Vývoj v oblasti malých dronov s vertikálnym vzletom

Obsah:

Vývoj v oblasti malých dronov s vertikálnym vzletom
Vývoj v oblasti malých dronov s vertikálnym vzletom

Video: Vývoj v oblasti malých dronov s vertikálnym vzletom

Video: Vývoj v oblasti malých dronov s vertikálnym vzletom
Video: POACHED EGG RECIPES FOR BREAKFAST |POACHED EGGS VINEGAR |POACHED EGGS |HOW TO POACH AN EGG EASY|EGGS 2024, Smieť
Anonim
Obrázok
Obrázok

Scout od spoločnosti Datron / Aeryon Labs sa preslávil tým, že ho líbyjskí povstalci používali na 24/7 sledovanie.

Napoleon povedal, že každý vojak nosí v batohu maršalovú palicu. V blízkej budúcnosti môže aspoň jeden vojak z každej čaty nosiť v batohu malé lietadlo, ktoré môže vzlietnuť a vertikálne pristávať a poskytovať obraz spoza blízkeho kopca a ešte oveľa viac

Spoločnosť Darpa Advanced Research and Development (ADR), známa svojim technologickým pokrokom, uplatňuje „masový outsourcing“, aby priniesla nenápadný prieskumný dron do širokého spektra „komunít mimo tradičného procesu obstarávania DOD“.

V máji 2011 Darpa v spolupráci s Centrom vesmírnych a námorných systémov námorníctva (SSC-Atlantik) vyhlásil program súťaže o bezpilotné lietadlo UAVForge. Úlohou bolo vytvoriť „intuitívny UAV (Unmanned Aerial Vehicle) nesúci batoh, ktorý by mohol ticho lietať do kritického priestoru a von z neho s cieľom vykonávať nepretržité sledovanie až tri hodiny“.

ARPA organizuje otvorenú akciu UAVForge zhruba rok. Hlavná myšlienka: postaviť praktický demonštrátor mini-UAV, vhodného na prepravu jednou osobou a schopného viac-menej autonómne vykonávať jednoduché úlohy. Kľúčovou vlastnosťou je používanie módneho „crowdsourcingu“, keď sa veľká skupina ľudí, ktorí vyjadrili túžbu zúčastniť sa projektu, priamo podieľa na hodnotení myšlienok a formovaní smerov rozvoja pomocou internetu.

V lete 2012 záverečný test zahŕňal let na trase do danej oblasti mimo zorného poľa operátora, filmovanie (s vysielaním) z daného bodu a návrat späť. Podrobnejší popis je k dispozícii na webovej stránke. Výsledok je nasledujúci: žiadnemu zo zúčastnených tímov sa nepodarilo splniť požiadavky záverečného testu, nikto nezískal hlavnú cenu, aj keď všetky vedúce tímy urobili niekoľko pokusov.

Koľko skrutiek (rotorov)?

Jediný rotor (alebo dva koaxiálne rotory) má tú nevýhodu, že regulácia nadmorskej výšky (a teda aj rýchlosti vpred) vyžaduje cyklickú zmenu sklonu alebo vychýlenie prúdu vzduchu smerom nadol. Naopak, usporiadanie so štyrmi rotormi sa dá ľahko ovládať zmenou výkonu dodávaného do motorov; predné a zadné vrtule sa otáčajú, aby ovládali výšku tónu, a ľavé a pravé vrtule ovládali nakláňanie.

Ovládanie vybočenia (odchýlka od smeru jazdy) pre štyri vrtule je o niečo komplikovanejšie. Ak sa napríklad dve vrtule otáčajú v smere hodinových ručičiek a dve päty sa otáčajú proti smeru hodinových ručičiek, potom môže byť moment stáčania vytvorený pôsobením väčšieho výkonu na dvojicu výšok a menším výkonom na dvojicu náklonov alebo naopak. Aby sa získala pozdĺžna stabilita, môže byť pridaná chvostová jednotka.

Obrázok
Obrázok
Obrázok
Obrázok

Dron Dragonfly pre mestské podmienky vyrábaný francúzskou spoločnosťou Sagem vychádza z modelu Novadem NX110m; bol prvýkrát predstavený na Eurosatory 2010. Na rozdiel od väčšiny kvadrokoptér má senzory vo vnútri tela

Vývoj v oblasti malých dronov s vertikálnym vzletom
Vývoj v oblasti malých dronov s vertikálnym vzletom
Obrázok
Obrázok

AR100-B od nemeckého Airrobotu má maximálnu vzletovú hmotnosť 900 gramov a priemer 102 cm. Trvanie letu je viac ako 25 minút, zariadenie môže pracovať pri rýchlosti vetra až 25 km / h

Obrázok
Obrázok

2 kg Tarkus od WB Electronics je navrhnutý tak, aby podporoval špeciálne sily v mestských operáciách vrátane jeho použitia vo vnútri budov. Vývoj financovalo poľské ministerstvo obrany

V počiatkoch vertikálnych vzletových a pristávacích plavidiel s posádkou (50-60 rokov) sa tvrdilo, že vztlak je možné výrazne zvýšiť použitím „zvonovitých“prírub okolo prívodov vzduchu, nasávaný prúd vzduchu na nich vytvára sacie otvory. zakrivené povrchy. Terénne testy v plnom rozsahu však ukázali menší nárast zdvihu v porovnaní s laboratórnymi testami.

Zdvih vrtúľ je však zvýšený z okolitých kapotáží, ktoré môžu tiež znížiť hluk a poskytnúť ochranu vrtuliam (a že zasiahnu) v prípade nárazu. Môžu chrániť avioniku a avioniku pred počasím. Na druhej strane, kapotáže zvyšujú objem, zhoršujú prenosnosť a sťažujú prístup k avionike.

Kvadrokoptéra (vertikálne štartovacie vozidlo so štyrmi rotormi) je neutrálna alebo nestabilná počas nakláňania a nakláňania, a preto vyžaduje inerciálnu meraciu jednotku s akcelerometrom a gyroskopom na meranie priamočiareho a uhlového pohybu a poskytovanie smerových a polohových údajov vo vzduchu. Satelitné signály (zvyčajne GPS) poskytujú presnejšiu navigáciu po dlhšiu dobu.

Ostatné letecké vybavenie obvykle obsahuje výškomer a komunikačný kanál na príjem navigačných a zameriavacích príkazov a prenos obrázkov.

Kvadrokoptéry dominujú kategórii malých vertikálnych vzletových a pristávacích dronov. Keďže sa však výrobcovia kvadrokoptér stretávajú s potrebou vyššieho užitočného zaťaženia, zdá sa byť nevyhnutné, že bude pravdepodobnejšie zlepšiť návrhy prechodom na šesťrotorové konštrukcie než vývojom väčších kvadrokoptér.

Osemrotorová a osemmotorová konfigurácia (so 4 alebo 8 osami otáčania) posúva koncept ešte o krok ďalej a ponúka užitočný stupeň redundancie. Úplným náprotivkom s posádkou v roku 1965 bol Dassault Mirage IIIV s ôsmimi výťahovými motormi - jediné zvislé bojové lietadlo, ktoré dokázalo prežiť poruchu motora pri vznášaní sa.

Obrázok
Obrázok

Napriek tomu, že je Parrot AR Drone určený na civilné použitie, dokáže nájsť vojenské uplatnenie vo výcviku operátora dronu. Na obrázku je zariadenie bez ochranného krytu na vonkajšie použitie.

Obrázok
Obrázok
Obrázok
Obrázok

Asiový vertikálny vzletový a pristávací dron od spoločnosti Selex Galileo s vlastnou hmotnosťou 6,5 kg v prstencovom kapotáži doplnenom o systém pozemného ovládania a s batohom váži menej ako 20 kg. Modul stabilizovaného senzora je možné namontovať na rotor alebo pod rotor

Európa

Keďže Amerika a Izrael vytvorili na trhu s veľkými bezpilotnými prostriedkami akýsi duopol, Európa má dobré dôvody na vývoj malých modelov pre jednotlivých vojakov.

V roku 2005 Európska obranná agentúra spustila program Mavdem (Demonštrácia miniatúrnych leteckých vozidiel) za 4 milióny EUR, ktorého cieľom je poskytnúť základňu pre batoh s dronom s rozpätím krídel menším ako 50 cm, trvaním letu 30 minút a cestovnou rýchlosťou. rýchlosťou 20 m / s …

Uvažovalo sa o veľkom počte možných konfigurácií a v roku 2007 bola zadaná zákazka na kvadrokoptéru navrhnutú nadnárodným konzorciom vrátane francúzskej spoločnosti Onera (so spoločnosťou Alcore Technologies ako subdodávateľom), talianskej spoločnosti Oto Melara, španielskej spoločnosti Sener a nórskej spoločnosti Tellmie. Postavené boli tri vozidlá, ktoré v prvej polovici roku 2008 prešli predbežnými letovými testami v Španielsku, o niekoľko mesiacov neskôr nasledovali záverečné testy v Nórsku.

Je zaujímavé, že druhým uchádzačom o Mavdem bola konvenčná konfigurácia helikoptéry s trupom s nízkym odporom a senzorovou jednotkou medzi dvoma koaxiálnymi vrtuľami.

Uskutočnilo sa niekoľko mikrodronových súťaží zameraných na popredné svetové akademické centrá. Jedným z týchto centier excelentnosti je francúzske národné centrum civilného letectva Enac (Ecole Nationale de l'Aviation Civile), ktoré má v tomto druhu konkurencie vynikajúce výsledky. Medzi úspechy centra Enac: víťazstvo v súťaži o európsky mikrodrón Emav (európske letecké lietadlo) v Braunschweigu v roku 2004, French Challenge DGA (Delegation Generale pour l'Armement) v roku 2009 a Imav (medzinárodné mikro letecké vozidlo) súťaž v Braunschweigu v roku 2010.

Jedným z kľúčov úspechu spoločnosti Enac bol elektronický systém riadenia letu Paparazzi. Tento systém bol aplikovaný na rôzne drony s pevnými krídlami alebo lietadlá s rotačnými krídlami, vrátane Thales 'Spy'Arrow. Na Imav 2010 bol použitý systém Enac v kvadrokoptére Blender s rozpätím krídel 32 cm a hmotnosťou 330 g.

Na výstave Eurosatory 2010 Sagem predstavil novú mestskú bojovú kvadrokoptéru s názvom Dragonfly, vychádzajúcu z modelu NovademNX110m.

Na veľtrhu Eurosatory 2014 Thales predstavil svoj nový VTOL UAV s názvom Infotron IT180.

Parížska spoločnosť Parrot, známa predovšetkým vďaka AR Drone, priniesla kvadrokoptéry k masám. AR Drone, ktorého cena je zhruba 500 dolárov, sa dá bezdrôtovo ovládať prostredníctvom Wi-Fi z vreckových zariadení Apple iPhone alebo iPod Touch a streamuje video z kamier na displeje.

Parrot AR Drone váži 400 gramov s ochranným krytom (pre vnútorné použitie), ktorý tvorí štvorec so stranou 52 cm. Beží na operačnom systéme Linux, má procesor 486 MHz, vstavané ovládanie a ultrazvukový výškomer, trojosový akcelerometer, dvojosový horoskop / valček a šesťosový kurzový horoskop. Napájajú ho tri lítium -polymérové batérie 11, 1 V a 1 000 mAh. Štyri 15-wattové motory zrýchlia vrtule na 3 500 ot./min. Trvanie letu je 15 minút, maximálna rýchlosť je 18 km / h, pričom UAV nemôže lietať so silným pohybom vzduchu (vietor).

Obrázok
Obrázok
Obrázok
Obrázok

Dobíjanie batérií bez ľudského zásahu môže uľahčiť cyklickú jazdu. Ibis UAV od Oto Melara je nabitý pozemným robotom Praetor tej istej spoločnosti

Obrázok
Obrázok

V auguste 2013 spoločnosť Israel Aerospace Industries ukázala svoj 4 kg minidron Ghost s tandemovými vrtuľami. Externe podobný miniatúrnemu Chinooku, Ghost má let 30 minút a maximálnu rýchlosť 65 km / h.

Obrázok
Obrázok

Jedným z najzaujímavejších vývojov dronov je nanodrón Hummingbird spoločnosti Aerovironment, financovaný spoločnosťou Darpa; s videokamerou váži iba 19 gramov

Jedným z lídrov v Nemecku v tejto oblasti je Ascending Technologies (Asctec). Dron od spoločnosti Asctec použil ako platformu spoločnosť Enac v roku 2009 DGA Challenge, drony Asctec Pelican sa používajú v programe americkej armádnej stožiare a Asctec Hummingbird sa používa na ETH (Federálnej technickej akadémii) v Zürichu. Asctec pripisuje svoj úspech stabilite poskytovanej vysokou obnovovacou frekvenciou (1 000 Hz) svojej inerciálnej meracej jednotky a elektronickým komponentom optimalizovaným pre aplikáciu, ktoré vyvinul samotný Asctec.

Na vrchole radu kvadrokoptér Asctec je 5195 Euro Pelican s rozmermi 50 x 50 cm a hmotnosťou 750 gramov s lítium -polymérovou batériou 11, 1 volt a 6000 mAh, ktorá poskytuje letové časy 15 až 25 minút. Špecializovaný na fotografiu, Asctec Falcon 8 ovládaný pomocou GPS, v hodnote 10 499 eur, má okolo fotoaparátu osem rotorov usporiadaných do tvaru V, čo mu umožňuje letieť v opačnom smere zmenou uhla sklonu bez otáčania. Falcon 8 môže pracovať vo vetre až do 10 m / s.

Medzi ďalšie nemecké modely patrí 900-gramová Sensocopter spoločnosti Diehl BGT Defense a pásmo AR100 od spoločnosti Airrobot a séria Microdrone md4, z ktorých najťažšia váži 5,55 kg, md4-1000. Rheinmetall Kolibri 60 s hmotnosťou 1,6 kg je navrhnutý špeciálne pre potenciálny vojenský trh. EMT Penzberg Fancopter s hmotnosťou 1,5 kg je neobvyklý v tom, že má dve koaxiálne vrtule.

Taliansko si ponechalo tradičnú schému helikoptéry v Ibis UAV od Oto Melara s hmotnosťou 14 kg. Batériu môže nabiť pri nástupe do Praetor UGV (automatického pozemného vozidla) tej istej spoločnosti. 6,5 kg Asio a 2 kg Spyball od Selex Galileo sú prakticky jedinečné v tom, že ide o elektricky poháňané vertikálne vzletové vozidlá v kruhovej kapotáži.

Poľský 2,0 kg Tarkus od WB Electronics je vyvíjaný pre špeciálne operácie v mestských oblastiach. Turecká spoločnosť Atlantis UVS na výstave Idef 2011 ukázala svoju kvadrokoptéru Aero Seeker AES-405. Uvádza sa, že 12 kg malá helikoptéra Malazgirt z Baykar-Makiny je už v prevádzke.

Obrázok
Obrázok

V auguste 2011 spoločnosť Insitu oznámila svoj 1, 1 kg dron Inceptor na konferencii o presadzovaní práva v letectve v New Orleans. Stojí to asi 50 000 dolárov, čo je to isté ako bežné auto hliadkovej polície.

Obrázok
Obrázok
Obrázok
Obrázok

Po prvý raz na medzinárodnej scéne na konferencii AUVSI 2011 vo Washingtone debutoval čínsky 1,5 kg vážiaci dron Shenzhen z AEE Technology F50, ktorý má let 30 minút a maximálnu rýchlosť 100 km / h

Obrázok
Obrázok
Obrázok
Obrázok

Na obrázku je výsledok štvorročného výskumu v rámci programu Darpa Stealthy Continuous Surveillance (SP2S). UAV Shrike z Aerovironmentu s hmotnosťou 2, 27 kg sa dokáže vznášať 40 minút alebo natáčať niekoľkohodinové video

USA

V rámci riadiaceho programu Darpa s názvom Nav (Nano Air Vehicle) vyvinula spoločnosť Aerovironment miniatúrne drony, ktoré sa môžu vznášať a lietať pomocou krídlových klapiek na ovládanie vztlaku, pohonu a letu. Skutočne pozoruhodný kolibrík Aerovironment Hummingbird váži iba 19 gramov s videokamerou a vysielačom / prijímačom.

Americké armádne laboratórium vedie konzorcium Mast (Micro Autonomous Systems and Technology), ktoré vyvíja platformy a avioniku pre UAV, ktoré by mohli pristávať a monitorovať, inštalovať senzory na zem a hľadať v budovách a jaskyniach ľudí a výbušné zariadenia.

Spoločnosť Boeing Insitu nedávno predviedla 1,1 kg vážiaci prístroj Inceptor, ktorý je tradičnou helikoptérou a trvá 20 minút a dosahuje maximálnu rýchlosť 55 km / h.

Asi najznámejšou kvadrokoptérou v Amerike je 17 kg Scout z Datron / Aeryon Labs, ktorá súťažila v námornej časti hry Empire Challenge 2011 v Severnej Karolíne. V súčasnosti tento pokročilý dizajn ponúka ľahko vymeniteľné zacvakávacie komponenty a kompozitné listy vrtule a v poslednej dobe sa tento dron dostal do všetkých titulkov (viď prvá fotka). Skauta používali aj líbyjskí povstalci v boji proti Kaddáfího režimu.

Spoločnosť Tialinx sa špecializuje na vývoj viacrotorových dronov s ultraširokopásmovými miniatúrnymi radarmi, medzi jej produkty patrí šesťrotorový Phoenix40-A a osemrotorový (štyri nápravy) Phoenix50-H, oba s hmotnosťou menej ako 4,5 kg.

V júli 2011 Americká agentúra pre pokročilé výskumné projekty IARPA oznámila konferenciu uchádzačov o program sovy rohatej (GHO). Cieľom tohto programu je vyvinúť tiché drony s dlhším letovým časom ako menšie systémy s batériami.

Zvyšok sveta

Malé vertikálne vzletové drony sa vyvíjajú v rôznych krajinách: Brazília má 1,5 kg Gyrofly Gyro 500, Kanada má sériu Draganfly Innovations Draganflyer, Čína má Dragonfly z China Electronic Trading, Izrael 4,0 kg Ghost 44 z IAI, Rusko 1, 5 kg šesťrotorový Zala Aero 421-21 a Taiwan má 1,45 kg šesťrotorový Gang Yu AI Rider. Technologický výskumný ústav japonského ministerstva obrany pracuje na „lietajúcej guli“(rotory v kryte).

Izraelčania boli najúspešnejší vo vytváraní vojenských bezpilotných lietadiel rôznych typov, od sledovacích dronov po útočné bezpilotné lietadlá. Izraelské programy útočných dronov majú dostatočnú vládnu a finančnú podporu. Simon Ostrovski, reportér medzinárodného internetového portálu VICE.com, navštívil izraelskú leteckú základňu, kde sa testujú najnovšie miestne vyvinuté bezpilotné prostriedky …

Pravdepodobne hodnou pozornosti z celého radu dronov „zvyšku sveta“je kanadská séria Draganflyer, z ktorej sa na celom svete predalo 8 000 kusov. Po štvorrotorovom X4 s hmotnosťou 980 gramov a šesťrotorovom (na troch nápravách) X6 s hmotnosťou 1,5 kg je na vrchole modelového radu 2,7 kg Draganflyer X8 s nosnosťou jeden kilogram. batéria 14,8 voltov a 5200 mAh, poháňaná ôsmimi motormi, ôsmimi rotormi (na 4 osiach).

Dron, ktorý sa môže hodinu ticho vznášať a pozerať von z okna Oválnej pracovne a ktorý je monitorovaný mimo dohľadu, je stále otázkou budúcnosti. Nakoniec však môže mať ktokoľvek dron, ktorý štartuje vertikálne, monitoruje jeho výšku jednoduchým barometrickým výškomerom a nesie fotoaparát po viacbodovej trase určenej systémom GPS. Takéto UAV sú ponúkané nielen v bežných obchodoch, ale už aj na internete za celkom prijateľné ceny. Stačí sa pozrieť na letecké predpisy vašej krajiny týkajúce sa modelov lietadiel!

Odporúča: