Attīstība maza izmēra bezpilota lidaparātu jomā ar vertikālu pacelšanos

Satura rādītājs:

Attīstība maza izmēra bezpilota lidaparātu jomā ar vertikālu pacelšanos
Attīstība maza izmēra bezpilota lidaparātu jomā ar vertikālu pacelšanos

Video: Attīstība maza izmēra bezpilota lidaparātu jomā ar vertikālu pacelšanos

Video: Attīstība maza izmēra bezpilota lidaparātu jomā ar vertikālu pacelšanos
Video: Is The Russian Navy Dying? 2024, Novembris
Anonim
Attēls
Attēls

Datron / Aeryon Labs skauts ieguva slavu, jo Lībijas nemiernieki to izmanto diennakts novērošanai

Napoleons teica, ka katrs karavīrs mugursomā nēsā maršala zizli. Tuvākajā laikā vismaz viens karavīrs katrā grupā var mugursomā nēsāt nelielu lidmašīnu, kas var pacelties un nolaisties vertikāli un nodrošināt attēlu no aiz tuvējā kalna un vēl vairāk, daudz vairāk

Darpa uzlabotā izpēte un attīstība (ADR), kas ir slavena ar tehnoloģiskajiem sasniegumiem, piemēro "masveida ārpakalpojumus", lai slepeno izlūkošanas dronu nogādātu plašā "kopienu lokā ārpus tradicionālā DOD iepirkuma procesa".

Vēl 2011. gada maijā Darpa, sadarbojoties ar Jūras spēku Atlantijas (SSC-Atlantijas) kosmosa un jūras sistēmu centru, izsludināja konkursa programmu bezpilota lidaparātam UAVForge. Uzdevums bija izveidot "intuitīvu, ar mugursomu nesošu UAV (bezpilota lidaparātu), kas mierīgi varētu lidot kritiskajā telpā un izkļūt no tās ar mērķi veikt pastāvīgu novērošanu līdz trim stundām".

ARPA apmēram gadu rīko atklātu UAVForge pasākumu. Galvenā ideja: izveidot praktisku mini-UAV demonstrētāju, kas piemērots pārvadāšanai vienai personai un spēj vairāk vai mazāk autonomi veikt vienkāršus uzdevumus. Galvenā iezīme ir moderna “pūļa nodrošināšana”, kad liela cilvēku grupa, kas izteikuši vēlmi piedalīties projektā, ir tieši iesaistīta ideju izvērtēšanā un attīstības virzienu veidošanā, izmantojot internetu.

2012. gada vasarā pēdējais tests ietvēra lidojumu ceļā uz noteiktu zonu ārpus operatora redzamības zonas, filmēšanu (ar pārraidi) no noteiktā punkta un atgriešanos atpakaļ. Sīkāks apraksts ir pieejams vietnē. Rezultāts ir šāds: nevienai no iesaistītajām komandām neizdevās izpildīt pēdējā testa prasības, neviens neieguva galveno balvu, lai gan visas vadošās komandas veica vairākus mēģinājumus.

Cik skrūves (rotori)?

Viena rotora (vai divu koaksiālo rotoru) trūkums ir tāds, ka augstuma kontrolei (un līdz ar to ātrumam uz priekšu) ir nepieciešama cikliska slīpuma maiņa vai gaisa plūsmas novirze uz leju. Un otrādi, četru rotoru izkārtojumu ir viegli kontrolēt, mainot motoriem piegādāto jaudu; priekšējie un aizmugurējie dzenskrūves griežas, lai kontrolētu soli, un kreisās un labās dzenskrūves, lai kontrolētu rullīti.

Pagrieziena kontrole (novirze no braukšanas virziena) četriem dzenskrūvēm ir nedaudz sarežģītāka. Ja, piemēram, divi soļa dzenskrūves griežas pulksteņrādītāja virzienā un divi papēža dzenskrūves - pretēji pulksteņrādītāja virzienam, tad griešanās momentu var izveidot, pieliekot lielāku jaudu pārim un mazāku jaudu sānu pārim, vai otrādi. Lai iegūtu garenisko stabilitāti, var pievienot astes bloku.

Attēls
Attēls
Attēls
Attēls

Dragonfly drons pilsētas apstākļiem, ko ražojis franču uzņēmums Sagem, ir veidots uz Novadem NX110m bāzes; pirmo reizi tika parādīts Eurosatory 2010. Atšķirībā no vairuma kvadrokopteru, tā korpusā ir sensori

Attīstība maza izmēra bezpilota lidaparātu jomā ar vertikālu pacelšanos
Attīstība maza izmēra bezpilota lidaparātu jomā ar vertikālu pacelšanos
Attēls
Attēls

Vācu Airrobot AR100-B maksimālais pacelšanās svars ir 900 grami un diametrs 102 cm. Lidojuma ilgums ir vairāk nekā 25 minūtes, ierīce var darboties ar vēja ātrumu līdz 25 km / h

Attēls
Attēls

WB Electronics 2 kg smagais Tarkus ir paredzēts, lai atbalstītu īpašos spēkus pilsētas operācijās, tostarp to izmantošanu ēkās. Izstrādi finansēja Polijas Aizsardzības ministrija

Apkalpoto vertikālo pacelšanās un nosēšanās kuģu pirmajās dienās (50–60 gadi) tika apgalvots, ka pacēlumu varētu ievērojami palielināt, izmantojot “zvanveida” atlokus ap gaisa ieplūdes atverēm, un ieplūstošā gaisa plūsma rada nosūkšanu. izliektas virsmas. Tomēr pilna mēroga lauka testi ir parādījuši mazāku pacelšanās pieaugumu salīdzinājumā ar laboratorijas testiem.

Tomēr dzenskrūvju pacēlums tiek palielināts no apkārtējiem apšuvumiem, kas var arī samazināt troksni un nodrošināt aizsardzību dzenskrūvēm (un triecieniem) trieciena gadījumā. Viņi var aizsargāt avioniku un avioniku no laika apstākļiem. No otras puses, apvalki palielina apjomu, pasliktina pārnesamību un apgrūtina piekļuvi avionikai.

Kvadrokopters (četru rotoru vertikāls pacelšanās transportlīdzeklis) ir neitrāls vai nestabils slīpuma un ripošanas laikā, tādēļ, lai izmērītu taisnas un leņķiskas kustības un sniegtu virziena un stāvokļa norādes gaisā, tam nepieciešama inerciāla mērvienība ar akselerometriem un žiroskopiem. Satelīta signāli (parasti GPS) nodrošina precīzāku navigāciju ilgā laika periodā.

Citas aviācijas iekārtas parasti ietver altimetru un sakaru kanālu navigācijas un mērķauditorijas atlases komandu saņemšanai un attēlu pārsūtīšanai.

Nelielo vertikālo pacelšanās un nosēšanās dronu kategorijā dominē kvadrokopteri. Tomēr, tā kā kvadrokopteru ražotāji saskaras ar nepieciešamību pēc lielākas kravas, šķiet neizbēgami, ka tie, visticamāk, uzlabos dizainu, pārejot uz sešu rotoru konstrukcijām, nevis izstrādājot lielākus kvadrokopterus.

Astoņu rotoru astoņu motoru konfigurācija (ar 4 vai 8 rotācijas asīm) padara koncepciju vēl vienu soli tālāk un piedāvā noderīgu dublēšanās pakāpi. Pilna mēroga apkalpes loceklis 1965. gadā bija Dassault Mirage IIIV ar astoņiem pacelšanas dzinējiem - vienīgā vertikālā pacelšanās kaujas lidmašīna, kas lidojot spēja izdzīvot dzinēja sabrukumā.

Attēls
Attēls

Lai gan Parrot AR Drone ir paredzēts civilām vajadzībām, tas var atrast militāru pielietojumu bezpilota lidaparātu operatoru apmācībā. Attēlā redzama ierīce bez aizsargvāka izmantošanai ārpus telpām.

Attēls
Attēls
Attēls
Attēls

Asio vertikālais pacelšanās un nosēšanās drons no Selex Galileo, kura svars ir 6,5 kg, gredzenveida apvalkā ar zemes vadības sistēmu un sver mazāk nekā 20 kg ar mugursomu. Stabilizētu sensoru moduli var uzstādīt rotora augšpusē vai apakšā

Eiropa

Tā kā Amerika un Izraēla ir izveidojušas sava veida duopolu lielo bezpilota lidaparātu tirgū, Eiropai ir pamatoti iemesli izstrādāt mazus modeļus atsevišķam karavīram.

2005. gadā Eiropas Aizsardzības aģentūra uzsāka programmu 4 miljonu eiro apmērā Mavdem (miniatūra gaisa transporta līdzekļu demonstrācija), kuras mērķis ir nodrošināt pamatu bezpilota lidaparātam ar mugursomu, kura spārnu platums ir mazāks par 50 cm, lidojuma ilgums ir 30 minūtes un kreisēšanas ātrums. ar ātrumu 20 m / s. …

Tika apsvērts liels skaits iespējamo konfigurāciju, un 2007. gadā tika noslēgts līgums par kvadracopteri, ko ierosināja daudznacionāls konsorcijs, tostarp Francijas Onera (ar Alcore Technologies kā apakšuzņēmēju), Itālijas Oto Melara, Spānijas Sener un Norvēģijas Tellmie. Tika uzbūvēti trīs transportlīdzekļi, kas 2008. gada pirmajā pusē izturēja sākotnējos lidojuma testus Spānijā, bet dažus mēnešus vēlāk - galīgos testus Norvēģijā.

Interesanti, ka otrs pretendents uz Mavdem bija parastā helikoptera konfigurācija ar fiziski zemu pretestību un sensoru bloku starp diviem koaksiālajiem dzenskrūvēm.

Ir notikuši vairāki mikrodronu konkursi, kuru mērķis ir pasaules vadošie akadēmiskie centri. Viens no šiem izcilības centriem ir Francijas nacionālais civilās aviācijas centrs Enac (Ecole Nationale de l'Aviation Civile), kam ir izcili rezultāti šāda veida sacensībās. Starp Enac centra sasniegumiem: uzvarēja konkursā par Eiropas mikrodronu Emav (European Micro Aerial Vehicle) Braunšveigā 2004. gadā, Francijas Challenge DGA (Delegation Generale pour l'Armement) 2009. gadā un Imav (Starptautiskais mikrogaisa transportlīdzeklis) sacensības Braunšveigā 2010 gadā.

Viena no Enac panākumu atslēgām ir bijusi Paparaci elektroniskā lidojumu vadības sistēma. Sistēma ir piemērota dažādiem bezpilota lidaparātiem vai rotējošiem spārniem, tostarp Thales 'Spy'Arrow. Imav 2010 Enac sistēma tika izmantota Blender kvadkopterī ar 32 cm spārnu platumu un 330 g svaru.

Izstādē Eurosatory 2010 Sagem atklāja jaunu pilsētas kaujas kvadraciklu ar nosaukumu Dragonfly, kura pamatā ir NovademNX110m.

2014. gada Eurosatory Thales prezentēja savu jauno VTOL UAV ar nosaukumu Infotron IT180.

Parīzē bāzētais uzņēmums Parrot, kas vislabāk pazīstams ar savu AR dronu, masām atveda kvadrokopterus. Cena aptuveni 500 USD, AR Drone bezvadu režīmā tiek kontrolēts, izmantojot Wi-Fi no Apple iPhone vai iPod Touch rokas ierīcēm, un straumē video no savām kamerām uz displejiem.

Parrot AR Drone sver 400 gramus ar (lietošanai iekštelpās) aizsargapvalku, kas veido kvadrātu ar 52 cm malu. Tas darbojas uz Linux balstītas operētājsistēmas, tai ir 486 MHz procesors, iebūvēta vadība, ultraskaņas altimetrs, trīs asu akselerometrs, divu asu piķa horoskops / rullis un sešu asu kursa horoskops. To darbina trīs 11, 1 voltu un 1000 mAh litija polimēru baterijas. Četri 15 vatu motori paātrina dzenskrūves līdz 3500 apgr./min. Lidojuma ilgums ir 15 minūtes, maksimālais ātrums ir 18 km / h, savukārt UAV nevar lidot ar spēcīgu gaisa kustību (vēju).

Attēls
Attēls
Attēls
Attēls

Akumulatoru uzlādēšana bez cilvēka iejaukšanās var atvieglot braukšanu turp un atpakaļ. Ibis UAV no Oto Melara uzlādē tā paša uzņēmuma Praetor zemes robots

Attēls
Attēls

2013. gada augustā Israel Aerospace Industries demonstrēja savu 4 kg smago minidronu ar tandēma dzenskrūvēm. Ārēji līdzīgs miniatūrajam Chinook, Ghost lidojuma ilgums ir 30 minūtes, un maksimālais ātrums ir 65 km / h.

Attēls
Attēls

Viena no aizraujošākajām dronu izstrādēm ir Aerovironment's Hummingbird nanodron, ko finansē Darpa; ar videokameru sver tikai 19 gramus

Viens no līderiem Vācijā šajā jomā ir Ascending Technologies (Asctec). 2009. gada DGA Challenge platformā Enac izmantoja dronu no Asctec, dronus Asctec Pelican izmanto ASV armijas mastu programmā, bet Asctec Hummingbird izmanto ETH (Federālā tehniskā akadēmija) Cīrihē. Asctec panākumus skaidro ar stabilitāti, ko nodrošina inerciālās mērvienības augstais atsvaidzināšanas ātrums (1000 Hz), un ar Asctec izstrādātajām lietojumprogrammām optimizētām elektroniskajām sastāvdaļām.

Asctec kvadracopteru sērijas augšgalā ir 5195 eiro pelikāns, kura izmēri ir 50 x 50 cm, svars 750 grami, ar 11, 1 voltu un 6000 mAh litija polimēru akumulatoru, kas nodrošina lidojuma laiku no 15 līdz 25 minūtēm. Fotografēšanai specializētā GPS kontrolētajā Asctec Falcon 8, kura vērtība ir 10 499 eiro, ir astoņi rotori, kas izvietoti V formā ap kameru, kas ļauj lidot pretējā virzienā, mainot slīpuma leņķi, nepagriežoties. Falcon 8 var darboties vējā līdz 10 m / s.

Citi vācu modeļi ietver Diehl BGT Defense 900 gramu Sensocopter un Airrobot AR100-Band un Microdrone md4 sēriju, no kuriem smagākais sver 5,55 kg, md4-1000. Rheinmetall Kolibri 60, kas sver 1,6 kg, ir īpaši izstrādāts potenciālajam militārajam tirgum. EMT Penzberg Fancopter, kas sver 1,5 kg, ir neparasts, jo tam ir divi koaksiālie dzenskrūves.

Itālija ir saglabājusi tradicionālo helikopteru shēmu Ibis UAV no Oto Melara, kas sver 14 kg. Tas var uzlādēt akumulatoru, iekāpjot tā paša uzņēmuma Praetor UGV (automātiskajā sauszemes transportlīdzeklī). 6,5 kg smagais Asio un 2 kg smagais Spyball no Selex Galileo ir praktiski unikāls ar to, ka tie ir elektriski darbināmi vertikāli pacelšanās transportlīdzekļi gredzenu aplokā.

Polijas 2,0 kg smagais Tarkus no WB Electronics tiek izstrādāts īpašām darbībām pilsētās. Izstādē Idef 2011 turku uzņēmums Atlantis UVS demonstrēja savu kvadrokopteri Aero Seeker AES-405. Tiek ziņots, ka 12 kg smagais helikopters Malazgirt no Baykar-Makina jau darbojas.

Attēls
Attēls

2011. gada augustā Insitu paziņoja par savu 1,1 kg smago bezpilota lidaparātu Gaisa likuma izpildes konferencē Ņūorleānā. Tas maksā aptuveni 50 000 USD, kas ir tikpat, cik parasta policijas patruļmašīna.

Attēls
Attēls
Attēls
Attēls

Pirmo reizi starptautiskajā arēnā AUVSI 2011 konferencē Vašingtonā debitēja ķīniešu 1,5 kg smagais bezpilota lidaparāts Shenzhen no AEE Technology F50, kura lidojuma ilgums ir 30 minūtes un maksimālais ātrums 100 km / h

Attēls
Attēls
Attēls
Attēls

Šeit attēlots četru gadu pētījumu rezultāts Darpa slepenās nepārtrauktās uzraudzības (SP2S) programmas ietvaros. UAV Shrike no Aerovironment, kas sver 2, 27 kg, spēj lidināties 40 minūtes vai uzņemt vairākas stundas video

ASV

Saskaņā ar Darpa vadības programmu Nav (Nano Air Vehicle) Aerovironment ir izstrādājis miniatūrus bezpilota lidaparātus, kas var lidināties un lidot, izmantojot spārnu atlokus pacelšanai, piedziņai un lidojuma vadībai. Patiesi ievērojamais Aerovironment Hummingbird ar videokameru un raidītāju / uztvērēju sver tikai 19 gramus.

ASV armijas laboratorija vada konsorciju Mast (Micro Autonomous Systems and Technology), lai izstrādātu platformas un avioniku UAV, kas varētu nolaisties un uzraudzīt, uzstādīt sensorus uz zemes, kā arī meklēt ēkas un alas cilvēkiem un sprāgstvielām.

Boeing Insitu nesen demonstrēja 1,1 kg smago Inceptor, kas ir tradicionāls helikopters ar lidojuma ilgumu 20 minūtes un maksimālo ātrumu 55 km / h.

Iespējams, Amerikas slavenākais kvadrokopters ir 17 kg smagais skauts no Datron / Aeryon Labs, kas sacentās 2011. gada Empire Challenge jūras daļā Ziemeļkarolīnā. Pašlaik šajā uzlabotajā dizainā ir viegli nomaināmi piespraužamie komponenti un kompozītmateriālu dzenskrūves lāpstiņas, un nesen šis drons ir nonācis visos virsrakstos (skat. Pirmo fotoattēlu). Skautu izmantoja arī Lībijas nemiernieki cīņā pret Kadafi režīmu.

Tialinx specializējas daudzrotoru bezpilota lidaparātu izstrādē ar īpaši platjoslas miniatūriem radariem, tā produkcija ietver sešu rotoru Phoenix40-A un astoņu rotoru (četras asis) Phoenix50-H, kas abi sver mazāk par 4,5 kg.

2011. gada jūlijā Amerikas Uzlaboto pētījumu projektu aģentūra IARPA izsludināja Lielās ragās pūces (GHO) programmas pretendentu konferenci. Šīs programmas mērķis ir izstrādāt klusus bezpilota lidaparātus ar ilgāku lidojuma laiku nekā mazākām sistēmām ar akumulatoriem.

Pārējā pasaule

Mazie vertikālie pacelšanās bezpilota lidaparāti ir izstrādāti dažādās valstīs: Brazīlijā ir 1,5 kg Gyrofly Gyro 500, Kanādā ir Draganfly Innovations Draganflyer sērija, Ķīnā ir Dragonfly no China Electronic Trading, Izraēlā 4,0 kg Ghost 44 no IAI, Krievija 1, 5 kg sešu rotoru Zala Aero 421-21 un Taivānai ir 1,45 kg sešu rotoru Gang Yu AI Rider. Japānas Aizsardzības ministrijas Tehnoloģisko pētījumu institūts strādā pie "lidojošas bumbas" (rotori korpusā).

Izraēliešiem visveiksmīgāk ir izdevies izveidot dažāda veida militāros bezpilota lidaparātus, sākot no novērošanas droniem un beidzot ar uzbrukuma droniem. Izraēlas uzbrukuma bezpilota lidaparātu programmām ir pietiekams valdības un finansiāls atbalsts. Starptautiskā interneta portāla VICE.com reportieris Saimons Ostrovskis apmeklēja Izraēlas gaisa spēku bāzi, kurā tiek pārbaudīti jaunākie vietēji izstrādātie UAV …

Varbūt uzmanības vērts no visa "pārējās pasaules" bezpilota lidaparātu klāsta ir Kanādas Draganflyer sērija, no kuras visā pasaulē ir pārdotas 8000 vienības. Pēc četru rotoru X4, kas sver 980 gramus, un sešu rotoru (uz trim asīm) X6, kas sver 1,5 kg, modeļu klāsta augšgalā ir 2,7 kg smagais Draganflyer X8, kura kravnesība ir viens kilograms. 14,8 voltu un 5200 mAh akumulators, ko darbina astoņi motori, astoņi rotori (uz 4 asīm).

Bezpilota lidaparāts, kas stundu var mierīgi lidināties un skatīties pa Ovālā biroja logu un tiek uzraudzīts ārpus redzamības zonas, joprojām ir nākotnes jautājums. Bet galu galā ikvienam var būt drons, kas paceļas vertikāli, uzrauga tā augstumu ar vienkāršu barometrisko altimetru un pārnēsā kameru pa daudzpunktu maršrutu, ko nosaka GPS. Šādi UAV tiek piedāvāti ne tikai parastajos veikalos, bet jau internetā par diezgan pieņemamām cenām. Vienkārši pārbaudiet savas valsts lidošanas noteikumus lidmašīnu modeļiem!

Ieteicams: