Razvoj na području dronova malih dimenzija s okomitim polijetanjem

Sadržaj:

Razvoj na području dronova malih dimenzija s okomitim polijetanjem
Razvoj na području dronova malih dimenzija s okomitim polijetanjem

Video: Razvoj na području dronova malih dimenzija s okomitim polijetanjem

Video: Razvoj na području dronova malih dimenzija s okomitim polijetanjem
Video: Battle of Narva, 1700 ⚔️ How did Sweden break the Russian army? ⚔️ Great Nothern War 2024, Travanj
Anonim
Slika
Slika

Izviđač kompanije Datron / Aeryon Labs postao je poznat po tome što su ga libijski pobunjenici koristili za nadzor 24 sata dnevno

Napoleon je rekao da svaki vojnik u ranču nosi maršalovu palicu. U bliskoj budućnosti, barem jedan vojnik u svakom vodu mogao bi u svom ruksaku nositi mali zrakoplov koji može poletjeti i sletjeti okomito te pružiti sliku iza obližnjeg brda i još više, mnogo više

Poznat po svom tehnološkom napretku, Darpa Advanced Research and Development (ADR) primjenjuje "masovno vanjsko izvođenje" kako bi prikriveni izviđački dron doveo do širokog spektra "zajednica izvan tradicionalnog procesa nabave DOD -a".

Još u svibnju 2011. Darpa je u suradnji s Centrom svemirskih i pomorskih sustava Mornarice Atlantic (SSC-Atlantic) objavila natječajni program za bespilotnu letjelicu UAVForge. Zadatak je bio stvoriti "intuitivni bespilotni letjelica (bespilotna letjelica) koja nosi ruksak" i koja bi mogla tiho letjeti u kritični prostor i izlaziti iz njega s ciljem stalnog nadzora do tri sata.

ARPA je domaćin otvorenog UAVForge događaja oko godinu dana. Glavna ideja: izgraditi praktičnog demonstratora mini-bespilotne letjelice, prikladne za prijevoz jedne osobe i sposobne za više ili manje autonomno obavljanje jednostavnih zadataka. Ključna značajka je korištenje modernog „crowdsourcinga“, kada je velika grupa ljudi koja je izrazila želju sudjelovati u projektu izravno uključena u procjenu ideja i oblikovanje razvojnih pravaca korištenjem Interneta.

U ljeto 2012. godine, posljednji test uključivao je let na putu do određenog područja izvan vidokruga operatora, snimanje (s emitiranjem) s određene točke i povratak natrag. Detaljniji opis dostupan je na web stranici. Rezultat je sljedeći: niti jedna od ekipa sudionica nije uspjela ispuniti uvjete završnog testa, nitko nije osvojio glavnu nagradu, iako su sve vodeće ekipe učinile nekoliko pokušaja.

Koliko vijaka (rotora)?

Jedan rotor (ili dva koaksijalna rotora) ima nedostatak što kontrola nadmorske visine (a time i brzina prema naprijed) zahtijeva cikličnu promjenu u visini ili skretanje strujanja zraka prema dolje. Nasuprot tome, raspored s četiri rotora lako je kontrolirati promjenom snage koja se isporučuje motorima; prednji i stražnji propeleri okreću se za kontrolu visine, a lijevi i desni propeler za kontrolu kotrljanja.

Kontrola zakretanja (odstupanje od smjera kretanja) za četiri propelera nešto je složenija. Na primjer, ako se dva propelera okreću u smjeru kazaljke na satu, a dva propelera s petom u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, tada se moment zakretanja može stvoriti primjenom veće snage na par nagiba i manje snage na par nagiba, ili obrnuto. Kako bi se postigla uzdužna stabilnost, može se dodati repna jedinica.

Slika
Slika
Slika
Slika

Bespilotna letjelica Dragonfly za urbane uvjete koju proizvodi francuska tvrtka Sagem temelji se na Novademu NX110m; prvi put je prikazan na Eurosatory 2010. Za razliku od većine quadcoptera, ima senzore unutar tijela

Razvoj na području dronova malih dimenzija s okomitim polijetanjem
Razvoj na području dronova malih dimenzija s okomitim polijetanjem
Slika
Slika

AR100-B njemačkog Airrobota ima najveću uzlijetnu težinu 900 grama i promjer 102 cm. Trajanje leta je više od 25 minuta, uređaj može raditi pri brzini vjetra do 25 km / h

Slika
Slika

Tarkus od 2 kg iz WB Electronics dizajniran je za podršku specijalnim snagama u urbanim operacijama, uključujući njegovu upotrebu u zgradama. Razvoj je financiralo poljsko Ministarstvo obrane

Tijekom prvih dana letjelica s vertikalnim polijetanjem i slijetanjem (50-60-ih) bilo je tvrdnji da bi se podizanje moglo značajno povećati upotrebom prirubnica u obliku zvona oko otvora za zrak, uvučeni protok zraka stvara usisavanje zakrivljene površine. Međutim, terenska ispitivanja u punom opsegu pokazala su manji porast dizanja u usporedbi s laboratorijskim ispitivanjima.

Međutim, podizanje propelera povećava se s okolnih oplata, što također može smanjiti buku i pružiti zaštitu propelerima (i da će udariti) u slučaju udara. Oni mogu zaštititi avioniku i avioniku od vremenskih nepogoda. S druge strane, oplate povećavaju masovnost, narušavaju prenosivost i otežavaju pristup avionici.

Kvadrokopter (vozilo s vertikalnim polijetanjem s četiri rotora) je neutralan ili nestabilan tijekom nagiba i zakretanja, stoga zahtijeva inercijsku mjernu jedinicu s akcelerometrima i žiroskopima za mjerenje pravocrtnog i kutnog kretanja te davanje smjera i položaja u zraku. Satelitski signali (obično GPS) omogućuju točniju navigaciju tijekom dužeg vremenskog razdoblja.

Ostala zrakoplovna oprema obično uključuje visinomjer i komunikacijski kanal za primanje navigacijskih i ciljnih naredbi te prijenos slika.

Kvadrokopteri dominiraju malom vertikalnom kategorijom bespilotnih letjelica. Međutim, s obzirom na to da se proizvođači četvorougaonika suočavaju s potrebom za većim korisnim opterećenjem, čini se neizbježnim da će vjerojatnije poboljšati dizajn prelaskom na dizajn sa šest rotora, a ne razvijati veće četverokopter.

Konfiguracija s osam rotora i osam motora (s 4 ili 8 osi rotacije) ide konceptom korak dalje i nudi koristan stupanj redundancije. Puni pandan 1965. bio je Dassault Mirage IIIV s osam motora za podizanje - jedini borbeni zrakoplov s okomitim polijetanjem koji je uspio preživjeti kvar motora dok je lebdio.

Slika
Slika

Iako je dizajniran za civilnu uporabu, Parrot AR Drone može pronaći vojnu primjenu u obuci operatera dronova. Na slici je prikazan uređaj bez zaštitnog poklopca za vanjsku upotrebu.

Slika
Slika
Slika
Slika

Bespilotna letjelica Asio za okomito uzlijetanje i slijetanje iz tvrtke Selex Galileo, s vlastitom težinom od 6,5 kg, u prstenastom oblogu opremljenom sustavom za upravljanje na tlu, a ruksakom teži manje od 20 kg. Stabilizirani senzorski modul može se montirati na vrh ili ispod rotora

Europa

Budući da su Amerika i Izrael formirali svojevrsni duopol na tržištu velikih bespilotnih letjelica, Europa ima dobre razloge za razvoj malih modela za pojedinog vojnika.

2005. Europska obrambena agencija pokrenula je program Mavdem (demonstracija minijaturnih zračnih vozila) vrijedan 4 milijuna eura, čiji je cilj osigurati bazu za bespilotnu letjelicu s ruksakom s rasponom krila manjim od 50 cm, trajanjem leta 30 minuta i brzinom krstarenja. od 20 m / s ….

Razmatran je veliki broj mogućih konfiguracija, a 2007. je dodijeljen ugovor za četverokopter koji je predložio multinacionalni konzorcij, uključujući francusku Oneru (s podizvođačem Alcore Technologies), talijansku Oto Melaru, španjolsku Sener i norvešku Tellmie. Proizvedena su tri vozila koja su prošla preliminarne letne testove u Španjolskoj u prvoj polovici 2008. godine, nakon čega su nekoliko mjeseci kasnije uslijedila posljednja ispitivanja u Norveškoj.

Zanimljivo je da je drugi kandidat za Mavdem bila konvencionalna konfiguracija helikoptera s trupom s malim otporom i senzorskom jedinicom između dva koaksijalna propelera.

Održano je nekoliko natjecanja mikrodrona usmjerenih na vodeća svjetska akademska središta. Jedan od tih centara izvrsnosti je francuski nacionalni centar za civilno zrakoplovstvo Enac (Ecole Nationale de l'Aviation Civile), koji ima izvanredne rezultate u ovoj vrsti natjecanja. Među postignućima Enac centra: pobjeda na natjecanju za europski mikrodron Emav (europsko mikro zračno vozilo) u Braunschweigu 2004., francuski Challenge DGA (Delegation Generale pour l'Armement) 2009. i Imav (međunarodno mikro zračno vozilo) natjecanju u Braunschweigu 2010. godine.

Jedan od ključeva Enacovog uspjeha bio je Paparazzi elektronički sustav kontrole leta. Sustav je primijenjen na razne bespilotne letjelice s fiksnim krilima ili zrakoplove s rotacijskim krilima, uključujući Thalesovu špijunsku strelicu. Za Imav 2010, sustav Enac korišten je u četverokopteru Blender s rasponom krila 32 cm i težinom 330 g.

Na Eurosatory 2010. Sagem je predstavio novi urbani borbeni četverokopter nazvan Dragonfly, zasnovan na NovademNX110m.

Na Eurosatory 2014. Thales je predstavio svoj novi VTOL UAV pod nazivom Infotron IT180.

Pariška tvrtka Parrot, najpoznatija po svom AR Droneu, donijela je quadcoptere širokim masama. S cijenom od otprilike 500 USD, AR Drone bežično se kontrolira putem Wi-Fi veze s Apple iPhone ili iPod Touch ručnih uređaja i struji video sa svojih kamera na zaslone.

Parrot AR Drone težak je 400 grama sa zaštitnim kućištem (za uporabu u zatvorenim prostorima), koje čini kvadrat sa stranicom od 52 cm. Radi na operacijskom sustavu zasnovanom na Linuxu, ima procesor od 486 MHz, ugrađenu kontrolu, ultrazvučni visinomjer, troosni akcelerometar, dvoosni horoskop / rola i šestoosni horoskop. Pokreću ga tri litij -polimerne baterije od 11, 1 Volta i 1000 mAh. Četiri motora od 15 vata ubrzavaju propelere do 3500 o / min. Trajanje leta je 15 minuta, najveća brzina 18 km / h, dok bespilotna letjelica ne može letjeti s jakim kretanjem zraka (vjetar).

Slika
Slika
Slika
Slika

Punjenje baterija bez ljudske intervencije može olakšati povratno vožnju biciklom. Bespilotnu letjelicu Ibis iz Oto Melare puni zemaljski robot Praetor iste tvrtke

Slika
Slika

U kolovozu 2013. Israel Aerospace Industries prikazao je svoj minidron Ghost od 4 kg s tandemskim propelerima. Izvana sličan minijaturnom Chinooku, Ghost ima trajanje leta 30 minuta i najveću brzinu od 65 km / h.

Slika
Slika

Jedan od najuzbudljivijih razvoja bespilotnih letjelica je Aerovironment -ov Kolibri nanodron, financiran od strane Darpe; teži samo 19 grama s kamerom

Jedan od vodećih u Njemačkoj na tom području je Ascending Technologies (Asctec). Bespilotna letjelica iz Ascteca Enac je koristio kao platformu 2009. u DGA Challengeu, bespilotne letjelice Asctec Pelican koriste se u programu jarbola američke vojske, a Asctec Hummingbird se koristi na ETH (Federal Technical Academy Academy) u Zürichu. Asctec svoj uspjeh pripisuje stabilnosti koju pruža visoka brzina osvježavanja (1000 Hz) njegove inercijalne mjerne jedinice i elektroničkim komponentama optimiziranim za aplikaciju koje je razvio sam Asctec.

Na vrhu Asctecove ponude quadcoptera nalazi se 5195 euro pelikana, dimenzija 50 x 50 cm, težine 750 grama, s litij -polimernom baterijom od 11, 1 volta i 6000 mAh koja omogućuje vrijeme leta od 15 do 25 minuta. Specijaliziran za fotografiju, Asctec Falcon 8 s GPS-om, vrijedan 10.499 eura, ima osam rotora raspoređenih u obliku slova V oko kamere, što mu omogućuje da leti u suprotnom smjeru promjenom kuta nagiba bez okretanja. Falcon 8 može raditi pri vjetru do 10 m / s.

Ostali njemački modeli uključuju Diehl BGT Defense 900-gramski Sensocopter i Airrobotov AR100-Band te Microdrone md4 seriju, od kojih je najteži 5,55 kg, md4-1000. Rheinmetall Kolibri 60 težine 1,6 kg dizajniran je posebno za potencijalno vojno tržište. EMT Penzberg Fancopter težak 1,5 kg neobičan je po tome što ima dva koaksijalna propelera.

Italija je zadržala tradicionalnu shemu helikoptera u bespilotnoj letjelici Ibis iz Oto Melare težine 14 kg. Može napuniti bateriju pri ukrcaju na Praetor UGV (automatsko zemaljsko vozilo) iste tvrtke. Asio od 6,5 kg i Spyball od 2 kg iz Selex Galilea praktički su jedinstveni po tome što su vozila s vertikalnim polijetanjem na električni pogon u prstenastom oklopu.

Poljski 2.0 kg Tarkus iz WB Electronics razvija se za posebne operacije u urbanim područjima. Na izložbi Idef 2011. turska tvrtka Atlantis UVS pokazala je svoj četverokopter Aero Seeker AES-405. Navodi se da je mini helikopter Malazgirt od 12 kg iz Baykar-Makine već u upotrebi.

Slika
Slika

U kolovozu 2011. Insitu je na konferenciji Air Force Enforcement Conference u New Orleansu najavio svoju bespilotnu letjelicu Inceptor od 1,1 kg. Košta oko 50.000 dolara, što je isto kao i običan patrolni policijski automobil.

Slika
Slika
Slika
Slika

Prvi put u međunarodnoj areni na konferenciji AUVSI 2011. u Washingtonu debitirao je kineski dron od 1,5 kg Shenzhen iz AEE Technology F50, koji ima trajanje leta 30 minuta i maksimalnu brzinu od 100 km / h

Slika
Slika
Slika
Slika

Na slici ovdje rezultat je četverogodišnjeg istraživanja u sklopu Darpinog programa Stealthy Continuous Surveillance (SP2S). UAV Shrike iz Aerovironmenta težine 2,27 kg može lebdjeti 40 minuta ili snimati nekoliko sati videozapisa

SAD

Pod Darpa upravljačkim programom pod nazivom Nav (Nano Air Vehicle), Aerovironment je razvio minijaturne bespilotne letjelice koje mogu lebdjeti i letjeti pomoću krila za podizanje, pogon i kontrolu leta. Zaista izvanredan kolibrić Aerovironment teži samo 19 grama s kamerom i odašiljačem / prijamnikom.

Laboratorij američke vojske vodi konzorcij Mast (Micro Autonomous Systems and Technology) za razvoj platformi i avionike za bespilotne letjelice koje bi mogle pristati i nadzirati ih, instalirati senzore na tlu te pretraživati zgrade i špilje za ljude i eksplozivne naprave.

Boeingov Insitu nedavno je pokazao 1,1 kilograma težak Inceptor, tradicionalni helikopter s trajanjem leta od 20 minuta i najvećom brzinom od 55 km / h.

Možda najpoznatiji quadcopter u Americi je izviđač od 17 kg iz Datron / Aeryon Labs, koji se natjecao u pomorskom dijelu Empire Challengea 2011. u Sjevernoj Karolini. Trenutno ovaj napredni dizajn sadrži lako zamjenjive komponente za pričvršćivanje i kompozitne lopatice propelera, a nedavno je ovaj dron došao na sve naslove (vidi prvu fotografiju). Izviđač su koristili i libijski pobunjenici u borbi protiv Gadafijevog režima.

Tialinx je specijaliziran za razvoj bespilotnih letjelica s više rotora s ultraširokopojasnim minijaturnim radarima, a njegovi proizvodi uključuju šestorotorni Phoenix40-A i osmorotorni (četiri osovine) Phoenix50-H, oba su manja od 4,5 kg.

U srpnju 2011. godine, Američka agencija za napredne istraživačke projekte IARPA najavila je konferenciju prijavljenih za program Velike rogate sove (GHO). Cilj ovog programa je razviti tihe dronove s duljim trajanjem leta od manjih sustava s baterijama.

Ostatak svijeta

Mali bespilotni letjelice s okomitim polijetanjem razvijeni su u raznim zemljama: Brazil ima 1,5 kg Gyrofly Gyro 500, Kanada ima Draganfly Innovations Draganflyer seriju, Kina ima Dragonfly iz Kine Electronic Trading, Izrael 4,0 kg Ghost 44 iz IAI-a, Rusija 1, Zala Aero 421-21 sa šest rotora i 6 kg rotora sa 6 rotora na Tajvanu ima Gang Yu AI Rider od 1,45 kg. Institut za tehnološka istraživanja japanskog Ministarstva obrane radi na "letećoj kugli" (rotori u kućištu).

Izraelci su bili najuspješniji u stvaranju vojnih bespilotnih letjelica različitih vrsta, od nadzornih dronova do napadačkih bespilotnih letjelica. Izraelski napadni bespilotni letjelice imaju dovoljnu državnu i financijsku potporu. Simon Ostrovski, izvjestitelj međunarodnog internetskog portala VICE.com, posjetio je izraelsku zračnu bazu, gdje se testiraju najnoviji lokalno razvijeni bespilotni letjelice …

Možda vrijedna pažnje iz čitavog raspona bespilotnih letjelica "ostatka svijeta" je kanadska serija Draganflyer, od kojih je 8000 jedinica prodano diljem svijeta. Nakon četverorotornog X4 teškog 980 grama i šestorotornog (na tri osovine) X6 teškog 1,5 kg, na vrhu asortimana modela nalazi se Draganflyer X8 od 2,7 kg, nosivosti jedan kilogram, ima baterija od 14,8 volti i 5200 mAh, pogonjena s osam motora, osam rotora (na 4 osi).

Dron koji može mirno lebdjeti i gledati sat vremena kroz prozor Ovalnog ureda, a koji se nadzire izvan vidokruga, još uvijek je pitanje budućnosti. No, na kraju, svatko može imati bespilotnu letjelicu koja uzlijeće okomito, nadzire njezinu nadmorsku visinu jednostavnim barometrijskim visinomjerom i nosi kameru duž rute s više točaka određene GPS-om. Takvi se bespilotni letjelice nude ne samo u običnim trgovinama, već i na Internetu po sasvim prihvatljivim cijenama. Samo provjerite propise letenja u svojoj zemlji za modele aviona!

Preporučeni: