• Merevszárnyú VTOL drón vonóerővektor-eltérítéssel

Szeőcs Dávid

Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma és Általános Iskolája

Konzulens:
Dr. Farkas Oszkár

Merevszárnyú VTOL drón vonóerővektor-eltérítéssel

Az utóbbi években a dróntechnológia gyors fejlődése új lehetőségeket teremtett a különböző iparágak számára, a mezőgazdaságtól kezdve a logisztikán át egészen a katasztrófavédelemig. A leggyakrabban használt két fő típusa a drónoknak a merevszárnyú és a forgószárnyú drónok. A merevszárnyú drónok több ideig tudnak repülni, nagyobb távolságokat tudnak megtenni, és hatékonyabbak, viszont a le- és felszállás kivitelezése nehezebb az ilyen típusú drónokkal. A forgószárnyú drónok legfontosabb tulajdonsága, hogy függőlegesen tudnak fel- és leszállni, ami lehetővé teszi a számukra, hogy korlátozott helyekről, akár akadályozott környezetben is elinduljanak. Ez a tulajdonság széles körben teszi alkalmazhatóvá az ilyen drónokat különböző környezeti feltételek mellett is.

Ebben a projektben egy új módszer került kidolgozásra a függőleges fel- és leszállásra merevszárnyú pilóta nélküli repülőgépekre, amivel a két fő típus legfontosabb előnyeit ötvözik egy megoldásban.

Az új megoldás lényege, hogy a drón törzse először vízszintesből függőleges helyzetbe áll fel a földön, majd utána függőlegesen száll fel, és később a vízszintes repüléshez a levegőben vízszintes irányba fordul. A folyamat vezérlése a drónon lévő rotorok döntésével és teljesítményük kontrollálásával van megoldva egy olyan módszerrel, ami a szenzoradatok alapján teljesen automatikusan működik. A megoldás bemutatására egy példaértékű drónt terveztek, és szimulációkat hajtottak végre ezzel a drónon a MATLAB/Simulink szoftver segítségével a fel- és leszállást illetően. A szimulációk mellett egy prototípus is készült, amivel a fel- és leszállás első és utolsó fázisa, tehát a vízszintes helyzetből függőlegesbe állás, valamint ennek fordítottja sikeresen végre lett hajtva.

Az említett megoldás előnyei, hogy kicsi futóművet igényel, és vízszintes repülés közben a drón mindhárom tengelye körül irányítható csupán a rotorok döntésével és teljesítményük szabályozásával, ami biztonságosabbá teszi a repülést és adott esetben kiválthatja a vezérsíkokat is. A merevszárnyú drónoknál függőleges fel- és leszállásra eddig elterjedt megoldások közül egyik sem képes ezt a két tulajdonságot egyszerre hatékonyan elérni.