קורנטו

נועה קדוש, עדן ינקו, איתן פודבלני, נועם מנסנו, מקסים אלמן, דניאל בנארויה, אילנית יפרגאן, שמואל סרן
שלמה שפונד, רומן גנדלמן
project image

לתכנן, לייצר ולבחון את ביצועיו של טיל ניסוי למטרות מחקר ולימוד, ובחינת  טכנולוגיות "טיליות" שונות.

דרישות ביצועים לייחוס:

  1. ביצוע מסלול בליסטי מבוקר גלגול תוך הגעה לגובה מקסימלי מעל 1500 מטר. הטיל יונצל בדרכו מטה באמצעות מערכת הצנחה.
  2. ביצוע מסלול בליסטי מבוקר גלגול משולב עם גלישה לטווח מירבי. הטיל ישוגר למסלול בליסטי, ובהמשכו יבצע תמרון גלישה לטווח מירבי החל מנקודה שתיקבע מראש בהתאם לתנאי המשימה.

הטיל מורכב מ-3 מקטעים עיקריים: מקטע אוויוניקה (מכיל את כל הרכיבים החשמליים ההכרחיים לתפקודו התקין של הטיל, כמו מחשב טיסה, טלמטריה, סוללה ועוד), מקטע הנצלה וכנפיים (הכולל את המצנח) ומקטע מנוע. בקצהו האחורי של הטיל מותקנים 4 מפעילי סרוו השולטים על ההגאים.

במהלך השנה, עבדנו בכמה תחומים:

  • הנדסת מערכת
  • תכן מבנה
  • אוויוניקה
  • בקרת טיסה
  • סימולציה

המטרה העיקרית של שנה זו הייתה לבצע ניסוי שיגור להדגמה של המשימה הראשונה (השיגור הבליסטי מבוקר גילגול). מצוות הפרויקט הקודם קיבלנו מודל מבנה בשלבי פיתוח, חוגי בקרת גלגול, עלרוד וסבסוב וכן סימולציית סימולינק 6DOF. לכן, רוב הפעילות הוקדשה לצורך שידרוג הפלטפורמה הקיימת בכל התחומים, על מנת להביא אותה למוכנות לשיגור פיזי.

בסמסטר חורף, צוות התכן עבד בעיקר על עדכון ושיפור מודל המבנה של הטיל וביצע תכן מפורט על מנת להתכנס לייצור. במקביל, יצרנו קשר עם יצרנים פוטנציאליים על מנת לקבל מהם חוות דעת והמלצות בנוגע לשיטת הייצור. בעזרתם, בחרנו חומרים עבור כל חלק בטיל, נבחנו ונבחרו אופני החיבור בין המקטעים השונים, שיטות ההברגה ועוד. לבסוף,  הצלחנו להגיע למודל מפורט ומוכן ליציאה לייצור. לקראת סוף הסמסטר, התחלנו לנהל משא ומתן עם מספר מפעלים על מנת לקבל הצעות מחיר לייצור.

בתחום הסימולציה נעשו מספר שיפורים לגרסה שהועברה אלינו מהשנה שעברה. נבחרה תצורה אווירודינמית לטיל (כלומר בחירת המיקום המדויק של הכנפיים לקבלת ביצועים מיטביים) באמצעות הרצת סימולציות שיגור בליסטיות ובחינת התוצאות, הוערך מודל הדחף של שני ההודפים הפוטנציאליים של הטיל ועל סמך תוצאות ההרצות תיעדפנו את ההודף K805G אשר בוער פחות זמן מן ההודף השני אך מספק דחף ממוצע ודחף סגולי גבוהים יותר. בנוסף, את המנוע עצמו, בשונה משנה שעברה, הוחלט לקנות ולא לייצר עקב לוח זמנים צפוף ואילוצים שונים. המנוע הינו מוצר מדף ששני ההודפים הפוטנציאליים מתאימים לו. בהמשך, בוצעה עבודה להגדרת פיזורים ואי ודאויות ומידולן בסימולציה (פיזורי מסה, שגיאות במקדמים האווירודינמיים, אפקט רוח, אי-ציריות דחף, זוויות שיגור משתנות ועוד). בהסתמך על המודלים שפותחו, הורצו סימולציות מונטה קרלו שבעזרתן יצרנו תרשים של מעגל הפגיעות האפשריות הנוצר על הקרקע, כהכנה לניסוי השיגור. בנוסף בעזרת סימולציות שונות קיבלנו קשרים בין מהירויות וזוויות שיגור שונות על הביצועים של הטיל שלנו.

בתחום בקרת הטיסה, במהלך הסמסטר פותחה תוכנה שמטרתה לחשב את ההגברים של הבקרים של חוגי הבקרה השונים, בהתאם לדרישות התכן (למשל שולי יציבות הגבר ופאזה, זמן התייצבות ועוד). בעזרת התוכנה, חישבנו את ההגברים הרלוונטיים בהתאם לדרישות התכן שהוגדרו.

בסמסטר אביב, המשימה העיקרית הייתה לייצר את הטיל ולהתכנס לניסוי השיגור בסוף הסמסטר. לצערנו, היעדים המקוריים שהוצבו בתוכנית העבודה לא יכלו להתממש עקב התפרצות נגיף הקורונה בעולם, אשר השפיע על כלל המשק העולמי וכמובן גם על ההתנהלות בפרויקט. כתוצאה מכך, שונתה תכנית העבודה לסמסטר זה ובמקום שרוב העבודה תתמקד בניסויי מעבדה, קשרים עם מפעלים וספקים מחו"ל, שהנסיבות לא אפשרו, יצרנו תוכנית עבודה חלופית, שמטרתה לקדם את הפרויקט ככל שניתן על אף ההגבלות. הוחלט כי רוב העבודה של צוות התכן תתרכז בפיתוח נושא האוויוניקה וההנחייה, שלא נותח לעומק עד כה.

פלטת האוויוניקה (הנושאת את הרכיבים החשמליים של הטיל) אורגנה לפי דרישות הניסוי, בוצעה אנליזה מפורטת של המעגל החשמלי על גבי הפלטה וכן לאורך הטיל כולו. הורכב דגם  הכללה אויונית "IRON BIRD" – מודל פיזי של המעגל החשמלי של הטיל, אשר כולל את חיבור הרכיבים בפועל ומוודא את תקינות החיבורים. בתחום התכן בוצע תכן מפורט של מקטע ההנצלה. מנגנון הפעולה של המקטע פותח ונותח לעומק, בוצעה אנליזה דינמית  המבטיחה את פעולתו התקינה של המקטע ונבנה מודל מפורט שלו בסוליד.

בתחום הסימולציה, בוצעו מספר שדרוגים, הבולטים שביניהם היו העברת הסימולציה לבדידה (כלומר התאמתה לעולם האמיתי, באופן שיידמה את שיתרחש במציאות בשילוב עם מחזב ההטסה), תוך מידול השהיות ורעשים, וכן עדכון מודל הגרר. במקביל, בתחום הבקרה בוצע תיקוף (ולידציה) של חוגי הבקרה השונים ובחינת ביצועיהם תחת מתן מגוון פקודות. בנוסף לכך, לקראת סוף הסמסטר התכנסנו לביצוע ניסוי שילוב סרוו מבוקר באמצעות מחשב ההטסה במעבדה לבקרה בפקולטה, במסגרתו אופיין הסרוו ונמצאה פונקציית התמסורת שלו, לצורך שילוב עתידי שלה בסימולציה המלאה ובתוכנת זמן אמת של ההטסה.


קורנטו 2020