People
Ing. Daniel Urban

doc. Ing. Bc. Vladimír Socha, Ph.D.; Ing. Michal Černý

The project concept focuses on the development of an innovative technical solution for a tilt mechanism in Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) with Vertical Takeoff and Landing (VTOL) capabilities, specifically for fixed-wing VTOL UAVs. Fixed-wing UAVs are widely used in unmanned aviation due to their superior energy efficiency and longer range compared to multirotor UAVs, as lift is generated by fixed surfaces during forward flight. This type of UAV is particularly suited for missions requiring long-distance operations, such as inspections and monitoring of large land areas or parcel deliveries. However, the primary drawback of these aircraft is their limited ability to take off and land in confined spaces, which significantly reduces operational flexibility, especially in urban environments. Combining fixed-wing designs with VTOL capabilities addresses this limitation, enabling the aircraft to take off and land vertically while leveraging the aerodynamic advantages of fixed wings during horizontal flight. This hybrid approach, however, introduces a new challenge. Fixed wings generate significant aerodynamic drag during vertical flight phases (e.g., takeoff and landing), increasing energy demands and reducing overall system efficiency. Additionally, fixed wings increase the aircraft's overall dimensions, which can further complicate operations. The proposed solution is the implementation of a folding wing mechanism that allows the wings to retract during vertical flight phases and extend during horizontal flight. This design offers significant advantages, including reduced aerodynamic drag, optimized flight performance, increased UAV operational flexibility, and minimized dimensions during takeoff and landing. The mechanism must be lightweight, compact, sufficiently durable, and must not impose excessive load on the UAV's energy system to meet the design requirements for UAVs with a maximum takeoff weight (MTOW) of up to 25 kg. The project aims to develop and test such

2025 - 2025

Studentská grantová soutěž ČVUT - SGS25/072/OHK2/1T/16

prof. Ing. Milan Lánský, DrSc.; Ing. Daniel Urban

Unmanned aviation has undergone rapid development over the past decade, giving rise to a new sector of air transport for cargo and passenger transportation. Integrating this type of transport into urban environments presents several challenges, particularly with regard to noise emissions. Noise generated by electric propulsion units of unmanned aircraft systems (UAS) is a crucial factor in the social acceptance of these systems and also affects perceptions of their environmental effects. From this perspective, addressing the issue of UAS noise is essential, as it can ultimately influence the overall potential for integrating UAS into cities, thereby shaping the development of Urban Air Mobility (UAM). Due to the lack of existing solutions to this problem, the goal of this project is to develop a methodology for measuring the noise produced by the electric propulsion units of the UAS. The methodology will provide a novel approach to address the problem, focusing on the methods, techniques, and conditions under which noise measurements should be conducted.

2025 - 2025

Studentská grantová soutěž ČVUT - SGS25/071/OHK2/1T/16

Cílem projektu je podpořit zavádění městské vzdušné mobility pro rozvoz zásilek. Toho bude dosaženo a) vyvinutím bezpečnostního systému doručení zásilek a b) využitím elektrických uzavřených (EDF) pohonů pro donášková bezpilotní letadla s vertikální vzletem a přistáním (VTOL), které budou dohromady zvyšovat bezpečnost a efektivitu provozu v porovnání s aktuálními verzemi doručovacích multikoptér, čímž přispějí k rychlejšímu zavádění tohoto typu přepravy a udržitelnější dopravě jako celku. Dílčí cíle: a) Vyvinout bezpečnostní systém pro lokalizaci místa donášky včetně vyhodnocování hrozeb v jeho okolí využívající prvků strojového učení (ML). b) Ověřit a navrhnout správnou aplikaci EDF pohonů pro VTOL letadla typu multikoptéra zajišťující stejné, nebo lepší výkony při vyšší efektivitě.

2025 - 2026

Program na podporu aplikovaného výzkumu a inovací SIGMA

Bezpilotní systémy (UAS) zaznamenaly v posledním desetiletí rapidní vývoj, který umožnil jejich využití v celé řadě lidských činností s cílem zvýšení efektivity či bezpečnosti práce a z toho důvodu jsou nedílnou součástí vývoje a výzkumu na Katedře letecké dopravy na Fakultě dopravní. Důkazem toho mohou být již publikované články na téma pohonu bezpilotních letadel, námrazy na vrtulích bezpilotních letadel, či publikace v oblasti provozních požadavků na vzdušný prostor bezpilotních letadel. Výzkum je však značně omezen možnostmi praktického testování navržených řešení v oblasti bezpilotního létání. Řešením je tak stavba vlastního bezpilotního letadla za účelem vytvoření testovací platformy pro ověření navržených řešení v dané oblasti. Jednalo by se konkrétně o návrh konvertibilního UA, tedy letounu s pevným křídlem, který by poskytoval možnost vertikálního vzletu a přistání (VTOL). Taková kombinace umožní vzlétnout z míst s velmi omezeným prostorem, jelikož takový koncept UA nevyžaduje žádnou vzletovou dráhu a následná vybavenost pevným křídlem zvyšuje energetickou efektivitu letu, a tím celkový dolet UA. Takové zařízení by tak výrazně posunulo schopnost Ústavu letecké dopravy, a tím Fakulty dopravní, konkurovat výzkumu v oblasti bezpilotního letectví na mezinárodní úrovni.

2024 - 2024

The "PPSR" internal calls

Ing. Nela Krčmářová; doc. Ing. Luboš Socha, Ph.D. et Ph.D.; Ing. Daniel Urban

The presented project concept deals with the evaluation of the wear of hydrophobic coatings, caused by abrasion and its effects on the loss of their anti-icing properties. The essence of the project is to create an appropriate environment and testing methodology based on the existing knowledge, which would allow to expose propulsion systems of unmanned aircraft to operational conditions of abrasion. The current state of the issue points to the fact that existing hydrophobic coatings lose their anti-icing properties already after the first repeated exposure to frost. This could lead to the development and improvement of the resistance and durability of current hydrophobic coatings, which would ultimately lead to an increase in the overall safety and operability of unmanned aircraft.

2023 - 2024

Studentská grantová soutěž ČVUT - SGS23/136/OHK2/2T/16

Ing. Karel Hylmar; doc. Ing. Luboš Socha, Ph.D. et Ph.D.

The presented project is focused on the implementation of an alternative propulsion system for unmanned aircraft with vertical take-off and landing, specifically Electric Ducted Fan (EDF) propulsion system. With regard to the evolving density of drone traffic and legislative requirements, both in the EU and overseas, it is necessary to respond to increasing safety risks. These are mainly caused by rotating propellers, which are dangerous for their surroundings, but also for the safety of the device itself. The solution to the described problem could be the use of the above-mentioned EDF. The main advantage of which is the covering of rotating parts, but also, for example, higher performance with smaller dimensions than with an equivalent propeller. However, the mentioned solution has a disadvantage in the form of the need to use thrust vectoring, which is still a very rare solution on unmanned aircraft. In the same way, the control system is completely different from the commonly used ones, so it is necessary to design a new control and regulation system of thrust vectoring. For these purposes, it is necessary to build a completely new concept of test equipment that will allow such a system to be designed for at least one engine. Subsequently, it is necessary to optimize the system for cooperation with multiple propulsion units on a functional prototype of an unmanned aircraft. The outputs of the project would significantly help accelerate the implementation of a new type of propulsion for unmanned aircraft, which would speed up the overall integration of unmanned aircraft into the airspace.

2023 - 2024

Studentská grantová soutěž ČVUT - SGS23/140/OHK2/2T/16

Ing. Karel Hylmar; Ing. Daniel Urban; Ing. Ondřej Vítovec

V současné době Ústav letecké dopravy Fakulty dopravní ČVUT v Praze je garantem akreditovaného, vysoce technického studijního programu Technologie údržby letadel, který si v rámci kvalitní výuky vyžaduje hardwarové zabezpečení laboratoří. Pro cvičení a praktickou výuku právě v daném studijním programu či v oblasti zkoumání elektrických UAV pohonných jednotek má pracoviště k dispozici jeden měřící dynamometr, schopný měřit výkonové charakteristiky pohonných jednotek bezpilotních letových prostředků s omezením tahu do 5 kgf. Vzorkovací frekvence záznamu daného zařízení je 10 Hz, což zdaleka nedostačuje pro frekvenční analýzy pohonných jednotek jak větších letadel, tak právě i menších pohonných jednotek UAV. Největším přínosem vytvoření nového zařízení pro měření výkonových charakteristik nejen u UAV pohonných jednotek není jen ve významném rozšíření možností sběru dat a zvýšení kvality publikací výsledků vědecko-výzkumných prací v oblasti konstrukce EDF motorů a studia tvorby námrazy, ale zejména v možnosti použití klíčového elektrického USB oscilátoru pro tvorbu dalších zařízení s využitím pro praktickou zkušenost studentů.

2023 - 2023

The "PPSR" internal calls