Tekmovanje Design-Build-Fly

Design/Build/Fly, oz. DBF, je študentsko tekmovanje v gradnji radijsko vodenih modelov letal, organizirano s strani Ameriškega inštituta za aeronavtiko in astronavtiko (AIAA). Priprave na tekmovanje se vsako leto začnejo septembra, ko organizatorji objavijo pravilnik tekmovanja za tekoče leto. Cilj tekmovanja je zasnovati in izdelati letalo, ki lahko kar se da učinkovito opravi zahtevane misije in s tem zbere čim več točk. Najbolj iskane karakteristike so ponavadi dimenzijska kompaktnost, hitrost, majhna masa in energijska učinkovitost, v kombinaciji z inovativnimi mehanizmi za izvajanje specifičnih nalog. Celoten potek snovanja se podrobno opiše v poročilu, ki je tudi del končne ocene. Praktični del tekmovanja pa poteka aprila v ZDA, kjer študentje prikažejo sposobnosti izdelanega letala.

Uradna spletna stran tekmovanja: www.aiaadbf.org

Nekatera naša letala so na ogled v 5. nadstropju fakultete
(pod stropom med predavalnicama)

Udeležbo naših ekip na tekmovanju podpira Javni sklad Republike Slovenije za razvoj kadrov in štipendije.


 

DBF 2018 - . . .

Od leta 2018 dalje je vodenje ekipe prevzel Laboratorij za nelinearno mehaniko, pod mentorstvom doc. dr. Viktorja Šajna.


 

DBF 2017 - Tucson, Arizona

...


 

DBF 2016 - Wichita, Kansas

Tokrat je bila naloga izdelati dve letali.  Prvo letalo je moralo prevažati litrsko plastenko tekočine, drugo letalo pa je moralo v svojem tovornem prostoru prepeljati prvo letalo, razstavljeno na čim manj delov. Pri točkovanju je bila pomembna masa letal in masa pogonskih baterij.

V prvi misiji je bil cilj z večjim letalom preleteti tri kroge (oz. skupno približno 2100m).  V drugi misiji je bilo potrebno s tem letalom prepeljati vse sestavne dele malega letala. V tretji misiji pa z malim letalom natovorjenim z litrsko plastenko preleteti tri kroge.

Na podlagi ocene tehničnega poročila smo začeli s 43. štartnega mesta. Zaradi dolgotrajnih tehničnih pregledov prvi dan nismo prišli na vrsto za polet.

Drugi dan se je vreme poslabšalo, začelo je močno pihati.  Kljub temu smo trikrat poskusili opraviti prvo misijo, vendar so bile baterije pri premagovanju vetra pod večjim naporom, ki ga niso zdržale.

Tretji dan je veter umiril, prišlo pa je do občasnih prekinitev tekmovanja zaradi dežja, zato smo lahko poleteli samo enkrat. Prvo misijo smo uspešno opravili, žal pa se je tekmovanje zaključilo tik preden bi dobili možnost opravljanja druge misije, in s tem možnost za visoko uvrstitev.

Končna uvrstitev:  30. mesto (od 80)
Mentorja:  doc. dr. Viktor Šajn  in izr. prof. dr. Tadej Kosel


 

DBF 2015 - Tucson, Arizona

Letošnje posebne tehnične zahteve so bile, da mora letalo nositi kvader mase 2.3 kg v trupu in žogice kot zunanji tovor izven trupa. Žogice je bilo treba tudi odvreči v zraku eno na vsak krog, kar je predstavljalo poseben izziv.

Tekmovanje je bilo poleg ocene tehničnega poročila sestavljeno iz treh nalog v zraku in iz ene naloge na tleh. V 1. nalogi je bilo potrebno leteti s praznim letalom čim večje število šolskih krogov v štirih minutah. V 2. nalogi je bilo potrebno leteti z notranjim tovorom-kvadrom tri šolske kroge. Za rezultat je bil pomemben čas leta, ki je moral biti čim krajši, kar pomeni, da je letalo moralo leteti hitro. V 3. nalogi je moralo letalo leteti z na zunanjo stran trupa pritrjenimi žogicami. Število žogic ni bilo navzgor omejeno in je bilo prepuščeno ekipi, koliko jih bo izbrala glede na kompleksno enačbo točkovanja. Zahtevana je bila vsaj ena žogica. Naša ekipa je izbrala dve žogici, ker se je za rezultat štelo poleg števila posamično odvrženih žogic, tudi čas nalaganja tovora v 4. nalogi, ki se je izvajala na tleh in pri kateri se je štel čas natovarjanja letala s kvadrom in žogicami. Najprej se je natovorilo kvader, nato se je kvader odstranil iz trupa in so se natovorile žogice. Naša ekipa je imela najbolj dovršen sistem natovarjanja in raztovarjanja tovora, kar je bila naša velika konkurenčna prednost. Na letošnjem tekmovanju je bilo pri točkovanju poleg mase letala šteto tudi število servomotorjev na letalu, tako da je bilo treba letalo narediti čim bolj preprosto s čim manj servomotorji. Zato se je ekipa odločila za pasivno krilo brez krilc in zakrilc. Letalo je bilo krmiljeno le s smernim in višinskim krmilom. Mehanizem za odmetavanje žogic je bil povezan s smernim krmilom, ki je deloval v dveh načinih delovanja. Z delnimi odkloni smernega servomotorja se je letalo krmililo po smeri, z največjim možnim odklonom smernega krmila pa se je sprožil mehanizem za odmetavanje žogic. Odklon v levo smer je odvrgel desno žogico in obratno. Pri tem je nastala kratkotrajna motnja v letu letala, ki pa ni vplivala na zanesljivost leta letala, letalo je le malo zanihalo po smeri.

Po vsakem uspešnem letu so letalo stehtali. Prazno letalo je imelo maso 1300 g, s tovorom mase 2300 g je bila tako vzletna masa letala 3600 g. Naša največja konkurenčna prednost je bila lahka konstrukcija letala glede na njegovo nosilnost, hitro nalaganje tovora, kar smo dosegli s pravilno postavitvijo tovornega prostora in enostavnega vpenjalnega mehanizma žogic. Krilo letala smo izdelali iz reber iz balze, ki so bila prekrita s tanko folijo. Pasnice nosilca krila so bile iz ogljikovih vlaken, prav tako tudi podvozje.Trup je bil izdelan iz ekstrudiranega polistirena, ki je bil na kritičnih mestih ojačan s tanko vezano ploščo.

Končna uvrstitev: 1. mesto (od 84)
Mentor: izr. prof. dr. Tadej Kosel


 

DBF 2014 - Wichita, Kansas

Tekmovanje je bilo poleg ocene tehničnega poročila sestavljeno iz štirih nalog, vožnje po tleh in treh letalnih nalog. V 1. nalogi je bilo potrebno leteti s praznim letalom čimvečje število krogov v štirih minutah. Letalo je moralo pri vseh treh nalogah vzleteti na razdalji 12.2 m. Mi smo opravili 4 kroge. V 2. nalogi je bilo potrebno leteti s čim več kockami tri kroge. Dimenzije kock so bile 150x150x150 mm masa pa 455 g. Za tovor smo si izbrali 2 kocki. V 3. nalogi je moralo letalo nositi štiri kvadre (dimenzij 230x100x50 mm in mase 227 g) tri kroge, meril pa se je čas letenja. Nalogo smo opravili v 194 s.  V 4. nalogi je moralo letalo prevoziti 12 metrov po valoviti strešni kritini.

Naša ekipa je zasnovala visokokrilno enomotorno letalo z repnim kolesom. Trup letala je izdelan iz ekstrudiranih polistirenskih plošč. Krilo je izdelano iz balse prekrito s prekrino folijo, glavni nosilec ima pasnico iz ogljikovega kompozita  in stojino iz balze. Letalo se razstavi na dva dela:  trup s podvozjem in krilo. Masa letala brez tovora z baterijami znaša 1035 g, s tovorom pa 1950 g.

Končna uvrstitev: 4. mesto (od 80)
Mentor: izr. prof. dr. Tadej Kosel


 

DBF 2013 - Tucson, Arizona

Letošnje posebne tehnične zahteve so bile, da mora letalo nositi v trupu makete raket. Število je bila stvar odločitve ekipe, morala pa je biti najmanj ena. Raketa ima maso 113g. Ekipa se je na podlagi izračunov in razpoložljivega prostora odločila za 6 raket. Poleg notranjih Mini Max (113 g) raket je moralo biti letalo sposobno nositi tudi tri različne vrste zuanjih raket in sicer Der Red Max (454 g), Mini Honest John (341 g) in High Flyer (227 g). Rakete z nosilci so morale biti zložene v posebej za tovor narejeni škatli s pokrovom in zapahom.

Tekmovanje je bilo poleg ocene tehničnega poročila sestavljeno iz treh nalog. Pred vsakim letom je moralo biti letalo sestavljeno vendar brez montiranega tovora. V 1. nalogi je bilo potrebno leteti s praznim letalom čim večje število šolskih krogov v štirih minutah. Naredili smo 5 krogov. V 2. nalogi je bilo potrebno leteti z notranjim tovorom (Mini Max rakete) tri šolske kroge. V 3. nalogi je moralo letalo leteti z zunanjimi in notranjimi raketami. Vrsta raket se je določila z metom kocke, kjer so števila od 1 do 6 označevala konfiguracijo raket. Vse konfiguracije so imele enako maso 1362 g, ene konfiguracije so vsebovale samo zuanje rakete, nekatere pa kombinacijo notranjih in zunanjih raket. Letalo je moralo leteti tri šolske kroge, pomebno pa je bilo, koliko časa je porabilo za te tri kroge. Po vsakem uspešnem letu so letalo in tovor stehtali. Prazno letalo je tehtalo 2800 g. Pomemben faktor pri točkovanju je imela tudi čim manjša velikost letala. Naše letalo ima širino 1003 mm in dolžino prav tako 1003 mm, kar kaže na njegovo kompaktno zasnovo.

Naša ekipa je zasnovala leteče krilo. Celotno letalo je izdelano iz kompozita v sendvič izvedbi, ojačanega s slojem steklene tkanine na zunanji in notranji strani. Rebra so narejena na enak način. Celotno letalo je izdelano v enem kosu, odstranljive so edino gondole motorjev in pokrov tovornega prostora.

Končna uvrstitev: 22. mesto (od 81)
Mentorja: izr. prof. dr. Tadej Kosel  in Luka Kenk


 

DBF 2012 - Wichita, Kansas

V 1. nalogi je bilo potrebno leteti s praznim letalom čimvečje število krogov v štirih minutah. Mi smo naredili 7 krogov. V 2. nalogi je bilo potrebno leteti z 8 aluminijastimi kvadri (dim.: 125 x 25 x 25 mm), tri kroge. Pri vzletu smo imeli težave zaradi bočnega vetra, tako da je letalo zavilo s steze in se rahlo poškodovalo, zato nismo mogli takoj ponoviti vzleta. V 3. nalogi je moralo letalo leteti z 2 litroma vode. Moralo je vzleteti in se čim hitreje povzpeti na višino 100 m, na kateri se je sprožil mehanizem, ki je odprl ventil in voda je iztekla iz letala. To je predstavljalo znak, da je letalo doseglo višino 100 m in na osnovi curka vode je sodnik ustavil štoparico.

Zaradi tornada, ki se je razdivjal nad Wichito v soboto zvečer, že od jutra pa je pihal močan veter, je bilo tekmovanje v soboto ob 12h prekinjeno in ob 14h odpovedano za soboto. Ker je v noči na nedeljo tornado opustošil območje okrog letališča CEA, je bilo območje v nedeljo zaprto in tako onemogočen dostop do letališča. Zato je bilo tekmovanje končano. Iz navedenih razlogov nismo mogli opraviti druge in tretje naloge.

Naša ekipa je zasnovala visokokrilno dvomotorno letalo z repnim kolesom. Trup letala je izdelan iz sendvič kompozita ojačanega z dvema slojema steklene in vmesnega polnila iz Airexa. Krila so izdelana na enak način, prav tako smerni in višinski rep; glavni nosilec ima pasnico iz ogljikovega kompozita in stojino iz balze. Letalo se razstavi na štiri dele: trup s podvozjem, dve polovici krila in rep z repno palico. V letalu sta dva podsistema in sicer sistem za vpetje klad in rezervoar z ventilom za izpust vode, ki ga poganja servo motor. Oba podsistema zapolnjujeta isti prostor v trupu letala in se namestita v drugi oziroma tretji nalogi. Masa letala brez tovora z baterijami znaša 1.624 kg, s kladami 3.438 kg, z vodo pa 3.716 kg.

Končna uvrstitev: 17. mesto (od 68)
Mentorja: izr. prof. dr. Tadej Kosel  in Luka Kenk


 

DBF 2011 - Tucson, Arizona

Letošnje posebne tehnične zahteve so bile, da mora letalo nositi v trupu golf žogice. Število je bila stvar odločitve ekipe, morala pa je biti najmanj ena. Golf žogica ima maso 46 g in premer 43 mm. Ekipa se je na podlagi izračunov in razpoložljivega prostora odločila za 45 žogic. Poleg žogic je moralo biti letalo sposobno nositi tudi jekleno utež, katere dve dimenziji nista smeli biti manjši kot 76.2 mm in 101.6 mm. S tretjo dimenzijo pa se je določala masa uteži. Masa jeklene uteži je bila stvar odločitve ekipe, mi smo se odločili za maso 2050 g.

Letalo z vso opremo (letalo, baterije, orodje za sestavljanje letala) pa je moralo biti zloženo v »carry-on« kovčku z največjimi zunanjimi merami 550 × 400 × 200 mm. Tekmovanje je bilo poleg ocene tehničnega poročila sestavljeno iz treh nalog. Zahteva letošnjega tekmovanja je bila, da se letalo za vzlet meče iz roke. Pred vsakim letom je bilo letalo zloženo v kovčku in nato ga je moral eden iz ekipe sestaviti. V 1. nalogi je bilo potrebno leteti s praznim letalom čimvečje število šolskih krogov v štirih minutah. Zaradi tehničnih težav smo naredili samo en krog. V 2. nalogi je bilo potrebno leteti z jekleno utežjo, tri šolske kroge. Pred vsakim letom pa je bilo treba sestaviti letalo v manj kot 5 minutah. V 3. nalogi je moralo letalo leteti z golf žogicami. Leteti je moralo tri šolske kroge. Vse tri naloge smo uspešo opravili.

Trup letala je izdelan iz kompozita v sendvič izvedbi, ojačanega s slojem steklene tkanine na zunanji strani, nato sledi sloj ogljikove tkanine, nato sloj airex pene in na notranji stani sloj aramidne tkanine. Krila so izdelana na klasičen način iz balzinih reberc prekritih s prekrivno folijo. Glavni nosilec je iz ogljikovega kompozita s stojino iz balze. Letalo se sestavi iz 7 kosov. Krilo je narejeno iz treh delov, ki se sestavijo s pomočjo dveh bajonetov. Trup je sestavljen iz centralnega dela, kjer je prostor za tovor in krmilno vezje ter iz nosnega konusa, v katerem sta motor in krmilnik motorja. Letalo ima tudi dva krilna zaključka, ki pa se na tekmovanju nista uporabljala zaradi omejenega časa sestavljanja letala. Prazno letalo tehta 1230 g.

Končna uvrstitev: 14. mesto (od 82)
Mentorja: izr. prof. dr. Tadej Kosel  in Jurij Sodja


 

DBF 2010 - Wichita, Kansas

Letošnje posebne tehnične zahteve so bile, da mora letalo nositi v trupu od 6 do 10 softball žogic. Na zunanji strani pa nositi od 1 do 5 softball kijev, dolžine cca 750 mm in mase cca 500 g. Število kijev si je izbrala vsaka ekipa sama po lastni presoji. Letalo z vso opremo je moralo biti zloženo v škatli z največjimi zunanjimi merami 609 x 609 x 1219 mm. Tekmovanje je bilo poleg ocene tehničnega poročila sestavljeno iz treh nalog. Pred vsakim letom se je letalo zloženo v škatli stehtalo in nato ga je morala ekipa čimhitreje sestaviti.

V 1. nalogi je bilo potrebno leteti s praznim letalom dva šolska kroga, pri tem pa se je meril čas letenja teh dveh krogov. Naš čas je znašal 1 min 20 sek.

V 2. nalogi je bilo potrebno leteti s 6 do 10 žogicami, odvisno od dobljenega števila z metom dveh kock, tri šolske kroge, meril pa se je čas nalaganja žogic v letalo. V našem primeru smo imeli v prvem poskusu 8 žogic in v drugem poskusu 6 žogic, nalagali pa smo jih 22 s oziroma 18 s. Opravljen let pa žal ni bil veljaven zaradi poškodbe letala pri trdem pristanku, kjer so se poškodovali krilni nosilci.

V 3. nalogi je moralo letalo leteti z 1 do 5 kiji, mi smo se že v fazi zasnove letala odločili za 4 kije. Leteti je moralo tri šolske kroge, kjer se je meril čas letenja. Te naloge žal nismo opravili zaradi poškodb letala.

Naša ekipa je zasnovala leteče krilo, ki se je skupaj z vsem potrebnim zložilo v škatlo velikosti 570 × 350 × 910 mm. Trup letala je izdelan iz kompozita ojačanega z dvema slojema ogljikove tkanine. Krila so izdelana iz stiroporne sredice in prevlečena balzo ter folijo, glavni nosilec je iz ogljikovega kompozita. Škatla je izdelana iz 3 mm deprona prevlečenega na obeh straneh s plastjo posebnega papirja. Letalo se razstavi na tri dele: centralni del s podvozjem (centroplan) in dve polovici krila. Teža letala z baterijami, RC oddajnikom, orodjem za sestavljanje letala in škatlo znaša 8.7 kg, letalo pa je ekipa treh študentov sestavila v 3 min.

1. nalogo smo opravili brez težav (čas letenja 1.33 min), 2. in 3. naloge nismo uspešno opravili zaradi poškodbe letala ob pristanku. Zaradi velikega števila ekip pa naloge nismo mogli ponavljati.

Končna uvrstitev:  35. mesto (od 69)
Mentor:  doc. dr. Tadej Kosel


 

DBF 2009 - Tucson, Arizona

Letošnje posebne tehnične zahteve so bile, da mora letalo nositi pod trupom prazen oz. poln rezervoar z vodo (prazen 0.52 kg, poln 4.81 kg) in pod krili štiri makete raket, vsaka z maso 681g. Vseh pet kosov tovora je letalo moralo biti sposobno odvreči. V ta namen je bilo potrebno razviti mehanizem za odpenjanje. Letalo z vso opremo (letalo, tovor, baterije, RC oddajnik) pa je moralo biti zloženo v največ dveh škatlah z največjimi zunanjimi merami 609 x 609 x 1219 mm. Tekmovanje je bilo poleg ocene tehničnega poročila sestavljeno iz štirih nalog: Pri sestavljanju se je meril čas sestavljanja letala z montažo vseh kosov tovora. V 1. nalogi je bilo potrebno leteti s praznim rezervoarjem za vodo dva šolska kroga, pri tem pa se je meril čas letenja teh dveh krogov. V 2. nalogi je bilo potrebno leteti s polnim vodnim rezervoarjem štiri šolske kroge. V 3. nalogi je moralo letalo leteti s štirimi raketami in brez vodnega rezervoarja. Leteti je moralo štiri šolske kroge in po vsakem krogu pristati. Po prvem pristanku je moralo v posebno označenem kvadratu velikosti 3 x 3 m odvreči zunanjo raketo na krilu. S tem je bilo letalo prečno nesimetrično obteženo, kar je povzročalo tekmovalcem največ težav. Po naslednjem krogu je moralo letalo odvreči zunanjo raketo na nasprotni strani. Poleg tega se je v tej nalogi upošteval tudi čas montaže raket na letalo.

Naša ekipa je zasnovala ramenokrilno letalo z v-repom, ki se je skupaj z vsemi kosi tovora zložilo v škatlo velikosti 600 x 370 x 1200 mm. Trup letala in škatla sta izdelana iz kompozita ojačanega z ogljikovo tkanino, stene škatle pa so sendvič konstrukcija z jedrom iz polistirena. Krila so izdelana iz balse in prevlečena s prekrivno folijo; glavni nosilec je iz ogljikovega kompozita. Rep je povezan s trupom s cevjo iz ogljikovega kompozita. Letalo se razstavi na pet delov: centralni del s trupom, podvozjem in osnovo repa, dve polovici krila in dve polovici repa. Letalo je ekipa treh študentov sestavila v 27 sekundah. Prvo in drugo nalogo smo opravili brez težav. Pri tretji nalogi pa smo imeli težave v drugem krogu pri nesimetrični obremenitvi (dve raketi na levi in ena raketa na desni). Zaradi močnega bočnega vetra je prišlo do močnega zavijanja letala v levo v fazi zaleta, ki ga ni bilo moč odpraviti s smernim krmilom in nosnim kolesom. To je bil razlog za neuspešno izvedeno 3. nalogo. Zaradi velikega števila ekip pa naloge nismo mogli ponavljati v bolj ugodnih pogojih.

Končna uvrstitev:  7. mesto (od 54)
Mentorja:  doc. dr. Tadej Kosel  in asis. Dejan Nožak


 

DBF 2008 - Wichita, Kansas

Praktični del tekmovanja je bil sestavljen iz letenja s praznim letalom in letenja z natovorjenim letalom. Pri letenju z natovorjenim letalom pa se je štel tudi čas natovarjanja letala. Letalo se je natovarjalo z petimi naključno izbranimi kombinacijami tovora. Tovor je bil sestavljen iz potnikov - pollitrskih plastenk napolnjenih z vodo do mase 230 g in palet – polovica standardne glinene opeke velikosti 10 x 10 x 7 cm in mase 820 g. Možne kombinacije tovora so bile: 14 potnikov, 4 palete, 10 potnikov in ena paleta, 7 potnikov in dve paleti ter 3 potniki in 3 palete. Najtežji tovor so bile štiri palete, ki so tehtale 3.28 kg, najzahtevnejši tovor pa je bilo 14 potnikov zaradi položaja težišča letala. Pomemben faktor je bil tudi RAC, ki je produkt mase praznega letala in mase baterij.

Letalo je moralo vzleteti na razdalji 30m in odleteti šolski krog. Pri letenju z praznim letalom je za rezultat štelo število odletenih šolskih krogov v petih minutah, ki so se delili z maso baterij. Zaradi nepredvidenih tehničnih težav smo tekmovanje zaključili na 48. mestu.

Končna uvrstitev:  48. mesto (od 60)
Mentorja:  doc. dr. Tadej Kosel  in asis. Dejan Nožak


 

meni