних та міцнісних характеристик. Визначення характеристик також часто пов'язане з необхідністю обліку зміни форми літального апарата. Це призводить до того, що визначення аеродинамічних характеристик тільки за рахунок необхідності побудови великої кількості розрахункових моделей для врахування цього фактору збільшує тривалість робіт на місяці. При параметричному завданні зміна розрахункових областей проводиться практично миттєво
Посилання
- Fedorov, S. I., Haustov, A. V., Kramarenko, T. M., Dolgih, V. S. (2016). UAV Classification and Intelligent Management Systems. Otkrytye informacionnye i komp'yuternye integrirovannye tekhnologii, 74, 12–21.
- Austin, R. (2010). Unmanned Aircraft Systems: UAVS Design, Development and Deployment. John Wiley and Sons, 332. doi: https://doi.org/10.1002/9780470664797
- Arjomandi, M. (2006). Classification of Unmanned Aerial Vehicles. MECH ENG 3016. Aeronautical Engineering. The University of Adelaide Australia, 49.
- Unmanned Aircraft System Operation in UK. Airspace – Guidance: CAP 722 (2010). Civil Aviation Authority, 96.
- Sulsa – perviy v mire samolet, napechatanniy na printere. Available at: http://www.novate.ru/blogs/030811/18344/
- Napechatannyy na 3D-printere samolet prinyat na sluzhbu v Antarktide. Available at: https://3dnews.ru/931573
- AIRBUS predstavlyaet THOR – napechatannyy na 3D-printere bespilotnik. Available at: http://www.3dpulse.ru/news/promyshlennost/airbus-predstavlyaet-thor-napechatannyi-na-3d-printere-bespilotnik/
- Napechatanniy na 3D-printere rossiyskiy bespilotnik pokazali na "Innoprome". Available at: http://www.interfax.ru/russia/517842
- Prisacariu, V. (2016). CFD Analysis of UAV Flying Wing. INCAS BULLETIN, 8 (3), 65–72. doi: https://doi.org/10.13111/2066-8201.2016.8.3.6
- Xie, C., An, C., Liu, Y., Yang, C. (2017). Static aeroelastic analysis including geometric nonlinearities based on reduced order model. Chinese Journal of Aeronautics, 30 (2), 638–650. doi: https://doi.org/10.1016/j.cja.2016.12.031
- Pogrebnaya, T. V., Shipilov, S. D. (2017). Method for numerical modeling of unsteady separated flow around airfoils moving close to flat screen. Nauchniy vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta grazhdanskoy aviacii, 20 (2), 46–56.
- Bulat, P. V., Minin, O. P. (2018). On modern approach to airplane-type unmanned aerial vehicles design with short takeoff and landing. Part III. Numerical modeling of aircraft vortex aerodynamics by discrete vortex method. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 18 (2), 169–190. doi: https://doi.org/10.17586/2226-1494-2018-18-2-169-190
- Wildmann, N., Hofsäß, M., Weimer, F., Joos, A., Bange, J. (2014). MASC – a small Remotely Piloted Aircraft (RPA) for wind energy research. Advances in Science and Research, 11 (1), 55–61. doi: https://doi.org/10.5194/asr-11-55-2014
- Selecký, M., Váňa, P., Rollo, M., Meiser, T. (2013). Wind Corrections in Flight Path Planning. International Journal of Advanced Robotic Systems, 10 (5), 248. doi: https://doi.org/10.5772/56455
- Abufanas, A. S., Lobatiy, A. A. (2015). Bespilotnyy aviacionnyy kompleks kak slozhnaya mul'tistrukturnaya sistema. Sistemniy analiz i prikladnaya informatika, 1, 4–9.
- Rvachev, V. L., Sheiko, T. I. (1995). R-Functions in Boundary Value Problems in Mechanics. Applied Mechanics Reviews, 48 (4), 151–188. doi: https://doi.org/10.1115/1.3005099
- Maksimenko-Sheyko, K. V. (2009). R-funkcii v matematicheskom modelirovanii geometricheskih ob'ektov i fizicheskih poley. Kharkiv: IPMash NAN Ukrainy, 306.
- Lisin, D. A., Maksimenko-Sheyko, K. V., Tolok, A. V., Sheyko, T. I. (2011). R-functions in computer modeling of 3D car surface design. Prikladnaya informatika, 6 (36), 78–85.
- Rusanow, A. V., Lampart, P., Pashchenko, N. V., Rusanov, R. A. (2016). Modelling 3D Steam Turbine Flow Using Thermodynamic Properties of Steam Iapws-95. Polish Maritime Research, 23 (1), 61–67. doi: https://doi.org/10.1515/pomr-2016-0009
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Tatyana Sheyko, Kirill Maksimenko-Sheyko, Vladimir Sirenko, Anna Morozova, Roksana Petrova
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
