Proiect de diplom

Proiect de diplomConstruirea unui avion fr pilotCA2661-10

UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAOVSPECIALIZAREA CONSTRUCII AEROSPAIALEChea Manuel

Avion fr pilot CA2661-10Tema de proiect S se proiecteze o aeronav fr pilot complet autonom avnd urmtoarele caracteristici constructive: greutatea maxima 11622 kg, viteza maxima 670 km\h, anvergura 35.42m , plafonul de zbor 19.8 km, raza de aciune: 17000 km.

Global Hawk- modelul de referinModelul RQ-4A Global Hawk, al firmei Morthrop Grumman a fost selectat n mai 1995 n urma unui concurs organizat de ctre DARPA pentru a se obine un UAV din clasa HALE. Acest model este un UAV de altitudine inalta i anduranta mare proiectat pentru a sprijini comandantii pe campul de lupt oferind imagini de rezolutie mare, n timp real, a unor vaste zone geografice. VersiuneRQ-4 AProducatorNorthrop Grumman, SUATipulHALE UARS -Unmanned Aerial Reconnaissance System sistem de recunoatere aeriana fr pilotMotorRolls-Royce AE 3007H turbofan engine (1x)Putere7,150 lbs, 31,6 knLungime44.4ft 13.5mnlime15.2ft 4.6mAnvergura116.2ft 35.4mGreutate26,700 lbs 11,622kg (gross take-off)Viteza343 knots TAS, 650 km/hAltitudine19800 mRaza de aciune20400 kmProfil la ncastrare NASA LRN 1015 (S1210; S1223)Date tehniceStudiu comparativ avioane fr pilot

Viteza 1024 km/h

Altitudine 6700m

Raza de actiune - 4000 kmViteza 217 km/h

Altitudine 7700 m

Raza de actiune - 4000 kmEADS Barracuda

RQ-1 Predator

Viteza 540 km/h

Altitudine 12200 m

Raza de actiune - 3900 kmViteza 260 km/h

Altitudine 8000 m

Raza de actiune - 930 kmX-47 Pegasus UCAV-NAlenia Aeronautica Sky Y

Grafic comparativStudiu comparativ avioane cu pilot

Sukhoi Su-25 FrogfootGreutate - 20,500 kg

Altitudine 10,000 m

Raza de actiune - 2,500 km Greutate - 13,782kg

Altitudine 13,700m

Raza de actiune - 4,150kmA-10 Thunderbolt II

Greutate - 22,000 kg

Altitudine 11,000 km

Raza de actiune - 3,000 km Ilyushin Il-102Grafic comparativConcluziiPlafon de zbor neatins de nici un alt AFP

Raza de aciune impresionanta, pn la 20000 kilometri

Instrumente de bord de ultima generatie

Design innovator, favorizand aerodinamica optima

Zbor complet autonom, efectuat n urma preprogramarii traseului

Amprenta infrarosu i radar redusa

Capacitatea de a fi folosit n aciuni militare i civile

Timp de zbor de pn la 40 de ore

Sistem de comunicatii avansat, poate face misiuni n Iraq, fiind dirijat i programat din SUA

Regulamente i normative impuse la proiectarea aparatuluiFar 25Pentru varianta civil a Global Hawk, folosit n prezent de ctre NASA pentru studiul atmosferei superioare se folosesc regulamentele civile iar pentru versiunile militare se folosesc regulamentele militare corespunzatoare. FAR 25.301 ncrcri.(a) Cerinele de rezisten sunt specificate n termeni de sarcini limit (sarcinile maxime ce sunt prevzute s apar n utilizare) i sarcini ultime (sarcinile limit multiplicate cu factorii de siguran recomandai). n lipsa altor specificri, sarcinile prescrise sunt sarcinile limit.(b) n lipsa altor specificri, sarcinile aerodinamice, la sol i pe ap, trebuie puse n echilibru cu forele de inerie, lund n considerare fiecare element de mas de pe avion. Aceste sarcini trebuie distribuite astfel nct s aproximeze n mod conservativ sau s descrie minuios condiiile reale...(c) Dac deformaiile sub sarcin ar putea modifica semnificativ distribuia sarcinilor externe sau interne, aceast redistribuire trebuie luat n considerare.

FAR 25.303 Coeficientul de siguran.n lipsa altor specificaii, trebuie folosit un coeficient de siguran de 1,5.FAR 25.305 Rezisten la deformaie.(a) Structura trebuie s fie capabil s reziste la sarcinile limit fr deformare permanent, cu efecte negative. La nici o valoare a sarcinilor, pn la forele limit, deformaia nu are voie s influeneze sigurana funcionrii.(b) Structura trebuie s fie capabil s reziste la sarcinile ultime, fr s cedeze, cel puin 3 secunde. Totui, cnd demonstrarea rezistenei este fcut prin teste dinamice simulnd condiiile reale de sarcin, limita de 3 secunde nu se aplic.FAR 25.321 Solicitri n zbor. Generaliti.(a) Factorii de sarcin n zbor reprezint raportul dintre componenta forei aerodinamice (acionnd normal la axa longitudinal presupus a avionului) i greutatea avionului. Un factor de sarcin pozitiv este unul n care fora aerodinamic acioneaz n sus fa de avion.[14]

Stabilirea soluiei constuctive. Modelul de baz- Global Hawk

Configuraia aleas

Misiune de zborGlobal Hawk poate indeplini misiuni de recunoatere n tot felul de operatiuni. Raza de aciune 14000 de mile nautice i anduranta de 42 de ore, combinate cu legaturi de comunicare prin satelit, permit acestui aparat s desfoare operatiuni oriunde pe Glob.Senzorii de rezolutie inalta, incluzand aici sistemele electro-optice i vizibile i radarul de generatie moderna, pot face o supraveghere a unei suprafete de 60 000 de km2 de la o altitudine de 19800 m n mai putin de 24 de ore.

In timpul operatiunilor militare din Iraq i Afganistan au fost folosite ase aparate Global Hawk insumand mai bine de 4300 de ore de activitate.

Diagrama H-VPrototip virtual

Prototipul virtual a fost fcut n SolidWorks 2007 i prezint o urmtoarele modificri fa de modelul original:Ampenajul este n TMotorul a fost mutat n partea inferioar a fuselajului

Etape

Echipamente utilizate pentru controlul aeronavei. Pilot automat.

Algoritm de ocolire a obstacolelor folosit pentru zborul complet autonom

Un algoritm pentru zbor sigur este:1. se initializeaza AFP-ul n punctul A + r AB2. se urmeaza calea sigura mai sus mentionata pn la limita de siguranta{xs , ys , unghi(AB)+ /2}pana cand se intalneste unul dintre evenimentele:Senzorii intalnesc o intaAFP-ul ajunge la {xs , ys }In ambele cazuri se intra n modul de siguranta(de protectie). n modul de siguranta AFP- ul zboar n cercuri de raza minima n sens retrograd.3. dac {xs , ys }B + r AB se asteapta actualizarea datelor legate de {xs , ys } i se continua cu pasul 2 la actualizarea datelor.

ASPECTE TEHNOLOGICEStudiul utilizrii materialelor compoziteMaterialele compozite sunt materiale formate din dou sau mai multe faze la scar macroscopic a cror performan i proprieti sunt destinate a fi superioare celor ale materialelor constituente, acionnd independent.

Pentru avionul fr pilot CA2661-10 s-au ales materiale conpozite preimpregnate.

BIBLIOGRAFIE1. MM Nita Avioane i rachete. Concepte de proiectare2. R.Udroiu - Materiale compozite, Tehnologii i aplicatii n aviatie3. Roskam Airplane Design4. Reg Austin - Unmanned Aircraft Systems: UAVS Deign, Development and Deployment5. http://www.northropgrumman.com/6. http://en.wikipedia.org/wiki/Unmanned_aerial_vehicle7. http://www.air-attack.com/8. http://www.ae.illinois.edu/m-selig/ads/aircraft.html9. http://www.airforce-technology.com/projects/global/10.http://www.dailytech.com/NASA+Global+Hawk+Completes+First+Science+Flight/ article18096.htm

11. http://en.wikipedia.org/wiki/V-tail12. Z.Goraj, A.Frydrychewicz i colectiv - High altitude long endurance unmanned aerial vehicle of a new generation a Deign challenge for a low cost, reliable and high performance aircraft, Bulletin of The Polish Academy of Sciences Technical Sciences, Vol.52,No.3,200413. Anthony Finn i Steve Scheding Developments and Chalenges for Autonomous Unmanned Vehicles- A compedium, 2010, ISBN 978-3- 642-10703-014. FAR 25--Airwothiness Standards: Transport Category Airplanes 15. Reed Siefert Christiansen Deign of an autopilot for small unmanned aerial vehicles, Department of Electrical and Computer Engineering, Brigham Young University,August 2004 16. Sivakumar Rathinam i Raja Sengupta A Safe Flight Algorithm for Unmanned Aerial Vehicles, CEE Systems, University of California, Berkeley, SUA17. M. Banu - Curs Tehnologia Materialelor Compozite, Anul IV, MF18. Valeria Suciu i Marcel-Valeriu Suciu Studiul Materialelor, Editura Fair Partners 200819. http://www.compozite.net/materiale-compozite/autoclava.html