Справжній винищувач F-35B вже є інженерним викликом. Відтворити його здатність до вертикального зльоту та посадки у вигляді шестифунтового радіокерованого літака звучить як проєкт, що має закінчитися дорогим вибухом. Однак 3D-друкована модель Еріка Магліо є неймовірною. Вона літає як літак, зависає як дрон і приземляється вертикально… і все це без зайвого безладу.
Другий дизайн F-35 від Магліо розроблений з урахуванням портативності. Попередня версія використовувала 90-мм вентилятор і залишалася переважно зібраною, тоді як цей 70-мм літак розбирається на фюзеляж, крила та хвостове оперення. Ці частини поміщаються у професійний жорсткий кейс, що значно полегшує транспортування на заходи по всій країні. Модель вже демонструвалася на виставках Neat Fair та ArduPilot Developer Conference в Австралії та Великій Британії.
Повітряний каркас майже повністю виготовлено за допомогою 3D-друку, переважно на машинах Bambu Lab X1-Carbon та H2S. Опубліковані розміри вражають для моделі літака: розмах крил 30,5 дюйма, довжина близько 44,8 дюйма, площа крила 2,43 квадратних фута, а літна вага становить близько шести фунтів.
Створення режиму зависання було дуже складним
Реальний F-35B має підйомний вентилятор, поворотний вихлоп у задній частині та сопла для контролю крену, розташовані на крилах. Маленька електрична модель не може просто зменшити цю конфігурацію і очікувати такого ж результату. Щоб уникнути втрати тяги, пов’язаної з довгими повітроводами для повітря від вентилятора, Магліо використав два міні-дронові двигуни EMAX з дводюймовими пропелерами, розташованими на кінцях крил для контролю крену.
Основним джерелом вертикальної тяги є 70-мм канальний вентилятор FMS, доповнений додатковим вентилятором, розташованим у передній частині фюзеляжу. Поворотний момент при зависанні забезпечується поворотом заднього вихлопного сопла. Це сопло функціонує як повноцінний модуль обертання з трьома підшипниками, відомий як 3BSM, а не просто нефункціональна копія.
Три сервоприводи HiTec CAN-bus рухають секції кільця модуля. Через необхідність того, щоб механізм обертався під різними складними кутами, Магліо розробив спеціалізовану друковану плату разом із програмним забезпеченням для перетворення вхідних сигналів нахилу та керма напрямку на необхідні тригонометричні рухи. Він зазначає, що процес розробки включав “сім ітерацій дизайну сопла 3BSM, чотири версії контролера сопла та три різні конфігурації актуаторів, щоб досягти чогось, що працювало надійно”.
Механізм може відхилятися за межі вертикалі, досягаючи 105 градусів. Це дозволяє літальному апарату використовувати векторну тягу для руху вперед або назад, зберігаючи фюзеляж горизонтальним у режимі GPS-контролю позиції. Це розумний спосіб уникнути виникнення великих небажаних сил у широкого крила щоразу, коли модель змінює положення під час зависання.
ArduPilot перетворює науковий проєкт на літак
Система керування польотом використовує ArduPilot, який є фреймворком автопілота з відкритим вихідним кодом, широко використовуваним у безпілотних літальних апаратах. Магліо налаштував його конфігурацію двигунів для підтримки цієї унікальної системи та інтегрував необхідну логіку для контролю позиції сопел. Система пропонує такі функції, як стабілізація, утримання позиції за GPS, керування переходами та можливість повернення до початкової точки зльоту. “Рішення використати ArduPilot було тут вирішальним”, – каже Магліо.
Модель використовує хвостові поверхні керування замість елеронів. Це зменшує вагу та усуває необхідність додаткових електричних чи механічних з’єднань щоразу, коли крила знімаються для транспортування. Великі хвостові поверхні F-35 забезпечують достатню потужність для цього.
Система живлення включає 70-мм 12-лопатевий вентилятор FMS, 80-амперний ESC FMS Predator, бортовий контролер Matek та 6-елементний акумулятор Admiral Pro ємністю 4000 мАг. Ерік повідомляє про приблизно три-три з половиною хвилини польоту з вертикальним зльотом і посадкою, або приблизно дві з половиною хвилини лише зависання. Модель виробляє близько 3300 Вт під час вертикального зльоту.
У відео F-35B плавно піднімається, переходить у швидкісний горизонтальний політ, робить проліт на високій швидкості, а потім повертається в контрольоване зависання. Випускаються шасі, сопло виконує останні коригування, і літак вертикально сідає на поле.
Саме це робить проєкт таким вдалим. Це не просто детальна модель F-35 з хитрою відеомонтажем. Складна механіка виконує корисну роботу, а кінцевий результат поводиться як літак, який він імітує. Шестифунтовий 3D-друкований винищувач не повинен бути настільки переконливим. Але ось він, зависає, переходить у горизонтальний політ і приземляється так, ніби хтось забув сказати фізиці, що це мав бути хобі-проєкт.
Source: www.motorbiscuit.com