Koelennokin paineilmajärjestelmän suunnittelu

Abstract

Tein opinnäytetyöni Patria Aviation Oy:lle talven 2012 ja kevään 2013 aikana. Työn suunnittelu- ja teoriaosuuden toteutin Engineering-yksikköön kuuluvassa tuotekehitysyksikössä Tampereen toimipisteessä. Toissijainen työskentelypaikka oli Hallin toimipiste, missä tehtiin komponenttien testaukset sekä komposiittiosien ja putkistojen valmistus. Koneistettavat komponentit teetettiin alihankkijoilla.

Tehtävänä oli suunnitella paineilmajärjestelmä koelennokin laskeutumisjärjestelmää varten. Koelennokki on valmistettu kehitettävien laitteistojen testaamiseen. Opinnäytetyön tuloksena syntyvän järjestelmän on tarkoitus tuottaa paineilmaa laskeutumisjärjestelmän tarpeisiin. Laskeutumisjärjestelmän tarkoitus on demonstroida laskeutumismahdollisuuksia laskuvarjon ja ilmatyynyjen avulla. Suunniteltavan järjestelmän tuli työntää laskuvarjo ulos kotelostaan ja täyttää ilmatyynyt tietyssä vaiheessa tiettyyn paineeseen. Opinnäytetyön järjestelmä koostuu painepulloista, paineenalentimista, venttiileistä, putkistoista ja muista komponenteista. Valmiin järjestelmän tuli olla helposti valmistettavissa, kevyt, toimintavarma ja kompakti.

Työssä tutustuin pneumatiikan teoriaan, etsin paino-optimoidut komponentit, suunnittelin tarvittavat koneistettavat komponentit ja järjestelmän ohjauslogiikan sekä kytkennät. Komponenteilta vaaditaan paljon. Tämä loi haasteita niiden etsimiseen, ja osa komponenteista jouduttiinkin teettämään täysin mittatilaustyönä koneistamalla.

Työn tuloksena syntyi vaatimukset täyttävä ja toimiva järjestelmä, jota tullaan tulevaisuudessa testaamaan lisää ja kehittämään edelleen.

This thesis was made during winter 2012 and spring 2013 to a Finnish company Patria Aviation Ltd. The theoretical and designing part of the thesis was made at the Research and Development Unit of the Department of Engineering, in Tampere. In addition, the mechanical side of the thesis, for instance the testing of the components, was carried out at Halli works. The machined components were ordered from subcontractors.

The purpose of the thesis was to design a pneumatic system for the landing system of an experimental flying model. The flying model was made to test recovery systems which are under development. The purpose of the landing system is to demonstrate different possibilities to use a parachute and airbags in order to land safely. The main function of the pneumatic system is to produce compressed air for the landing system: to thrust the parachute out from its casing as well as to fill the airbags with compressed air at a cer-tain phase to a certain pressure. The pneumatic system of this thesis consists of air reservoirs, regulators, valves, tubing and other components. The finished system was required to be easy to manufacture, as well as lightweight, reliable and compact.

In this thesis I had to familiarise myself with the theory of pneumatics, to find weight optimized components, design the machined components as well as to design the logic of the system and its connections. All the components had very strict requirements which caused challenges to look for the most optimal ones. Some components had so unique threads and forms that they had to be manufactured by machining.

The result of the thesis was a functional system which fulfilled all the major requirements. In near future the system will see more tests and perhaps some further development.