צופה קדמי 2020

זהו פרויקט גמר בתואר ראשון בפקולטה להנדסת אווירונאוטיקה וחלל בטכניון: מטרת הפרויקט הינה לפתח כלי טיס בעל היכולות הבאות: תצפית קדמית ושידור תמונה לכוחות ימיים, המראה ונחיתה אנכית מסיפון, מעבר לטיסה אופקית במהירות עד 50 מטרים בשנייה וריחוף מעל היעד למשך כחצי שעה. כל זאת, כאשר הרחפן מסוגל לסחוב מטען עודף מועיל של עד 3 ק"ג, ושידור מידע למפעיל.

מסמך זה מסכם את העבודה שנעשתה בשנה הרביעית והאחרונה בפרויקט. בשנה זו, סיימנו את התכן והייצור של האב טיפוס שהינו חצי מגודל התכן המקורי ומתוכנן להגיע למהירות טיסה של 30 מטר בשנייה במקום 50.

העבודה שנעשתה בפרויקט זה הינה תיאורטית ופרקטית המשלבת דיסציפלינות כגון אווירודינמיקה, בקרה, מבנה, ביצועים וכו'. מלבד העבודה שנעשתה בשנים קודמות, ההתקדמות שנעשתה השנה נסמכת גם על עזרה ממומחים בתחומים השונים, מהתעשייה ומסגל הפקולטה. הייחודיות של פרויקט זה לעומת פרויקטי גמר אחרים, בא לידי ביטוי בכך שהתקיים שיתוף פעולה עם סטודנטים מהפקולטה להנדסה באוניברסיטת סן דייגו, בהנחיית יוסי קץ. שיתוף פעולה זה התבסס על שיחות ועידה אינטרנטיות שבועיות בהם חלקנו מידע ושיטות עבודה, ייעצנו זה לזה וביצענו לימוד משותף של נושאים הרלוונטיים לשני הקבוצות. שיאו של שיתוף הפעולה היה הגעתם של הסטודנטים מ- SDSU לטכניון, כאשר ביקור דומה היה אמור להיערך בסן דייגו, אך בוטל עקב מגיפת הקורונה. ביקור הסטודנטים בארץ והמפגשים השבועיים עמם חיזקו את הקשרים המקצועיים והאישיים בין הקבוצות, ותרמו לחוויית הלמידה המשותפת.

בשנה זו התמקדנו בסיום המדגים ובתחילת ייצורו. צוות הבקרה פיתח את משוואות התנועה של הכטב"מ תוך התחשבות בהשפעת שלושת המדחפים על התנע הזוויתי של הגוף. נבנה מודל של הכוחות והמומנטים האווירודינמיים והתבצע ניתוח של הדינמיקה הכוללת של מערכת הגוף. תוכננה מערכת בקרה באמצעות מודל ה6-DOF, למודל הטיסה האנכית ולמודל הטיסה האופקית כאשר הבקרים תוכננו בשיטות תכן מערכות בקרה SISO, תוכנן ופותח מודל הTransition אשר מעביר  את כלי הטיס בין מצב הטיסה האנכית למצב הטיסה האופקית. לבסוף, התבצעה עבודה על הPixhawk, בביצוע אינטגרציה של בקרי מנועי הסרוו, ובכיול של מכשירי המדידה.

במהלך השנה, הסתיים עיצוב מבנה המודל והוא נבנה, צוות תכן  פיתח מנגנוני סיבוב עבור המנועים הקדמיים והאחוריים. גוף המטוס עוצב מחדש על מנת להתחבר לכנפיים בצורה יעילה יותר ולאפשר למגש נשלף להחזיק את הסוללות ואת הPixhawk, התבצע עדכון לכן הנסע המחובר לגוף המטוס. נשקל עיצוב מחדש של הכנפונים, אשר יאפשר להם לשמש ככן נסע.

צוות האווירודינמיקה תכנן וביצע שני ניסויים סטטיים על המנוע הקדמי, (עם ובלי הרוטורים), ותכנן ניסוי מנהרה מלא על מנת לסיים לתכן את מודל הדחף הכולל של המערכת. בנוסף, בוצע ניתוח מקיף של מיתר הכנף כדי למצוא את אורך המיתר האופטימלי עבור הערכת יחס העילוי לגרר.