☰
Etapa 1:
Ideea unui Echipament de Purificare și Depoluare a aerului (numit în
continuare prescurtat EPD) adaptabil pe orice dronă multirotor ce folosește
elice cu decolare pe verticală este o idee originală dezvoltată ca urmare a
faptului că numărul dronelor și
aplicațiilor implicate în țară și în lume este într-o creștere vizibilă.
Astfel, dacă activitatea dronelor este în creștere, s-a fundamentat ideea unui
dispozitiv care ajută la depoluarea a aerului prin ionizarea cantității mari de
aer deplasată de elicele dronelor.
În faza 1 au fost identificate și analizate cerințele unui astfel de sistem
de depoluare, tipurile constructive (geometrii și dimensiuni) de braț-port-motor
utilizate la dronele cu decolare pe vertical utilizând elice, modul de
amplasare a elicelor și rigiditatea structurilor, elemente care stau la baza proiectării optime a sistemului de prindere
rapidă a EDP pe corpul dronei. Studiul realizat a avut în vedere dronele
multirotor de capacitate medie spre mare respectiv drone având greutate peste
500 de grame. Studiul realizat a analizat și prezentat în detaliu un număr de
33 de soluții reprezentative pentru ansamblul rotor-braț.
 |  |
Tipuri de drone analizate
Rezultate etapă:
1.1 Identificarea diverselor soluții existente pentru ansamblul rotor- braț;
1.2 Gruparea pe cât posibil în categorii a diverselor soluții aferente formei;
1.3 Elaborare studiu tehnic.
1.4. Pagina web
Etapa 2:
Au fost identificate și analizate soluțiile constructive existente pentru protecția elicele dronelor, în vederea elaborării și proiectării eficiente a sistemelor de prindere a antenei de ionizare pe brațele dronelor cu formele geometrice clasificate. S-a realizat proiectat sistemele de prindere ale antenei de ionizare, adaptate pentru fiecare tip de braț identificat. Pentru proiectarea eficientă a sistemulelor de prindere, a fost modelată 3D și reprodusă cu precizie drona DJI Inspire 2 – tip braț rotund. Experimental s-au realizat prin tehnologia de printare 3D - FFF/FDM (Fused Filament Fabrication/ Fused Deposition Modeling), material PLA (Acid polilactic) reperele sistemului de prindere superior si inferior pentru drona DJI Inspire 2.
Rezultate etapă:
2.1 Identificarea soluțiilor teoretic posibile pentru sistemele de prindere per categorie de tip rotor-braț;
2.2 Elaborarea modalităților de execuție efectivă a sistemelor de prindere;
2.3 Elaborare studiu tehnic.
Etapa 3:
Au fost executate mai multe modele experimentale de antene de ionizare pentru a putea alege, pe baza rezultatelor obținute prin testare, varianta optimă luând în considerare maximizarea generării de ioni negativi. Pentru testarea antenelor emitatoare de ioni negativi, s-a realizat schema configurației experimentale.
Testarea s-a făcut în aceleași condiții, poziționând detectorul la diferite distanțe (200mm, 400mm, 600mm, 800mm și 1000mm) față de antena emițător și schimbând diversele modele executate.
Rezultate:
3.1 Activități de execuție și testare în condiții de laborator a diverselor modele de antene de ionizare
3.2 Alegerea soluției optime pentru antena de ionizare:
- ME - Subansambluri model experimental: Antena de ionizare oprimizată
- Raport de testare Antena de ionizare
Etapa 4:
|
În această etapă a proiectului, activitățile s-au axat pe procesele de fabricație, testare și validare funcțională și mecanică a sistemelor de prindere pentru antenele de ionizare. Au fost dezvoltate și analizate comparativ mai multe variante constructive, cu diferențe de geometrie și configurație de montaj, în vederea optimizării rigidității, masei și integrării aerodinamice. Au fost utilizate diverse materiale pentru fabricarea componentelor (folosind tehnologia de printare 3D), iar fiecare configurație a fost supusă unei serii de analize și teste mecanice specifice, incluzând analiza vibrațiilor, măsurători de deformare sub sarcină și teste de rezistență la încovoiere, precum și analiza masei totale a ansamblului. Pentru a putea testa sistemele de prindere executate, echipa proiectului a realizat schema configuratiei experimentale. Cu acesta verificăm rezistența și stabilitatea sistemului de prindere sub sarcină, asigurând că poate susține forțele din timpul zborului. Evaluarea materialelor pentru sistemele de prindere ale antenei de ionizare montate pe dronă a evidențiat superioritatea materialului NYLON CF, acesta demonstrând stabilitatea excelentă sub sarcină și vibrații, comportament funcțional stabil chiar și în configurații cu antenă, unde valorile de vibrație și deformare au fost mai ridicate, precum și o masă redusă. Rezultate: 4.1 Activități de execuție și testare în condiții de laborator a diverselor modele experimentale de prindere (TRL4). 4.2 Alegerea soluțiilor optime pentru sistemele de prindere, în funcție de categoria rotor-braț: - Subansambluri model experimental; - 1 Raport de testare sisteme de prindere. |
 |
Etapa 5:
Pentru documentația de execuție detaliată a modelelor experimentale ale antenei de ionizare și ale sistemelor de prindere pe ansamblul rotor-braț a dronei, a fost necesară includerea tuturor desenelor tehnice, specificațiile materialelor și a instrucțiunilor de montare, acestea asigurând o execuție clară și eficientă a prototipurilor. Proiectarea CAD și simulările virtuale au asigurat compatibilitatea optimă a sistemelor de prindere cu structurile dronei DJI Inspire 2. Sistemele rezultate oferă o asamblare ușoară și rapidă, utilizând asamblari filetate pentru menținerea rigidității și a stabilității structurale. Sistemele de prindere pentru brațele de tip dreptunghiular, pătrat și ovoid au fost concepute pentru adaptare rapidă, iar designul flexibil permite personalizarea cu modificări minime ale modelului inițial. Configurațiile constructive ale antenei de ionizare și ale sistemelor de prindere asigură un raport optim între greutate și performanță mecanică, contribuind la stabilitatea și eficiența operațională a ansamblului.
Rezultate:
5.1 Elaborarea documentației de execuție a modelelor experimentale pentru antena de ionizare și sistemul de prindere.
Etapa 6:
În cadrul acestei etape, obiectivul principal a constat în elaborarea, execuția și testarea, în condiții controlate de laborator, a unui sistem integrat destinat purificării aerului și reducerii particulelor în suspensie cu ajutorul unei platforme aeriene, prin utilizarea unui echipament electronic de comandă și control al antenei de ionizare.
Activități realizate:
a) Elaborarea și execuția echipamentului de control și verificare a concentrației de ioni negativi:
A fost dezvoltat un echipament portabil, alimentat din sursă proprie, destinat detectării și monitorizării concentrației de ioni negativi în atmosferă.
b) Elaborarea și execuția echipamentului electronic de comandă și control al antenei de ionizare: A fost realizat un modul electronic portabil, integrabil pe dronă DJI Inspire 2. Sistemul generează un flux de ioni negativi, alimentând un transformator de înaltă tensiune conectat la antenele montate sub elicele dronei.
c) Integrarea mecanică a echipamentului de comandă și optimizarea carcasei: A fost proiectată și realizată o carcasă personalizată, optimizată pentru integrarea componentelor electronice și a bateriei.
d) Testele au fost realizate în Camera Curată a Centrului CERMISO din cadrul INCDMTM, în condiții de mediu controlate, pentru a minimiza influențele externe care pot vicia procesul de măsurare (fluctuații de temperatură, umiditate, particule în suspensie sau interferențe electromagnetice).
În cadrul etapei experimentale, a fost configurat un set de teste pentru evaluarea sistemului de ionizare integrat pe dronă. Măsurătorile s-au realizat cu drona menținută în regim staționar la sol (motoare pornite, turație constantă, fără decolare), la distanțe față de antena de ionizare de (0.5m, 1m, 1.5m, 3m.), pentru analiza distribuției efectelor produse, în funcție de intensitatea curentului electric măsurat de echipamentul de control și verificare.
Analiza testelor a evidențiat un efect de ionizare local, cu eficiență maximă în proximitatea antenei și scădere predictibilă odată cu distanța. A fost demonstrată fezabilitatea tehnică a conceptului EPD, a fost elaborată documentația de execuție și a fost realizat un model experimental validat în regim de laborator (TRL4). De asemenea, a fost depusă cererea de brevet: „Sistem activ de depoluare atmosferică prin emisie de ioni negativi, montabil pe drone.”
Rezultate:
6.1 Documentație de execuție a echipamentului electronic de comandă și control al antenei de ionizare;
6.2. ME - Subsistem de comandă și control al antenei de ionizare;
6.3. Cerere de brevet Nr. A/00234/10.06.2025 - Sistem activ de depoluare atmosferică prin emisie de ioni negativi, montabil pe drone
