Areng vertikaalse õhkutõusmisega väikeste droonide valdkonnas

Sisukord:

Areng vertikaalse õhkutõusmisega väikeste droonide valdkonnas
Areng vertikaalse õhkutõusmisega väikeste droonide valdkonnas

Video: Areng vertikaalse õhkutõusmisega väikeste droonide valdkonnas

Video: Areng vertikaalse õhkutõusmisega väikeste droonide valdkonnas
Video: Learn English throgh Stories Level 2: Scotland by Steve Flinders 2024, Aprill
Anonim
Pilt
Pilt

Datroni / Aeryon Labsi skaut saavutas tuntust, kuna Liibüa mässulised kasutasid seda ööpäevaringselt

Napoleon ütles, et igal sõduril on seljakotis marssalikepp. Lähitulevikus võib vähemalt üks sõdur igas rühmas kanda oma seljakotis väikest lennukit, mis suudab vertikaalselt tõusta ja maanduda ning pakkuda pilti lähedalasuva mäe tagant ja veelgi enam, palju muud

Tehnoloogiliste edusammude poolest tuntud Darpa täiustatud uurimis- ja arendustegevus (ADR) rakendab massilist allhanget, et tuua varjatud luuredroon paljudesse "kogukondadesse väljaspool traditsioonilist DOD -hankeprotsessi".

Veel 2011. aasta mais kuulutas Darpa, kes töötas koos mereväe Atlandi (SSC-Atlandi) kosmose- ja mereväesüsteemide keskusega, välja UAVForge mehitamata õhusõiduki võistlusprogrammi. Ülesandeks oli luua "intuitiivne seljakotti kandev UAV (mehitamata õhusõiduk), mis saaks vaikselt kriitilisse ruumi sisse ja sealt välja lennata eesmärgiga teostada pidevat jälgimist kuni kolm tundi".

ARPA on korraldanud avatud UAVForge üritust umbes aasta. Põhiidee: ehitada praktiline mini-UAV demonstraator, mis sobib ühe inimese transportimiseks ja on võimeline enam-vähem iseseisvalt lihtsaid ülesandeid täitma. Põhijooneks on moodsa „rahvahulga allika” kasutamine, kui suur grupp inimesi, kes on avaldanud soovi projektis osaleda, on otseselt seotud Interneti abil ideede hindamise ja arengusuundade kujundamisega.

2012. aasta suvel hõlmas viimane test lendu teel teatud piirkonda väljaspool operaatori vaatevälja, filmimist (koos ülekandega) antud punktist ja tagasipöördumist. Täpsem kirjeldus on saadaval veebisaidil. Tulemus on järgmine: ühelgi osalenud võistkonnal ei õnnestunud lõpukatse nõudeid täita, keegi ei võitnud peaauhinda, kuigi kõik juhtivad meeskonnad tegid mitmeid katseid.

Mitu kruvi (rootorit)?

Ühe rootori (või kahe koaksiaalrootori) puuduseks on see, et kõrguse reguleerimine (ja seega ka edasikiirus) nõuab tsüklilist muutust helikõrguses või õhuvoolu allapoole suunamist. Ja vastupidi, nelja rootoriga seadet on lihtne juhtida, muutes mootoritele tarnitavat võimsust; esi- ja tagumised propellerid keeravad sammu reguleerimiseks ning vasak- ja parempoolsed propellerid rulli juhtimiseks.

Neli pöörlemise juhtimine (kõrvalekalle sõidusuunas) on mõnevõrra keerulisem. Kui näiteks kaks sammuga propellerit pöörlevad päripäeva ja kaks kreeni propellerit vastupäeva, siis saab pöördenurga tekitada, rakendades rohkem jõudu sammupaarile ja vähem jõudu kaldpaarile, või vastupidi. Pikisuunalise stabiilsuse saavutamiseks võib lisada sabaüksuse.

Pilt
Pilt
Pilt
Pilt

Prantsuse firma Sagem toodetud droon Dragonfly linnatingimustele põhineb Novadem NX110m mudelil; esitleti esmakordselt Eurosatory 2010. Erinevalt enamikust quadcopteritest on sellel kere sees andurid

Areng vertikaalse õhkutõusmisega väikeste droonide valdkonnas
Areng vertikaalse õhkutõusmisega väikeste droonide valdkonnas
Pilt
Pilt

Saksa Airroboti AR100-B maksimaalne stardimass on 900 grammi ja läbimõõt 102 cm. Lennu kestus on üle 25 minuti, seade võib töötada tuulekiirusel kuni 25 km / h

Pilt
Pilt

2 kg kaaluv Tarkus firmalt WB Electronics on loodud erivägede toetamiseks linnategevuses, sealhulgas selle kasutamiseks hoonetes. Arendust rahastas Poola kaitseministeerium

Mehitatud vertikaalsete õhkutõusmis- ja maandumislaevade algusaegadel (50–60-aastased) väideti, et tõstejõudu saab märkimisväärselt tõsta, kasutades õhu sisselaskeavade ümber „kellukujulisi” äärikuid, sisse tõmmatud õhuvool tekitab nendel imemise. kumerad pinnad. Siiski on täismahus välikatsed näidanud tõusu väiksemat tõusu võrreldes laborikatsetega.

Siiski suurendatakse propellerite tõusu ümbritsevatest piiretest, mis võib samuti vähendada müra ja pakkuda tiivikutele (ja löökidele) kaitset kokkupõrke korral. Nad võivad kaitsta avioonikat ja avioonikat ilmastiku eest. Teisest küljest lisavad ümbrised massi, halvendavad teisaldatavust ja muudavad avioonikale raskemini juurdepääsu.

Quadrocopter (nelja rootoriga vertikaalne stardisõiduk) on neutraalne või ebastabiilne kaldenurga ja veeremise ajal, seetõttu vajab sirgjoonelise ja nurgelise liikumise mõõtmiseks ning suuna ja asukoha näitamiseks õhus inertsiaalset mõõtühikut koos kiirendusmõõturite ja güroskoopidega. Satelliitsignaalid (tavaliselt GPS) pakuvad täpsemat navigeerimist pika aja jooksul.

Muud lennundusseadmed sisaldavad tavaliselt kõrgusemõõtjat ja sidekanalit navigeerimis- ja sihtimiskäskude vastuvõtmiseks ning piltide edastamiseks.

Quadrocopters domineerib väikeste vertikaalsete stardi- ja maandumisdroonide kategoorias. Kuna aga nelikopteritootjad seisavad silmitsi vajadusega suurema koormuse järele, tundub paratamatu, et nad parandavad suurema tõenäosusega disainilahendusi, minnes üle kuue rootoriga konstruktsioonidele, mitte arendades suuremaid nelikoptereid.

Kaheksa rootoriga kaheksa mootoriga konfiguratsioon (4 või 8 pöörlemisteljega) viib kontseptsiooni ühe sammu edasi ja pakub kasulikku koondamist. 1965. aasta täismõõdus mehitatud kaaslane oli kaheksa tõstemootoriga Dassault Mirage IIIV - ainus vertikaalse õhkutõusmislennuk, mis suutis hõljumise ajal mootoririkke üle elada.

Pilt
Pilt

Kuigi Parrot AR droon on loodud tsiviilotstarbeliseks kasutamiseks, võib see leida sõjalist rakendust droonijuhi koolitusel. Pildil on seade ilma kaitsekatteta välistingimustes kasutamiseks.

Pilt
Pilt
Pilt
Pilt

Asio vertikaalne õhkutõusmis- ja maandumisdroon firmalt Selex Galileo, omakaaluga 6,5 kg, rõngakujulises ümbrises koos maapealse juhtimissüsteemiga ja kaalub seljakotiga alla 20 kg. Stabiliseeritud andurimooduli saab paigaldada rootori kohale või alla

Euroopa

Kuna Ameerika ja Iisrael on suurte UAV -de turul moodustanud omamoodi duopoli, on Euroopal hea põhjus üksikute sõdurite jaoks väikeste mudelite väljatöötamiseks.

2005. aastal käivitas Euroopa Kaitseagentuur 4 miljoni euro suuruse programmi Mavdem (Miniature Air Vehicle Demonstration), mille eesmärk on luua baas seljakotidroonile, mille tiivaulatus on alla 50 cm, lennu kestus 30 minutit ja reisikiirus kiirusega 20 m / s ….

Kaaluti suurt hulka võimalikke konfiguratsioone ja 2007. aastal sõlmiti leping nelikopteri jaoks, mille pakkus välja rahvusvaheline konsortsium, sealhulgas Prantsusmaa Onera (alltöövõtjana Alcore Technologies), Itaalia Oto Melara, Hispaania Sener ja Norra Tellmie. Ehitati kolm sõidukit, mis läbisid Hispaanias 2008. aasta esimesel poolel esialgsed lennukatsed, millele järgnesid paar kuud hiljem lõppkatsed Norras.

Huvitaval kombel oli Mavdemi teine kandidaat tavapärane helikopteri konfiguratsioon, millel oli vähese takistusega kere ja andurüksus kahe koaksiaalse propelleri vahel.

Maailma juhtivatele akadeemilistele keskustele on korraldatud mitmeid mikrodroonide võistlusi. Üks neist tippkeskustest on Prantsusmaa riiklik tsiviillennunduskeskus Enac (Ecole Nationale de l'Aviation Civile), millel on sedalaadi võistlustel silmapaistvad tulemused. Enaci keskuse saavutuste hulgas: Euroopa mikrodrooni Emav (Euroopa mikroõhusõiduk) konkursi võitmine Braunschweigis 2004. aastal, Prantsuse väljakutse DGA (Delegation Generale pour l'Armement) 2009. aastal ja Imav (rahvusvaheline mikroõhusõiduk) võistlus Braunschweigis 2010.

Enaci edu üheks võtmeks on olnud Paparazzi elektrooniline lennujuhtimissüsteem. Süsteemi on rakendatud mitmesugustele fikseeritud tiivaga droonidele või pöörleva tiivaga lennukitele, sealhulgas Thales 'Spy'Arrow'le. Imav 2010 jaoks kasutati Enac süsteemi Blenderi nelikopteris, mille tiivaulatus oli 32 cm ja kaal 330 g.

Eurosatory 2010 -l avalikustas Sagem uue linna lahingukvadropteri nimega Dragonfly, mis põhineb NovademNX110m -l.

Eurosatory 2014 -l avalikustas Thales oma uue VTOL UAV nimega Infotron IT180.

Pariisis asuv ettevõte Parrot, mis on kõige paremini tuntud oma AR-drooni poolest, tõi nelikopterid massidesse. Ligikaudu 500 dollari hinnaga AR Drone'i saab juhtmevabalt juhtida Apple iPhone'i või iPod Touchi pihuarvutite WiFi kaudu ja voogesitada videot oma kaameratest kuvaritesse.

Parrot AR Drone kaalub (siseruumides kasutamiseks) kaitsekestaga 400 grammi, mis moodustab ruudu, mille külg on 52 cm. See töötab Linuxi põhises operatsioonisüsteemis, sellel on 486 MHz protsessor, sisseehitatud juhtimisseade, ultraheli kõrgusemõõtja, kolmeteljeline kiirendusmõõtur, kaheteljelise sammuga horoskoop / rull ja kuue telje kursi horoskoop. Selle toiteallikaks on kolm 11, 1 V ja 1000 mAh liitium -polümeerpatareid. Neli 15-vatist mootorit kiirendavad propellereid kiirusele 3500 p / min. Lennu kestus on 15 minutit, maksimaalne kiirus on 18 km / h, samas kui UAV ei saa lennata tugeva õhu liikumisega (tuul).

Pilt
Pilt
Pilt
Pilt

Aku laadimine ilma inimese sekkumiseta võib lihtsustada edasi-tagasi jalgrattasõitu. Oto Melara Ibis UAV -i laadib sama firma Praetor maapealne robot

Pilt
Pilt

2013. aasta augustis näitas Israel Aerospace Industries oma 4 kg kaaluvat Ghost minidronit tandem -propelleridega. Väliselt sarnane miniatuursele Chinookile on Ghost lennuaeg 30 minutit ja tippkiirus 65 km / h.

Pilt
Pilt

Üks põnevamaid droonide arendusi on Aerovironment'i kolibri nanodron, mida rahastab Darpa; kaalub koos kaameraga vaid 19 grammi

Üks selle valdkonna juhte Saksamaal on Ascending Technologies (Asctec). 2009. aasta DGA väljakutses kasutas Enac platvormina Ascteci drooni, USA armee masti programmis kasutatakse Asctec Pelican droone ja Zürichis ETH -s (föderaalne tehnikaakadeemia). Asctec arvestab oma edu stabiilsusega, mida pakub tema inertsiaalse mõõteseadme kõrge värskendussagedus (1000 Hz), ning Ascteci enda välja töötatud rakendusele optimeeritud elektroonikakomponendid.

Ascteci nelikopterite valiku tipus on 5195 Euro Pelican, mõõtmetega 50 x 50 cm, kaaluga 750 grammi, koos 11, 1 voldise ja 6000 mAh liitiumpolümeerakuga, mis tagab lennuaja 15 kuni 25 minutit. Fotograafiale spetsialiseerunud GPS-juhitav Asctec Falcon 8, mille väärtus on 10 499 eurot, sisaldab kaheksa rootorit, mis on paigutatud V-kujuliselt ümber kaamera, mis võimaldab tal lennata vastupidises suunas, muutes pöördenurka ilma pöördeta. Falcon 8 võib töötada kuni 10 m / s tuules.

Teiste Saksa mudelite hulka kuuluvad Diehl BGT Defense 900-grammine Sensocopter ja Airroboti AR100-Band ning seeria Microdrone md4, millest raskeim kaalub 5,55 kg, md4-1000. Rheinmetall Kolibri 60 kaaluga 1,6 kg on loodud spetsiaalselt potentsiaalsele sõjalisele turule. EMT Penzberg Fancopter kaaluga 1,5 kg on ebatavaline selle poolest, et sellel on kaks koaksiaalset propellerit.

Itaalia on säilitanud 14 kg kaaluva Oto Melara Ibis UAV -s traditsioonilise helikopteriskeemi. Sama firma Praetor UGV (automaatne maismaasõiduk) pardale minnes saab see akut laadida. Selex Galileo 6,5 kg kaaluv Asio ja 2 kg kaaluv Spyball on praktiliselt ainulaadsed selle poolest, et need on elektriliselt juhitavad vertikaalsed stardisõidukid rõngakattes.

WB Electronics poola 2,0 kg tarkust arendatakse linnapiirkondade erioperatsioonideks. Näitusel Idef 2011 näitas Türgi ettevõte Atlantis UVS oma kvadrokopterit Aero Seeker AES-405. Teatatakse, et Baykar-Makina 12 kg kaaluv Malazgirti minikopter on juba kasutusel.

Pilt
Pilt

2011. aasta augustis teatas Insitu New Orleansis toimunud õhukaitsekonverentsil oma droonist 1, 1 kg. See maksab umbes 50 000 dollarit, mis on sama mis tavaline patrullpolitsei auto.

Pilt
Pilt
Pilt
Pilt

Esmakordselt rahvusvahelisel areenil Washingtonis toimunud AUVSI 2011 konverentsil debüteeris Hiina 1,5 kg kaaluv droon Shenzhen firmalt AEE Technology F50, mille lennu kestus on 30 minutit ja maksimaalne kiirus 100 km / h

Pilt
Pilt
Pilt
Pilt

Siin pildil on nelja -aastase uurimistöö tulemus Darpa Stealthy Continuous Surveillance (SP2S) programmi raames. UAV Shrike Aerovironmentist, kaaluga 2, 27 kg, suudab hõljuda 40 minutit või pildistada mitu tundi videot

USA

Darpa juhtimisprogrammi Nav (Nano Air Vehicle) raames on Aerovironment välja töötanud miniatuursed droonid, mis võivad hõljuda ja lennata, kasutades tõstmiseks, tõukejõuks ja lennujuhtimiseks mõeldud tiibu. Tõeliselt tähelepanuväärne Aerovironment Hummingbird kaalub koos kaamera ja saatja / vastuvõtjaga vaid 19 grammi.

USA armeelabor juhib Masti (mikroautonoomsete süsteemide ja tehnoloogia) konsortsiumi, et töötada välja platvormid ja avioonika UAV -de jaoks, mis võiksid maanduda ja jälgida, paigaldada andureid maapinnale ning otsida inimesi ja lõhkeseadmeid hoonetest ja koobastest.

Boeingu Insitu näitas hiljuti 1,1 kg kaaluvat Inceptorit, mis on traditsiooniline helikopter, mille lennuaeg on 20 minutit ja tippkiirus 55 km / h.

Võib -olla on Ameerika kuulsaim nelikopter Datron / Aeryon Labsi 17 kg kaaluv skaut, kes võistles Põhja -Carolinas toimunud Empire Challenge 2011 merendusosas. Praegu on sellel täiustatud disainil hõlpsasti vahetatavad kinnitatavad komponendid ja komposiit-propelleri labad ning hiljuti on see droon teinud kõik pealkirjad (vt esimest fotot). Scoutit kasutasid ka Liibüa mässulised võitluses Gaddafi režiimi vastu.

Tialinx on spetsialiseerunud ülikõrge lairiba miniatuursete radaritega mitme rootoriga droonide väljatöötamisele, selle toodete hulka kuuluvad kuue rootoriga Phoenix40-A ja kaheksa rootoriga (nelja teljega) Phoenix50-H, mõlemad kaaluvad alla 4,5 kg.

2011. aasta juulis kuulutas Ameerika täiustatud uurimisprojektide agentuur IARPA välja programmi Horned Owl (GHO) programmi taotlejate konverentsi. Selle programmi eesmärk on välja töötada vaiksed droonid, millel on pikem lennuaeg kui väiksematel akupakettidel.

Ülejäänud maailm

Väikesed vertikaalsed stardidroonid on välja töötatud väga erinevates riikides: Brasiilias on 1,5 kg Gyrofly Gyro 500, Kanadas on Draganfly Innovations Draganflyer seeria, Hiinas on Dragonfly Hiinast Electronic Trading, Iisraelis 4,0 kg Ghost 44 IAI-st, Venemaa 1, 5 kg kuue rootoriga Zala Aero 421-21 ja Taiwanil on 1,45 kg kuue rootoriga Gang Yu AI Rider. Jaapani kaitseministeeriumi tehnoloogiauuringute instituut töötab "lendava kuuli" kallal (rootorid korpuses).

Iisraellased on kõige edukamalt loonud erinevat tüüpi sõjalisi UAV -sid, alates jälgimisdroonidest ja lõpetades ründedroonidega. Iisraeli ründedrooniprogrammidel on piisav valitsuse ja rahaline toetus. Rahvusvahelise internetiportaali VICE.com reporter Simon Ostrovski külastas Iisraeli lennubaasi, kus katsetatakse viimaseid kohapeal välja töötatud UAV -sid …

Võib -olla väärib kogu "ülejäänud maailma" droonide valiku tähelepanu Kanada Draganflyeri sari, millest 8000 ühikut on müüdud kogu maailmas. Pärast nelja rootoriga X4, mis kaalub 980 grammi ja kuue rootoriga (kolmel teljel) X6, mis kaalub 1,5 kg, on mudelivaliku tipus 2,7 kg Draganflyer X8, mille kandevõime on üks kilogramm, aku 14,8 volti ja 5200 mAh, mida juhib kaheksa mootorit, kaheksa rootorit (4 teljel).

Droon, mis suudab tund aega vaikselt hõljuda ja ovaalse kontori aknast välja vahtida ning mida jälgitakse vaateväljast eemal, on veel tuleviku küsimus. Kuid lõpuks võib igaüks omada drooni, mis tõuseb vertikaalselt, jälgib selle kõrgust lihtsa baromeetrilise kõrgusemõõtjaga ja kannab kaamerat mööda GPS-i määratud mitmepunktilist marsruuti. Selliseid UAV -sid ei pakuta mitte ainult tavalistes kauplustes, vaid juba Internetis üsna mõistlike hindadega. Lihtsalt kontrollige oma riigi lennureegleid lennukimudelite kohta!

Soovitan: