Bepiločių konvertoplano ir kvadrokopterio tipų dronų energijos sąnaudų tyrimas

Darbe yra apžvelgiamos ir įvertinamos hibridinės sistemos, integruojančios vertikalaus pakilimo ir nusileidimo galimybes su horizontalaus skrydžio rėžimu. Paminėta, kad šių sistemų potencialas bepiločių orlaivių srityje yra gana reikšmingas, bet pastebėtas eksperimentinių energetikos duomenų trūkumas. Pateikiamas projektuojamo orlaivio įrangos aprašymas ir pagrindžiami pasirinkimai. Paruoštas bepilotis orlaivis, kurį galima konvertuoti iš kvadrokopterio į hibridinį fiksuotų sparnų su pakrypstančiais motorais tipą. Konvertuoti orlaivį išlaikant vienodus bazinius komponentus pasirinkta siekiant kuo artimesnio palyginimo. Pasirinkti prietaisai matuoti orlaivio pozicijai ir maitinimo sistemos įtampai, bei srovei. Atlikti ne visi suplanuoti bandymai, kadangi sugedo bandymams reikalinga įranga. Šio darbo galutinis rezultatas – realių skrydžių duomenys, parodantys fiksuoto sparno neigiamą poveikį pakilimo energijos sąnaudoms ir teorinis skaičiavimas, kuris parodo, kad horizontalus skrydis su sparnu yra beveik 6 kartus efektyvesnis.

This work reviews and evaluates hybrid systems, that integrate vertical takeoff and landing capabilities with a horizontal cruise mode. It is mentioned, that the perspectives of these systems in the field of unmanned aerial vehicles are quite significant, but a lack of experimental energy data has been observed. The equipment for the designed aircraft is chosen and described. The reasons for the choices are also explained. A ready-to-use aircraft is presented, which can be converted from a quadcopter, to a hybrid variant with fixed wings and a tiltrotor mechanism. The choice to convert the aircraft between variants keeping the same base components is made to keep the comparison as close as possible. Certain devices are chosen to measure the location, as well as the current and voltage of the power supply system of the aircraft. Not all planned flights were conducted due to equipment failure, which was vital for the experiments. The final result of this work consists of real flight data showing the negative impact to the energy consumption during takeoff caused by the fixed wing, as well as a theoretical calculation which resulted in a conclusion that in theory horizontal flight with fixed wings is almost 6 times more efficient.