КВАДРОКОПТЕР ДЛЯ ВИДЕОМОНИТОРИНГА
В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

О ПРОЕКТЕ

Квадрокоптер Geoscan 801 предназначен для видеомониторинга в режиме реального времени. Сферы использования: природоохрана, безопасность при ЧС, пожаротушение, поисково-спасательные работы.

ЗАДАЧА

Разработать дизайн корпуса квадрокоптера с опорой на конструкторскую модель заказчика. Учесть особенности внутренней компоновки, технологию производства и способ крепления деталей. Находить решения во взаимодействии с конструкторским отделом заказчика.

Geoscan 801— небольшой коптер. Когда конструкторский отдел заказчика работал над исходной моделью, то экономил каждый миллиметр пространства и каждый грамм материала. В итоге, корпус приобрел форму параллелепипеда, наиболее компактную, обрамляющую внутренние компоненты. Задача дизайнеров была — придать форме динамику, сделать ее эргономичной и более обтекаемой, не увеличивая габариты более чем на 5мм.

ХОД РАБОТЫ

На первом этапе мы собирали и анализировали информацию. Изучали модель от заказчика, анализировали процесс сборки, сложность деталей, компоновочные ограничения. Сначала старались работать с компоновкой, не внося в нее изменения. Такой подход обычно обусловлен тем, что заказчик предоставляет модель с большим количеством конструкторских решений. Предлагая дизайн, наша роль — не дублировать команду заказчика, а учитывать уже имеющиеся наработки. Но в ходе изучения трехмерной модели стало понятно, что исходная компоновка сильно затрудняет создание эстетичного облика.
В квадрокоптерах основной деталью, от которой зависит все остальное, является рама. Она несет основную нагрузку, является наиболее сложной и объемной деталью. Коптер очень чувствителен к весу, поэтому часть рамы является видовой и должна быть осмыслена с точки зрения эстетики. В этом проекте линии разъема рамы с другими корпусными деталями имели ступени, которые выглядели неаккуратно. Избавление от них кардинально меняло конструкцию рамы и концепцию деления на детали в целом, поэтому для проекта потребовалась перекомпоновка.

ХОД РАБОТЫ

На первом этапе мы собирали и анализировали информацию. Изучали модель от заказчика, анализировали процесс сборки, сложность деталей, компоновочные ограничения. Сначала старались работать с компоновкой, не внося в нее изменения. Такой подход обычно обусловлен тем, что заказчик предоставляет модель с большим количеством конструкторских решений. Предлагая дизайн, наша роль — не дублировать команду заказчика, а учитывать уже имеющиеся наработки. Но в ходе изучения трехмерной модели стало понятно, что исходная компоновка сильно затрудняет создание эстетичного облика.
В квадрокоптерах основной деталью, от которой зависит все остальное, является рама. Она несет основную нагрузку, является наиболее сложной и объемной деталью. Коптер очень чувствителен к весу, поэтому часть рамы является видовой и должна быть осмыслена с точки зрения эстетики. В этом проекте линии разъема рамы с другими корпусными деталями имели ступени, которые выглядели неаккуратно. Избавление от них кардинально меняло конструкцию рамы и концепцию деления на детали в целом, поэтому для проекта потребовалась перекомпоновка.

ПЕРЕКОМПОНОВКА

На этом этапе важна коммуникация дизайнера и конструктора. Процесс перекомпоновки шел итерационно и параллельно с проработкой эскизов. Он был построен следующим образом: дизайнер предлагал поменять компоновку и готовил поясняющий идею материал для конструктора. Обычно это фрагмент 3D-модели. Далее конструктор должен был включиться в работу и согласовывать с дизайнером предложение. В ходе этого процесса учитывались внутренняя конструкция, технологичность деталей, порядок сборки, доступность для обслуживания и замены определенных узлов, возможность соблюсти композицию и общий стиль.
В нашем проекте на этом этапе родилось 3 варианта новой компоновочной схемы. При проработке каждого из этих вариантов получался свой особенный, зависимый от компоновки внешний облик.

РЕШЕНИЕ

Стиль корпуса выстроен на фасках. Они позволили придать форме динамизм и направленность, а также визуально сделать корпус более компактным. Этот прием можно было применить во многих элементах конструкции, что дало ему возможность объединить элементы формы. При этом большинство поверхностей, которые есть в коптере, привязаны к компоновочным и конструктивным ограничениям. Каждая поверхность не случайна и имеет свою историю проработки.

ЛУЧИ

Для полетных характеристик коптера важно, где находится центр масс всей конструкции.
При компоновке необходимо стремиться к тому, чтобы центр масс был близок к геометрическому центру изделия. Для его определения нужно знать сколько весит каждая деталь. В процессе проектирования не всегда известна масса комплектующих. Массу деталей дизайнер и конструктор прикидывают в процессе.
Лучи являются самыми выступающим элементом относительно «тела» коптера. Они сильно влияют на контур и, соответственно, образ. Регулирование длины и положение лучей позволяет уравновесить центр масс, но, как правило, дизайнер не вмешивается в такие параметры. В этом проекте мы частично изменили форму сечения лучей, что подчеркнуло образ устройства.

АНТЕННЫ

С антеннами в коптере часто бывают сложные задачи. Размещение антенн в пространстве может быть строго регламентировано, а иногда они громоздки и торчат отовсюду. Это осложняет работу с внешним обликом. Выступающие элементы по возможности закрываются корпусными деталями, либо композиционно обыгрываются. В этом проекте положение антенн в пространстве нельзя было менять, а их положение диссонировало с основными композиционными линиями. Нужно было компенсировать это формой корпуса.

ОПОРЫ

Этот элемент, наряду с лучами и антеннами, также является выступающим. Соответственно, также сильно влияет на формирование облика. Иногда в опорах размещают
антенны. В этом проекте две опоры выполнены как части «тела» коптера для уменьшения веса и удешевления производства.

АККУМУЛЯТОРНЫЙ БЛОК

АКБ вместе с механизмом фиксации занимает значительное пространство в корпусе. Здесь важно сохранить баланс между эргономикой, сохранением габаритов и эстетикой.

РЕЗУЛЬТАТ

Мы закончили свою работу над внешними поверхностями. Команда заказчика прорабатывала конструкцию самостоятельно. Сейчас он производится серийно и продается на сайте GEOSCAN.
Трудоемкость проекта 142 рабочих дня
Год разработки: 2021

КОМАНДА

Дизайн: Екатерина Григорьева, Иван Щипунов, Виталий Крылов
Визуализация: Виталий Крылов