Дослідження навантажень на конструкцію БПЛА на основі симуляції в Solidworks motion та даних з MEMS-акселерометра

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorСвачій, Олег
dc.contributor.authorБойко, Юлій
dc.contributor.authorSvachii, Oleh
dc.contributor.authorBoiko, Juliy
dc.date.accessioned2025-10-18T17:55:04Z
dc.date.available2025-10-18T17:55:04Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractБезпілотні літальні апарати (БПЛА) відіграють важливу роль у сьогоденні. Вони охоплюють велику вибірку галузей, такі як оборона, сільське господарство, медицина, наукові дослідження та промисловість. Ефективність БПЛА та стабільність їх польоту завжди забезпечується завдяки використанню мікроелектромеханічних датчиків (MEMS), такі як гіроскопи та акселерометри. У більшості випадків саме мікроелектромеханічні гіроскопи є основним інструментом в роботі БПЛА, а саме його стабілізації, акселерометри ж в свою чергу виступають допоміжним інструментом. MEMS-акселерометри мають великий потенціал у аналізі конструкції дрона, а саме для визначення сил, що діють на БПЛА під час польоту. У цій роботі проведено дослідження особливостей впливу сил на безпілотний літальний апарат з допомогою використання тривимірної моделі квадрокоптера та виконання симуляцій у середовищі SolidWorks Motion. При базових симуляціях враховувались масові характеристики конструкції та силу тяжіння, що діє на квадрокоптер. Також, було розглянуто сили, що було отримано з допомогою реалізації сценаріїв руху, такі як прямолінійний політ, прискорення та маневр зміни напрямку руху. Основна мета роботи це визначення сил, що виникають під час польоту БПЛА, за допомогою даних знятих з акселерометра, шляхом оцінювання зміни прискорення, що було отримано з MEMS-акселерометра. Враховуючі дані сили можна краще зрозуміти реальні умови використання БПЛА, що дає можливість покращення конструкції, функціоналу системи та алгоритмів руху. Результати роботи демонструють, що мікроелектромеханічні акселерометри можуть використовуватись не лише як допоміжні пристрої, а також як інструмент аналізу сил, що діють на апарат та динаміки їх зміни.
dc.description.abstractUnmanned Aerial Vehicles (UAVs) play a significant role in modern technological and industrial development. They are applied in various fields such as defense, agriculture, healthcare, scientific research, and manufacturing. The performance and flight stability of UAVs are largely achieved by the use of microelectromechanical sensors (MEMS), including gyroscopes and accelerometers. Typically, MEMS gyroscopes are considered the primary component responsible for stabilizing the UAV, while accelerometers are regarded as secondary elements. However, MEMS accelerometers have considerable potential for analyzing structural loads and determining the forces acting on the UAV during various phases of flight. This study presents an approach for evaluating the force impact on a UAV using a 3D quadcopter model and simulation in SolidWorks Motion. During the base simulations, the structural mass properties and gravitational forces were considered to replicate realistic flight behavior. Furthermore, the simulation included several motion scenarios such as straight-line motion, acceleration, and turning maneuvers, allowing the observation of resulting force dynamics. The key focus of this research is the extraction and interpretation of force vectors during UAV movement based on acceleration data recorded by MEMS accelerometers. By analyzing these variations in acceleration, it becomes possible to estimate external forces affecting the drone’s structure. This contributes to a deeper understanding of the UAV’s real-world operating conditions and enables further optimization of design elements, system functionality, and motion control strategies. The study confirms that MEMS accelerometers are not limited to orientation stabilization but can also serve as effective tools for dynamic force analysis and performance evaluation of UAV systems
dc.identifier.citationСвачій О. Дослідження навантажень на конструкцію БПЛА на основі симуляції в Solidworks motion та даних з MEMS-акселерометра / О. Свачій, Ю. Бойко // Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences. – 2025. – Vol. 355, No. 4. – P. 32-38.
dc.identifier.urihttps://elar.khmnu.edu.ua/handle/123456789/19649
dc.language.isouk
dc.publisherХмельницький національний університет
dc.subjectсили навантаження
dc.subjectMEMS
dc.subjectSolidWorks Motion симуляції
dc.subjectБезпілотний літальний апарат (БПЛА)
dc.subjectloading forces
dc.subjectMEMS
dc.subjectSolidWorks Motion simulation
dc.subjectUnmanned Aerial Vehicle (UAV)
dc.subject.udc621.81
dc.titleДослідження навантажень на конструкцію БПЛА на основі симуляції в Solidworks motion та даних з MEMS-акселерометра
dc.title.alternativeResearch on loads on UAV structure based on Solidworks motion simulation and MEMS accelerometer data
dc.typeСтаття
Файли
Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Назва:
1+(4).pdf
Розмір:
825.17 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Назва:
license.txt
Розмір:
4.26 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити
Зібрання
Вісник ХНУ. Технічні науки - 2025 рік