204 Ventil 15 /2009/ 3 Slovenski študenti letalstva na tekmovanju DBF v ZDA Študenti tretjega letnika in absolventi smeri Letalstvo na Fakulteti za stroj- ništvo Univerze v Ljubljani so se pod mentorstvom doc. dr. Tadeja Kosela in somentorstvom asistenta Dejana Nožaka oktobra 2008 prijavili na študentsko tekmovanje z naslovom Zasnuj/Izdelaj/Poleti (Design/Build/ Fly – DBF), ki ga vsako leto organizira- ta podjetji Cessna Aircraft Company in Raytheon Missile Systems s podporo Ameriškega inštituta za aeronavtiko in astronavtiko (AIAA). Tekmovanje je potekalo od 17. do 19. aprila letos na vzletišïu za daljinsko vodena brez- pilotna letala TIMPA v bližini mesta Tucson v zvezni državi Arizona, ZDA. To tekmovanje je bilo že trinajsto po vrsti. V šolskem letu 2008/09 je bilo prijavljenih 54 ekip, predvsem z ame- riških univerz, iz tujine pa poleg nas še Izraelci, Turki, Angleži in Kolumbijci. Naša konstruktorska ekipa se je ime- novala Ekipa Edvarda Rusjana. Letalo pa smo poimenovali EDA100. Uvrstili smo se na 7. mesto. S tem so študenti letalstva s Fakultete za strojništvo, ki so v ta projekt vložili veliko študijskega in prostega ïasa, dokazali, da so v konstruiranju, iz- delavi in letenju daljinsko vodenih brezpilotnih letal, ki morajo zadostiti kompleksnim tehniïnim zahtevam, v svetovnem vrhu. S tekmovanjem želijo organizatorji spodbuditi štu- dente letalstva oziroma aeronavtike k praktiïnemu delu, da študenti sami konstruirajo brezpilotno letalo na daljinsko vodenje, ga izdelajo in z njim letijo. Na tekmovanje v gradnji daljin- sko vodenih brezpilotnih letal, imenovanem Zasnuj/Izdelaj/Po- leti (Design/Build/Fly), ki je po- tekalo od 17. do 19. aprila letos v zvezni državi Arizoni, ZDA, se je odpravila tudi ekipa slo- venskih študentov letalstva s Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani in v konkurenci 54 ekip z razliïnih univerz po svetu dosegla odliïno 7. mesto. DOGODKI – POROČILA – VESTI Osnovne tehniïne zahteve tekmovanj DBF so: letalo mora vzleteti samo s pomoïjo lastnega elektromotorja, najveïji dovoljeni elektriïni tok do motorja je 40 A, vir elektriïnega napajanja so baterije NiCd ali NiMh, dovoljena masa baterij je 1,8 kg in najveïja vzletna masa letala 25 kg. Vsako letalo je bilo najprej tehniïno pregledano. Ustrezati je moralo var- nostnim zahtevam. Organizator na- menja zelo veliko pozornost varnosti tekmovalcev in gledalcev. Letošnje posebne tehniïne zahteve so bile, da mora letalo nositi pod trupom prazen oz. poln rezervoar z vodo (prazen 0,52 kg, poln 4,81 kg) in pod krili štiri rakete Estes Patriot v merilu 1 : 10, vsaka z maso 681 g. Vseh pet kosov tovora je letalo moralo biti sposobno odvreïi. V ta namen je bilo potrebno razviti me- hanizem za odpenjanje. Letalo z vso opremo (letalo, tovor, baterije, RC- oddajnik) pa je moralo biti zloženo v najveï dveh škatlah z najveïjimi Slika 1. Tekmovalna ekipa z letalom EDA100 Slika 2. Daljinsko vodeno brezpilotno letalo EDA100 Foto: g. Jože KoreliÏ, univ. dipl. inž. Foto: g. Jože KoreliÏ, univ. dipl. inž. 205 Ventil 15 /2009/ 3 DOGODKI – POROČILA – VESTI zunanjimi merami 609 x 609 x 1219 mm vsaka. Tekmovanje je bilo poleg ocene tehniïnega poroïila, ki je vsebovalo opis zasnove letala, aerodinamiïne in trdnostne preraïune, numeriïne simulacije leta letala, uporabljene materiale in naïin gradnje in na koncu tudi tehniïne risbe letala, se- stavljeno iz štirih nalog: sestavljanja, 1. naloge, 2. naloge in 3. naloge. Pri sestavljanju se je meril ïas sesta- vljanja letala z montažo vseh kosov tovora, tehtala pa se je škatla z vso vsebino. S tem je bil doloïen faktor kompleksnosti sistema, ki je pred- stavljal število toïk za nalogo sesta- vljanja. Pri 1. nalogi je bilo potrebno leteti s praznim rezervoarjem za vodo dva šolska kroga, pri tem pa se je meril ïas letenja teh dveh krogov. Letalo je moralo pri vseh nalogah vzleteti na razdalji 30 m. V poziciji z vetrom je moralo narediti zavoj za 360 stopinj v nasprotni smeri šolske- ga kroga. Dolžina šolskega kroga je bila v vsako stran od zaïetne linije 152 m. Letalo je po pristanku mora- lo ostati na vzletno-pristajalni stezi. Pri 2. nalogi je bilo potrebno leteti s polnim vodnim rezervoarjem štiri šolske kroge. Pri 3. nalogi je moralo letalo leteti s štirimi raketami in brez vodnega rezervoarja. Leteti je moralo štiri šolske kroge in po vsakem krogu pristati. Po prvem pristanku je moralo v posebno oznaïenem kvadratu veli- kosti3x3mod vreïi zunanjo raketo na krilu, ki je gledalo proti sodniški ekipi oziroma publiki. S tem je bilo letalo preïno nesimetriïno obteže- no, kar je povzroïalo tekmovalcem najveï težav. Po naslednjem krogu je moralo letalo odvreïi zunanjo raketo na nasprotni strani, tako da je bilo spet preïno simetriïno obremenjeno in tako naprej. Poleg tega se je pri tej nalogi upošteval tudi ïas montaže raket na letalo. Konstruiranje letala ni bilo lahko delo. Glede na vse zahteve in naloge je bilo potrebno najti ïim boljšo rešitev. Naša ekipa je zasnovala ramenokrilno letalo z V-repom, ki se je skupaj z vsemi kosi tovora zložilo v škatlo velikosti 600 x 370 x 1200 mm. Trup letala in škatla sta izdelana iz kompozita, ojaïanega z visokonosilno ogljikovo tkanino textrem, stene škatle pa so sendviï konstrukcija z jedrom iz styrodura. Krila so izdelana iz balse in prevleïena s folijo oracover; glavni nosilec je iz ogljikovega kompozita (rovinga). Rep je povezan s trupom s cevjo iz ogljiko- vega kompozita. Letalo se razstavi na pet delov: centralni del s trupom, pod- vozjem in osnovo repa, dve polovici krila in dve polovici repa. Teža letala s tovorom, baterijami, RC-oddajnikom in škatlo (RAC) znaša 16,8 kg, letalo pa je ekipa treh študentov sestavila v 26,7 s. 1. nalogo smo opravili brez težav s ïasom letenja1:2 6min, 2. nalogo prav tako, letalo se je odlepilo toïno na razdalji 30 m pri rahlem boïnem vetru, kar kaže na natanïno zasnovo letala za to nalogo. Pri tretji nalogi pa smo imeli težave v drugem krogu pri nesimetriïni obremenitvi (dve raketi Slika 3. EDA100 s podtrupnim tovorom mase 4,81 kg pred pristankom Slika 5. EDA100 s polno »bojno« opremo Slika 4. Celoten sistem, zložen v škatli Foto: g. Jože KoreliÏ, univ. dipl. inž. Foto: g. Jože KoreliÏ, univ. dipl. inž. Foto: g. Jože KoreliÏ, univ. dipl. inž. 206 Ventil 15 /2009/ 3 na levi in ena raketa na desni) in boïnem vetru z leve (ok. 3–5 vozlov). Posledica obeh vplivov je bila moïno zavijanje letala v levo v fazi zaleta, ki ga ni bilo moï odpraviti s smernim krmilom in nosnim kolesom. To je bil razlog za neuspešno izvedeno 3. na- logo. Zaradi velikega števila ekip pa naloge nismo mogli ponavljati v bolj ugodnih razmerah. Za izvedbo projekta so zaslužni študenti: Aleš Štupica, Anže Merhar, Blaž Bajc, Blaž Cizerle, îrt Sambo- lec, Dejan Kastelic, Gašper Šubic, Gregor Bizilj, Gregor Verko, Jaro Koritnik, Jošt Laznik, Lin Regali, Luka Kenk, Maja Ðokiþ, Matej Pušnik, Ma- tic Vreïko, Primož Grkman, Primož Prhavc in Atina Laziþ, ki so izdelali letalo, škatlo, mehanizme in vse, kar spada zraven, ter organizirali celotno odpravo. K uspešni izvedbi projekta so pripomogli sponzorji s svojimi finanïnimi in materialnimi prispev- ki: Javni sklad Republike Slovenije za razvoj kadrov in štipendije, SPS, d. o. o., Kamnik (Oxeon), RPS, d. o. o., Ljubljana, Laboratorij za aeronavtiko na Fakulteti za strojništvo v Ljubljani, Kolegij dekana Fakultete za strojni- štvo v Ljubljani, Delta team, d. o. o., Krško (Yamaha), Mantua modeli, d. o. o., Ljubljana, Miha Holc, LRP, d. o. o., Aerodrom Ljubljana, d. d., STAL, d. o. o., STA Ljubljana, Intereu- ropa, d. d., Ljubljana (UPS), Vzajem- na zdravstvena zavarovalnica Ljublja- na, Študentska organizacija Univerze v Ljubljani (ŠOU) in Študentska organizacija Fakultete za strojništvo (ŠOFS). Posebna zahvala gre študentu Blažu Bajcu, ki je bil pobudnik pro- jekta, in asistentu Dejanu Nožaku, ki je študente neomajno spodbujal in jih usmerjal na pravo pot. Viri – Uradna stran tekmovanja DBF, http://www.aiaadbf.org/ – Vzletišïe za brezpilotna letala na daljinsko vodenje, http://www. timpa.org/ Dr. Tadej Kosel, UL, Fakulteta za strojništvo VeliÏina Vrednost Enota Razpetina kril 2350 mm Dolžina letala 1150 mm Višina letala 605 mm Višina trupa 310 mm Širina trupa 158 mm Površina krila 0.65 m 2 Površina V-repa 0.38 m 2 Kot V-repa 100 ° Masa krila 1242 g Masa V-repa 107 g Masa trupa 1940 g Masa baterij 1020 g Vzletna masa 4309 g Masa praznega vodnega rezervoarja 520 g Masa polnega vodnega rezervoarja 4808 g Masa rakete 688 g Vzletna masa s polnim vodnim rezervoarjem 9117 g Krilna obremenitev 14 kg/m 2 Vzletna masa z raketami 7059 g Masa škatle 3838 g Masa RC-oddajnika 1028 g Masa celotnega sistema 16.8 Kg Baterije LRP SUB C LongLife 4000 mAh 14 kos v seriji RC-oddajnik Futaba T12FG 2.4 GHz RC-sprejemnik Futaba R6014FS 2.4 GHz Motor Scorpion S4020-16 Kontrolnik Scorpion Commander 60A ESC Propeler Graupner CFK 17 x 10 Aeroprofil krila Eppler 560 Servomotor Futaba S3150 digital 10 kos Tabela 1. TehniÏni podatki EDA100 DOGODKI – POROČILA – VESTI