Ontwikkeling van testprocedures en ontwerptool voor multi-rotors in snelle voorwaartse vlucht
Projectpartners privé: DronePort, CargoCopter
Projectpartners overheid: VLAIO
Projectpartners kennisinstellingen: KU Leuven LRD
Projectduur: 01/05/2017 – 30/04/2019
Status: In uitvoering
Korte beschrijving project:
Algemeen doel: de inzetbaarheid van VTOL multi-rotor drones voor langeafstands- en hogesnelheidstoepassingen faciliteren door:
(1) de uitbouw van testprocedures voor nauwkeurig opmeten en vergelijken van drone-prestaties met behulp van een automatische data-analyse
(2) de opbouw van betrouwbare modellen op basis van zowel reeds gekende als gemeten data
(3) verfijning van een ontwerptool op basis van deze modellen met een digitaal ontwerp als resultaat
Uitdagingen:
Om het potentieel van multi-rotor drones voor lange afstand en hoge snelheid volop te benutten moeten vooreerst de prestaties en vluchtkarakteristieken van zowel reeds bestaande drones als nieuwe ontwerpen nauwkeurig gemeten kunnen worden. De vragen hierbij zijn enerzijds hoe de variërende weersomstandigheden waarbij de tests kunnen plaatsvinden in rekening gebracht kunnen worden en anderzijds hoe het exponentieel toenemend aantal aan meetpunten dat nodig zijn om een drone over zijn volledige werkingsgebied te karakteriseren gereduceerd kan worden. Om de meetprocedures toepasbaar te maken, moeten in de eerste plaats de tests van drones en hun componenten geautomatiseerd worden voor sneller meer werkingspunten te kunnen testen en ook gestandaardiseerd voor voldoende nauwkeurigheid en herhaalbaarheid. Ten tweede kan het aantal meetpunten verlaagd worden door een minimaal aantal tests te definiëren voor een accurate bepaling van de achterliggende fysische modellen. Tot slot moet dit model toelaten om variërende weersomstandigheden zoals temperatuur en luchtdruk tijdens de tests mee in rekening te brengen. Zo zijn uiteindelijk verbeteringen van aanpassingen aan een bestaande drone of van een nieuwe drone duidelijk meetbaar en kunnen verschillende drones objectief met elkaar vergeleken worden.
Een groot aantal tests met verschillende componenten en drones met uiteenlopende specificaties, laat toe de reeds bestaande modellen te valideren en verfijnen waardoor het ontwerpalgortime betrouwbaarder zal worden. Om van het conceptueel ontwerp volgens het ontwerpalgoritme over te gaan naar een afgewerkte drone die overal ter wereld ingezet kan worden, is een snelle ontwerpcyclus nodig die resulteert in een digitaal lichtgewichtontwerp, produceerbaar op basis van rapid prototyping technieken. De tests met bestaande toestellen worden aangevuld met nieuwe ontwerpen op basis van het ontwerpalgoritme en –cyclus. Dit laat voor een gebruiker met nieuwe of bestaande toepassing met hoge eisen op vlak van snelheid, bereik en nuttige last toe om enerzijds na te gaan of een bestaand ontwerp dat reeds op de markt is hiervoor geschikt is en anderzijds of een nieuw ontwerp hiervoor gevonden kan worden.