LÍŠKA, L. Návrh systému regulace vrtule stálých otáček [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2014.

Posudek vedoucího

Daniel, Miloš

Práce je věnovaná problematice regulace vrtule stálých otáček. V úvodní kapitole autor popisuje historický vývoj vrtulí a regulátorů vrtulí. Dále se věnuje požadavkům předpisů na vrtule a regulátory, které doplňuje vlastními požadavky, které by měl systém regulace splňovat. Ve třetí kapitole se autor zabývá jednotlivými prvky systému regulace vrtule a popisuje hlavní komponenty nezbytné pro navrhovaný systém. Ve čtvrté kapitole se autor zabývá samotným mechanizmem přestavování úhlu nastavení vrtule, kde podrobně analyzuje kinematické vazby mechanizmu. V páté kapitole se zabývá teorií regulace a regulací polohy aktuátoru, popisuje jednotlivé stupně regulátoru a odvozuje jednotlivé přenosové funkce. V šesté kapitole se autor věnuje letovým výkonům se stavitelnou vrtulí a modelování soustavy motor- vrtule- letadlo ve výpočetním programu Matlab. Sedmá kapitola se zabývá návrhem elektronického regulátoru otáček, volbou jednotlivých komponent, osazováním plošných spojů a jednotlivým režimům práce celého systému. V závěrečných kapitolách se autor věnuje popisu výsledného produktu, cenové kalkulaci a možnosti dalšího vývoje sytému regulace vrtule. Diplomant pracoval kontinuálně s častými konzultacemi a na pozadí práce je více úsilí, než je patrno z literární části diplomové práce. Hodně času strávil při praktické části práce, výrobě a oživování plošných spojů, samostatném návrhu a výrobě krabičky regulátoru a při měření elektrických veličin na letadle. Autor prostudoval velké množství literatury z různých oborů, které ale neuvádí v seznamu použité literatury, což bych hodnotil jako menší nedostatek. Autor na diplomové práci pracoval vzorně s velkým předstihem. Práce je na velmi dobré odborné úrovni i přesto, že se v ní objevují drobné stylistické i grafické nedokonalosti. Přístup studenta k práci považuji za příkladný. Práci doporučuji k obhajobě.

Posudek oponenta

Schoř, Pavel

V předložené diplomové práci se student věnuje rozsáhlé problematice regulace vrtule stálých otáček. V úvodní kapitole student popisuje historický vývoj vrtulí, vysvětluje důvody pro použití stavitelné vrtule. Přitom používá přirovnání stavitelné vrtule k převodovce v automobilech, vrtuli stálých otáček přirovnává k tempomatu, toto přirovnání není vhodné, může navodit dojem, že vrtule stálých otáček ovládá škrtící klapku motoru. Vrtule stálých otáček však změnou úhlu nastavení vrtulových listů mění zatížení motoru tak, aby otáčky motoru odpovídaly předem zvolené hodnotě. Vhodné přirovnání by tedy bylo například k variátoru používanému v motocyklech. Dále student popisuje vztahy pro výpočet účinnosti a výkonu vrtule. Úvodní kapitola končí popisem funkce hydraulické a elektrické regulace vrtule stálých otáček. Ve druhé kapitole student zmiňuje požadavky předpisů UL2,CS-23, CS-LSA, CS-VLA a CS-P kladené na letecké vrtule a jejich regulátory. Dále popisuje letecký motor ROTAX 921 ULS a stanovuje požadavky na regulátor vrtule. Ve třetí kapitole student popisuje jednotlivé části systému vrtule konstantních otáček, ve čtvrté kapitole student navrhuje mechanismus stavění vrtulových listů. Zvolená vrtule DMP-3 je za letu stavitelná vrtule určená pro motor ROTAX 912 ULS. Stavění listů probíhá pomocí tyče, která prochází dutou výstupní hřídelí motoru. V původním provedení je na motoru upevněn hydraulický píst ovládaný pilotem, který tlačí stavící tyč dopředu a tím přes axiální ložisko posouvá desku stavění listů. Student nahradil hydraulický píst elektrickým lineárním servomotorem a pákovým mechanismem. Navržený mechanismus ovšem může způsobovat přídavné namáhání axiálního ložiska ve desce stavění listů. Dále student provádí kinematický rozbor tohoto mechanismu. Pátá kapitola je věnována návrhu PID regulátoru vrtule, bohužel konstanty PID regulátoru nemohl student stanovit, neboť neměl k dispozici vhodný matematický model vrtule. V šesté kapitole student stanovuje letové výkony vybraných letounů s motorem ROTAX 912 ULS a vrtuli DMP-3. V sedmé kapitole je popsáno elektrické zapojení studentem vyrobeného regulátoru včetně řídícího programu. Programový PID regulátor popisovaný studentem však ve zdrojových kódech v příloze chybí. K práci mám dále následující výhrady: - Některé části textu jsou nevhodně umístěné a netvoří logické celky. Například teoretický popis činnosti vrtule je uveden až za porovnáním výhod stavitelné vrtule. - Teoretický rozbor činnosti vrtule je uveden pouze okrajově v odstavcích 1.33, 1.35 a 1.36 - Mechanismus dle obr. 4.27 neodpovídá mechanismu vrtule DMP-3 - Na str. 41 student určuje maximální rychlosti v ustáleném horizontálním letu. Z obr. 6.52 je možné stanovit tuto rychlost pouze pro letoun VUT 001, v textu však student zmiňuje hodnotu 220 km/h. Není zřejmé, pro jaký letoun platí tato hodnota, ani jak byla určena. - Při návrhu čelního panelu regulátoru student umístil hlavní vypínač na čelní panel vedle ostatních přepínačů. To může vést k nechtěnému vypnutí regulátoru například při letu v turbulenci. - V cenové kalkulaci v tab. 8.19 chybí cena práci potřebné pro sestavení regulátoru BPR-01 - Chybí rozbor možných poruch systému a jejich důsledků - Velikost tiskové oblasti je větší než požaduje Pokyn děkana č. 6/2009 - K práci není přiloženo CD s výpočty, uvedenými matematickými modely v MATLAB/SIMULINK a zdrojovými kódy regulátoru I přes uvedené výhrady práci hodnotím jako velmi zdařilou a doporučuji jí k obhajobě, neboť výsledkem práce je funkční prototyp leteckého palubního přístroje včetně výrobní dokumentace. Bylo by vhodné navázat na výsledky dosažené v práci a studentem vyrobený regulátor otestovat za letu.

eVSKP id 71587