Domanda sulla fisica dell'hovering

[speedbrake]

Tra l'altro, qualche post più giù c'e' una bella tesi magistrale da UniNa sul tema e lì ci sono le equazioni giuste e tanto di modellazione lineare dentro ambiente Matlab/Symulink
Ma, mentre sono cose che sia io che tu conosciamo (vedo dal profilo che abbiamo percorsi simili), credo troppo complesse e/o noiose per interessare un pubblico vasto e di estrazioni culturali le più diverse. E meno male...sai che palle un mondo di ingegneri.....si sarebbe estinto dopo qualche decennio....vista la loro atavica inibizione ai piaceri della carne...
Scherzo....ovviamente!
Visto che sei un aerodinamico, vorrei allora proporti un tema: io sono convinto che il sistema coassiale sia più soggetto a vibrazioni e microfluttuazioni rispetto a quello standard. Credo che costringere l'elica inferiore a lavorare nel flusso di scia turbolento prodotto dall'altra superiore, non sia il massimo in termini di regime turbolento che si viene a creare e quindi microvariazioni della densità del flusso dove esse devono operare. Cosa ne pensi?
Considerala una riflessione da appassionato di fluidodinamica, nulla più....
paolo

[fabietto_91]

Tra l'altro, qualche post più giù c'e' una bella tesi magistrale da UniNa sul tema e lì ci sono le equazioni giuste e tanto di modellazione lineare dentro ambiente Matlab/Symulink
Ma, mentre sono cose che sia io che tu conosciamo (vedo dal profilo che abbiamo percorsi simili), credo troppo complesse e/o noiose per interessare un pubblico vasto e di estrazioni culturali le più diverse. E meno male...sai che palle un mondo di ingegneri.....si sarebbe estinto dopo qualche decennio....vista la loro atavica inibizione ai piaceri della carne...
Scherzo....ovviamente!
Visto che sei un aerodinamico, vorrei allora proporti un tema: io sono convinto che il sistema coassiale sia più soggetto a vibrazioni e microfluttuazioni rispetto a quello standard. Credo che costringere l'elica inferiore a lavorare nel flusso di scia turbolento prodotto dall'altra superiore, non sia il massimo in termini di regime turbolento che si viene a creare e quindi microvariazioni della densità del flusso dove esse devono operare. Cosa ne pensi?
Considerala una riflessione da appassionato di fluidodinamica, nulla più....
paolo

Ciao Paolo,
innanzitutto metto le mani avanti dicendo che io in areodinamica teorica sono appena entrato, e purtroppo non ho ancora ho le conoscienze adeguate per risponderti..

...a naso però la penso come te, cioè che l'elica inferiore costretta a lavorare nell'aria posta in rotazione dall'elica superiore non sia ottimale per quanto rigarda le vibrazioni...

Sui miei multi preferisco avere eliche di diametro grande e passo ridotto, dato che le nostre eliche lavorano incontrando aria molto lenta (parlo di hovering).
Non avrebbe senso avere eliche con tanto passo su un mezzo che sta molto in hovering (su un multirotore acrobatico potrebbe avere più senso)... le pale lavorerebbero sempre in prossimità di stallo (o meglio con un grande regresso) e in più in discesa avremo un drastico crollo della stabilità (sempre per via dello stallo...)

Ciao

[ziojos]

Vorrei solo aggiungere una cosa:
(tralasciando il naza e altri controllori con altitude hold)
Un rotore, senza variazioni di incidenza (e/o rpm) in hovening NON CI STA per più di qualche secondo. (dipende da molti fattori)
Sono condizioni di equilibrio areodinamico transitorie...

Un mezzo dei nostri in altitude Hold per stare in hovering continua a correggere il gas, non è che "trova i giusti i giri e ci rimane", cioè sballonzola tra equilibri areodinamici molto vicini, che nel complesso lo mantengono in quota stabile.

Per rispondere alla domanda iniziale, il fatto che lo fai "salire lentamente" mette in gioco troppe variabili... per quello non ottieni un risultato lineare. (ovvero non ottieni: poco gas= poca salita)
Se imponessi un rateo di salita maggiore, (dai più gas) vedresti mantenere un rateo di salita "più costante".
...in sostanza tanto il rateo di salita è minore, tanto ci sono problemi di linarità tra stick del gas e rateo di salita.


Ciao

Ho studiato questo fenomeno un paio di anni fa ed ho constatato che sono le piccole (a vvolte micro) variazioni di attitudine a generare una piccola ma significativa diminuzione di spinta che in genere tendono a far scendere un multirotore. Esso poi si stabilizza ulteriormentein presenza di effetto suolo se scende sotto i 40-50 cm da terra.
E' da allora che ho inserito nel modo stabile di JJ-copter una funzione che compensa questo fenomeno contribuendo tra l'altro a facilitare notevolmente il pilotaggio del drone in tutte le sue fasi.

Nel filmato (Dicembre 2010) seguente si possono osservare i risultati che ho ottenuto in termini di mantenimento della quota utilizzando questo metodo congiuntamente alla compensazione della scarica della batteria (ovviamente senza barometro !)



Ciao

[fabietto_91]

Ho studiato questo fenomeno un paio di anni fa ed ho constatato che sono le piccole (a vvolte micro) variazioni di attitudine a generare una piccola ma significativa diminuzione di spinta che in genere tendono a far scendere un multirotore.
......

Interessante! mi spiegheresti consa intendi con variazioni di attitudine?

[elnegrozumbon]

Osservazioni molto interessanti... Sarebbe fantastico poter disporre di un tool che permetta di visualizzare in 3D un multirotore e i suoi movimenti sotto le spinte dei vari motori, in modo da poter scrivere algoritmi di controllo e raffinarli al massimo prima di provarli sul mezzo vero.
Non deve essere complicatissimo, se escludiamo gli effetti del fluido-aria. Il dubbio è che secondo me non sono trascurabili, neanche in prima approssimazione.
Roberto

[speedbrake]

Esistono: Comsol o Fluent.....
paolo

[ziojos]

Interessante! mi spiegheresti consa intendi con variazioni di attitudine?

In pratica per buona parte si tratta di quello a cui Tu stesso accennavi in un tuo post precedente quando scrivevi di instabilità aerodinamiche.

Per dare un'immagine visiva di questo fenomeno è un pò come il volo degli insetti o del colibrì che credo sia il più simile a quello dei multirotori per quanto riguarda la stabilità .

In altre parole durante l'hovering a causa di instabilità del flusso aerodinamico, del vento o comunque dei flussi d'aria anche deboli il multitorore reaggisce con piccole variazioni di assetto (misurabili).
E' facile calcolare che quando il drone è inclinato, anche minimamente, a parità di throttle la spinta è insufficiente a mantenere la quota e di conseguenza si ha una perdita di quota.

Io, tra le altre cose, ho provato a compensare dinamicamente questo fenomeno



Ciao

Josè