|
|
Urban Air Mobility VTOL personal vehicle design
Polčák, Marek ; Zikmund, Pavel (referee) ; Popela, Robert (advisor)
Diplomová práce se věnuje koncepčnímu návrhu pilotovatelného prostředku pro UAM. V průběhu návrhu byla vyvíjena snaha zachovat původní myšlenku létajícího motocyklu, což vedlo ke zvolení konfigurace multikoptéry. Na základě statistického průzkumu stávajících konceptů a vstupních požadavků bylo možné odhadnout vstupy pro první iteraci návrhu propulzního systému, který sestává z výběru vrtulí, motorů, kontrolérů a předběžného návrhu baterie. Nakonec byla zvolena konfigurace koaxiální kvadrokoptéry. Klíčovou částí koncepčního návrhu je samotná konstrukce, která je navržena jako prutový duralový rám s krytovými prvky z uhlíkového kompozitu. Motory s vrtulemi jsou uchyceny v nosných prstencích, které přináší aerodynamické a konstrukční výhody. Tyto prstence jsou také navrženy z uhlíkového kompozitu, jejichž vrstvová skladba byla navržena tak, aby dokázala bezpečně přenést dané zatížení. Pevnost navržené prutové konstrukce a kompozitních prstenců byla poté zkontrolována pomocí výpočtu metodou konečných prvků. Pevnostní analýza prutové konstrukce pomohla snížit celkovou hmotnost úpravou průřezu použitých kruhových profilů. MKP analýza kompozitního prstence byla provedena pro dynamické zatížení při přechodu do dopředného letu a byla klíčovým nástrojem pro definici vhodné skladby laminátu kompozitních prstenců tak, aby se docílilo kompromisu mezi hmotností a dostatečnou pevností. Největší důraz musel být kladen na napojení prstenců na centrální prutovou konstrukci, jelikož je využito mechanických spojů, které vytváří silné koncentrátory napětí. V těchto místech bylo zapotřebí silně zesílit laminát a využít zalaminovaný duralový plát, jenž pomohl zvýšit pevnost v těchto místech. Kromě kompozitních dílů prstenec využívá duralové součásti, které byly také zkontrolovány výpočtem. VTOL prostředky mohou silně využívat výhod přízemního efektu. K výpočtu letových výkonů ve visu s vlivem přízemního efektu, byla provedena CFD analýza. Vliv přízemního efektu byl zkoumán ve visu ve třech různých vzdálenostech od země. Vliv přízemního efektu na letové výkony byl vyhodnocen na základě výdrže baterie ve visu, pro který je třeba generovat menší tah a spotřebovávat méně elektrické energie, než by bylo třeba ve větší vzdálenosti od země. Druhá část aerodynamických výpočtů se věnovala určení součinitele odporu v dopředném letu, jenž byl zkoumán ve třech různých naklopeních. Výsledky byly dále využity pro výpočet závislosti rychlosti letu na úhlu naklopení, výdrže baterie a dolet. V závěrečné části práce byly navrženy dva možné způsoby provedení řízení a bylo shrnuto přístrojového vybavení, které by umožnilo bezpečný let.
|
|
|
Formula Student Cooling System
Marek, Jiří ; Šebela, Kamil (referee) ; Janoušek, Michal (advisor)
The bachelor’s thesis deals with Formula Student cooling system, analysis of the current cooling system, it’s construction and possibilites for it’s improvements. Based on the research of Formula Student cooling systems, the water radiator was implemented into rear double diffuser in order to support aerodynamics and other important parameters for overal vehicle dynamics. Some of the computational resources were supplied by the project "e-Infrastruktura CZ" (e-INFRA LM2018140) provided within the program Projects of Large Research, Development and Innovations Infrastructures.
|
|
|
Urban Air Mobility VTOL personal vehicle design
Polčák, Marek ; Zikmund, Pavel (referee) ; Popela, Robert (advisor)
Diplomová práce se věnuje koncepčnímu návrhu pilotovatelného prostředku pro UAM. V průběhu návrhu byla vyvíjena snaha zachovat původní myšlenku létajícího motocyklu, což vedlo ke zvolení konfigurace multikoptéry. Na základě statistického průzkumu stávajících konceptů a vstupních požadavků bylo možné odhadnout vstupy pro první iteraci návrhu propulzního systému, který sestává z výběru vrtulí, motorů, kontrolérů a předběžného návrhu baterie. Nakonec byla zvolena konfigurace koaxiální kvadrokoptéry. Klíčovou částí koncepčního návrhu je samotná konstrukce, která je navržena jako prutový duralový rám s krytovými prvky z uhlíkového kompozitu. Motory s vrtulemi jsou uchyceny v nosných prstencích, které přináší aerodynamické a konstrukční výhody. Tyto prstence jsou také navrženy z uhlíkového kompozitu, jejichž vrstvová skladba byla navržena tak, aby dokázala bezpečně přenést dané zatížení. Pevnost navržené prutové konstrukce a kompozitních prstenců byla poté zkontrolována pomocí výpočtu metodou konečných prvků. Pevnostní analýza prutové konstrukce pomohla snížit celkovou hmotnost úpravou průřezu použitých kruhových profilů. MKP analýza kompozitního prstence byla provedena pro dynamické zatížení při přechodu do dopředného letu a byla klíčovým nástrojem pro definici vhodné skladby laminátu kompozitních prstenců tak, aby se docílilo kompromisu mezi hmotností a dostatečnou pevností. Největší důraz musel být kladen na napojení prstenců na centrální prutovou konstrukci, jelikož je využito mechanických spojů, které vytváří silné koncentrátory napětí. V těchto místech bylo zapotřebí silně zesílit laminát a využít zalaminovaný duralový plát, jenž pomohl zvýšit pevnost v těchto místech. Kromě kompozitních dílů prstenec využívá duralové součásti, které byly také zkontrolovány výpočtem. VTOL prostředky mohou silně využívat výhod přízemního efektu. K výpočtu letových výkonů ve visu s vlivem přízemního efektu, byla provedena CFD analýza. Vliv přízemního efektu byl zkoumán ve visu ve třech různých vzdálenostech od země. Vliv přízemního efektu na letové výkony byl vyhodnocen na základě výdrže baterie ve visu, pro který je třeba generovat menší tah a spotřebovávat méně elektrické energie, než by bylo třeba ve větší vzdálenosti od země. Druhá část aerodynamických výpočtů se věnovala určení součinitele odporu v dopředném letu, jenž byl zkoumán ve třech různých naklopeních. Výsledky byly dále využity pro výpočet závislosti rychlosti letu na úhlu naklopení, výdrže baterie a dolet. V závěrečné části práce byly navrženy dva možné způsoby provedení řízení a bylo shrnuto přístrojového vybavení, které by umožnilo bezpečný let.
|
|
|
Formula Student Cooling System
Marek, Jiří ; Šebela, Kamil (referee) ; Janoušek, Michal (advisor)
The bachelor’s thesis deals with Formula Student cooling system, analysis of the current cooling system, it’s construction and possibilites for it’s improvements. Based on the research of Formula Student cooling systems, the water radiator was implemented into rear double diffuser in order to support aerodynamics and other important parameters for overal vehicle dynamics. Some of the computational resources were supplied by the project "e-Infrastruktura CZ" (e-INFRA LM2018140) provided within the program Projects of Large Research, Development and Innovations Infrastructures.
|
guest ::
