Meestersgraadstudent, Waldo Wessels, bou 'n hibriede vierkopter

Nadat hy die navorsingsonderwerp "Ontwerp, Bou en Toets 'n Vliegtuig met 'n Nuwe Konfigurasie vir Uithouvermoëvlugte" vir 'n vyfde jaar voorgestel het, het Dr. Willie Smit uiteindelik 'n belangstellende student gevind.

Waldo Wessels, wat sedert hy 'n soldeerbout van sy oupa in Graad 1 ontvang het, lief is vir ontwerp en bou. Dit het hom geïnspireer om 'n ingenieur te word en nadat hy sy voorgraadse graad in Megatroniese Ingenieurswese voltooi het, wou hy sy vaardighede in elektroniese en meganiese ingenieurswese verbeter en op die proef stel. Sedert hy 'n klap-klap skakelaar in sy studentekoshuis gebou het en 'n stembeheerde huisoutomatiseringstelsel gebou het, was hy gereed om 'n nuwe vierkopter vir 'n meestersgraad te ondersoek, ontwerp en bou.

Voordat hy vir die nagraadse graad aansoek gedoen het, moes Waldo 'n paar teoretiese berekeninge doen, aangesien mense in die bedryf getwyfel het of die ontwerp sou werk. Hy moes eers vasstel of die hommeltuig sou kon vlieg en of die ontwerp 'n stap voor die bestaande vierkopterontwerpe was.

Aanvanklik was die vierkopter slegs bedoel om deur elektriese motors aangedryf te word, maar sy teoretiese kragberekeninge het bewys dat 'n petrolenjin vlugtye sou maksimeer.

Die vierkopter het 'n hibriede vierkopter geword.

Oor die ontwerp sê hy: “Aangesien die groot sentrale skroef verantwoordelik is vir die vervaardiging van die meerderheid van die hefkrag in hierdie nuwe konfigurasie, en omdat vinnige differensiële stootvariasies nie nodig is vir rol, helling en gier nie, is die groot skroef aangedryf deur 'n petrolenjin. Om die teenwringkrag teen te werk soos 'n konvensionele helikopter se stertrotor, is die elektriese motors horisontaal teen 'n vaste hoek gekantel. Die klein elektriese motors is verantwoordelik vir rol-, helling- en gierbeheer en stabiliteit.

Onderdele kan maklik verwyder, vasgemaak en vervang word.

Alhoewel dit ontwerp is om 'n kamera voor in die vierkopter te pas, het tydsbeperkings die installering van 'n GPS en kamera verhoed. Vir nou word 'n normale vierkopter-afstandbeheerder in plaas van GPS gebruik.

As gevolg van sy chemiese weerstand teen petrol, bestaan ​​die vliegtuigromp uit koolstofveselbuise, plate en 3D-gedrukte verbindings, gedruk van poliëtileentereftalaatglikol (PETG). Laedigtheid-poliëtileenskuimstawe wat in die landingsgestel gebruik is, was 'n bykomende voordeel wat as skokbrekers tydens harde landings opgetree het.

Met 'n gewig van 5.5 kg met die battery en 'n vol tenk petrol is daar 'n voordeel, die hommeltuig word... ligter terwyl dit vlieg en petrol gebruik, wat dit meer doeltreffend maak.

Waldo sê dat die hoofenjin wat die meeste van die hefkrag skep, 'n 20cc tweeslag-enjin is, 'n 17×6 duim koolstofvesel-skroef en koolstofveselbuise is plaaslik aangekoop, maar meestal van oorsee verkry. Hy het 3 borsellose GS-motors met polikarbonaat-skroewe gebruik, aangesien hulle dubbel die lewensduur van geborselde GS-motors het. 'n Standaard Pixhawk 4-vlugbeheerder, 'n litiumpolimeerbattery en elektroniese spoedbeheerders was van die komponente wat nodig was om sy projek te voltooi.

Die montering was moeiteloos en vinnig, maar om vir sommige van die onderdele te wag, veral die petrolenjin, wat tydens Covid aangekoop is, het frustrerend lank geneem.

Op die vraag watter tipe hommeltuig dit is, sê Waldo: "Ten spyte van die nuwe konfigurasie is dit steeds 'n vierwielkopter as gevolg van sy vier vaste steekrotors. As gevolg van die middelste skroef se teenwringkrag, het die landingsgestel van die hommeltuig 'n unieke ontwerp vereis, aangesien normale vierwielkopter-landingsgestel hierdie vierwielkopter tydens opstyg sou laat omval het." 'n Sirkelvormige polipropileenbuis aan die basis het die hommeltuig toegelaat om op die opstygoppervlak te gly, wat die probleem opgelos het en opstyg met gemak verseker het.

Ten spyte van die raserige enjin, kan die hommeltuig tipies gebruik word vir soek en redding, pakkie-aflewerings, landbou en nog baie meer.

Waldo het baie lof vir sy studieleier, dr. Smit, en ander dosente wat hul kennis met hom gedeel het. Hy het geleer deur die probleemoplossing van die projek wat aangebied is. Hy het dit deeglik geniet om te ontwerp en te bou, maar nie soseer om sy tesis te skryf nie.