Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
MEASUREMENT AND MODELLING OF MULTICOPTER UAS ROTOR BLADE DEFLECTION IN HOVER
KTH, School of Engineering Sciences (SCI), Aeronautical and Vehicle Engineering, Lightweight Structures.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Package deliveries, surveillance and entertainment are all areas where unmanned aerial systems, (UAS), face a growing market. Multicopters, being one of the most popular UAS, can both be bought and built rather easily due to the fairly simple design and low cost. However, lack of regulations and absence of research of structural properties of the rotor blades motivates the purpose of this project, as better knowledge results in safer products with an increased operational envelope.

The out of plane deflection and the change in pitch of two commercially available multicopter UAS rotor blades, one plastic and one carbon fiber reinforced, have thus been studied for an isolated rotor in hover mode. The deformation was measured using both a Digital Single-Lens Reflex (DSLR) camera and tailored photogrammetry with two cameras for a rotation speed range. The results were compared to analytical expressions of coning angle from helicopter theory and to one model that was developed for a finite element simulation was evaluated. The conclusion is that for the plastic blades the out of plane deflection is negative quadratic to linear relation to the rotation speed while the pitch has a trend of decreasing angle. For the carbon fiber blades the relation is more linear to quadratic for the deflection while the pitch is almost constant.

Abstract [sv]

Obemannade luftfarkoster (UAS) har på senare år fått en allt större marknad tack vare ny teknik och nya användningsområden så som bevakning, leveranser och nöje. Multikoptrar är den vanligast förekommande typen av UAS och deras framfart motiveras oftast av de relativt låga inköpspriserna samt den enkla designen som underlättar för egna konstruktioner. Tyvärr saknas forskning inom flera områden relaterade till produkten, däribland de strukturella egenskaperna hos rotorbladen, och regleringen är heller inte enhetlig. Dessa sakfrågor har därför givit en grund till behovet av detta projekt med förhoppningen att det i framtiden kan byggas säkrare produkter med bättre prestanda.

I projektet har således utböjningen och vridningen av två kommersiellt tillgängliga multikopter rotorblad undersökts, ena helt gjort av plast medan den andra av kolfiberförstärkt plast. Detta gjordes för en isolerad rotor i hovring-läge. Utböjningen från rotorplanet mättes för ett spann av rotationshastigheter både med hjälp av systemkamera och med specialanpassad fotogrammetri. Resultaten jämfördes med analytiska uttryck från helikopterteori samt försöktes återskapades i en modell i finit element simuleringar. Slutsatsen som kan dras är att sambandet mellan utböjning med avseende på rotorhastigheten är, för bladen tillverkade av ren plast är negativt kvadratiskt till linjär, medan det för kompositbladen är mer linjärt till positivt kvadratiskt. Pitch vinkeln har påvisar en avtagande trend for plast bladen och nästintill konstant vinkel för komposit bladen.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 49 p.
Series
TRITA-AVE, ISSN 1651-7660 ; 2016:48
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-200713OAI: oai:DiVA.org:kth-200713DiVA: diva2:1070420
Examiners
Available from: 2017-02-01 Created: 2017-02-01Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2431 kB)106 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2431 kBChecksum SHA-512
90f4797482e0b9f3a16d0e56b6534e000d45080c24ee316d972a7059406000178cd4c2b2821b6ad6e1a88c925529d105ad426f07f6c49fccd485c17573eeeb95
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Lightweight Structures
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 106 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 89 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf