Перейти к содержимому

Фотография

Подводные Крылья Управляемые . Теория и практика их применения на суда

УПК (Управляемые ПК).

Сообщений в теме: 274

#251 syoma

syoma

    Рулевой 2-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPip
  • 203 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 20 июля 2020 - 18:54

Как я понял - крылья Т образные , цельноповоротные на стойке .


Да.

 

Как Вы обеспечите при этом жесткость ?

 

В принципе оказалось, что много чего есть готового для серфинга на ПК и можно позаимствовать оттуда:

 

Крылья: hhttps://www.gong-galaxy.com/en/product/gong-foil-allvator-front-wing-rise/

Они какие-то карбоновые, бывают разных размеров и цен.

 

Стойка: https://www.gong-gal...-allvator-mast/

Тут обычный алюминий.

 

Чтобы все это привинтить сверху к SUPу: https://www.gong-gal...or-top-plate-2/

 

Остается вопрос с креплением крыла к стойке. В стандарте народ использует простую алюминиевую балку, такого типа: https://www.gong-gal...tor-compatible/

 

В нашем же случае крыло поворотное, поэтому скорей всего придется разработать и распечатать алюминиевый шарнир на 3Д принтере. Это пока единственный кастомный элемент.

Крылья бывают и попроще: https://www.billykit...650-front-wing/

Просто с тремя отверстиями. Надо просто подумать, как их прикрутить через шарнир


Сообщение отредактировал syoma: 20 июля 2020 - 19:06

  • 0

#252 VikingLiner

VikingLiner

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 272 сообщений
  • Из:СССР

Отправлено 20 июля 2020 - 19:30

Можно поговорить о конструкции и компоновке самих крыльев для прототипа. Пока думаю о такой схеме  - на носовые крылья будет приходиться до 70% нагрузки. На кормовое - 30%

attachicon.gifsup1.jpg

 

Все крылья будут одинаковые. Общий вид такого крыла с торца вместе с приводом примерно такой:

attachicon.gifsup2.jpg

 

Надо будет посчитать площадь и профиль крыльев при общей массе 150-170кг. Также определить точку, в которой будет минимальный крутящий момент - место шарнирного крепления к стойке и высоту самих стоек. Интересно можно ли найти такие готовые крылья, чтобы не изготавливать самому.

 

по идее крылья  должны быть саморегулируемые по сваливанию влево-вправо! V-образные крылья. (глубокое V 30-45 угла)

 

Или электроника и привода. В СССР это дорого и сложно было, а счас не дорого и просто, но не надежно...

 

- Вопрос -только -  зачем? - плоское крыло сваливается легко! И оверкиль затем!...


Сообщение отредактировал VikingLiner: 20 июля 2020 - 19:32

  • 0

#253 syoma

syoma

    Рулевой 2-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPip
  • 203 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 20 июля 2020 - 19:36

по идее крылья  должны быть саморегулируемые по сваливанию влево-вправо! V-образные крылья. (глубокое V 30-45 угла)
Или электроника и привода. В СССР это дорого и сложно было, а счас не дорого и просто,

 

Об этом и вся тема. Сваливание будет контролироваться электроникой.

 

но не надежно...

 

Ха-Ха!


  • 0

#254 syoma

syoma

    Рулевой 2-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPip
  • 203 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 22 июля 2020 - 15:40

Видать обиделись все :)

 

Обычно я разрабатываю алгоритмы управления в Matlab/Simulink. Там их можно промоделировать вместе с объектом управления, посмотреть реакции на возмущения и отладить без риска покупаться в холодной водице (или сломать что-то очень-очень дорогое). 

 

Для моделирования физических объектов и их взаимодействий (т.е. различных сил, вращающих моментов, инерции тел и т.д.) в Simulink есть такой тулбокс, как Simscape Multibody, но к сожалению, он не умеет моделировать гидродинамику. А я хотел бы сделать простейшую модель движущейся платформы на трех подводных крыльях, которая бы имитировала работу крыльев при разных углах атаки, задаваемых как входы модели, а наружу выдавала текущее положение платформы в пространстве и ее углы наклона, как ответную реакцию - это ее выходы. Тогда можно было бы подключить эту модель к модели контроллера через Си, Питон или любой другой интерфейс и промоделировать все вместе. Конечно, все можно промоделировать и без этого, просто определяя подъемную силу по известным законам, но с динамикой это было бы более реалистично.

 

Никто не знает, такой софт для гидродинамического моделирования существуют? Или может даже поможет с такой моделью? Всякие Flowvision так умеют?


Сообщение отредактировал syoma: 22 июля 2020 - 15:44

  • 0

#255 БАР

БАР

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 20 321 сообщений
  • Из:СПб
  • Судно: СТ-31э
  • Название: Авось

Отправлено 22 июля 2020 - 16:46

Конечно, все можно промоделировать и без этого, просто определяя подъемную силу по известным законам, но с динамикой это было бы более реалистично.

 

Никто не знает, такой софт для гидродинамического моделирования существуют? Или может даже поможет с такой моделью? Всякие Flowvision так умеют?

Чтобы получить динамику, Вам надо просто на входе задать закон изменения угла атаки каждого крыла и определять подъемную силу по известным законам.

С учетом ориентации платформы. Это чистая геометрия. Делается на коленке. Большинство простых программ так и делают.

Дальнейшее усложнение потребует учета производных, присоединенных масс, интерференции и прочей требухи. Это уровень выше Вашей задачи на данном этапе. 

FlowVision, Open Foam, Ansis слишком тяжелы для этой задачи. Да и для работы с ними надо  хорошо знать гидродинамику.

На форуме есть темы про Maxsurf. Судя по описаниям она может Вас устроить.

Но, повторяю, в Вашей постановке все делается гораздо проще.


  • 0

#256 syoma

syoma

    Рулевой 2-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPip
  • 203 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 22 июля 2020 - 17:24

Чтобы получить динамику, Вам надо просто на входе задать закон изменения угла атаки каждого крыла и определять подъемную силу по известным законам.

С учетом ориентации платформы. Это чистая геометрия. Делается на коленке. Большинство простых программ так и делают.

Я это знаю. В том же матлабе есть соответствующие блоки, которые могут это все просчитывать и выдавать уже готовые подъемные силы. Мало того, я легко там могу смоделировать даже мою кинематику с рычагами и тягами, чтобы узнать требуемые усилия. 

 

Но, во первых, все эти формулы и законы надо будет применить на мою модель, и как я проверю, что я нигде не ошибся и они все еще выдают реалистичный результат, а не поведение коня в вакууме? То есть проверить, что это та самая модель и она более или менее соответствует реальности (в пределах поставленной задачи). А во вторых хотелось бы красивой визуализации - типа - вот ехал, выставил неправильный угол и зарылся. Плюс всех так интересовали волны - вот и хотелось бы их промоделировать, чтобы увидеть реакцию системы. Также выход на крылья - то есть самые спорные вещи.

 

Спасибо за наводки - посмотрю на этот Maxsurf


  • 0

#257 БАР

БАР

    Яхтенный капитан

  • Инженер
  • 20 321 сообщений
  • Из:СПб
  • Судно: СТ-31э
  • Название: Авось

Отправлено 22 июля 2020 - 17:43

Но, во первых, все эти формулы и законы надо будет применить на мою модель, и как я проверю, что я нигде не ошибся и они все еще выдают реалистичный результат, а не поведение коня в вакууме? 

 "Будем мерить турбулентность, проявляя компетентность"
Для этого и нужно быть специалистом гидромеханике. Он, благодаря опыту, видит, что соответствует физике, а что ей противоречит. Сапоги должен тачать сапожник.
 

То есть проверить, что это та самая модель и она более или менее соответствует реальности (в пределах поставленной задачи).

Эксперимент - критерий истины. Построите - увидите.
 

А во вторых хотелось бы красивой визуализации - типа - вот ехал, выставил неправильный угол и зарылся. Плюс всех так интересовали волны - вот и хотелось бы их промоделировать, чтобы увидеть реакцию системы. Также выход на крылья - то есть самые спорные вещи.

Ну, визуализацию многие программы делают. Но, как показывает опыт и это обсуждалось на форуме, эта визулизация - красивая картинка для менегеров. И часто имеет очень отдаленное отношение к реальности. Но для дилетантов - самое то. 

Поэтому аргументом в споре такая картинка может быть, если выполнена сильным профессионалом и протестирована сравнением с физическим экспериментом. А так - просто мультик для детей.


  • 1

#258 Infineon

Infineon

    Яхтенный капитан

  • Модератор форума
  • 1 432 сообщений
  • Из:Ярославль
  • Судно: Волга

Отправлено 23 июля 2020 - 10:28

Рекомендую обратить внимание на платы управления квадрокоптерами, например MATEK-F405. На борту имеется шестиосевой гироскоп MPU6000 и акселерометр, барометрический датчик высоты BMP280, есть возможность подключения ультразвукового датчика высоты или любого другого по шине i2c. Задача - поддержание платы в горизонтальном положении, на заданной высоте. Управляющие выходы - стандартные PWM сигналы 1000-2000мс, которые могут управлять рулевыми машинками по вашим ссылкам. Прошивка INAV c открытым исходным кодом, но даже без изменения прошивки Вам должно хватить. Все настройки PID имеются. Управлять СУПом можно как самолетом (закрылки + руль высоты), так и как коптером (4 отдельных одинаковых крыла). Ничего моделировать не надо. Берете, собираете, настраиваете, делитесь результатами.


  • 1

#259 abrasha

abrasha

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 205 сообщений
  • Из:Северо - Запад
  • Судно: МЛ- 5,6 м , швертбот
  • Название: Зенит

Отправлено 23 июля 2020 - 23:22

https://youtu.be/3MtS2WW2Jyo


  • 1

#260 Николай Александрович

Николай Александрович

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 095 сообщений
  • Из:Санкт-Перербург
  • Судно: Тримаран
  • Название: Николаша

Отправлено 24 июля 2020 - 05:56

Все таки взяв взяв в руки обычный рубанок (посмотрев видео),склоняюсь к прежнему мнению . Переднее крыло(крылья)надо выносить в нос от миделя .  Регулировки могут оказаться не нужны .  (В динамике картина значительно меняется.)   Видится так ?


  • 0

#261 abrasha

abrasha

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 205 сообщений
  • Из:Северо - Запад
  • Судно: МЛ- 5,6 м , швертбот
  • Название: Зенит

Отправлено 24 июля 2020 - 08:24

... Переднее крыло(крылья)надо выносить в нос от миделя .  Регулировки могут оказаться не нужны .  (В динамике картина значительно меняется.)   Видится так ?

 

 От vef  4710 :  https://forum.katera...odok/?p=1149681


Сообщение отредактировал abrasha: 24 июля 2020 - 09:09

  • 0

#262 abrasha

abrasha

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 205 сообщений
  • Из:Северо - Запад
  • Судно: МЛ- 5,6 м , швертбот
  • Название: Зенит

Отправлено 24 июля 2020 - 12:35

https://youtu.be/wWfNAGD-jBw 

 

www.hydrofoils.ch


  • 0

#263 VikingLiner

VikingLiner

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 272 сообщений
  • Из:СССР

Отправлено 24 июля 2020 - 19:35

Да.

 

 

В принципе оказалось, что много чего есть готового для серфинга на ПК и можно позаимствовать оттуда:

 

Крылья: hhttps://www.gong-galaxy.com/en/product/gong-foil-allvator-front-wing-rise/

Они какие-то карбоновые, бывают разных размеров и цен.

 

Стойка: https://www.gong-gal...-allvator-mast/

Тут обычный алюминий.

 

Чтобы все это привинтить сверху к SUPу: https://www.gong-gal...or-top-plate-2/

 

Остается вопрос с креплением крыла к стойке. В стандарте народ использует простую алюминиевую балку, такого типа: https://www.gong-gal...tor-compatible/

 

В нашем же случае крыло поворотное, поэтому скорей всего придется разработать и распечатать алюминиевый шарнир на 3Д принтере. Это пока единственный кастомный элемент.

Крылья бывают и попроще: https://www.billykit...650-front-wing/

Просто с тремя отверстиями. Надо просто подумать, как их прикрутить через шарнир

 

Если пластик - то на долго не хватит - развалятся скоро. Только нержавейка, или ржавеющая сталь (советская Х40 например, аналоги западные нагуглите) но с электродами (они в очень соленой морской воде - необходимы).., Хотя если вы Aus  Deuschland на несоленой Болтике - сойдет и так.


Сообщение отредактировал VikingLiner: 24 июля 2020 - 19:35

  • 0

#264 Николай Александрович

Николай Александрович

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 095 сообщений
  • Из:Санкт-Перербург
  • Судно: Тримаран
  • Название: Николаша

Отправлено 24 июля 2020 - 19:39

От vef 4710 : https://forum.katera...odok/?p=1149681

Имел в виду парусный вариант ,в предложенном виде носовые обводы более полные и менее килеватые , лодка заточена чисто под мотор (на мутный взгляд странное сочетание мало погруженное , низкое ПК и редан ? ) Видимо на подъемную силу крыла не особо рассчитывали ? Крестик и трусы в одном флаконе ...

Сообщение отредактировал S_smirnov: 24 июля 2020 - 20:06

  • 0

#265 101

101

    Старший матрос

  • Основной экипаж
  • PipPipPip
  • 55 сообщений
  • Из:Масквааа
  • Судно: В своей шкуре

Отправлено 26 июля 2020 - 11:31

Видать обиделись все :)

 

Обычно я разрабатываю алгоритмы управления в Matlab/Simulink. Там их можно промоделировать вместе с объектом управления, посмотреть реакции на возмущения и отладить без риска покупаться в холодной водице (или сломать что-то очень-очень дорогое). 

 

Для моделирования физических объектов и их взаимодействий (т.е. различных сил, вращающих моментов, инерции тел и т.д.) в Simulink есть такой тулбокс, как Simscape Multibody, но к сожалению, он не умеет моделировать гидродинамику. А я хотел бы сделать простейшую модель движущейся платформы на трех подводных крыльях, которая бы имитировала работу крыльев при разных углах атаки, задаваемых как входы модели, а наружу выдавала текущее положение платформы в пространстве и ее углы наклона, как ответную реакцию - это ее выходы. Тогда можно было бы подключить эту модель к модели контроллера через Си, Питон или любой другой интерфейс и промоделировать все вместе. Конечно, все можно промоделировать и без этого, просто определяя подъемную силу по известным законам, но с динамикой это было бы более реалистично.

 

Никто не знает, такой софт для гидродинамического моделирования существуют? Или может даже поможет с такой моделью? Всякие Flowvision так умеют?

Такую задачу, как связь гидродинамики в FlowVision и контура управления, делали.

Когда это нужно делать в FlowVision? Тогда, когда:

1. Вам нужны переходные процессы.

2. Имеется интерференция элементов корпуса и органов управления.

 

Если все они друг на друга не влияют, то можете смело считать по отдельности и потом уже из них винегрет делать. В вашем случае имеют место быть скосы от передних подводных крыльев, которые влияют на обтекание кормовых крыльев.

В теме про FlowVision ответил.


Сообщение отредактировал 101: 26 июля 2020 - 11:32

  • 0

#266 syoma

syoma

    Рулевой 2-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPip
  • 203 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 26 июля 2020 - 12:22

Когда это нужно делать в FlowVision? Тогда, когда:

1. Вам нужны переходные процессы.

2. Имеется интерференция элементов корпуса и органов управления.

Ну я считаю, что объект управления желательно моделировать всегда. И если есть софт, который умеет это делать реалистичным образом, то почему-бы и нет?

 

Вы работали с Flowvision? Сколько времени, по вашему, может понадобиться специалисту, чтобы создать простейшую модель простой платформы на ПК чисто для моделирования простой гидродинамики?


  • 0

#267 101

101

    Старший матрос

  • Основной экипаж
  • PipPipPip
  • 55 сообщений
  • Из:Масквааа
  • Судно: В своей шкуре

Отправлено 26 июля 2020 - 22:34

Ну я считаю, что объект управления желательно моделировать всегда. И если есть софт, который умеет это делать реалистичным образом, то почему-бы и нет?

 

Вы работали с Flowvision? Сколько времени, по вашему, может понадобиться специалисту, чтобы создать простейшую модель простой платформы на ПК чисто для моделирования простой гидродинамики?

 

Сперва нужно создать геометрию. Время ее создания зависит от того, как вы хорошо умеете работать с системами геометрического моделирования. Оттуда уже геометрию можно экспортировать в FlowVision.
 


  • 0

#268 syoma

syoma

    Рулевой 2-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPip
  • 203 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 27 июля 2020 - 07:21

Сперва нужно создать геометрию. Время ее создания зависит от того, как вы хорошо умеете работать с системами геометрического моделирования. Оттуда уже геометрию можно экспортировать в FlowVision.
 

Для модели, которая мне нужна, я могу сделать ее в течении нескольких часов в Solidworks и экспортировать в STL, STEP или какой там формат нужен Flowvision.  Если она будет импортирована в FlowVision, с ней много чего там нужно сделать? Сколько времени это займет?

 

А так понимаю, что нужно будет сделать параметрическим угол установки крыльев и добавить входы/выходы для C кода.


Сообщение отредактировал syoma: 27 июля 2020 - 07:32

  • 0

#269 101

101

    Старший матрос

  • Основной экипаж
  • PipPipPip
  • 55 сообщений
  • Из:Масквааа
  • Судно: В своей шкуре

Отправлено 27 июля 2020 - 11:46

Для модели, которая мне нужна, я могу сделать ее в течении нескольких часов в Solidworks и экспортировать в STL, STEP или какой там формат нужен Flowvision.  Если она будет импортирована в FlowVision, с ней много чего там нужно сделать? Сколько времени это займет?

 

А так понимаю, что нужно будет сделать параметрическим угол установки крыльев и добавить входы/выходы для C кода.

Постановка задачи гидродинамики в FlowVision займет 1-2 часа времени.

Чтобы пристегнуть логику из Симулинка нужно разобраться как он сам это позволяет сделать. Я лично с ним не работал, например, и не могу тут ничего сказать. Насколько я знаю, он позволяет собрать DLL-ку со своей логикой.

 

Дальше два варианта:

1) DLL-ка получает данные по ускорениям. например или прочим характеристикам, что нужны ей на вход, а выдает из себя положение органа управления. FlowVision, соответственно, выдает ей характеристики и принимает новые параметры и меняет положение органов управления.

2) п.1 + отдельный программный модуль изменения конфигурации тела (судно + органы управления).

 

Тут трудозатраты от 2-7 дней для первого варианта и 1-2 недели для второго.


Сообщение отредактировал 101: 27 июля 2020 - 11:46

  • 0

#270 syoma

syoma

    Рулевой 2-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPip
  • 203 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 27 июля 2020 - 14:35

Постановка задачи гидродинамики в FlowVision займет 1-2 часа времени.

Чтобы пристегнуть логику из Симулинка нужно разобраться как он сам это позволяет сделать. Я лично с ним не работал, например, и не могу тут ничего сказать. Насколько я знаю, он позволяет собрать DLL-ку со своей логикой.

 

Дальше два варианта:

1) DLL-ка получает данные по ускорениям. например или прочим характеристикам, что нужны ей на вход, а выдает из себя положение органа управления. FlowVision, соответственно, выдает ей характеристики и принимает новые параметры и меняет положение органов управления.

2) п.1 + отдельный программный модуль изменения конфигурации тела (судно + органы управления).

 

Тут трудозатраты от 2-7 дней для первого варианта и 1-2 недели для второго.

Ну примерно так, только там не DLL-ка, а Си (или С++) код в виде законченной step-функции. Т.е. при моделировании следует задать определенный фиксированный временной шаг моделирования - например 10мс.

На каждом шаге Flowvision должен рассчитать гидравлику исходя из текущей конфигурации крыльев и определить текущее положение платформы, ускорения, углы и т.д. С этими данными Flowvision на том же шаге запускает Си функцию контроллера с этими данными в виде аргументов, которая все просчитывает и выдает на выходе новый угол атаки крыльев.

В следующем шаге процесс повторяется.


Сообщение отредактировал syoma: 27 июля 2020 - 14:36

  • 0

#271 abrasha

abrasha

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 205 сообщений
  • Из:Северо - Запад
  • Судно: МЛ- 5,6 м , швертбот
  • Название: Зенит

Отправлено 29 июля 2020 - 22:09

SeaBubbles testing the Fly By Wire control system

https://youtu.be/HeAmbKeHuiE


  • 0

#272 Николай Александрович

Николай Александрович

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 095 сообщений
  • Из:Санкт-Перербург
  • Судно: Тримаран
  • Название: Николаша

Отправлено 30 июля 2020 - 04:43

SeaBubbles testing the Fly By Wire control system

https://youtu.be/HeAmbKeHuiE

 

+++++


  • 0

#273 101

101

    Старший матрос

  • Основной экипаж
  • PipPipPip
  • 55 сообщений
  • Из:Масквааа
  • Судно: В своей шкуре

Отправлено 30 июля 2020 - 10:04

Ну примерно так, только там не DLL-ка, а Си (или С++) код в виде законченной step-функции. Т.е. при моделировании следует задать определенный фиксированный временной шаг моделирования - например 10мс.

На каждом шаге Flowvision должен рассчитать гидравлику исходя из текущей конфигурации крыльев и определить текущее положение платформы, ускорения, углы и т.д. С этими данными Flowvision на том же шаге запускает Си функцию контроллера с этими данными в виде аргументов, которая все просчитывает и выдает на выходе новый угол атаки крыльев.

В следующем шаге процесс повторяется.

Да, нормально, рабочая схема.


  • 0

#274 syoma

syoma

    Рулевой 2-го класса

  • Основной экипаж
  • PipPipPipPipPip
  • 203 сообщений
  • Из:Germany
  • Судно: Ищу

Отправлено 30 июля 2020 - 13:24

SeaBubbles testing the Fly By Wire control system

https://youtu.be/HeAmbKeHuiE

 

Такая же схема, как и у Candella.

 

https://youtu.be/HeAmbKeHuiE?t=94

Ну прям очень знакомый датчик. :-)


Сообщение отредактировал syoma: 30 июля 2020 - 13:25

  • 0

#275 abrasha

abrasha

    Яхтенный капитан

  • Капитан
  • 1 205 сообщений
  • Из:Северо - Запад
  • Судно: МЛ- 5,6 м , швертбот
  • Название: Зенит

Отправлено 01 августа 2020 - 19:31

Why This ‘Flying Surfboard' Costs $12,000

https://youtu.be/FtlekBIzNtY


  • 0



Ответить



  


Количество пользователей, читающих эту тему: 0

0 пользователей, 0 гостей, 0 скрытых пользователей