- 3D प्रिंटर से बनाया गया VTOL ड्रोन एक बार चार्ज करने पर 130 मील (लगभग 210km) और 3 घंटे की उड़ान में सफल रहा, जिससे यह दुनिया के सबसे लंबी रेंज और सबसे अधिक endurance वाले 3D-printed VTOL में से एक बन गया
- CAD, 3D प्रिंटिंग और aerodynamic design का कोई अनुभव न होने की स्थिति से शुरुआत करके, केवल 90 दिनों में स्वतंत्र रूप से design, print, assembly और flight तक पूरा कर लिया गया
- Bambu A1 3D प्रिंटर और foaming PLA material का पहली बार उपयोग करते हुए, parameter tuning, material quality improvement, parts sourcing और power loss troubleshooting जैसी अनेक trial-and-error प्रक्रियाओं से गुजरना पड़ा
- प्रोजेक्ट के design/build process का विस्तृत विवरण video editing और workload की वजह से पूरी तरह साझा नहीं किया जा सका, लेकिन मांग होने पर और विस्तृत know-how साझा करने की योजना है
- Reid Hoffman सहित industry influencers के quote tweet मिलने से यह काफी चर्चा में आया, और personal eVTOL development की चुनौती के रास्ते में यह एक बेहद अर्थपूर्ण अनुभव रहा
प्रोजेक्ट का अवलोकन और प्रेरणा
- 3D प्रिंटर से सीधे design और print किया गया VTOL (वर्टिकल टेकऑफ़ और लैंडिंग) ड्रोन एक बार चार्ज करने पर 130 मील और 3 घंटे की लगातार उड़ान में सफल रहा
- इससे पहले CAD, 3D प्रिंटिंग और aerodynamic analysis जैसे संबंधित क्षेत्रों का बिल्कुल भी अनुभव नहीं था; पूरी तरह beginner स्थिति से यह चुनौती शुरू की गई
- केवल 90 दिनों में design, parts procurement, assembly और flight तक की पूरी प्रक्रिया स्वतंत्र रूप से पूरी कर ली गई
trial-and-error और सीखने की प्रक्रिया
- Bambu A1 3D प्रिंटर और foaming PLA material का उपयोग सहित, अधिकांश tools और materials इस प्रोजेक्ट में पहली बार इस्तेमाल किए गए
- CAD क्षमता भी सिर्फ basic sketch और simple extrusion तक सीमित होने की अवस्था से बढ़कर, VTOL airframe design और aerodynamic simulation तक स्वयं सीख ली गई
- parts sourcing, print quality improvement और power loss troubleshooting सहित हर चरण में अनेक कठिनाइयों का सामना करते हुए व्यावहारिक know-how हासिल किया गया
अभी साझा न किए गए गहन design और निर्माण प्रक्रिया
- video editing और content length की वजह से airframe design parameters का चयन, airframe CAD design, parts procurement, print quality improvement और power loss analysis जैसी गहरी प्रक्रियाओं को पूरी तरह कवर नहीं किया जा सका
- इच्छा होने पर अतिरिक्त design/build know-how साझा करने की तैयारी है
कम्युनिटी की प्रतिक्रिया और आगे का लक्ष्य
- Reid Hoffman ने “पहले इसके लिए भाई और साइकिल फैक्ट्री चाहिए होती थी, अब सिर्फ सही toolchain काफी है” कहते हुए quote tweet किया, और इस तरह industry और community दोनों में इसे बड़ा ध्यान मिला
- लेखक इस अनुभव के आधार पर personal eVTOL aircraft development में लगातार चुनौती लेते रहने की योजना रखता है
- यह साबित करता है कि अब ऐसा दौर है जहाँ गैर-विशेषज्ञ भी 3D प्रिंटर, open source ज्ञान और प्रयोगधर्मिता के बल पर advanced drone/aircraft development कर सकते हैं
3 टिप्पणियां
उम्, मेरा Bambu प्रिंटर तो अभी सिर्फ board game components ही प्रिंट कर रहा है..
foaming PLA, Bambu में PLA Aero नाम से बेचा जाने वाला एक विशेष filament है.
इसके अंदर बुलबुले बनते हैं, जिससे कम density / हल्का वजन हासिल किया जा सकता है. उसी volume में वजन लगभग 50% तक होता है
वाह.. 90 दिनों तक बंद करके रखें तो हथियार भी निकल आएंगे, haha
Hacker News राय
मुझे यह जानने की जिज्ञासा है कि foam फ्रेम डिज़ाइन की तुलना में यह कैसा है। कस्टमाइज़ेशन की सुविधा और 3D-printed parts की non-solid infill structure निश्चित रूप से फायदे हैं। rigidity के मामले में 3D-printed frame quadcopter के लिए carbon fiber जितना प्रभावी नहीं है, लेकिन fixed-wing के लिए foam के विकल्प के रूप में यह काफ़ी अच्छा लगता है। quad में rigidity की समस्या बहुत बढ़ जाती है, लेकिन अगर यह डिवाइस की तरह सिर्फ़ simple takeoff और landing करता हो तो यह उतना महत्वपूर्ण नहीं है, जब तक कि high-performance drone की तरह extreme acceleration/maneuvering न हो। अगर आप इसे आज़माना चाहें, तो इस्तेमाल किए गए parts शायद Amazon वगैरह से मिलने वाले सामान्य चीनी COTS हैं। firmware के तौर पर इस्तेमाल किया गया ArduPilot flexibility और stability के लिहाज़ से शानदार है, लेकिन setup करते समय इसका UX बहुत खराब है। ज़्यादातर commercial UAS लगभग बिना किसी अपवाद के PX4 का इस्तेमाल करते हैं
मैंने single wall foaming PLA इस्तेमाल किया था, लेकिन इसकी impact resistance भी कम थी और यह काफ़ी brittle था। यह सबसे सस्ते foamcore, EPP, EPO से भी कमज़ोर था। असली टक्कर या recovery के दौरान यह समस्या बनी। मैंने पहले जो पहला VTOL बनाया था, वह foamcore Readyboard से बना था, और 12 फीट की ऊँचाई से asphalt पर गिरने पर भी उसमें सिर्फ़ compression हुआ था, बदलना नहीं पड़ा। अगर अगली बार print से बनाऊँ, तो durability बढ़ाने के लिए dovetail या clips जोड़ने का सोचूँगा। avionics और propulsion parts rapid procurement के लिए COTS रखे गए। Amprius battery अमेरिका में बनी है, लेकिन बाकी सब चीन से हैं। commercial तौर पर Ardupilot का उपयोग भी बढ़ रहा है, लेकिन UX सचमुच कठिन है
PLA material भारी भी होता है और brittle भी, इसलिए drone उड़ाने के लिए यह foam की तुलना में बहुत खराब विकल्प है। थोड़ी सख्त landing में भी parts आसानी से टूट जाते हैं। अगर aircraft का वज़न ज़्यादा हो, तो flight performance भी खराब हो जाती है। फिर भी इसका फ़ायदा यह है कि टूटा हुआ part तुरंत फिर से print किया जा सकता है। सिर्फ़ यही एक बात PLA को क़ीमती बना देती है। ABS ज़्यादा durable है और हल्का भी, लेकिन foam की तुलना में फिर भी भारी है। और ABS printing भी थोड़ी मुश्किल होती है
commercial system में आप निर्माता से integrated work और finished product खरीदते हैं, इसलिए unfriendly setup UX बड़ा मुद्दा नहीं है। ज़्यादातर commercial UAS के PX4 इस्तेमाल करने की मुख्य वजह licensing और maintenance policy का अंतर है। ArduPilot GPLv3 है, इसलिए community और hobby use के लिए अधिक उपयुक्त है, जबकि PX4 BSD है। commercial manufacturers अपनी customized source code को खोलने से बचना चाहते हैं, भले उसमें खास कुछ न हो, वे खुलासा करने से ही कतराते हैं
यह देखकर हैरानी हुई कि इसमें Amprius SA08 जैसे नए battery cell इस्तेमाल किए गए हैं। battery pack की कीमत लगभग $1300 है, लेकिन Batemo Cell Explorer में दिखाया गया है कि अभी बाज़ार में weight के मुकाबले energy density सबसे ज़्यादा इसी की है
मैं 200 acre ज़मीन पर drone से mapping mission उड़ाता हूँ। अभी dronelink और DJI drone से pilot करता हूँ। कुल मिलाकर लगभग 3 घंटे की flight लगती है, और एक battery पर लगभग 35 मिनट की उड़ान मिलती है। मेरे पास 4 batteries हैं, लेकिन लगातार उड़ाना हो तो जितनी तेज़ी से खर्च हो रही हैं उतनी ही तेज़ी से charge भी करना पड़ता है, और quad charger के बावजूद charging पीछे रह जाती है। अगर कोई fixed-wing drone हो जो बड़े क्षेत्र के ऊपर उड़ते हुए लगातार तस्वीरें ले सके, तो वह बहुत उपयोगी होगा। लेकिन self-build/programming off-the-shelf DJI drone इस्तेमाल करने से कहीं ज़्यादा जटिल लगती है। और terrain में उतार-चढ़ाव भी काफ़ी है, साथ ही पास का airspace no-entry है, इसलिए turn लेना भी आसान नहीं है। लेखक या अनुभवी लोग बताएं कि इस mission के लिए fixed-wing aircraft लेना सही रहेगा, या बस quadcopter के लिए और batteries खरीदना ही ज़्यादा किफ़ायती होगा
यह बहुत अच्छा सवाल है! $5,000 से कम में 3 घंटे लगातार उड़ने वाला कोई खास commercial VTOL उपलब्ध नहीं है। और DJI जितना आसान इस्तेमाल वाला कुछ मिलना भी मुश्किल है। अगर आप DIY आज़माना चाहते हैं और Ardupilot या PX4, जिसमें PX4 थोड़ा आसान है, सीखने का मन रखते हैं, तो Heewing T2 VTOL जैसे kit को assemble कर सकते हैं। लेकिन इसी तरह की high-energy-density battery इस्तेमाल करने पर भी 2 घंटे से ज़्यादा उड़ान मिलना मुश्किल लगता है
एक ही platform से सब करने की कोशिश मत कीजिए, बल्कि दस drones एक साथ उड़ाइए ताकि parallel operation और parallel charging हो सके
200 acre के लिए 4 घंटे नहीं, बल्कि 120m altitude और 75-65% overlap के आधार पर 20~25 मिनट काफ़ी होने चाहिए। Mavic 3 से 3.5cm/px GSD भी मिल सकता है। मैं overlap और altitude optimization पर ध्यान देने की सलाह दूँगा
eBee X fixed-wing drone आपके उपयोग के लिए उपयुक्त लगता है
अगर आपके पास समय है, तो आप self-built FPV drone की दुनिया में आ सकते हैं। frame, motor, ESC, controller सब कुछ खुद बदला जा सकता है। DJI की तुलना में आपको बहुत अधिक control और satisfaction मिलेगा। लेकिन समय निवेश और लागत-प्रभावशीलता पर ज़रूर सोचना होगा
मैं सोच रहा हूँ कि क्या चार quadcopter motors का इस्तेमाल करके बिना किसी control surface के yaw/pitch/roll सब नियंत्रित किया जा सकता है। अगर अनावश्यक servos हटाकर वज़न कम किया जाए, तो क्या उससे अतिरिक्त battery consumption की भरपाई हो सकती है
अच्छा सवाल है। cruise चरण में lifting motors को लगातार चलाना efficiency के लिहाज़ से नुकसानदेह है। अगर cruise motors wingtip पर CG के हिसाब से कई हों, तो differential thrust से roll करवाने का तरीका हो सकता है, लेकिन efficiency की वजह से इसका कम इस्तेमाल होता है। servo का वज़न पूरे aircraft में बहुत ही छोटा हिस्सा होता है
yaw control कैसे होगा, यह जानने की जिज्ञासा है
यह project सचमुच अद्भुत है। इसे बनाने के लिए ज़रूरी knowledge या skills की शुरुआत आपने कैसे की, और किन हिस्सों में नया सीखना पड़ा, यह जानना चाहता हूँ। Ardupilot को कितना customize किया गया, और क्या drone control का तरीका कुछ अनोखा है
धन्यवाद! hover, transition, और cruise flight सबमें standard Ardupilot control इस्तेमाल किया गया। firmware में सिर्फ़ parameters और tuning customize किए गए
Ardupilot वास्तव में बहुत mature software है। यूक्रेन से आने वाले कई drone videos के HUD भी लगभग Ardupilot आधारित होते हैं। आप जो भी सोच सकते हैं, वह शायद यह support करता है। airplane, helicopter, VTOL, speedboat, yacht सब संभव हैं
बिना किसी खास customization के भी Ardupilot के default से VTOL चलना संभव लगता है
यह मानना मुश्किल है कि यह किसी amateur ने बनाया है, इतना प्रभावशाली है। vertical और horizontal flight के लिए अलग motors रखने से design सरल हो जाता है, लेकिन horizontal flight में vertical motors काफी drag पैदा करती हैं, जो inefficiency है। अगर scale बड़ा हो तो यह समस्या बन सकती है, लेकिन दूसरी ओर motors को घुमाने की व्यवस्था करने से वज़न बढ़ेगा और शायद range कम हो जाएगी
वास्तव में इस configuration की inefficiency इतनी बड़ी नहीं है। क्योंकि cruise motor और propeller का optimal sizing किया जा सकता है, इसलिए nontrivial efficiency gain मिलता है। tiltrotor/wing/body setup में cruise motor को lift भी संभालना पड़ता है, इसलिए cruise के दौरान motor optimal rpm पर नहीं होती। hover cruise की तुलना में 4~7 गुना अधिक power खाता है, और ऐसे में motor suboptimal zone में चलती है। Archer CTO Munoz ने भी इस बारे में सार्वजनिक रूप से बात की है
Wing पहले से लगभग यही design इस्तेमाल करता है। संभव है कि analysis और simulation के आधार पर cost, range, complexity, safety आदि कई पहलुओं में optimization किया गया हो
[Wing Aviation design reference](https://en.wikipedia.org/wiki/Wing_Aviation#/media/File:Wing_delivery_Vuosaari_3.jpg)
DIY tiltrotor VTOL designs की दुनिया बहुत विविध है। संदर्भ के लिए यह Hackaday tiltrotor VTOL example साझा कर रहा हूँ
इस project के scale और purpose के लिए tiltrotor mechanism जोड़ना complexity और weight बढ़ाने के मुकाबले बहुत फायदेमंद नहीं है। अलग motors/propellers से weight/drag बढ़ता है, यह बात सही है
व्यक्तिगत प्रचार के रूप में: Aliptera चारों motors को tiltrotor की तरह इस्तेमाल करता है और एक अनोखी wing structure जोड़ता है, जिससे vertical flight mode में wing खुद lift भी देती है। इससे motors का आकार और छोटा रखा जा सकता है और horizontal flight में efficiency भी बढ़ती है
यह सचमुच शानदार है। उम्मीद है कि बहुत से लोगों को अपनी पसंद की चीज़ खुद बनाने की प्रेरणा मिलेगी। "बस शुरू करो, सीख सकते हो।" किसी permission, class, degree, या mentor की ज़रूरत नहीं है
"100 साल पहले aviation pioneer बनने के लिए आपको एक भाई और एक bicycle shop चाहिए थी। आज सिर्फ़ सही toolchain चाहिए" — यह पंक्ति बहुत असरदार लगी। जिन श्रेणियों में imagination → reality loop पहले से मौजूद है, उनमें यह सबसे तेज़ी से होता है
बहुत प्रभावशाली। मैं जानना चाहता हूँ कि multirotor design में control surfaces कितने महत्वपूर्ण हैं
मुझे लंबे समय से कुछ बनाने में दिलचस्पी रही है, लेकिन अभी तक कोशिश नहीं की। काश detailed build plans और beginner-focused tutorials होते। मैं इस project को donation या Patreon के ज़रिए support करने के लिए भी तैयार हूँ