На воде и в воздухе Дрон амфибия 3

АЭРО

На воде и в воздухе: введение в авиа- и судомоделирование

Часть 3. Проектирование и создание электронной части

Кейс: Создание гибридного БПЛА
формата дрон-амфибия

* кейс-лонгрид для обучающихся и наставников образовательных организаций в рамках Национального проекта по развитию беспилотной авиации в Томской области, Национальных проектов по направлениям: “Производство транспорта”, “Эффективная транспортная система”, “Беспилотные авиационные системы”

О чём кейс?

Откройте для себя мир инженерии гибридных летательных аппаратов. Это 3 часть проекта по созданию дрона-амфибии. Здесь мы подробно рассмотрим, как спроектировать электронную часть устройства. Кейс позволит проработать модуль-амфибии для установки его на квадрокоптер

Структура кейса

Описание задания

Этапы выполнения с иллюстрациями

Дополнительные ссылки и ресурсы

Кому полезен этот кейс?

Кейс будет полезен обучающимся и наставникам образовательных организаций, технологических кружков для погружения в повестку создания современного транспорта, судомоделирования, беспилотной авиации с наиболее интересной стороны – путем выполнения практического задания по сборке электронной части дрона-амфибии.

Тренды и инновации

Как уже используют дроны?

Знаете ли вы, что с 2022 года рынок беспилотных авиационных систем (БАС) в России начал активно расти: сельское хозяйство, воздушные съемки для медиа (СМИ, кино, блоги), спорт (дрон-рейсинг), доставка медикаментов и продуктов, спасение людей. Мониторинг и георазведка, благодаря беспилотникам, обходятся в среднем в три раза дешевле, чем с использованием традиционных способов.

Проект "Беспилотные авиационные системы" в Томской области — это инициатива, которая направлена на использование дронов для разных задач.

Молодые люди, подобные вам, уже сейчас изучают, как эффективно применять беспилотные технологии. Это отличная возможность познакомиться с современными инновациями и в будущем стать специалистами в востребованной области.

Это ПЕРВЫЙ шаг, чтобы попробовать “руками” современные беспилотные технологии и СОБРАТЬ свой собственный беспилотник.

О Национальной технологической инициативе и рынке НТИ «Аэронет»

Это программа в нашей стране, которая нацелена на развитие высоких технологий, в том числе и дронов.

Одним из направлений НТИ инициативы является рынок «Аэронет». Он направлен на создание новых технологических решений в беспилотной отрасли, развитие предприятий по производству разных типов БПЛА.

Подробнее о рынке Аэронет

Где работать?

Российские разработчики и производители беспилотных воздушных систем

Компания «СТЦ»

Специальный Технологический Центр – ООО «СТЦ»⠀
Занимаемся разработкой программного обеспечения и аппаратных средств более 20 лет. ⠀

Работаем на российском и международном рынках телекоммуникационного оборудования, оборудования сотовой и спутниковой связи. Осуществляем разработку и производство в том числе беспилотных летательных аппаратов и квадрокоптеров семейства «Орлан», спутниковых комплексов и систем управления.

Сайт

Компания «Атлас Аэро»

От авиамодельного спорта к высоким технологиям

Наша история началась в 2009 году с создания команды по авиамодельному спорту «Авиаклуб АС». С самого начала в команде объединились профессионалы в различных областях - инженеры, конструкторы и пилоты, превративших авиамоделирование из увлечения в серьезную инженерную школу, где всё было нацеленно на результат. С 2011 по 2016 год команда доминировала в соревнованиях по ключевым классам авиамодельного спорта.

Сайт

Кем работать: настоящее и будущее

Примерь на себя профессии будущего!

Профессии настоящего

Актуальные вакансии и зарплаты уже сейчас!

Профессии будущего

Архитектор квантово-фотонной авионики

Проектирует ядро управления дроном не на кремниевых чипах, а на фотонных и квантовых схемах. Такие системы мгновенно обрабатывают данные со всех сенсоров, решают навигационные задачи методом квантового отжига и абсолютно защищены от традиционных кибератак.

Специалист по органической и биоразлагаемой электронике

Разрабатывает платы, сенсоры и аккумуляторы из органических полимеров и белков. Такая электроника гибкая, может интегрироваться в биогибридные конструкции, а главное — запрограммировано разлагаться после выполнения миссии.

Интегратор прямого нейроинтерфейса

Создает и встраивает в дрон-системы, позволяющие оператору (пилоту-киборгу или специалисту в нейрогарнитуре) управлять им силой мысли, а также чувствовать через дрон. Это требует бесшовного соединения нейроимпланта человека с дроном.

Для работы над кейсом понадобится

Паяльный набор

Какие знания и навыки потребуются?

Физика
Механика: Анализ нагрузок и напряжений на конструкцию, расчет массы и баланса;
Аэродинамика: Моделирование воздушных потоков вокруг корпуса и винтов дрона-амфибии.
Математика
Геометрия: Определение размеров, пропорций и формы деталей дрона-амфибия;
Тригонометрия: Расчет углов и расстояний для правильной ориентации компонентов;
Алгебра: Решение уравнений для определения оптимальных параметров модели.
Информатика
Компьютерная графика: Работа с программами для 3D-моделирования, такими как Autodesk Fusion 360, Blender или Tinkercad;
Алгоритмы и программирование: автоматизация рутинных задач в процессе моделирования.
Технология
Материалы и технологии производства: выбор материалов для печати или изготовления деталей, понимание возможностей 3D-принтера;
Черчение и проектирование: Создание технических чертежей и спецификаций для последующей реализации модели.
Искусство и дизайн
Основы дизайна: Эстетика и эргономика модели, учет внешнего вида и удобства использования.

Полезные материалы

Компас-3D – программный комплекс для 3D-моделирования Образовательные материалы по работе в среде Компас-3D

Кейс в формате текста (для педагогов)

Рекомендуем роли в команде

Специалист по пайке и разводке

Физическая реализация пайки и помощь в безупречном качестве сборки

Инженер-электрик

Проектирует и собирает электронную систему, обеспечивая работоспособность всех компонентов

Создаем электронную часть вместе!

Элементы, необходимые нам для сборки дрона:

а ➡ плата распределения питания
б ➡ два ESC-регулятора
в ➡ два бесколлекторных двигателя
г ➡ четыре бесколлекторных двигателя
д ➡ приемник
ж ➡ сервомотор

Адаптер питания

Начнем сборку с того, что припаяем адаптер питания
XT-60 к плате распределения питания Matek

Плата распределения питания

Далее подключим плату распределения питания к регулятору + и – esc регуляторы по очереди

Мотор

Теперь припаяем мотор Velox V2207. Произведём подключение GPS-модуля к дрону

Регулятор

Припаяем второй 30А регулятор к плате распределения питания

Приемник

Далее нам понадобится приемник FlySky FS-IA6B. Информационные порты с ESC-регуляторов подключим во второй и третий канал. Так же необходимо подключить

Двигатель

Установим двигатель на корпус амфибии, распечатанной ранее на основе ранее созданной 3D модели.

Второй двигатель

Установим пропеллер и второй двигатель. Так же установим рулевые стабилизаторы

Установка дрона

Установим переходник на болты 6 мм. Внутренние отверстия предназначены для установки дрона. Дрон устанавливается на винты диаметром 4 мм.

Оцени свою работу в команде (для ребят)

Почти закончили! Сейчас важно подумать над своей огромной проделанной работой. Постарайся честно ответить себе, что получилось, а что нет. За это не ставят оценок, это нужно для твоего роста!

Инструкция: Оцени, насколько ты согласен с каждым утверждением, по шкале от 1 до 5 (где 1 — «совсем не так», 5 — «точно так»). Можно использовать любые символы (☹️😐🙂😄🤩).

Скачать шаблон по ссылке

Как оценивать ребят? (для наставников)

Если вы – наставник или педагог, читающий этот текст, то Вам мы предлагаем несколько вариантов для текущей аттестации ребят. Посмотрите, как это можно сделать. Важно оценить не только итоговый результат (модель), но и процесс работы, динамику развития каждого участника и команды в целом.

💕 Рекомендуется использовать метод формирующего оценивания (assessment for learning), а не просто выставлять оценку.

Скачать шаблон по ссылке

Оценка командной работы