Tailsitter 2號機

 









自從上次一號機失敗之後好一陣子,決定開始二號機改進。
(一號機測試的文章在這 https://infinityhobby.blogspot.com/2023/01/tailsitter-planes-setting.html)

二號機這次直接參考大陸一台叫做Swan-K1




這台網路上看到是使用PIX4,原理跟我的一號機相同。但主要差異在於馬達偏角很顯眼,我猜這應該就是YAW保持穩定的關鍵。

在逆向的過程中,特別簡化了機體,把很多部分改成使用碳纖棒,這樣可以減少列印時間也減少重量。



重心部分我特別做了一個縮小版(70%)來手丟,初步計算是使用https://rcplanes.online/cg_wing.htm

我記得還有找到另外一個網頁,算出來結果完全不同,手丟測試是覺得重心前面一點高速穩定,但是失速點會高一點,但是重心後面的話可以漂遠一點,低速也可以飛,但是飛行就很不穩定。

重心位置大致在螺旋槳面中心。我猜應該是K1的重心吧。

翼型使用EPPLER 326,原因是看起來厚度很夠,尾巴翹的也很誇張。飛機射機接近翼端我有做外洗角。主翼攻角看圖片K1好像沒有,所以我也沒做。


23/3/8今天基本上中心部分完成,發現的問題是原始設計艙蓋因為重心配置的問題,導致飛控要往後移動,會碰到中間補強桿所以得墊高。但是這樣就會超過原本設計的機體厚度,所以艙蓋得單獨重新畫過。

圖已經畫好,目前正在印。

停懸測試真的比第一版穩定很多,但是機身強度不足,所以會共振。希望改良的艙蓋裝上去可以增加強度,不然就得用細的碳纖棒在馬達中間拉補強了。

所需要碳纖棒:

  •     5x150mm x4
  •     5x114.8mm x 4
  •     3x632mm x 1
  • 3x303mm x 2 

其他所需要零件:

  • GPS Modul
  • TELEMETRY 
  • OMNIBUS F4 
  • Genfan 5" prop
  • 45A 4in1 BLHeli_S
  • SA2306 KV2345 x 4 


23/3/19






基本上已經全部完成,等待最後飛行測試。

3/22 老外給了一份重要資料

https://github.com/ArduPilot/ardupilot/blob/master/libraries/AP_HAL_ChibiOS/hwdef/Swan-K1/defaults.parm

這個是Swan-K1的參數

重要的參數如下

Tailsitter設定

Q_ENABLE 1

Q_FRAME_CLASS = 1 

Q_TAILSIT_ENABLE  2 *restart

Q_TAILSIT_MOTMX = 15

Q_FRAME_TYPE = 1

Q_OPTIONS 128

ARMING_RUDDER 2 (用搖桿ARM跟DISARM)

# the HWing can become unstable at high speeds. Limit pitch angle

# to prevent overspeed

LIM_PITCH_MAX  4500

LIM_PITCH_MIN  -1500

# no rudder mixing

KFF_RDDRMIX 0

# reasonable attitude limits

LIM_PITCH_MAX 4000

# slow down for landing approach

TECS_LAND_ARSPD 8

其他看狀況

Q_TAILSIT_ANGLE 過渡角度 預設45

Q_TAILSIT_RAT_FW 過渡所需時間

3/24 測試成功

最後還是在馬達間拉了兩根2mm碳纖棒,不然還是會晃動。



因為數傳不穩定的問題無解,所以只能透過USB線簡單地把P值從25降到20稍微減低停懸時的共振,然後就就很猛的測FWA模式。

從停懸模式稍微拉高一點之後切FWA,飛機瞬間加速向上爬升,嚇了一跳,不過還來不及反應就開始自動往前傾斜45度進入轉換中介狀態。

因為動力真的很充足,所以一下就完全轉換到到平飛模式。轉換過程很順。但是飛行速度相當快, 我回頭看了一下飛行紀錄,平飛50%油門而且用設定的最小安全半徑繞圈都一直維持在100kmh左右。

由於飛行時間沒有計算,所以繞了幾圈之後怕電量不足就切回停懸模式準備降落。不過慘了,只是稍微遠了一點但是已經沒辦法視覺辨識姿態。好家在飛機本身很穩,但是卻越僑飄的越遠。才幾十秒時間嚇得全身冒冷汗,因為沒有設定Failsafe的對應動作,所以如果真的沒電就是直接墜毀了。不過這時突然心生一計,立刻回到電腦前面用地面站軟體狂送RTL訊號,希望數傳這時候能夠給力。

運氣真的很不錯,看到飛行模式已經切到QRTL,這時候心放下一大半。才過幾秒飛機就已經飛回頭頂準備降落,這時切回手動模式稍微橋了一下位置順利降落。

呼....

另外就是QRTL模式如果超過一定距離會先自動切到飛機模式後往家裡飛,然後快到目標前才又切回停懸模式。雖然當場因為飛機太小看不清楚,不過看log檔模擬的時候,發現它真的超聰明的,發現機頭方向不對還回先180度轉彎之後才切到飛機模式。

23/5/16 

好久沒更新,後來飛的越來越順手。這台飛機蠻多奇怪的特性。

轉彎的時候越慢轉彎的弧度會越小,雖然好像是常識,但實際飛的時候卻感覺好像是因為飛控介入的關係。所以快慢轉彎的弧度差很大。

油門真的要開得很小,平飛模式絕對都是低於50%以下,50%以上非超快。

起降的時候也是一樣,50%以下的速度才不會突然衝出去太快。特別是起飛的時候,首先他會先往前壓頭45度,然後突然加速。如果這時候油門大於50%的話,飛機一下子就飛超遠的。

另外比較努力測試過,停懸需要25A電流,平飛的話,如果拉升舵飛,油門25%-30%大約可以降到10A左右。


2023-5-30 墜毀


還好有找到

墜毀原因是飛太遠,切QRTL結果直接撞地球。所以如果在飛機模式,好像不能直接切QRTL,要先切回Q模式才能用QRTL。

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