Department of Aeronautical Engineering

Baigiamajame darbe nagrinėjama elektrinės jėgainės sistema eVTOL tipo orlaiviui. Darbe remiamasi analogiškų orlaivių analize, apibrėžtais projektiniais reikalavimais, numatyta skrydžio misija ir EASA dokumentais, susijusiais su VTOL orlaivių sauga ir vertiportų infrastruktūros reikalavimais. Pagrindinis darbo tikslas – parinkti ir pagrįsti jėgainės architektūrą, kuri užtikrintų pakankamą trauką, energijos atsargą ir valdomą skrydį kritinio gedimo atveju. Projektuojamam orlaiviui pasirinkta paskirstytos elektrinės varos architektūra su 12 elektrinių varomųjų mazgų: 6 priekiniais pasukamais kintamojo žingsnio propeleriais ir 6 galiniais stacionariais fiksuoto žingsnio propeleriais. Sistemoje numatyti šeši baterijų paketai, 600 V nuolatinės srovės magistralė, EMRAX 228 HV CC varikliai, inverteriai, reduktoriai ir aušinimo sistema. Propelerių parametrai apskaičiuoti taikant mentės elementų teoriją, o jėgainės tinkamumas įvertintas kabėjimo, kreiserinio skrydžio ir gedimo režimais. Gauti rezultatai parodė, kad pasirinkta varomosios sistemos konfigūracija atitinka nustatytus projektinius reikalavimus. Apskaičiuota jėgainės galia, baterijų energija ir propelerių aerodinaminės charakteristikos leidžia pasiekti numatytą 180 km skrydžio nuotolį, išlaikant reikiamą saugos atsargą. Kryžminio baterijų ir varomųjų mazgų suporavimo schema sumažina traukos asimetriją gedimo atveju ir sudaro galimybes tūpimui artimiausioje tinkamoje aikštelėje.

The final thesis examines the electric propulsion system of an eVTOL aircraft. The work is based on an analysis of comparable aircraft, defined design requirements, the planned flight mission, and EASA documents related to VTOL aircraft safety and vertiport infrastructure requirements. The main aim of the thesis is to select and justify a propulsion architecture that ensures sufficient thrust, energy reserve, and controlled flight in the event of a critical failure. A distributed electric propulsion architecture with 12 electric propulsion units is selected for the designed aircraft: 6 front tilting variable-pitch and variable-RPM propellers and 6 rear stationary fixed-pitch propellers. The system includes six battery packs, a 600 V DC bus, EMRAX 228 HV CC motors, inverters, gearboxes, and a cooling system. The propeller parameters are calculated using blade element theory, while the suitability of the propulsion system is evaluated in hover, cruise, and failure conditions. The results show that the selected propulsion system configuration meets the defined design requirements. The calculated propulsion power, battery energy, and propeller aerodynamic characteristics allow the intended 180 km flight range to be achieved while maintaining the required safety margin. The cross-coupling scheme between the battery packs and propulsion units reduces thrust asymmetry in the event of a failure and provides a basis for a controlled landing at the nearest suitable landing site.

Baigiamajame bakalauro darbe projektuojamas ir gaminamas FPV drono valdymo sistemos dažnio keitiklio maketas. Darbe nagrinėjama standartinio 2,4 GHz valdymo signalo perkėlimo į kitą dažnių ruožą galimybė, siekiant sumažinti priklausomybę nuo įprastų valdymo dažnių. Literatūros analizėje aptariami FPV dronų ryšio ypatumai, superheterodininė architektūra, maišikliai, filtrai, generatoriai, stiprintuvai ir ELRS sistemos komponentai. Projektinėje dalyje sudarytas dažnių planas, suprojektuotos siųstuvo ir imtuvo dažnio keitiklio blokinės schemos, parinkti komponentai ir pagamintas maketas. Atlikti laboratoriniai matavimai bei lauko bandymai parodė, kad sistema gali perduoti FPV drono valdymo signalą, tačiau jos veikimą riboja RF grandinės nuostoliai, antenų suderinimas ir išėjimo galios lygis. Darbo apimtis – 82 p. teksto be priedų, 70 iliustr., 14 lent., 36 bibliografiniai šaltiniai. Atskiri priedai darbui nepridedami.

This bachelor thesis presents the design and production of a frequency converter for an FPV drone control system. The work analyses the possibility of converting a standard 2.4 GHz control signal to another frequency range in order to reduce dependence on common control frequencies. The literature review discusses FPV drone communication, superheterodyne architecture, mixers, filters, signal generators, amplifiers and ELRS system components. In the design part, a frequency plan is prepared, transmitter and receiver frequency converter block diagrams are created, components are selected and a frequency converter is produced. Laboratory measurements and field tests showed that the system can transmit an FPV drone control signal, but its performance is limited by RF chain losses, antenna matching and output power level. The thesis consists of 82 pages of text without appendices, 70 figures, 14 tables, and 36 bibliographic sources. Separate appendices are not included.

Baigiamajame bakalauro darbe suprojektuota aviacinė radijo stotis, skirta darbui 118-137 MHz dažnių ruože, naudojant amplitudinę moduliaciją. Darbo metu išanalizuoti radijo siųstuvų, imtuvų, dažnio sintezės, FPGA ir aviacinių radijo stočių sprendimai. Suprojektuota radijo stoties struktūrinė schema ir elektrinės principinės schemos. Darbe pateikti skaičiavimai pagrindžia, kad darbo uždaviniai yra įvykdyti: užtikrinamas keturių imtuvo kanalų veikimas, 50 Ω imtuvo įėjimo impedansas, ne mažesnis kaip 3 µV imtuvo jautris, 25 kHz ir 8,33 kHz kanalų žingsnio palaikymas, didesnė kaip 10 W siųstuvo išėjimo galia į 50 Ω apkrovą, FPGA architektūra pagrįstas skaitmeninis signalų apdorojimas ir maitinimas iš 12 V arba 28 V nuolatinės įtampos šaltinio. Darbą sudaro 5 dalys: įvadas, literatūros analizė, elektrinių schemų projektavimas, išvados, literatūros sąrašas. Darbo apimtis - 83 p. teksto be priedų, 36 iliustr., 4 lent., 62 bibliografiniai šaltiniai. Atskirai pridedami darbo priedai.

The bachelor thesis presents the design of an aviation radio station operating in the 118-137 MHz frequency range using amplitude modulation. The work includes a literature review of radio transmitters, receivers, frequency synthesis, FPGA-based architectures, and existing aviation radio station solutions. A structural block diagram and electrical schematic diagrams of the radio station have been developed. Calculations are provided to verify that the design objectives are met: four-channel receiver operation, 50 Ω receiver input impedance, receiver sensitivity of at least 3 µV, support for 25 kHz and 8.33 kHz channel spacing, transmitter output power exceeding 10 W into a 50 Ω load, FPGA-based digital signal processing, and power supply from a 12 V or 28 V DC source. The thesis is structured into five parts: introduction, literature review, electrical schematic design, conclusions, and list of references. The thesis is composed of 83 pages of text (excluding appendices), includes 36 illustrations, 4 tables, and cites 62 bibliographical references. The appendices to the work are attached separately.

Baigiamajame bakalauro darbe nagrinėjama Diamond DA40 kuro sistemos modifikacija, įrengiant papildomą degalų baką siekiant padidinti orlaivio skrydžio nuotolį. Darbo metu atlikta esamos orlaivio kuro sistemos, konstrukcijos bei analogiškų modifikacijų analizė, įvertinti EASA CS-23 reikalavimai bei galimi papildomo bako integravimo sprendiniai. Atsižvelgiant į konstrukcinius, eksploatacinius ir saugos aspektus, pasirinkta salone montuojamo papildomo degalų bako konfigūracija. Darbo metu suprojektuota papildomo degalų bako konstrukcija, parinktos konstrukcinės medžiagos bei suprojektuoti tvirtinimo mazgai, naudojant esamus orlaivio sėdynių tvirtinimo taškus. Atlikti degalų bako talpos, orlaivio masės ir centruotės skaičiavimai, įvertinta modifikacijos įtaka orlaivio eksploatacinėms charakteristikoms. Taikant baigtinių elementų metodą atlikti konstrukcijos stipruminiai skaičiavimai, kurių metu vertinti skirtingi apkrovimo atvejai pagal EASA CS-23 reikalavimus bei avarinio nusileidimo sąlygas. Taip pat suprojektuota papildoma degalų tiekimo sistema, numatyti ventiliacijos, degalų išleidimo ir apsaugos nuo perpildymo sprendiniai. Degalų bako ir tvirtinimo mazgų projektavimas bei brėžinių rengimas atliktas naudojant SolidWorks programinę įrangą. Darbo apimtis - 55 p. teksto be priedų, 28 iliustr., 5 lent., 12 bibliografiniai šaltiniai, 6 brėžiniai

This bachelor’s thesis analyzes the modification of the Diamond DA40 fuel system by installing an additional fuel tank in order to increase the aircraft’s flight range. During the work, an analysis of the existing aircraft fuel system, structure, and analogous modifications was carried out, while EASA CS-23 requirements and possible integration solutions for the additional fuel tank were evaluated. Considering structural, operational, and safety aspects, a cabin-mounted additional fuel tank configuration was selected. During the project, the structure of the additional fuel tank was designed, suitable construction materials were selected, and mounting brackets were developed using the existing aircraft seat attachment points. Fuel tank capacity, aircraft mass, and center of gravity calculations were performed, and the influence of the modification on aircraft operational characteristics was evaluated. Structural strength calculations were carried out using the finite element method, assessing different loading cases according to EASA CS-23 requirements and emergency landing conditions. In addition, an auxiliary fuel supply system was designed, including ventilation, fuel drainage, and overflow protection solutions. The design of the fuel tank, mounting structures, and engineering drawings was completed using SolidWorks software. Scope of the thesis – 55 pages of text excluding appendices, 28 figures, 5 tables, 12 bibliographic sources, 6 engineering drawings.

Baigiamajame bakalauro darbe projektuojamas modulinės bepilotės platformos, skirtos įvairių tipų dronų perėmimui, naudingojo krovinio skyrius. Darbe atliekama prototipų ir analogų analizė, parenkami skyriaus matmenys, medžiagos, tvirtinimo sprendiniai. Sprendžiami krovinio talpinimo, fiksavimo, išmetimo, durelių valdymo mechanizacijos ir skyriaus sandarumo uždaviniai. Atliekami stipruminiai skaičiavimai, patikrinant potencialiai kritinius konstrukcijos elementus ir apkrovas, apskaičiuojamos stiprumo atsargos, lyginant su leistinaisiais įtempiais pagal NATO AEP-83 standartą.  Suprojektuotas modulinės bepilotės platformos naudingojo krovinio skyrius, galintis talpinti iki 20 kg krovinį 30 litrų tūrio ribose, su galimybe gabenti dronus perėmėjus ir juos išleisti skrydžio metu. Krovinys patalpinamas per apatines dureles iš apačios, išmetamas atidarius tas pačias dureles. Servo mechanizmų ir lankstų duomenys yra tinkami saugiam ir patikimam krovinio skyriaus durelių veikimui. Darbą sudaro 5 dalys: prototipų ir analogų analizė, konstrukcinio sprendinio pagrindimas, skaičiuojamoji dalis, išvados ir siūlymai, literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 47 p. teksto be priedų, 30 iliustr., 8 lent., 28 bibliografinių šaltinių. Atskirai pridedami darbo priedai.

This bachelor's thesis presents the design of a payload compartment for a modular unmanned aerial platform intended for the interception of various types of drones. The work includes an analysis of prototypes and analogues, selection of compartment dimensions, materials, and fastening solutions. The tasks of payload accommodation, fixation, release, door actuation mechanism design, and compartment sealing are addressed. Structural strength calculations are performed to verify potentially critical structural elements and loads, with safety margins calculated and compared against allowable stresses in accordance with the NATO AEP-83 standard. A payload compartment for a modular unmanned aerial platform has been designed, capable of carrying up to 20 kg of payload within a 30-litre volume, with the ability to transport interceptor drones and release them during flight. The payload is loaded through the bottom doors and released by opening the same doors in flight. The servo actuator and hinge mechanism parameters are suitable for safe and reliable operation of the payload compartment doors. The thesis consists of 5 parts: analysis of prototypes and analogues, justification of the structural solution, structural calculations, conclusions and recommendations, and a list of references. The volume of the thesis is 47 pages of text excluding appendices, 30 illustrations, 8 tables, 28 bibliographic sources. Appendices are attached separately.

Baigiamajame bakalauro darbe projektuojamas bepiločių orlaivių tyrimų stendas, skirtas iki 5 kg masės dronų bandymams laboratorinėmis sąlygomis. Darbo tikslas – sukurti konstrukciją, leidžiančią saugiai ir patikimai tirti dronų generuojamas apkrovas, užtikrinant konstrukcijos standumą, stabilumą ir eksploatacinį saugumą. Pirmiausia darbe atliekama analogų analizė, apžvelgiant rinkoje esančius dronų testavimo sprendimus ir jų konstrukcinius ypatumus. Remiantis šia analize parenkama tinkamiausia konstrukcija, leidžianti atkartoti realias drono darbo sąlygas. Toliau nustatomos projektinės apkrovos, įvertinant maksimalią iki 50 kg traukos jėgą bei galimus platformos pasvirimo kampus. Atlikti pagrindinių konstrukcinių elementų stiprumo ir standumo skaičiavimai, įskaitant vertikalaus stulpo, suvirintinių siūlių ir tvirtinimo mazgų analizę. Taip pat įvertintas šarnyrinio mazgo ir varžtinių sujungimų patikimumas, nustatyti atsargos koeficientai ir patikrintas konstrukcijos tinkamumas numatytoms apkrovoms. Sukurtas trimatis stendo modelis naudojant „SolidWorks“ programą, parengti pagrindinių konstrukcinių elementų brėžiniai. Papildomai suprojektuotas apsauginis gaubtas, užtikrinantis saugų bandymų vykdymą ir mažinantis išorinių veiksnių įtaką. Darbo rezultatai rodo, kad suprojektuota konstrukcija atitinka stiprumo ir standumo reikalavimus bei yra tinkama praktiniam bepiločių orlaivių bandymui. Darbo apimtis – 61 p. teksto be priedų, 28 iliustracijos, 5 lentelės, 17 bibliografinių šaltinių, 12 brėžinių.

The bachelor thesis presents the design of an unmanned aerial vehicle (UAV) test stand intended for testing drones with a mass up to 5 kg under laboratory conditions. The aim of the work is to develop a structure that ensures safe and reliable testing of generated thrust forces while maintaining sufficient stiffness, stability, and operational safety. Firstly, an analysis of existing test stand solutions is performed, reviewing commercially available systems and their structural characteristics. Based on this analysis, an appropriate structural concept is selected, capable of replicating real operating conditions of a UAV. The design loads are then determined, considering a maximum thrust force of up to 50 kg and possible inclination angles of the structure. Strength and stiffness calculations of the main structural components are carried out, including the vertical column, welded joints, and fastening elements. The reliability of the spherical joint and bolted connections is also evaluated by determining safety factors and verifying the structural integrity under the applied loads. A 3D model of the test stand is developed using SolidWorks software, and technical drawings of the main components are prepared. Additionally, a protective enclosure is designed to ensure safe operation during testing and to reduce the influence of external factors. The results show that the designed structure meets the required strength and stiffness criteria and is suitable for practical UAV testing applications. The thesis consists of 61 pages of text (excluding appendices), 28 figures, 5 tables, 17 bibliographical references, and 12 drawings.

Baigiamajame bakalauro darbe nagrinėjamas dviviečio dvimotorio elektrinio lengvojo orlaivio jėgainės ir konstrukcinių elementų projektavimas bei analizė. Darbo tikslas – suprojektuoti elektrinę jėgainę ir pagrindinius konstrukcinius mazgus, užtikrinant jų stiprumą, patikimumą ir atitikimą taikomiems aviacijos reikalavimams. Darbo metu atlikta analoginių orlaivių analizė, nustatyti pagrindiniai jėgainės parametrai bei parinkti tinkami komponentai – elektriniai varikliai, inverteriai ir baterijų sistema. Atlikti aerodinaminiai skaičiavimai, įvertinta reikalinga ir turima trauka, nustatytas maksimalus skrydžio greitis. Suprojektuoti konstrukciniai elementai, įskaitant variklio laikiklį ir baterijų laikiklį. Atlikti konstrukcijų stiprumo skaičiavimai, įvertinant įvairius apkrovos atvejus, bei taikyta skaitinė analizė naudojant baigtinių elementų metodą. Nustatyta, kad konstrukcijos atlaiko veikiančias apkrovas, o įtempiai neviršija leistinų ribų. Darbo pabaigoje pateiktos išvados ir rekomendacijos tolesniam konstrukcijos tobulinimui.

This bachelor's thesis investigates the design and analysis of a twin-engine electric light aircraft propulsion system and its structural components. The work aims to design an electric propulsion system and main structural elements ensuring their strength, reliability, and compliance with aviation requirements. The study includes analysis of analogous aircraft, determination of main propulsion parameters, and selection of appropriate components such as electric motors, inverters, and battery system. Aerodynamic calculations were performed to evaluate required and available thrust and to determine the maximum flight speed. Structural elements, including the engine mount and battery holder were designed. Strength calculations were carried out considering different load cases, and numerical analysis was performed using the finite element method. The results showed that the structures withstand applied loads and stresses that do not exceed allowable limits. Conclusions and recommendations for further improvement of the structure are presented at the end of the thesis.

Baigiamajame bakalauro darbe nagrinėjamas fiksuoto sparno bepiločio orlaivio projektavimas ir gamyba. Darbo metu atlikta analogų analizė, parinkta aerodinaminė schema ir suformuota konstrukcija.Atlikti orlaivio centruotės, apkrovų ir stiprumo skaičiavimai, įvertintas konstrukcijos patikimumas. Taip pat analizuotos medžiagos ir aprašytas prototipo gamybos procesas. Gauti rezultatai parodė, kad suprojektuota konstrukcija atitinka keliamus reikalavimus. Darbą sudaro: Įvadas, prototipų analizė, orlaivio centruotės skaičiavimai, liemens apkrovų skaičiavimai, liemens stipruminiai skaičiavimai, sparno stipruminiai skaičiavimai, medžiagų stiprumo nustatymas, gamybos proceso aprašymas, išvados, literatūros sąrašas. Darbo apimtis - 86 p. teksto be priedų, 65 iliustracijos, 32 lentelės, 21 bibliografinių šaltinių. Atskirai pridedami darbo priedai

This bachelor's thesis examines the design and manufacturing of a fixed-wing unmanned aerial vehicle. The work includes an analysis of existing analogues, selection of an aerodynamic configuration, and development of the structural design. Aircraft center of gravity, load, and strength calculations were performed to evaluate structural reliability. Additionally, materials were analyzed, and the prototype manufacturing process was described. The results showed that the designed structure meets the established requirements. The thesis consists of: introduction, analysis of prototypes, aircraft center of gravity calculations, fuselage load analysis, fuselage strength calculations, wing strength calculations, material strength evaluation, manufacturing process description, conclusions, and references. Thesis volume: 86 pages of text (excluding appendices), 65 figures, 32 tables, 21 references Appendices are provided separately.

Baigiamajame bakalauro darbe projektuojama bepiločių orlaivių tyrimų stendo matavimo įranga, skirta iki 5 kg masės dronų charakteristikoms matuoti laboratorinėmis sąlygomis. Literatūros analizės dalyje apžvelgiami egzistuojantys dronų bandymų stendų prototipai bei pagrindinių matuojamų dydžių (kampinės padėties, sūkių dažnio, temperatūros, traukos, elektros parametrų) matavimo principai ir jutiklių tipai. Projektinėje dalyje formuojama matavimo sistemos struktūrinė blokinė schema, parenkami konkretūs komponentai bei sudaromos principinės elektrinės schemos. Suprojektuota sistema vienu metu matuoja šešis drono darbo parametrus — variklio sūkių dažnį, srovę, įtampą, korpuso temperatūrą, generuojamą trauką bei orlaivio erdvinę orientaciją trijose ašyse — ir perduoda duomenis vartotojo sąsajai per belaidį Wi-Fi ryšį. Sistemos pagrindą sudaro ESP32-S3-DevKitC-1 mikrovaldiklis, prie kurio per I²C, 1-Wire, UART ir programinę SPI sąsajas prijungti BNO085 IMU, DS18B20 temperatūros, INA226 elektros, DYLY-103 tenzorezistorinis jutikliai bei optinis RPM jutiklis. Darbe pateikti komponentų integravimo į stendo mechaninę konstrukciją sprendimai, atsižvelgiant į elektromagnetinių trikdžių poveikį ir besisukančios platformos elektrinio ryšio užtikrinimą. Darbą sudaro 6 dalys: įvadas, literatūros ir prototipų analizė, schemų projektavimas, komponentų integravimas į stendą, išvados, literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 67 p. teksto be priedų, 25 iliustr., 13 lent., 58 bibliografinių šaltinių. Atskirai pridedami 7 brėžinių priedai.

This bachelor’s thesis designs measurement equipment for an unmanned aerial vehicle (UAV) test bench intended to measure the characteristics of drones weighing up to 5 kg under laboratory conditions. The literature review section provides an overview of existing drone test bench prototypes, as well as the measurement principles and sensor types for the main measured quantities (angular position, rotational speed, temperature, thrust, and electrical parameters). The design section presents a block diagram of the measurement system, selects specific components, and creates schematic diagrams. The designed system simultaneously measures six drone operating parameters—motor RPM, current, voltage, body temperature, generated thrust, and the aircraft’s spatial orientation in three axes—and transmits the data to the user interface via a wireless Wi-Fi connection. The system is based on the ESP32-S3-DevKitC-1 microcontroller, to which a BNO085 IMU, a DS18B20 temperature sensor, an INA226 electrical sensor, a DYLY-103 strain gauge sensor, and an optical RPM sensor. The thesis presents solutions for integrating these components into the mechanical structure of the test bench, taking into account the effects of electromagnetic interference and ensuring reliable electrical communication on the rotating platform. The thesis consists of 6 parts: introduction, analysis of literature and prototypes, circuit design, integration of components into the test bench, conclusions, and a list of references. The thesis comprises 67 pages of text excluding appendices, 25 illustrations, 13 tables, and 58 bibliographic sources. There are 7 separate drawing appendices.

Baigiamajame bakalauro darbe suprojektuotas autonominis dronų paieškos įrenginys, skirtas nustatyti bepiločių orlaivių kryptį. Darbe išanalizuoti krypties nustatymo metodai bei dronų ryšio signalų ypatumai. Apžvelgti programinio radijo prietaisai ir kitos aktualios posistemės. Parengta daugiakanalio imtuvo struktūrinė schema, sudarytos prietaiso elektrinės principinės schemos, skaičiavimais pagrįsta antenų masyvo geometrija. Pagrindiniai prietaiso blokai: keturių kanalų interferometrinis imtuvas, veikiantis 2,4–2,5 GHz ISM ruože, faziškai suderinti kanalai su bendru heterodinu ir atraminiu generatoriumi, vidinė kanalų kalibravimo posistemė, signalų skaitmeninimas keturiais SDR imtuvais, skaitmeninis apdorojimas FPGA pagrindu, vartotojo sąsaja su LCD ekranu, mygtukais ir enkoderiais. Įrenginys maitinamas iš USBPD protokolą palaikančio 20 V šaltinio. Sistema atitinka užduoties reikalavimus. Darbą sudaro 5 dalys: įvadas, literatūros analizė, principinių elektrinių schemų projektavimas, išvados, literatūros sąrašas. Darbo apimtis: 92 p. teksto be priedų, 58 iliustr., 9 lent., 58 bibliografiniai šaltiniai. Atskirai pridedami darbo priedai.

The bachelor thesis presents the design of an autonomous drone search device for determining the direction of unmanned aerial vehicles. The work examines radio direction-finding methods and the properties of drone communication signals, and reviews software-defined radio devices and related receiver subsystems. The design covers a multichannel receiver block diagram, the device's electrical schematics, and an antenna array geometry derived from analytical calculations. The resulting system meets the task requirements. Its main subsystems comprise a four-channel interferometric receiver operating in the 2.4–2.5 GHz ISM band, phase-coherent channels driven by a common local oscillator and reference generator, an internal channel calibration subsystem, signal digitization through four SDR receivers, digital signal processing on an FPGA, and a user interface featuring an LCD display, push buttons and rotary encoders. The device is powered by a 20 V USBPD-compatible supply. The thesis is structured into five parts: introduction, literature analysis, electrical schematic design, conclusions, and list of references. The thesis is composed of 92 pages of text (excluding appendices), includes 58 illustrations, 9 tables, and cites 58 bibliographical references. The appendices to the work are attached separately.