1119 Budapest, Mérnök u. 39.

Tel: +36 1 203 0283

Fax: +36 1 883 3636

E-mail: info@gdf.hu

3D modellezés és gyártás műhely

A műhelyben tevékenykedő munkatársak

  • Bognár Géza
  • Szalay Tibor
  • Szabó Mihály
  • Reé István
  • Svébis Zoltán

A műhely célkitűzése

Olyan gyártási eljárások kidolgozása, melyek a 3D modellezésen alapulva lehetővé teszik egyes különálló vagy összetett szerkezetek gyártását. Ennek specifikus esete a pilótanélküli repülőgépek sárkányszerkezetének és egyes fedélzeti elektronikai egységeinek fejlesztése.

 

A kutatási munka ismertetése

A a távolból adatokat szolgáltató repülő eszközök ára között nagyságrendi különbségek lehetnek. A szerzők a GDF-en arra vállalkoztak, hogy bebizonyítsák, hogy korlátozott erőforrásokkal is képesek olyan mini UAV-t létrehozni, amely egykilométeres hatósugáron belül képes képeket szolgáltatni a környezetről. Az „eldobható” kifejezés a címben kettős jelentéssel bír: egyrészt arra utal, hogy ennek a gépnek a költségei jelentősen alacsonyabbak, mint más mini és mikro gépeké, másrészt arra, hogy a repülőgép indítása ténylegesen kézből eldobva történik.

 

Repülőtulajdonságok előzetes meghatározása

A kiindulási pont az volt, hogy egy maximum 200 gramm tömegű kamerát kell tudni hordoznia a gépnek, amit rádió segítségével a távolból lehet irányítani. A kamera lefelé és előre is irányítható legyen. Ebből az következik, hogy a repülőgép orrába nem tehettük a motort, azért, hogy a légcsavar ne zavarhassa a képet. Így a motor a szárny fölött elhelyezett konzolra került. A fenti hasznos terhelés előzetes tapasztalataink alapján könnyen szállítható egy 25-35 g/dm2 felületi terhelésű segédmotoros vitorlázógéppel. Egy általunk ismert és kereskedelmi forgalomban kapható repülőmodell (Easy Star) adatait figyelembe véve, áramlástani és szilárdságtani számítások elvégzésével meghatároztuk repülőgépünk főbb adatait (profil, fesztáv, törzshossz, szárnyfelület, csillapító felület, előzetes tömeg, súlypont, stb..). A számításokhoz részben az interneten megvásárolható programot, részben saját fejlesztésű programot használtunk.

 

Építési technológia

Az így kapott alapadatok segítségével elkészítettük a repülőgép szerkezetének 3D modelljét a CADKEY-98 műszaki modellező és tervező szoftver segítségével. A 3D modell alapján részben automatikusan (de nagyon sok kézi munkával) elkészítettük a repülőgép 1:1 léptékű 2D építési rajzát. Az ilyen rajz alkalmas arra, hogy egy hasonló szaktudással és tapasztalattal rendelkező személy elkészítse a repülőgépet úgy, hogy az egyes alkatrészek rajzait sablonnak is használva kivágja az alkatrészeket és összeszerelje azokat. Maga az építés a repülőmodellezésben alkalmazott szokásos technológia szerint történt. A repülőgép jellemzően fenyő és balsafából épült. A felületek borításához hőre zsugorodó műanyag fóliát használtunk. Elkészítettük a kapcsolóáramkört a fényképezőgép távirányításához, illetve a digitális fényképezőgépet átalakítottuk a kapcsolójel fogadásához. A beépített egyéb elektronikai eszközök a modellezésben szokásosan használt eszközök voltak.

 

A CADKEY-98 segítségével készített 3D modellen alapuló 2D építési rajz

 

A digitális fényképezőgép átalakítása

 

Repülési tesztek
A repülési tesztekre 2006 áprilisában került sor. A repülőgép az előre tervezetteknek megfelelően viselkedett, csak minimális finom hangolásra volt szükség. Ez a repülőgép bonyolult időjárási viszonyok között nem vezethető, azonban a célnak megfelelő stabilitással repül 20 km/h szélsebességig (maximum 5 km/h lökésekkel). A kamera távirányítása kielégítően működött. Az alábbi felvétel kb. 100 méter magasságból készült.
 

Légifelvétel az UAV fedélzetéről

 

Küvetkeztetések

  • Az elvégzendő feladat specifikálásától függően az UAV-k beruházási és üzemeltetési költségei között több nagyságrendi különbség tapasztalható.
  • 1 kilométeres hatósugáron belül működő, videofelvételt készíteni tudó UAV-t, modellező technológiával is elő lehet állítani.
  • Az UAV-k szerteágazó világában a csoportosítást a repülőtulajdonságok, illetve az irányítási rendszerek szerint érdemes elvégezni.


Publikációk

  1. BOGNÁR: 3D Modeling with CADKEY, E-learning tananyag, Gábor Dénes Főiskola, Multimédiás CD, SZÁMALK Kiadó 2005
  2. BOGNÁR: Mechanikai elemek kiváltása informatikai eszközökkel a repüléstechnikában, INFORMATIKA, Budapest, 2005. 8 évf. 1. szám, pp 37-43.
  3. BOGNÁR, SZŰCS, BÁTYI: Esztétikai és műszaki szempontok összehangolása nagysorozatban gyártott fröccsöntött műanyagtermékek estén, Magyar Tudomány Napja, GDF konferencia, Budapest 2005
  4. BOGNÁR REÉ: Alacsony költségű pilótanélküli felderítő-repülőgép fejlesztése. Magyar Tudomány Napja, GDF konferencia, Budapest 2006.
  5. BOGNÁR, REÉ: Légifelderítés egyszerű eszközökkel. Robothadviselés Konferencia, ZMNE, Budapest, 2006.
  6. BOGNÁR REÉ: Alacsony költségű pilótanélküli felderítő-repülőgép fejlesztése. Informatika 30, 9. évf, 2. szám 2007, Budapest
  7. BOGNÁR: GPS-el segített programozott irányítású mini repülőgép fejlesztése, Magyar Tudomány napja a GDF-en tudományos konferencia, 2007 Budapest
  8. BOGNÁR: GPS-el segített programozott irányítású mini repülőgép fejlesztése, Informatika 32. szám 10. évfolyam 2 szám pp 45-49, 2008 Budapest
  9. BOGNÁR G., VÁNYA L., REÉ I.: Robotrepülőgépek sárkányszerkezetének tervezése 3D modellező technológiával, Magyar Pilótanélküli Légiárművek Fejlesztőinek Találkozója, BMF 2009 szeptember, Budapest
  10. G. BOGNÁR, L. VÁNYA, I. REÉ: UAV Development with 3D Modeling Technology, Computational Intelligence and Informatics, BMF 2009. pp 733-743
  11. G. BOGNÁR, Z. Svébis: UAV Mini Airplane Development Using IT Facilities, Informatika 38. szám, Vol XIII. No 2 pp 10-15, 2011. Budapest