Koncepční návrh eVTOL bezpilotního létajícího prostředku pro platící zatížení do 2kg

Abstract

Táto práca sa zaoberá koncepčným návrhom eVTOL bezpilotného prostriedku určeného na vykonávanie mapovacích a prieskumných misií. Súčasťou práce je rešerš koncepčných a konštrukčných riešení doplnená o štatistický rozbor 87 vybraných systémov. Skúmané boli ich kvalitatívne znaky, hmotnostné pomery, letové výkony a základné geometrické charakteristiky získané strojovým spracovaním obrazovej dokumentácie. Na ich základe boli definované cieľové požiadavky návrhu. Koncepcia letúna s jednou vertikálnou a dvomi naklápacími pohonnými jednotkami bola zvolená porovnaním výkonov troch konceptov s rozdielnou konfiguráciou pohonných jednotiek. V návrhovej časti je spracovaný aerodynamický návrh s vyjadrením poláry a výpočtom statickej stability. Vytvorený bol matematický model pohonnej sústavy a popísaný je výber jej komponentov a elektroniky. Predstavený je predbežný konštrukčný návrh draku, štyri konfigurácie platiaceho zaťaženia spĺňajúce požiadavky priemyselného partnera a odhad letových výkonov modelu. Výstupom je ucelený koncepčný návrh letúna a výkresová dokumentácia.

This thesis discusses the conceptual design of an eVTOL unmanned vehicle designed for mapping and reconnaissance missions. The work includes a review of conceptual and design solutions complemented by a statistical analysis of 87 selected systems. Their qualitative features, mass ratios, flight performance, and basic geometrical characteristics obtained by machine processing of image documentation were investigated. Based on these, the design requirements were defined. The aircraft concept with one vertical and two tilt propulsion units was chosen by comparing the performance of three concepts with different propulsion unit configurations. The aerodynamic design with drag polar formulation and static stability calculation is presented in the design part. A mathematical model of the propulsion system has been developed. The selection of its components and electronics is described. A preliminary airframe structural design, four payload configurations based on the industrial partner's requirements, and an estimate of the model's flight performance are presented. The output is a comprehensive conceptual airplane design and drawings.