Konceptuell integration av en ny aktuator i en obemannad flygfarkost : Kraftöverföring, hydraulsystem, massbalans och redundans vid implementering av en hydraulisk linjär aktuator (HILA) i en drönarplattform

Sammanfattning

Denna rapport behandlar en integrationsstudie av ett hydrauliskt linjärt aktuatorsystem (HILA)i en befintlig UAV-plattform. Syftet med studien är att undersöka hur systemet kan implementerasför att styra flygplanets roderytor, samtidigt som krav på massbalans, styrprecision, tillförlitlighet och säkerhet uppfylls.Arbetet inleddes med behovs- och kravhantering där centrala systemkrav identifierades och for-maliserades. Därefter genomfördes konceptgenerering för både kraftöverföring och hydraulsystem,där flera alternativa lösningar togs fram och utvärderades med hjälp av etablerade metoder såsomfunktions–medel-träd, DATUM-metoden och absolutmetoden. Resultatet av konceptvalet visade att ett system baserat på vajeröverföring i kombination med hydraulisk aktuering samt ett hydraulsystem med trycksatt tank, gasackumulator och frekvensstyrd motor var mest lämpligt.Vidare utvecklades det valda konceptet i CAD för att analysera integrationen i UAV-plattformen med avseende på utrymme, rörelse och kollisioner. Dimensionering av hydraulsystemet genomfördes baserat på roderdata från tidigare flygningar, vilket möjliggjorde uppskattning av flödes- och tryck behov. Även aspekter som massbalans, redundans och risker analyserades för att säkerställa systemets funktionalitet och flygsäkerhet.Resultatet visar att det är tekniskt möjligt att integrera HILA-systemet i UAV-plattformen, men att kompromisser krävs mellan komplexitet, vikt och prestanda. Studien ger därmed en grund för fortsatt utveckling och framtida flygtester.