Von Nicolas Muller, UBIQ Aerospace
Vereisung stellt eine ernsthafte Bedrohung für kleine UAVs dar. Aus diesem Grund wurde von UBIQ Aerospace und der NTNU eine Testkampagne durchgeführt, um den Einfluss der Vereisung auf die Leistung einer UAV zu bewerten. Der Flight Stand 15 war ein wichtiger Bestandteil des Versuchsaufbaus.
Versuchsaufbau:
Abbildung 1 : Der Flight Stand 15, montiert im Vereisungswindkanal
Ein spezieller Vereisungswindkanal im VTT-Forschungszentrum in Helsinki wurde genutzt, um die atmosphärischen Bedingungen für die Vereisungsforschung zu erzeugen. Der Windkanal befindet sich in einer Kältekammer und verfügt über ein Sprühsystem zur Erzeugung einer künstlichen Wolke.
Der Propeller basierte auf einem Mejzlik-Propeller, der von UBIQ Aerospace mit einem kohlenstofffaserbasierten Heizelement modifiziert wurde, wodurch der Propeller in der Lage war, das Eis von der Oberfläche zu entfernen.
Abbildung 2 : Ansicht des Propellers mit einem integrierten Kohlenstofffaser-Heizelement
Ein Hacker Q80 Motor ist am Flight Stand montiert, zusammen mit einem Gleitring, um die Heizelemente im Propeller mit Strom zu versorgen. Die Python-Schnittstelle des Flight Stands wurde zur Steuerung des Experiments verwendet und ermöglichte eine Echtzeitanalyse der Leistung des Propellers, was die Umrüstzeit der Experimente erheblich verkürzte.
Empfohlen für Sie: Standards für die Wuchtigkeitsausgleichung von Drohnenpropellern
Ergebnisse:
Abbildung 3 : Propellerleistung bei -10° C ohne Eisabwehrsystem
Die Experimente haben gezeigt, dass der Propeller ohne ein Eisabwehrsystem in 60 s bis zu 80% seiner Effizienz verlieren kann. Der Effizienzverlust ist hauptsächlich auf die Reduzierung des Schubs des Propellers zurückzuführen. Die Effizienz des Propellers stabilisiert sich bei 20% der unvereisten Effizienz, da das Eis beginnt, vom Propeller abzufallen.
Abbildung 4 : Leistung der geschützten Propeller bei -10° C
Die geschützten Propeller können den Effizienzverlust reduzieren und die Propeller-Effizienz unter Vereisungsbedingungen aufrechterhalten. Der Flight Stand 15 ist ein wichtiger Bestandteil des Versuchsaufbaus, um die Analyse von Propellern mit einem Eisabwehrsystem zu ermöglichen und zu beschleunigen.
Die vollständige Forschungsstudie kann hier gelesen werden und ein Video des Systems im Betrieb ist hier verfügbar.
Weiterführende Literatur: Propeller-Vereisungstest im Klimawindkanal