WO2018016991A9 - Способ управления стабилизацией летательного аппарата вертолетного типа на канате - Google Patents
Способ управления стабилизацией летательного аппарата вертолетного типа на канате Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018016991A9 WO2018016991A9 PCT/RU2017/000512 RU2017000512W WO2018016991A9 WO 2018016991 A9 WO2018016991 A9 WO 2018016991A9 RU 2017000512 W RU2017000512 W RU 2017000512W WO 2018016991 A9 WO2018016991 A9 WO 2018016991A9
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- propellers
- helicopter
- aircraft
- cable
- stabilization
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C15/00—Attitude, flight direction, or altitude control by jet reaction
Definitions
- the invention relates to a method for controlling the stabilization of a helicopter-type aircraft on a rope and can be used, in particular, to control the stabilization of a device for diagnosing the condition of overhead power lines (VL) on a power wire or lightning protection cable.
- VL overhead power lines
- a known method for the diagnosis of overhead power lines involving the use of a helicopter-type aircraft for placement on the power wire or lightning protection cable of a device for diagnosing overhead lines and moving it through the overhead lines (patent Ns RU 2558002, published July 27, 2015).
- the overhead line diagnostic device equipped with a helicopter-type aircraft encounters a stabilization problem on the overhead line, which is caused by the imbalance of the forces acting on the device, for example, due to the action of wind power.
- the present invention is intended to solve this problem.
- the task of the invention is to provide balancing and stable movement of an aircraft of a helicopter type along a rope (wire, cable).
- the position of the helicopter-type aircraft on the rope is controlled by setting the difference between the rotation speeds of at least two pairs of propellers located on the aircraft on both sides of the rope, while changing the angle of inclination of the aircraft relative to a plane perpendicular to the plane of movement the aircraft, produced by changing the speed of rotation of the corresponding pair of propellers, so that the increase in the speed of rotation of the pair of propellers is located from the inclined side, as well as a decrease in the speed of rotation of the pair of propellers located on the opposite side from the inclination, causes a proportional decrease in the angle of inclination of the aircraft, and vice versa, while the pairs of propellers are connected with the frame either rigidly or by means of hinges - to enable folding them.
- the drawings schematically depict a helicopter-type aircraft in which the proposed stabilization control method is implemented:
- FIG. 1 shows the forces acting on a helicopter-type aircraft with propellers turned on on a rope without external forces acting on it (front view);
- FIG. 2 shows the forces acting on a helicopter-type aircraft with propellers turned on on a rope when exposed to wind forces (front view);
- FIG. Figure 3 shows a helicopter-type aircraft with turned on propellers, when folded, on a rope without external forces acting on it (front view);
- FIG. Figure 4 shows a helicopter-type aircraft with turned on propellers, when folded, on a rope when exposed to wind force (front view).
- the helicopter type aircraft is at least a four-propeller helicopter with an electronic stabilization device, a control system and an electronic coordinate determination device (not shown in the drawing).
- Four propellers are arranged in pairs 1 and 2 on either side of cable 3 (overhead lines or power cable). Each pair of 1 and 2 propellers works synchronously. In FIG. 1-4, one propeller is shown from each pair 1 and 2.
- a helicopter-type lethal device can be made in the form of an unmanned automatic aircraft or a remote control device.
- a device for diagnosing overhead power lines (not shown) is attached to the helicopter-type aircraft frame 4.
- a high-resolution video camera with the ability to change focus over a wide range a thermal imager for diagnosing the condition of power wires, a laser scanner for constructing a map of the route and clearing, an ultrasonic scanner for a lightning protection cable, etc. can be used.
- Frame 4 is equipped with hinges 5, allowing both pairs of 1 and 2 propellers to fold.
- the position of the helicopter-type aircraft on the rope is adjusted by setting the difference between the rotational speeds of at least two pairs of propellers 1 and 2 located on the aircraft on both sides of the rope 3 (OHL wires).
- the aircraft is a helicopter type rope 3 with propellers included in the absence of wind on it a force of gravity P TAR and lifting force Fj and two pairs 1 and 2 rotating propellers (FIG. 1).
- the rotational speeds of both pairs of 1 and 2 propellers, and, accordingly, their lifting forces Fj and ? are the same, which in figure 1 is reflected by the same length of the arrows.
- the device When the wind force F eemp is exposed to the aircraft, the device begins to experience a roll - the inclination of the device relative to the plane perpendicular to the plane of movement of the aircraft, since the gravity stabilizes the position of the aircraft turns out to be less than the wind force F eemp (Fig. 2).
- the aircraft reaches a certain threshold value of the angle of inclination, using the algorithm incorporated in the aircraft’s control system or using remote control, they begin to increase the speed of rotation of the pair of propellers that is located on the inclined side (in the figures, this is a pair of 1 propellers), thereby increasing the lift the strength of this pair of propellers and bringing the device into a horizontal position.
- a decrease in the speed of rotation of a pair of propellers located on the opposite side from the inclination (pair of 2 propellers), while maintaining the current speed of rotation of the other pair (item 1) of the propellers (or in the absence of its rotation), will also cause a difference between the rotational speeds of two pairs of propellers located on the aircraft on both sides of the rope, which will help to reduce the angle of inclination and align the position of the aircraft on the rope.
- both pairs of propellers worked simultaneously at different speeds in order to avoid the phenomenon of self-expansion.
- both pairs of 1 and 2 propellers can be automatically or remotely folded using hinges 5 (Fig. 3, 4). This position of the propellers will reduce the center of gravity of the aircraft and reduce its dimensions, thereby improving the stability characteristics of the aircraft on the rope.
- the operation of the method of controlling the stabilization of the aircraft using pairs of propellers in the folded state is similar to the operation of the method described above.
- the claimed invention allows to compensate for the action of external forces and to contribute to the stable operation of the aircraft on the rope.
Abstract
Изобретение относится к системам стабилизации устройств диагностики воздушных линий электропередач. Способ управления стабилизацией летательного аппарата вертолетного типа на канате заключается в том, что положение летательного аппарата вертолетного типа на канате регулируют путем задания разницы между скоростями вращения двух пар пропеллеров, расположенных на летательном аппарате по обе стороны от каната. При этом изменение угла наклона летательного аппарата относительно плоскости, перпендикулярной плоскости движения летательного аппарата, производят так, что увеличение скорости вращения пары пропеллеров, расположенной со стороны наклона, а также уменьшение скорости вращения пары пропеллеров, расположенной с противоположной от наклона стороны, вызывает пропорциональное уменьшение угла наклона. Пары пропеллеров выполняют связанными с каркасом либо жестко, либо при помощи шарниров для обеспечения возможности их складывания. Обеспечивается управление стабилизацией, балансировка и устойчивое движение летательного аппарата вертолетного типа по канату (проводу, тросу).
Description
Описание изобретения
«Способ управления стабилизацией летательного аппарата вертолетного типа на канате»
Изобретение относится к способу управления стабилизацией летательного аппарата вертолетного типа на канате и может быть использовано, в частности, для управления стабилизацией устройства для диагностики состояния воздушных линий электропередач (ВЛ) на силовом проводе или грозозащитном тросе.
Известен способ диагностики воздушных линий электропередач, предусматривающий использование летательного аппарата вертолетного типа для размещения на силовом проводе или грозозащитном тросе устройства для диагностики ВЛ и перемещения его через опоры ВЛ (патент Ns RU 2558002, опубликовано 27.07.2015).
В процессе своей работы устройство для диагностики ВЛ, снабженное летательным аппаратом вертолетного типа, сталкивается с проблемой стабилизации на проводе ВЛ, которая вызывается нарушением баланса сил, действующих на устройство, например, вследствие действия силы ветра. Настоящее изобретение призвано решить эту проблему.
Задачей заявляемого изобретения является обеспечение балансировки и устойчивого движения летательного аппарата вертолетного типа по канату (проводу, тросу).
Для решения поставленной задачи положение летательного аппарата вертолетного типа на канате регулируют путем задания разницы между скоростями вращения, по меньшей мере, двух пар пропеллеров, расположенных на летательном аппарате по обе стороны от каната, при этом изменение угла наклона летательного аппарата относительно плоскости, перпендикулярной плоскости движения летательного аппарата, производят путем изменения скорости вращения соответствующей пары пропеллеров, так, что увеличение скорости вращения пары пропеллеров, расположенной со стороны наклона, а также уменьшение скорости вращения пары пропеллеров, расположенной с противоположной от наклона стороны, вызывает пропорциональное уменьшение угла наклона летательного аппарата, и наоборот, при этом пары пропеллеров выполняют связанными с каркасом либо жестко, либо при помощи шарниров - для обеспечения возможности их складывания.
На чертежах схематично изображен летательный аппарат вертолетного типа, в котором реализован предлагаемый способ управления стабилизацией:
на фиг. 1 представлены силы, действующие на летательный аппарат вертолетного типа с включенными пропеллерами на канате без воздействия на него внешних сил (вид спереди);
на фиг. 2 представлены силы, действующие на летательный аппарат вертолетного типа с включенными пропеллерами на канате при воздействии на него силы ветра (вид спереди);
на фиг. 3 представлен летательный аппарат вертолетного типа с включенными пропеллерами, находящимися в сложенном состоянии, на канате без воздействия на него внешних сил (вид спереди);
на фиг. 4 представлен летательный аппарат вертолетного типа с включенными пропеллерами, находящимися в сложенном состоянии, на канате при воздействии на него силы ветра (вид спереди).
Летательный аппарат вертолетного типа представляет собой, по меньшей мере, четырехпропеллерный вертолет с электронным устройством стабилизации, системой управления и электронным устройством определения координат (на чертеже не показаны). Четыре пропеллера располагаются парами 1 и 2 по обе стороны от каната 3 (провода ВЛ ил силового троса). Каждая пара 1 и 2 пропеллеров работает синхронно. На фиг. 1-4 видно по одному пропеллеру из каждой пары 1 и 2. Летальный аппарат вертолетного типа может быть выполнен в виде беспилотного автоматического летательного аппарата или аппарата на дистанционном управлении. К каркасу 4 летательного аппарата вертолетного типа крепится устройство для диагностики воздушных линий электропередач (на чертеже не показано). В качестве устройства для диагностики воздушных линий электропередач могут быть использованы видеокамера высокого разрешения с возможностью изменения фокуса в широких пределах, тепловизор для диагностики состояния силовых проводов, лазерный сканер для построения карты трассы и просеки, ультразвуковой сканер для грозозащитного троса и др. Каркас 4 снабжен шарнирами 5, позволяющими обеим парам 1 и 2 пропеллеров складываться.
Предлагаемый способ работает следующим образом.
Согласно настоящему изобретению положение летательного аппарата вертолетного типа на канате регулируют путем задания разницы между скоростями вращения, по меньшей мере, двух пар 1 и 2 пропеллеров, расположенных на летательном аппарате по обе стороны от каната 3 (провода ВЛ).
При нахождении летательного аппарата вертолетного типа на канате 3 с включенными пропеллерами при отсутствии ветра на него действует сила тяжести Ртаж и подъемные силы Fj и двух пар 1 и 2 вращающихся пропеллеров (фиг. 1). В этом случае скорости вращения обеих пар 1 и 2 пропеллеров, а, соответственно, и их подъемные силы Fj и ? одинаковы, что на фигуре 1 отражено одинаковой длиной стрелок. При воздействии на летательный аппарат силы ветра Feemp , аппарат начинает испытывать крен - наклон аппарата относительно плоскости, перпендикулярной плоскости движения летательного аппарата, так как стабилизирующая положение летательного аппарата сила тяжести
оказывается меньше силы ветра Feemp (фиг. 2). При достижении летательным аппаратом некоторого порогового значения угла наклона, используя заложенный в систему управления летательного аппарата алгоритм или при помощи дистанционного управления, начинают увеличивать скорость вращения той пары пропеллеров, которая расположена со стороны наклона (на рисунках это пара 1 пропеллеров), увеличивая тем самым подъемную силу этой пары пропеллеров и приводя аппарат в горизонтальное положение.
Уменьшение скорости вращения пары пропеллеров, расположенной с противоположной от наклона стороны (пара 2 пропеллеров), при сохранении текущей скорости вращения другой пары (поз. 1) пропеллеров (или при отсутствии ее вращения), также вызовет разницу между скоростями вращения двух пар пропеллеров, расположенных на летательном аппарате по обе стороны от каната, что будет способствовать уменьшению угла наклона и выравниванию положения летательного аппарата на канате.
Предпочтительнее, чтобы при выравнивании положения летательного аппарата, обе пары пропеллеров работали одновременно на разных скоростях, чтобы избежать явления самораскачивания.
В процессе работы обе пары 1 и 2 пропеллеров автоматически или дистанционно могут быть сложены при помощи шарниров 5 (фиг. 3, 4). Такое положение пропеллеров позволит снизить центр тяжести летательного аппарата и уменьшить его габариты, улучшив тем самым характеристики устойчивости летательного аппарата на канате. При отсутствии воздействия ветра и при его возникновении работа способа управления стабилизацией летательного аппарата при помощи пар пропеллеров, находящихся в сложенном состоянии, аналогична работе способа, описанной выше.
Таким образом, заявляемое изобретение позволяет скомпенсировать действие внешних сил и способствовать стабильной работе летательного аппарата на канате.
Claims
Формула изобретения
Способ управления стабилизацией летательного аппарата вертолетного типа на канате, заключающийся в том, что положение летательного аппарата вертолетного типа на канате регулируют путем задания разницы между скоростями вращения, по меньшей мере, двух пар пропеллеров, расположенных на летательном аппарате по обе стороны от каната, при этом изменение угла наклона летательного аппарата относительно плоскости, перпендикулярной плоскости движения летательного аппарата, производят путем изменения скорости вращения соответствующей пары пропеллеров, так, что увеличение скорости вращения пары пропеллеров, расположенной со стороны наклона, а также уменьшение скорости вращения пары пропеллеров, расположенной с противоположной от наклона стороны, вызывает пропорциональное уменьшение угла наклона летательного аппарата, и наоборот, при этом пары пропеллеров выполняют связанньми с каркасом либо жестко, либо при помощи шарниров - для обеспечения возможности их складывания.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016128766A RU2647548C1 (ru) | 2016-07-14 | 2016-07-14 | Способ управления стабилизацией летательного аппарата вертолетного типа на канате |
| RU2016128766 | 2016-07-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2018016991A1 WO2018016991A1 (ru) | 2018-01-25 |
| WO2018016991A9 true WO2018016991A9 (ru) | 2018-02-15 |
Family
ID=60992668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2017/000512 WO2018016991A1 (ru) | 2016-07-14 | 2017-07-11 | Способ управления стабилизацией летательного аппарата вертолетного типа на канате |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2647548C1 (ru) |
| WO (1) | WO2018016991A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11368002B2 (en) | 2016-11-22 | 2022-06-21 | Hydro-Quebec | Unmanned aerial vehicle for monitoring an electrical line |
| RU197328U1 (ru) * | 2019-09-05 | 2020-04-21 | Открытое Акционерное Общество "Межрегиональная Распределительная Сетевая Компания Урала" (Оао "Мрск Урала") | Устройство для дистанционного магнитного сканирования металлического каната |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0311138D0 (en) * | 2003-05-15 | 2003-06-18 | Univ Wales Bangor | Improvements in or relating to diagnostics |
| RU2312795C2 (ru) * | 2005-09-15 | 2007-12-20 | Открытое акционерное общество Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева | Летательный аппарат-конвертоплан-амфибия (варианты) |
| RU2558002C1 (ru) * | 2014-02-03 | 2015-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория будущего" | Устройство диагностики воздушных линий электропередач и его компонент |
-
2016
- 2016-07-14 RU RU2016128766A patent/RU2647548C1/ru active
-
2017
- 2017-07-11 WO PCT/RU2017/000512 patent/WO2018016991A1/ru active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2647548C1 (ru) | 2018-03-19 |
| WO2018016991A1 (ru) | 2018-01-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6351006B2 (ja) | 回転翼機 | |
| US20200164968A1 (en) | Uav with transformable arms | |
| CN110944909B (zh) | 旋翼机 | |
| US11639221B2 (en) | Flying vehicle and flying method therefor | |
| KR20170012543A (ko) | 고정 로터 추력 벡터링 | |
| WO2018040006A1 (zh) | 控制方法、装置和系统、飞行器、载体及操纵装置 | |
| CN107624171A (zh) | 无人机及控制无人机姿态的控制方法、控制装置 | |
| WO2018016991A9 (ru) | Способ управления стабилизацией летательного аппарата вертолетного типа на канате | |
| KR20170122903A (ko) | 프로펠러 사이 간격을 조절할 수 있는 멀티콥터 | |
| KR101664899B1 (ko) | 멀티콥터 | |
| US11628951B2 (en) | Electronic component and aircraft with electronic component attached thereto | |
| JP2020026270A (ja) | 回転翼機 | |
| JP6550563B2 (ja) | 回転翼機 | |
| JP6694624B2 (ja) | 回転翼機 | |
| CN107444606A (zh) | 新型飞行器及飞行器系统 | |
| JP6550562B2 (ja) | 回転翼機 | |
| WO2020035900A1 (ja) | 回転翼機 | |
| JP6661159B2 (ja) | 回転翼機 | |
| AU2016344526B2 (en) | An air vehicle and imaging apparatus therefor | |
| GB2545076B (en) | Unmanned aerial vehicle with rotary body and imaging system | |
| JP6550561B2 (ja) | 回転翼機 | |
| CN114206723A (zh) | 飞行体以及飞行体的飞行方法 | |
| JP7240050B2 (ja) | 回転翼機 | |
| JP3236741U (ja) | テールシッタ式飛行体 | |
| JP6473256B2 (ja) | 回転翼機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17831424 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase in: |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17831424 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |