ottimizzazione disposizione carico mobile di multicottero

[lodovico]

ciao a tutti,
rendo piu esplicito il titolo del thread:
ho un drone esacottero che deve trasportare un contenitore contenente un liquido, diciamo pieno per meta', in un certo percorso non rettilineo.
sto cercando di valutare quale puo' essere la forma e la disposizione migliore dello stesso, per avere un volo il piu regolare possibile.
la prima domanda e': il contenitore deve essere fissato solidalmente alla struttura del drone, oppure e' preferibile utilizzare una sorta di 'gimbal' che lo tiene sospeso?
la seconda domanda e': che forma deve avere il contenitore? piatta orizzontale oppure verticale allungata?
la terza domanda e': dove e' preferibile sistemare il carico? il piu vicino possibile al piano delle eliche, o ad una certa distanza da esse?

a sensazione, risponderei cosi':
prima domanda: si, meglio un gimbal
seconda domanda: verticale allungata
terza domanda: probabilmente abbastanza vicino

guardando l'esistente, pero', trovo nel 90% dei casi una configurazione di questo tipo:

quindi:
fisso senza gimbal
tendenzialmente piatto
ad una certa distanza dal piano

secondo voi perche' viene utilizzata questa configurazione? per semplicita' costruttiva, oppure proprio perche' e' quella ottimale nel senso che ho detto, e quindi le mie sensazioni erano sbagliate?

grazie!

[ragnol]

Direi fisso senza gimball, perché in caso di accelerazioni/decelerazioni/virate il movimento pendolare del serbatoio potrebbe creare ritardi d'inerzia, restituiti in un secondo momento, quindi un doppio "fastidio" per l'elettronica di controllo.

Credo che facciano il serbatoio con quella forma per tenere la massa più concentrata possibile, più o meno per i motivi di cui sopra. Pensa ad un serbatoio stretto e alto un paio di metri (per esasperare la situazione): quando freni il drone questo serbatoio creerebbe un movimento pendolare verso la direzione pre-frenata, con tutte le complicazioni del caso. Vedo che anche la forma è simile a tutti, ovvero ad "imbuto", probabilmente per evitare grandi spostamenti del liquido contenuto nel serbatoio durante il volo.

Tenere il serbatoio più basso rispetto al piano delle eliche aumenta la stabilità del mezzo (ne abbassa il baricentro), ma esagerando entrano in gioco gli effetti di ritardo dell'inerzia a cui accennavo sopra.

NB: queste sono valutazioni "a logica", non so nulla di droni ma ritengo debbano rispondere comunque alle consuete leggi della fisica. Prendile per quello che valgono....

[lemure64]

Non sono "aeronautico" ma suppongo che la forma bassa serva per due motivi: resistenza aerodinamica (poco) e stabilità (tanto). Una forma stretta e allungata in basso difficilmente la puoi curvare come invece è a "V" nella seconda foto. Inoltre abbassando il baricentro e allontanandolo da quello geometrico aumentano i momenti di ribaltamento su tutti e tre gli assi di rotazione. Per questo penso che una forma bassa e larga sia la migliore, oltretutto forse te la cavi con un cilindro e non hai problemi di forze che variano con la direzione del moto nel piano orizzontale, data la simmetria. Altra cosa che si può fare è inserirci dei setti piuttosto ravvicinati e ovviamente con piccoli fori in basso, in modo che il liquido non possa "ballare". Con piccoli fori di comunicazione tra le parti del contenitore il livello del liquido resterà uguale anche in caso di accelerazioni ma potrà sempre essere equilibrato tra le varie zone (tutto questo solo se il contenitore è abbastanza grande da renderlo necessario).

Per il resto meglio copiare quello che è stato già fatto e si vede in giro. Son problemi talmente complessi (se pure meno per un drone agricolo) che è inutile e costoso reinventare la ruota.

[NSE]

1) rigido per dare stabilità ed evitare autoscillazioni dovute a turbolenze e vento relativo)
2) piatto, per forma aereodinamica, se lo fai "lungo", a causa del vento relativo e delle posizioni dei baricentri, tende a "picchiare" e sei costretto a forzarlo in assetto cabrato.
3) più vicino possibile al baricentro, per il punto in 2), ovvero il vento relativo tende a far picchiare il mezzo.

L'applicazione è interessante, occhio ai pesi che sopra una certa soglia (non ricordo, mi pare 20 kg) le autorizzazioni sono molto stringenti.

Hai un po' idea delle norme aeronautiche? Sei sicuro di non essere "dentro" uno spazio areo controllato?

Ma per curiosità: ma questi droni in agricoltura hanno veramente utilità?

[Max2433BO]

(...) Hai un po' idea delle norme aeronautiche? Sei sicuro di non essere "dentro" uno spazio areo controllato? (...)

Per quanto giustamente fatto notare da NSE di seguito trovi i link alla normativa e al nuovo portale D-Flight, di ENAV/ENAC, appositamente creato per quanto riguarda la regolarizzazione dei voli dei droni:

Normativa droni

Portale D-Flight

Max

[lodovico]

Grazie a tutti.
si, i droni possono essere un valido aiuto in agricoltura, e in risicoltura (e' il mio caso) particolarmente.
c'e' il limite dell'autonomia, ma credo che possa essere superato con un adeguato numero di batterie da ricaricare durante le operazioni, in modo da avere una possibilita di utilizzo continuativo...avevo aperto un thread sull'argomento.
Grazie per i link sulle norme, le conosco anche se non ancora approfonditamente.
OK quindi procedo con carico fissato alla struttura, cercando di tenerlo vicino al piano eliche, appena poco al di sotto.

Non ho trovato per ora contenitori di forma adatta, sto pensando di costruirlo utilizzando un secchiello (di quelli usati per tinteggiatura pareti) ed un grande imbuto applicato al di sotto
(ma su questo ho qualche dubbio su come sigillare le due parti)

[lodovico]

Altra cosa che si può fare è inserirci dei setti piuttosto ravvicinati e ovviamente con piccoli fori in basso, in modo che il liquido non possa "ballare". Con piccoli fori di comunicazione tra le parti del contenitore il livello del liquido resterà uguale anche in caso di accelerazioni ma potrà sempre essere equilibrato tra le varie zone (tutto questo solo se il contenitore è abbastanza grande da renderlo necessario)...

questa soluzione mi sembra geniale...la applichero' sicuramente

[lemure64]

questa soluzione mi sembra geniale...la applichero' sicuramente

Non è farina del mio sacco, si fa dappertutto; il caso più eclantante sono sicuramente le auto da corsa, diversi litri di benza che ballano qua e là produrrebbero disastri e nel caso migliore pesante calo delle prestazioni.

[lodovico]

capito lemure64 , io non lo sapevo , e quindi pensavo proprio a quel problema quando ho aperto il thread...grazie comunque

[lodovico]

ecco qua cosa uscirebbe con un imbuto da 30 cm attaccato sotto una parte di recipiente pittura murale da 14lt

dall'alto tutto ok, rimane quasi coperto dal piatto centrale

adesso sto studiando l'attacco con le 3 o 6 gambe, penso di utilizzare la stampante 3d per creare dei supporti adatti...

qui per far stare piu in alto il recipiente pensavo di sagomarlo intorno alle gambe utilizzando supporti stampati, ma non so se ne vale la pena per guadagnare 3cm di altezza...
considerate che sotto il piatto centrale ci va il vano batterie, che sono belle spesse... quasi 10 cm

oppure potrei mettere le batterie soprs ma non so se va bene nel caso di utilizzo del drone 'a vuoto'

adesso mi devo occupare del distributore che verra' applicato sotto l'imbuto (una pompa oppure un'elica centrifuga per spandere concime granulare o sementi)