{"id":131,"date":"2024-02-11T20:39:34","date_gmt":"2024-02-11T19:39:34","guid":{"rendered":"http:\/\/bennie.hu\/?p=131"},"modified":"2024-06-13T11:59:31","modified_gmt":"2024-06-13T10:59:31","slug":"robonaut-2020-tesla-monsters","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bennie.hu\/?p=131","title":{"rendered":"RobonAUT 2020 – Tesla Monsters"},"content":{"rendered":"\n

El\u0151z\u0151 verseny\u00fcnk ut\u00e1n ism\u00e9t megpr\u00f3b\u00e1lkoztunk az \u00e9ves RobonAUT versenyen. A c\u00e9l, a tavalyi k\u00f6rid\u0151 rekord megd\u00f6nt\u00e9se volt, az \u00fcgyess\u00e9gi feladat teljes\u00edt\u00e9se mellett.
Sajnos a rekordot nem siker\u00fclt megd\u00f6nten\u00fcnk, sem a Tesl\u00e1ra jellemz\u0151 eszt\u00e9tikai ig\u00e9nyess\u00e9get, hab\u00e1r az \u00fcgyess\u00e9gi r\u00e9szt hib\u00e1tlanul teljes\u00edtett\u00fck. Sokkal ink\u00e1bb a „monster” \u00e9s az utols\u00f3 percek p\u00e1nikja sz\u00fcl\u00f6ttj\u00e9nek meglep\u0151en \u00e9letk\u00e9pes valamije siker\u00fclt, de ennyire ne szaladjunk el\u0151re!<\/p>\n\n\n\n

Idei c\u00e9lok, a pontoz\u00e1s \u00e9s a verseny menete:<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

\u00dagy gondoltuk tudunk \u00fajat mutatni, az eddigi eredm\u00e9nyeinket felhaszn\u00e1lni \u00e9s persze els\u0151 helyez\u00e9st el\u00e9rni. Ezen fel\u00fcl, ironikus m\u00f3don szerett\u00fck volna a sebess\u00e9grekordot is megd\u00f6nteni, ami egy ban\u00e1lis hib\u00e1n cs\u00faszott el v\u00e9g\u00fcl.
A verseny pontoz\u00e1sa szolg\u00e1lt \u00fatmutat\u00e1sul, hogy mit kell teljes\u00edteni vagy el\u00e9rni a verseny \u00e9s felk\u00e9sz\u00fcl\u00e9s folyam\u00e1n. Maga a verseny k\u00e9t r\u00e9szes: az els\u0151 r\u00e9sz az \u00fcgyess\u00e9gi versenysz\u00e1m, ahol a kocsi „okoss\u00e1g\u00e1t” kell demonstr\u00e1lni, hogy k\u00e9pes komplex d\u00f6nt\u00e9sek meghoz\u00e1s\u00e1ra \u00e9s feladatok elv\u00e9gz\u00e9s\u00e9re. A m\u00e1sodik versenysz\u00e1m pedig a gyorsas\u00e1gi futam, ahol a legkisebb k\u00f6rid\u0151 el\u00e9r\u00e9se \u00e9s n\u00e9mi mutatv\u00e1ny (el\u0151z\u00e9s, k\u00f6vet\u00e9s) produk\u00e1l\u00e1sa a c\u00e9l. Ezek mellett pedig c\u00e9lszer\u0171 a k\u00f6z\u00f6ns\u00e9g sz\u00edv\u00e9t is elnyerni egy sz\u00e9p formatervvel, vagy egy egyedi mutatv\u00e1nnyal, ak\u00e1rmivel amivel ki tudunk t\u0171nni a mez\u0151nyb\u0151l. Ut\u00f3lagos pontsz\u00e1m\u00edt\u00e1sok alapj\u00e1n m\u00e9g ha siker\u00fcl is (id\u00e9n, \u00e9s \u00f6sszess\u00e9g\u00e9ben is) a leggyorsabbnak lenni, egy ponttal \u00edgy is lecs\u00fasztunk volna a dobog\u00f3r\u00f3l a k\u00f6z\u00f6ns\u00e9gszavazatok hi\u00e1nya miatt. Persze m\u00e1r maga egy rekordid\u0151 is megdobogtatta volna a t\u00f6rzsvend\u00e9gek sz\u00edv\u00e9t.<\/p>\n\n\n\n

Honnan a n\u00e9v:<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Bruce Banner a n\u00e9vad\u00f3ja a sz\u00f6rnysz\u00fcl\u00f6tt\u00fcnknek, innen is a z\u00f6ld sz\u00edn, meg persze a Monster energiaitalr\u00f3l is ez k\u00f6sz\u00f6n vissza. A model R, mint Tesla k\u00f3dn\u00e9v m\u00e1r csak az igazi rajong\u00f3knak mond valamit. Az eg\u00e9sz utal\u00e1st, vagy csak elsz\u00f3l\u00e1st m\u00e9g Musk b\u00f6kte ki a model Y bemutat\u00f3ja elej\u00e9n, utalva, hogy b\u0151v\u00fcl a SEXY term\u00e9kpaletta, \u00e9s „SEXY-eR” lesz a Tesla: itt a vide\u00f3<\/a>, hogy aki nem hiszi ne kelljen ut\u00e1naj\u00e1rnia.<\/p>\n\n\n\n

Mi kell a rekordid\u0151h\u00f6z? Fizika!<\/strong>
<\/h2>\n\n\n\n
\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Fizikai szempontb\u00f3l nem kifejezetten bonyolult egy gyors k\u00f6rid\u0151 el\u00e9r\u00e9se. Menj amilyen gyorsan csak tudsz. A k\u00e9rd\u00e9st ink\u00e1bb ford\u00edtva \u00e9rdemes feltenni: hol \u00e9s milyen gyorsan tudsz menni? Ez nyilv\u00e1n a gyorsas\u00e1gi p\u00e1lya \u00e9s a j\u00e1rm\u0171 k\u00e9pess\u00e9geinek f\u00fcggv\u00e9nye, amib\u0151l csak az ut\u00f3bbit tudjuk befoly\u00e1solni. Teh\u00e1t els\u0151 dolgom, mint a csapat fizik\u00e1s tagj\u00e1nak, az volt, hogy ut\u00e1nasz\u00e1moljak ezeknek.
A p\u00e1lya rajza szerepelt a versenyszab\u00e1lyzatban. Szerencs\u00e9re referenci\u00e1nak (nem csak nek\u00fcnk, hanem azoknak is akik ragasztj\u00e1k a p\u00e1ly\u00e1t) ott voltak a csemp\u00e9k vonalai is. Innen egy kis AutoCAD rajz \u00e9s m\u00e9retez\u00e9s ut\u00e1n megkaptuk a p\u00e1lya fel\u00fcln\u00e9zet\u00e9t. A l\u00e9pcs\u0151fokokat figyelembe v\u00e9ve az emelked\u0151 (lejt\u0151) meredeks\u00e9ge is adott volt. Innen kis \u00fcgyesked\u00e9ssel egy pontsorozatot tudtam gener\u00e1lni, nagyj\u00e1b\u00f3l egyenletes k\u00f6z\u00f6kkel, ami a p\u00e1lya pontjainak koordin\u00e1t\u00e1it megadta nek\u00fcnk mm-ben. Maga a p\u00e1lya hossza nagyj\u00e1b\u00f3l 55m, amit csak 314 ponttal \u00e1br\u00e1zoltam (v\u00e9letlen egybees\u00e9s a pi-vel). Ami fontosabb, hogy ebb\u0151l m\u00e1r adott \u00e1lland\u00f3 sebess\u00e9g mellett tudtam sz\u00e1molni gyorsul\u00e1sokat. Igaz\u00e1b\u00f3l nem volt sz\u00fcks\u00e9g v\u00e9g\u00fcl ezekre a pontokra. Annyi el\u0151nye lehetett volna, hogy tetsz\u0151leges p\u00e1ly\u00e1ra csak a pontokat kellett volna cser\u00e9lni. Ezt \u00e1t kellett volna gondolni el\u0151re.
Mag\u00e1t a sz\u00e1mol\u00e1st nem gondoltam t\u00falbonyol\u00edtani szimul\u00e1ci\u00f3val, mivel \u00fagyis a val\u00f3s pr\u00f3b\u00e1\u00e9 az utols\u00f3 sz\u00f3. Egy sima excel (LibreOffice Calc) t\u00e1bl\u00e1zatban sz\u00e1moltam, ami egyben az \u00e1br\u00e1zol\u00e1sban is seg\u00edtett. A p\u00e1lya ut\u00e1n a k\u00e9pzeletbeli aut\u00f3 param\u00e9tereit (t\u00f6meg, tapad\u00e1si egy\u00fctthat\u00f3) bevittem a t\u00e1bl\u00e1zatba, amivel megkaptam az aut\u00f3ra hat\u00f3 er\u0151ket, \u00e9s a hozz\u00e1 tartoz\u00f3 k\u00f6rid\u0151ket is.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Egy k\u00f6r \u00e1lland\u00f3 sebess\u00e9ggel, (narancs-er\u0151) (k\u00e9k-gyorsul\u00e1s)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Ezek ut\u00e1n a k\u00f6nnyebb kezelhet\u0151s\u00e9g \u00e9rdek\u00e9ben a p\u00e1ly\u00e1t kanyarokra (1m sug\u00e1rral) \u00e9s egyenes szakaszokra osztottam, figyelembe v\u00e9ve az emelked\u0151ket \u00e9s a lapos szakaszokat. A kulcs a kanyarbeli sebess\u00e9g maxim\u00e1lis \u00e9rt\u00e9ke, amit a tapad\u00e1suk korl\u00e1toz. Ahogy mondj\u00e1k: egyenesen mindenki tud gyorsan menni. A hagyom\u00e1nyos k\u00e9plettel, a tapad\u00e1si s\u00farl\u00f3d\u00e1s ar\u00e1nyos a fel\u00fcletre mer\u0151leges nyom\u00f3er\u0151vel, az ar\u00e1nyoss\u00e1gi t\u00e9nyez\u0151t pedig egy, ebben az esetben a kerekekre (gumikeszty\u0171re) \u00e9s a fel\u00fcletre (j\u00e1r\u00f3lap) jellemz\u0151 egy\u00fctthat\u00f3. Ezt a tavalyi k\u00f6rid\u0151nk \u00e9s a cs\u00fasz\u00e1s alapj\u00e1n olyan 0.42-re sz\u00e1moltuk, ami nem t\u00fal kit\u0171n\u0151.
Az ide\u00e1lis megold\u00e1s nyilv\u00e1n az volna, ha a kerekere \u00e9s a kocsira is mindig \u00e1lland\u00f3 er\u0151 hat. Teh\u00e1t kanyarban csak centrifug\u00e1lis (igen, tudom, olyan nincs) er\u0151, egyenes szakaszon pedig csak tangenci\u00e1lis er\u0151 hat. Sajnos ez nem lehets\u00e9ges, mivel a korm\u00e1nyszab\u00e1lyoz\u00e1s miatt elt\u00e9r\u00fcnk az ide\u00e1lis kanyarod\u00e1si sug\u00e1rt\u00f3l (\u00e1tl\u00e9phetj\u00fck a minim\u00e1lis kanyarod\u00e1si sugarat), az aut\u00f3 tehetetlens\u00e9gi nyomat\u00e9k\u00e1t szint\u00e9n elhanyagoltuk (amib\u0151l k\u00e9s\u0151bb volt probl\u00e9ma), a tapad\u00e1s nem felt\u00e9tlen homog\u00e9n az eg\u00e9sz p\u00e1ly\u00e1n, \u00e9s persze a hidegburkol\u00f3 sem szintezett minden j\u00e1r\u00f3lapot. Meg egy\u00e9bk\u00e9nt is, sz\u00e9p dolog az elm\u00e9let, de az a sok „mi\u00e9rt nem megy” \u00e9s „ez \u00e9rdekes” v\u00e9gszava csak. Maradjunk ink\u00e1bb a val\u00f3s\u00e1g \u00e9s a Q \u00e9p\u00fclet talaj\u00e1n!
A tapad\u00e1sunk n\u00f6vel\u00e9se \u00e9rdek\u00e9ben \u00e1tvett\u00fck tavalyr\u00f3l az impelleres megold\u00e1st. Az impeller (Electronic Ducted Fan) pedig annyiban k\u00fcl\u00f6nb\u00f6zik a ventil\u00e1tort\u00f3l, hogy a hat\u00e1sfok n\u00f6vel\u00e9se \u00e9rdek\u00e9ben a propellerek egy cs\u0151ben vannak elhelyezve, amivel a hat\u00e1sfok nagyban megn\u0151, mivel a lap\u00e1tok sz\u00e9le nem tud turbulens \u00e1raml\u00e1st l\u00e9trehozni. Ennek egyetlen „h\u00e1tr\u00e1nya”, hogy a propeller igyekszik mindig v\u00edzszintbe \u00e1llni, ez\u00e9rt nem haszn\u00e1lhat\u00f3 t\u00f6bbpropelleres l\u00e9gi j\u00e1rm\u0171veken (quadkopter), mivel azok man\u0151verez\u00e9se \u00e9s v\u00e9gsebess\u00e9ge nagyban a j\u00e1rm\u0171 v\u00edzszinteshez k\u00e9pest megd\u00f6nt\u00e9s\u00e9n alapul. Ebben az esetben ez nek\u00fcnk csak el\u0151ny.
A tapad\u00e1s n\u00f6vel\u00e9se l\u00e9gdinamik\u00e1val egy\u00e1ltal\u00e1n nem \u00faj dolog. Sok versenyaut\u00f3n nem csak eszt\u00e9tikai elem a l\u00e9gterel\u0151, hanem a leszor\u00edt\u00f3 er\u0151 n\u00f6vel\u00e9s\u00e9vel \u00e9r el tapad\u00e1si t\u00f6bbletet (ground effect<\/a>). A j\u00f3 formatervvel, \u00e9s \u00e1ramvonalas kialak\u00edt\u00e1ssal hasonl\u00f3 leszor\u00edt\u00f3er\u0151 t\u00f6bbletet lehet produk\u00e1lni. Ut\u00e1nasz\u00e1mol\u00e1s alapj\u00e1n, m\u00e9g optimista becsl\u00e9sekkel (optim\u00e1lis sz\u00e1rnysz\u00f6g, nagy fel\u00fclet, max 60kmph) sem \u00e9rt\u00fcnk volna el az 1N leszor\u00edt\u00f3er\u0151 t\u00f6bbletet, mivel az ilyen hat\u00e1sok subszonikus sebess\u00e9gek eset\u00e9n a sebess\u00e9g n\u00e9gyzet\u00e9vel ar\u00e1nyosak, \u00edgy nem lett volna el\u00e9g sebess\u00e9g\u00fcnk ezek kihaszn\u00e1l\u00e1s\u00e1ra, ez\u00e9rt az \u00e1ramvonalass\u00e1g \u00e9s l\u00e9gterel\u0151k nem j\u00e1tszottak tov\u00e1bbi szerepet megfontol\u00e1sainkban. Ellenben az impellerek, t\u00edpust\u00f3l f\u00fcgg\u0151en 1-2kg (10-20N) leszor\u00edt\u00f3er\u0151 t\u00f6bbletet is jelenthetnek impellerenk\u00e9nt, persze a megfelel\u0151 teljes\u00edtm\u00e9ny rendelkez\u00e9sre \u00e1ll\u00e1sa eset\u00e9n.
Sz\u00e1mol\u00e1sok alapj\u00e1n a k\u00e9pletb\u0151l kiesik az aut\u00f3 t\u00f6mege impelleres r\u00e1seg\u00edt\u00e9s n\u00e9lk\u00fcl, teh\u00e1t l\u00e9nyegtelen az aut\u00f3 t\u00f6mege a tapad\u00e1s szempontj\u00e1b\u00f3l (legal\u00e1bbis elm\u00e9letben), mivel a nagyobb t\u00f6meg ar\u00e1nyosan t\u00f6bb leszor\u00edt\u00f3er\u0151t is jelent. A val\u00f3s\u00e1gban a tapad\u00e1s nem line\u00e1ris, egys\u00e9gnyi leszor\u00edt\u00f3er\u0151vel t\u00f6bbet alkalmazva egys\u00e9gnyin\u00e9l kevesebb tapad\u00e1si j\u00e1rul\u00e9kunk lesz. Azonban ahogy k\u00e9pbe l\u00e9p egy t\u00f6bbleter\u0151, ami nem j\u00e1r ar\u00e1nyos t\u00f6meg t\u00f6bblettel (kisebb cetrifug\u00e1lis er\u0151 a kanyarban), az \u00f6sszef\u00fcgg\u00e9s tulajdonk\u00e9ppen a leszor\u00edt\u00f3er\u0151 \/ aut\u00f3 t\u00f6mege h\u00e1nyadosra cs\u00f6kken. A m\u00e1sik nyilv\u00e1nval\u00f3 param\u00e9ter pedig a tapad\u00e1si egy\u00fctthat\u00f3. Harmadik kritikus pont pedig a maxim\u00e1lis v\u00e9gsebess\u00e9g, amit el kell tudnia \u00e9rnie a motornak az egyenes szakaszokon. Ez nek\u00fcnk olyan 50kmph lett volna amit 1.1sec alatt \u00e9rt volna el az aut\u00f3, aminek a gyorsul\u00e1sa megegyezik egy 2.3 m\u00e1sodperces 0-100-ra gyors\u00edt\u00e1ssal. Az al\u00e1bbi t\u00e1bl\u00e1zat tartalmazza a maxim\u00e1lis k\u00f6rid\u0151ket a tapad\u00e1si egy\u00fctthat\u00f3 \u00e9s a F\/m (impeller \u00e1ltali extra leszor\u00edt\u00f3er\u0151 \/ aut\u00f3 t\u00f6mege). <\/p>\n\n\n\n

\"\"
Fm – Leszor\u00edt\u00f3er\u0151 [N]\/t\u00f6meg[kg] | mu – (g\u00f6r\u00f6g m\u0171) tapad\u00e1si s\u00farl\u00f3d\u00e1si egy\u00fctthat\u00f3<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Impellerre a v\u00e1laszt\u00e1sunk egy kell\u0151en nagy tol\u00f3erej\u0171 (>10N), 3-4 Li-po cell\u00e1r\u00f3l hajthat\u00f3 (~800W x2), lehet\u0151leg soklap\u00e1tos verzi\u00f3ra esett. Szempont volt, hogy ne k\u00edn\u00e1b\u00f3l \u00e9rkezzen, nem volt egy h\u00f3napunk a csomag meg\u00e9rkez\u00e9s\u00e9re, mivel a gy\u00e1rt\u00f3 nem adott hozz\u00e1 mechanikai terveket. Ezt nekem kellett lem\u00e9rni. 20N extra er\u0151, egy 3 kg-os kocsi eset\u00e9n (tavaly volt 2.8kg) max. 11.21-es k\u00f6rid\u0151t jelentene elm\u00e9letben. Nek\u00fcnk el\u00e9g volt valahol 14-15 sec k\u00f6r\u00fcl is, a t\u00f6bbi j\u00f3 biztons\u00e1gi tartal\u00e9knak. M\u00e1sik param\u00e9ter ebben az aut\u00f3 t\u00f6mege, amit az F\/m ar\u00e1ny n\u00f6vel\u00e9se \u00e9rdek\u00e9ben \u00e9rdemes minimaliz\u00e1lni.<\/p>\n\n\n\n

A v\u00e1laszt\u00e1sunk v\u00e9g\u00fcl: egy ChangeSun 64mm EDF 12 lap\u00e1t (nyilv\u00e1n k\u00ednai m\u00e1solata)<\/a>
Motorvez\u00e9rl\u0151nek pedig egy 80A rep\u00fcl\u0151 ESC: SkyWing 80A (ez is valami k\u00ednai megold\u00e1s)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Mechanikai tervek<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

A tervez\u00e9si szempontok a k\u00f6vetkez\u0151k voltak:<\/p>\n\n\n\n