“永不炸机”的多旋翼，可能吗？已上视频

我要飞得更高fzb

肯实干 有主见  继续关注中

乐山乐水

pylongzx 发表于 2014-8-8 16:30
1.关于震动，前面解释过，我们认为柔性网的震动传导率远小于刚性悬臂。

2.百翼鸟与传统直升机的可靠性 ...

关于人的因素，操作失误是常事，专业飞行员是干嘛的，训练几年，以后飞上万小时的机长还是要定期接受地面模拟器训练，目的就是主要目的就是降低失误 ，失误操作导致炸鸡一半都是模友自己一手造成的啊，德国政府相关发布的政府军用无人机损失数据调查， 显示了一半以上事故是地面人工操作失误造成的。人工操作，一方面是长期，经常训练，减少失误，一方面是采用在飞行包线自动驾驶为主，人工是应对天气突变，大风突风切变，等等。我的意思是楼主有没有考虑过从用户角度怎么看安全可靠性？
用户认为不论飞行器设计多么安全可靠，在城市飞，人口稠密区，但是一旦坠机风险太大，是道义，经济各方面都是大麻烦。
不妨，现代直升机主要应用空域也不是在城市飞，而是在海上，山林区，城市很多地方低空管制很严的。
考虑应用的环境，多轴，机翼本身不带除冰系统，冬天或者雨雪天飞，怎么办?
世界上安全飞行记录最好的直升机，楼主知道吗？一款单旋翼，一款共轴双旋翼
恩斯特龙480,ka26,单旋翼有的人会说是西科斯为美国总统造的专机s76改装版，现在是欧洲阿斯塔纳的eh101变种，但是它们达到的安全记录是无人乘员死亡，不是不坠落，体现的是设计者考虑坠毁根坠落的区别，所谓坠而不毁的设计安全考虑。
主要安全设计考虑，
4, Enhanced Ground Proximity Warning Protection (EGPWS)
4，增强型近地警告保护（EGPWS）
5, Crashworthy seats for all occupants
5，为所有乘客防撞座椅
8, Energy-absorbing landing gear
8，吸能起落架
14, Optional FAA/JAA certified Rotor Ice Protection System (RIPS)
14，可选的FAA认证/ JAA旋翼防冰系统（RIPS）
15, Traffic Collision Avoidance System (TCAS1)
15，交通防撞系统（tcas1）
你设计 缓存圈类似围网可以避开树枝，电线缠绕，相当于15号系统，
还有关键的是，螺旋桨无动力自转，利用重力下坠上升气流相对运动，可以实现飞行员操作无动力安全着陆。
武汉曾经引进恩斯特龙直升机电视台航拍，从百米高空突然发动机停车，但是直升机最后安全着陆，飞行员，电视台工作人员毫发无伤。
多轴，电动，能做到无动力自转吗？
如果没有，仅凭防碰撞，比传统直升机安全有可能，但是跟世界优秀的直升机比安全1000倍可能吗？而且有的恩系统直升机造价也不高哦。国内重庆已经具备大批量生产，如果你的飞行器达不到性价比者安全可靠性超过或接近，有多大前途呢？

乐山乐水

百翼鸟，系统简单，相对于复杂直升机有系统简单，故障点本身就少，这是娘胎里带出来的优势，飞控可以n/3,n/6，多少个机翼不转还能飞，这个关键吗？把1吨的直升机加装100个小电机的螺旋桨，只有主旋翼不转了，看那直升机掉不掉，关键不在于说有多少个旋翼还在转，关键是还在转的旋翼的升力有多大，能不能大于自重，哪怕有一个桨在转，也ok,对吧。
要安全可靠，动力余额很重要，ka26双发，750hp,单发有380马力，一个发动机停车靠另一个发动机照样能起飞，这就是大动力余额设计的保障安全可靠性
。当然双旋翼的直升机，有很多款，美国，德国，俄罗斯都有，ka26成全它成为安全记录最高的双旋翼不仅仅因为它是双发，还有别的关键因素。

乐山乐水

世界安全记录最好直升机是什么，py知道吗

布甲超人

我看到diydrones上面也有人发布这个，LZ是你么？看用户名也像是个中国人的。

pylongzx

布甲超人 发表于 2014-8-11 14:28
我看到diydrones上面也有人发布这个，LZ是你么？看用户名也像是个中国人的。

那个也是我发的，看看老外有什么看法？
http://diydrones.com/profiles/blogs/a-safe-and-reliable-drone

pylongzx

乐山乐水 发表于 2014-8-11 10:41
百翼鸟，系统简单，相当于复杂直升机有系统简单，故障点本身就少，这是娘胎里带出来的优势，飞控可以n/3,n/ ...

要保证飞行器在部分部件损坏后不坠毁，需要满足2个条件：
1. 剩余动力部件能提供的升力大于飞行器的重量。
2. 能保持飞行器姿态，如果飞行器姿态失控、旋翼拉力不能稳定的指向上方，还是会坠毁。

传统直升机因为旋翼数量少，坏掉一个就很难补偿，因此只能退而求其次，追求“坠而不毁”。

百翼鸟把升力化整为零，坏掉一个或几个，损失的升力比例较低，容易补偿，所以能做到“伤而不坠”。 百翼鸟为了保证在公用传感器损坏或信道阻塞的时候能够安全迫降，每个旋翼内必须内置私用传感器和飞控，在迫降模式下能保持飞行器姿态缓慢下降。

看上去比传统直升机安全1000倍是很夸张的说法，但了解可靠性原理和概率统计的同学知道，串联系统和N-M系统的可靠性差别是指数级的。举个例子，2发动机的固定翼民航飞机，每台发动机的可靠性是99.999%，如果一个发动机停车，依靠另一个发动机也能安全迫降，那总的可靠性就是 1-（0.00001*0.00001）= 99.9999999%。当N-M数量较大的时候，可靠性更是戏剧性的提高，有兴趣的模友可以计算下（N=60,M=40，单旋翼可靠性99.9%）的总可靠性。 前提是要保证高度的故障隔离，不能因为某个旋翼的损坏连带损坏其他旋翼（所谓一损俱损），所以各旋翼不能共享太多东西（比如电池、飞控、传感器等）。

乐山乐水

pylongzx 发表于 2014-8-11 21:49
要保证飞行器在部分部件损坏后不坠毁，需要满足2个条件：
1. 剩余动力部件能提供的升力大于飞行器的重量 ...

“坠而不毁”，这已经是相当高的安全标准了，不是吗？相当于汽车事故碰撞无人员伤亡，汽车行业极少数能真正做到，安全明星车沃尔沃就是安全性高吸引客户做成百年老店的，世界上有那个型号的垂直起降飞行器能做到40年，400架，飞行记录却无乘员重大伤亡（有坠落），谁能真正做到呢？安全事故率是一个综合体现，不仅仅是动力系统的可靠性，
百翼鸟的大容错性设计思想很好，动力系统可靠性有可能比单旋翼的提高几个数量级，但是这是在理想的温度和天气，对吧。试问 百翼鸟 能抗6级风吗？在北方冬天零下10，20度能正常飞吗
可靠性还有那么高吗？雨雪天气能飞吗？低温也不是影响锂电池一组，两组电池的问题？机翼，旋翼结冰可不是一个两个的问题，怎么办？安全可靠性体现了飞行器的环境适应能力，百翼鸟只能晴天飞吗？
俄罗斯的k26，k32带同位素机翼除冰，燃油加防冻液零下40度南极照样飞.欧直的小松鼠直升机能在喜马拉雅山是珠峰顶降落，平时救援。这不是安全可靠性的体现吗？
阿古斯塔直升机eh101，英国海上油田使用，多次发生事故，均海面安全迫降，直升机没沉没，人员无伤亡，这些不是安全可靠地体现吗？
动力系统这样属于主动安全可靠保障，还有许多被动安全保障系统，包括武直10前段时间掉了，但飞行员没有伤亡，因为中航直升机所的抗坠毁设计。
4个亿可以长征火箭发射卫星的价，中海油买了两架直升机，人家可不是只买动力系统的哦，有十多个安全可靠保障系统，还有专业飞行员，地面保障支持。
安全事故率应该是综合安全可靠性能的体现，不是吗？如果要比直升机安全1000倍是以为着什么，10万小时安全事故率从百分之二降低到十万分之二，可能吗？地面农业机械，什么插秧机，收割机，喷药机，地面农机的年安全事故率是万分之二左右。
垂直起降飞行器vtol要超越直升机的安全可靠性，美军的F35b未来恐怕都悬，我自己觉得不简单，不载人还好说，载人相当有挑战。

zhanyiduo

diydrone上面也有一个一模一样的帖子：http://diydrones.com/profiles/blogs/a-safe-and-reliable-drone

pylongzx

乐山乐水 发表于 2014-8-12 05:32
“坠而不毁”，这已经是相当高的安全标准了，不是吗？相当于汽车事故碰撞无人员伤亡，汽车行业极少数能 ...

怎么说呢？我们还是要有勇气相信目前还不存在的东西。

乐山乐水

pylongzx 发表于 2014-8-18 16:22
怎么说呢？我们还是要有勇气相信目前还不存在的东西。

绝对没有悲观的意思，有话直说,有屁直放,小心求证，成功有望。百翼鸟这个名字挺好的，验证机也做出来了，设计思想从重视安全可靠性，也有共鸣，所以我认真给点小建议，希望能成功，如果你能成功，就是当代的卡尔莫夫，沃尔沃，飞机设计大师颠覆传统垂直起降飞行器设计，这个设计有些具体设计指标py真的不担心吗，螺旋桨虽然多，可是直径似乎都受到了限制哦 ，小螺旋桨的功效率会比较低啊，电动飞行器功率效率非常重要，否则飞不了10十分钟就电用完了。德国的evolo，450千克起飞重量，18台电机总功率60kw,螺旋桨功效在7kg/kw,现代第3主流的轻型直升机大功效基本都在8左右。而且人家是用油啊，一升油储能就相当于百公斤锂电池啊。百翼鸟牺牲效率，换安全，真的值得吗，或者说动力余额够吗？牺牲这么大，真的能换安全可靠吗？

小哼哼

楼主我觉得抛开桨效和飞控系统来说，我觉得一个多旋翼为了实现永不炸鸡的目的这样做实在是有些多余了。为啥呢？现在使用非常广泛的直升机只有两个奖，主将尾桨随便一个出点问题就可以机毁人亡。但是直升机事实的又有几个呢?我想只要做好了检查6个轴8个轴就是非常安全的了，没必要那么多桨。就算是为了提高冗余，我觉得也得有个最佳值吧？总不会是旋翼越多越好。举个例子来讲，你的一架飞机有6个桨，那么你起飞的时候只需要认真检查6个桨就可以包装安全。但是如果你有40个旋翼，你就要检查40个桨才能包装安全，这大打增加了起飞的不辩解性对吗？

pylongzx

shakenbaby216 发表于 2014-8-18 22:42
楼主只考虑了“动力系统失效”备份的情况，而实际上航空事故绝大部分都是控制系统和电子故障导致的，人为失 ...

你说的很对，很多事故原因来自控制系统（比如传感器和控制器），所以百翼鸟在这方面有针对性的改进，百翼鸟的控制是完全分布式的（每个旋翼一个飞控，每个旋翼都自带传感器），电池也是分布式的；防止人为失误也是可能的，只要确保人无法发出危险的指令即可（比如，无论驾驶员如何操作，都没法让飞机高速下坠或翻转）。

乐山乐水

shakenbaby216 发表于 2014-8-18 22:42
楼主只考虑了“动力系统失效”备份的情况，而实际上航空事故绝大部分都是控制系统和电子故障导致的，人为失 ...

德国托马斯三兄弟制作的，坐一个人是evolo100,新公布的是evolo200,最大起飞重量450千克，坐两人。德国那个本来也是比较大的动力备份,12个旋翼够飞，多备份了6个共18旋翼，动力安全系数1.5，电机毕竟可能堵转什么的，容错和动力冗余量是不错的，比单旋翼直升机。震动方面，机身结构强度全部由刚性连接，用航空铝管都比较粗那种，试飞视频上看也不错，很稳，起飞准备，到拉杆起飞没有明显左右漂移或者横滚姿态晃动，震动和机身结构强度，配平感觉应该也过关的。不过安全角度第一杀手确实不是动力不足，而是人为操作失误问题。这方面应该可以用自动驾驶方式和培训飞行员解决吧

乐山乐水

pylongzx 发表于 2014-8-19 07:45
你说的很对，很多事故原因来自控制系统（比如传感器和控制器），所以百翼鸟在这方面有针对性的改进，百翼 ...

不让人乱操作这个可以实现，人工操作切换到自动驾驶就可以，但要真正限制下降速率，这很困难实现，影响的因素很多，下洗气流涡流环，垂直阵风，任意方向的突风切变，地面效应变化，等等总之要保持1，2米左右安全下降速率，很困难啊。多少事故都是在降落起飞这个阶段发生的，不是一个自动驾驶系统就可以搞定的。百翼鸟20个旋翼分布式控制，分布控制到什么程度？现在4轴，多轴是牵一发而动全身，动一个旋翼调整姿态跟调整20个如果是一样，那这样的分布跟集中有多大区别？姿态控制与升力控制如何分离与集中兼顾？能做到分别控制升力和姿态吗，比如16个控制升力，4个姿态控制吗？

vane0220

谈下结构，前面你解释的柔性材料在强度上不一定比刚性材料低,的确，一个很好的例子就是蜘蛛丝网，现在也有人研究。你提到的斜拉桥，悬索钱什么飞也是实例。但你忽略了一点，柔性材料的稳定性，也举个例子，一种游乐设施-蹦床，你在上面怎么蹦跶都没问题，但你看看它有没有形变。

pylongzx

乐山乐水 发表于 2014-8-20 11:47
不让人乱操作这个可以实现，人工操作切换到自动驾驶就可以，但要真正限制下降速率，这很困难实现，影响 ...

所谓分布式控制，就是每个旋翼一个飞控，这个飞控接收到传感器（旋翼外部的公用传感器和旋翼内部的私用传感器）传送过来的数据，按照控制率计算出该旋翼的转速。相当于每个旋翼是一个单独的飞行器（在不考虑反向扭矩副作用的情况下）。每个旋翼尽自己所能让飞行器的当前姿态 迁移到 目标姿态，目标姿态在正常飞行模式下来自旋翼外部的手柄或遥控器接收器（我们也把这些部件也归类为广义的传感器）；迫降模式下来自旋翼的内部计算，确保飞行器保持平衡、缓慢下降。 每个旋翼都会根据自己所在的位置同时兼顾油门、朝向和自转这3个目标。  你提到的外部干扰，会给控制带来一些影响，但负反馈就是用来克服干扰的。

pylongzx

vane0220 发表于 2014-8-20 16:01
谈下结构，前面你解释的柔性材料在强度上不一定比刚性材料低,的确，一个很好的例子就是蜘蛛丝网，现在也有 ...

是的，定位网在轴向方向是会有形变的（形变大小和油门大小相关），但这个形变是有益的，完全水平的拉索是无法提供竖直方向的拉力的（类似直升机大旋翼会形成锥形桨面）。旋翼会跟随定位网轴向偏移，因此也不会导致桨叶与定位网干涉，这在原型机上已经验证了。 除了轴向的其他方向的形变是极小的，形变大小与碳纤定位网的拉升模量和碳纤支撑环的压缩模量有关，原型机也验证了，其他方向的形变是极小的，旋翼的朝向也精确保持在轴向方向。

你提到的蹦床、还有网球拍、筛网等，都是环网式结构重量轻、强度高、耐冲击的典型例证。 想像一下数百个旋翼组成的10多米直径的百翼鸟，厚度不变，是不是有阿拉伯神话中魔毯的感觉？

pylongzx

乐山乐水 发表于 2014-8-20 11:15
德国托马斯三兄弟制作的，坐一个人是evolo100,新公布的是evolo200,最大起飞重量450千克，坐两人。德国 ...

你看他们的VC200首飞视频，比VC100更稳一些。VC100是悬臂结构，VC200是刚性网格结构，自然震动更小一些，我估计部件的疲劳寿命也会更长一些。

百翼鸟是环网式结构，属于索杆式结构的一种，在早期的飞行器中应用很普遍，在当时动力不足、急需减重又需要保持足够刚度的情况下，索杆式结构是必然的选择；索杆式结构并不适合高速飞行器，因此后来发展的高速飞行器就很少看到索杆式结构。

我们认为在低空、低速飞行器的结构设计上，索杆式结构是减重同时保持整机刚度的不二法门。