Razvoj u području dronova malih dimenzija s vertikalnim polijetanjem

Sadržaj:

Razvoj u području dronova malih dimenzija s vertikalnim polijetanjem
Razvoj u području dronova malih dimenzija s vertikalnim polijetanjem

Video: Razvoj u području dronova malih dimenzija s vertikalnim polijetanjem

Video: Razvoj u području dronova malih dimenzija s vertikalnim polijetanjem
Video: When SR-71 Flew Over Israel In 1972 #shorts 2024, April
Anonim
Image
Image

Izviđač 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 rancu nosi maršalovu palicu. U bliskoj budućnosti, barem jedan vojnik u svakom vodu bi mogao nositi mali avion u svom ruksaku koji može uzlijetati i slijetati okomito i pružati sliku iza obližnjeg brda, pa čak i mnogo više

Poznat po svom tehnološkom napretku, Darpa napredno istraživanje i razvoj (ADR) primjenjuje "masovno vanjsko izvođenje" kako bi tajni izviđački dron doveo do širokog spektra "zajednica izvan tradicionalnog procesa nabavke DOD -a".

Još u svibnju 2011. Darpa je, radeći s Atlantskim (SSC-Atlantic) svemirskim i pomorskim sustavima mornarice, 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 iz njega s ciljem stalnog nadzora do tri sata.

ARPA je domaćin otvorenog UAVForge događaja oko godinu dana. Glavna ideja: izgraditi praktičnog demonstratora mini-UAV-a, pogodnog za transport jedne osobe i sposobnog za manje ili više autonomno obavljanje jednostavnih zadataka. Ključna karakteristika je upotreba modernog „crowdsourcinga“, kada je velika grupa ljudi koja je izrazila želju da učestvuje u projektu direktno uključena u evaluaciju ideja i oblikovanje razvojnih pravaca putem 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 nazad. Detaljniji opis dostupan je na web stranici. Rezultat je sljedeći: nijedan od timova učesnika nije uspio ispuniti zahtjeve završnog testa, nitko nije osvojio glavnu nagradu, iako su svi vodeći timovi učinili nekoliko pokušaja.

Koliko vijaka (rotora)?

Jedan rotor (ili dva koaksijalna rotora) ima nedostatak što kontrola nadmorske visine (a time i brzine prema naprijed) zahtijeva cikličnu promjenu koraka ili skretanje protoka zraka prema dolje. Nasuprot tome, raspored sa 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 pete 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.

Image
Image
Image
Image

Bespilotna letelica Dragonfly za urbane uslove koju proizvodi francuska kompanija Sagem zasnovana je na Novademu NX110m; Prvi put je prikazan na Eurosatory 2010. Za razliku od većine quadcoptera, on ima senzore unutar tijela

Razvoj u području dronova malih dimenzija s vertikalnim polijetanjem
Razvoj u području dronova malih dimenzija s vertikalnim polijetanjem
Image
Image

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

Image
Image

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

U prvim danima 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 podizanja u odnosu na laboratorijska ispitivanja.

Međutim, podizanje propelera se povećava 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 tokom nagiba i zakretanja, stoga zahtijeva inercijalnu mjernu jedinicu sa akcelerometarima i žiroskopima za mjerenje pravolinijskog i kutnog kretanja te davanje smjera i položaja u zraku. Satelitski signali (obično GPS) pružaju precizniju navigaciju tokom dužeg vremenskog perioda.

Ostala zrakoplovna oprema obično uključuje visinomjer i komunikacijski kanal za primanje navigacijskih i ciljnih naredbi i 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 razvojem većih četvorokoptera.

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. godine bio je Dassault Mirage IIIV sa osam motora za podizanje - jedini borbeni avion sa vertikalnim polijetanjem koji je uspio preživjeti kvar motora dok je lebdio.

Image
Image

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

Image
Image
Image
Image

Bespilotna letjelica Asio za vertikalno polijetanje i slijetanje iz kompanije Selex Galileo, sa sopstvenom težinom od 6,5 kg, u prstenastom oblogu kompletnom sa sistemom za kontrolu tla i teškom manje od 20 kg sa ruksakom. Stabilizirani senzorski modul može se montirati na vrh ili ispod rotora

Europe

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

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

Razmotren je veliki broj mogućih konfiguracija, a 2007. godine je dodijeljen ugovor za četvorokopter 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 Španiji u prvoj polovini 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 mikrodron takmičenja usmjerenih na vodeće svjetske akademske centre. Jedan od ovih centara izvrsnosti je francuski nacionalni centar za civilno vazduhoplovstvo Enac (Ecole Nationale de l'Aviation Civile), koji ima izvanredne rezultate u ovoj vrsti takmičenja. Među dostignućima Enac centra: pobjeda na takmičenju za evropski mikrodron Emav (evropsko mikro vazdušno vozilo) u Braunschweigu 2004., francuski Challenge DGA (Delegation Generale pour l'Armement) 2009. i Imav (međunarodno mikro vazdušno vozilo) takmičenju u Braunschweigu 2010. godine.

Jedan od ključeva Enacovog uspjeha bio je Paparazzi elektronski sistem kontrole leta. Sistem je primijenjen na razne bespilotne letjelice sa fiksnim krilima ili avione sa rotirajućim krilima, uključujući Thalesovu špijunsku strelicu. Za Imav 2010, Enac sistem je korišćen u četvorokopteru za blender sa rasponom krila 32 cm i težinom 330 g.

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

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

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

Parrot AR Drone teži 400 grama sa zaštitnim kućištem (za upotrebu u zatvorenim prostorima), koje čini kvadrat sa stranicom od 52 cm. Radi na operativnom sistemu 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, maksimalna brzina je 18 km / h, dok bespilotna letjelica ne može letjeti uz snažno kretanje zraka (vjetar).

Image
Image
Image
Image

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

Image
Image

U avgustu 2013, Israel Aerospace Industries je pokazao svoj minidron Ghost od 4 kg sa tandem propelerima. Izvana sličan minijaturnom Chinooku, Ghost ima trajanje leta 30 minuta i najveću brzinu od 65 km / h.

Image
Image

Jedan od najuzbudljivijih razvoja bespilotnih letjelica je Aerovironment -ov Kolibri nanodron, koji finansira Darpa; teži samo 19 grama s kamerom

Jedan od vodećih u Njemačkoj u ovoj oblasti je Ascending Technologies (Asctec). Bespilotna letjelica iz Ascteca korištena je kao platforma od strane Enac -a na DGA Challengeu 2009. godine, bespilotne letjelice Asctec Pelican se koriste u programu američke vojske za jarbol, 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 elektronskim 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 sa GPS-om, vrijedan 10.499 eura, ima osam rotora raspoređenih u obliku slova V oko kamere, što mu omogućava 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 ulasku u Praetor UGV (automatsko zemaljsko vozilo) iste kompanije. 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 kompanija 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.

Image
Image

U kolovozu 2011. godine, Insitu je najavio svoju bespilotnu letjelicu Inceptor od 1, 1 kg na konferenciji o provođenju zakona o zračnom prometu u New Orleansu. Košta oko 50.000 dolara, što je isto kao i običan patrolni policijski automobil.

Image
Image
Image
Image

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

Image
Image
Image
Image

Na slici je rezultat četverogodišnjeg istraživanja u okviru Darpinog programa prikrivenog kontinuiranog nadzora (SP2S). UAV Shrike iz Aerovironmenta težine 2,27 kg može lebdjeti 40 minuta ili snimati nekoliko sati video zapisa

SAD

Pod Darpa kontrolnim 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 / prijemnikom.

Američka vojna laboratorija 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 pećine za ljude i eksplozivne naprave.

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

Možda najpoznatiji četvorokopter u Americi je izviđač od 17 kg iz Datron / Aeryon Labs, koji se takmičio u pomorskom dijelu Empire Challenge 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 teška manje od 4,5 kg.

U julu 2011. godine, Američka agencija za napredne istraživačke projekte IARPA najavila je konferenciju prijavljenih za program Velike rogate sove (GHO). Cilj ovog programa je razvoj tihih bespilotnih letjelica sa dužim trajanjem leta od manjih sistema sa 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 sa šest rotora i Tajvan sa 1,45 kg sa šest rotora Gang Yu AI Rider. Institut za tehnološka istraživanja japanskog Ministarstva odbrane radi na "letećoj kugli" (rotori u kućištu).

Izraelci su bili najuspješniji u stvaranju vojnih bespilotnih letjelica različitih vrsta, od bespilotnih letjelica do napadačkih bespilotnih letjelica. Izraelski programi za bespilotne letjelice imaju dovoljnu državnu i finansijsku podršku. 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 niza bespilotnih letjelica "ostatka svijeta" je kanadska serija Draganflyer, od kojih je 8000 jedinica prodano širom 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, baterija od 14,8 volti i 5200 mAh, pogonjena sa osam motora, osam rotora (na 4 ose).

Bespilotna letjelica koja može mirno lebdjeti i gledati sat vremena kroz prozor Ovalne kancelarije i koja 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 avionske propise svoje zemlje za modele aviona!

Preporučuje se: