Udvikling inden for små droner med lodret start

Indholdsfortegnelse:

Udvikling inden for små droner med lodret start
Udvikling inden for små droner med lodret start

Video: Udvikling inden for små droner med lodret start

Video: Udvikling inden for små droner med lodret start
Video: 5 боевых кораблей-монстров, покоривших океаны 2024, April
Anonim
Billede
Billede

Scout af Datron / Aeryon Labs blev kendt for at blive brugt af libyske oprørere til overvågning døgnet rundt.

Napoleon sagde, at hver soldat bærer en marskalkstang i sin rygsæk. I den nærmeste fremtid kan mindst én soldat i hver deling godt bære et lille fly i sin rygsæk, der kan tage afsted og lande lodret og give et billede bag en nærliggende bakke og endnu mere, mange flere

Darpa Advanced Research and Development (ADR), der er kendt for sine teknologiske fremskridt, anvender "masse -outsourcing" for at bringe den snigende rekognoseringsdrone til en lang række "samfund uden for den traditionelle DOD -indkøbsproces."

Tilbage i maj 2011 annoncerede Darpa, der arbejdede med Navy's Atlantic (SSC-Atlantic) Space and Naval Systems Center, et konkurrenceprogram for UAVForge ubemandede luftfartøjer. Opgaven var at skabe "en intuitiv, rygsækbærende UAV (ubemandet luftfartøj), som stille og roligt kunne flyve ind og ud af kritisk rum med det formål at foretage konstant overvågning i op til tre timer."

ARPA har været vært for en åben UAVForge -begivenhed i cirka et år. Hovedideen: at bygge en praktisk demonstrator af en mini-UAV, der er egnet til transport af en person og i stand til mere eller mindre autonomt at udføre enkle opgaver. Nøglefunktionen er brugen af moderigtigt "crowdsourcing", når en stor gruppe mennesker, der har udtrykt et ønske om at deltage i projektet, er direkte involveret i evaluering af ideer og udformning af udviklingsretninger ved hjælp af Internettet.

I sommeren 2012 omfattede den sidste test en flyvning undervejs til et givet område uden for operatørens sigtelinje, optagelse (med udsendelse) fra et givet punkt og tilbagevenden. En mere detaljeret beskrivelse er tilgængelig på webstedet. Resultatet er som følger: ingen af de deltagende hold formåede at opfylde kravene til den sidste test, ingen vandt hovedpræmien, selvom alle de førende hold gjorde flere forsøg.

Hvor mange skruer (rotorer)?

En enkelt rotor (eller to koaksialrotorer) har den ulempe, at højdekontrol (og dermed fremadgående hastighed) kræver en cyklisk ændring i stigning eller nedadbøjning af luftstrømmen. Omvendt er et fire-rotor arrangement let at styre ved at variere den effekt, der leveres til motorerne; de forreste og bageste propeller drejer for at styre stigningen, og venstre og højre propeller for at styre rullen.

Kæbekontrollen (afvigelse fra kørselsretningen) for de fire propeller er noget mere kompliceret. Hvis for eksempel to stigningspropeller drejer med uret, og to hælpropeller drejer mod uret, kan der skabes yaw -moment ved at anvende mere kraft til pitchparret og mindre effekt til krængningsparet eller omvendt. For at opnå langsgående stabilitet kan der tilføjes en haleenhed.

Billede
Billede
Billede
Billede

Dragonfly -dronen til byforhold produceret af det franske firma Sagem er baseret på Novadem NX110m; blev første gang vist på Eurosatory 2010. I modsætning til de fleste quadcopters har den sensorer inde i kroppen

Udvikling inden for små droner med lodret start
Udvikling inden for små droner med lodret start
Billede
Billede

AR100-B fra den tyske Airrobot har en maksimal startvægt på 900 gram og en diameter på 102 cm. Flyvetiden er mere end 25 minutter, enheden kan køre ved vindhastigheder på op til 25 km / t

Billede
Billede

2 kg Tarkus fra WB Electronics er designet til at understøtte specialstyrker i byoperationer, herunder brug i bygninger. Udviklingen blev finansieret af det polske forsvarsministerium

I de tidlige dage med bemandede lodrette start- og landingsfartøjer (50-60'erne) var der påstande om, at liften kunne øges betydeligt ved hjælp af "klokkeformede" flanger omkring luftindtagene, den indstrømmede luftstrøm skaber sug på disse buede overflader. Feltprøver i fuld skala har imidlertid vist en mindre stigning i løft sammenlignet med laboratorietest.

Propellernes løft øges dog fra de omkringliggende fairings, hvilket også kan reducere støj og give beskyttelse til propellerne (og at de vil ramme) i tilfælde af en påvirkning. De kan beskytte avionik og avionik fra vejret. På den anden side tilføjer fairings bulk, forringer portabilitet og gør avionik vanskeligere tilgængelig.

Quadrokopteren (fire-rotor lodret start-køretøj) er neutral eller ustabil under pitch and roll, derfor kræver det en inertial måleenhed med accelerometre og gyroskoper for at måle retlinet og vinkelbevægelse og give retnings- og positionsangivelser i luften. Satellitsignaler (normalt GPS) giver mere præcis navigation over en lang periode.

Andet luftfartsudstyr omfatter normalt en højdemåler og en kommunikationskanal til modtagelse af navigation og målretningskommandoer og overførsel af billeder.

Quadrocopters dominerer kategorien små lodrette start- og landingsdroner. Men med quadcopter-producenter, der står over for behovet for flere nyttelast, ser det uundgåeligt ud, at de vil være mere tilbøjelige til at forbedre designs ved at skifte til seks-rotor-designs frem for at udvikle større quadcopters.

Konfigurationen med otte rotorer og otte motorer (med 4 eller 8 rotationsakser) tager konceptet et skridt videre og tilbyder en nyttig grad af redundans. Den fuldbemandede bemandede modstykke i 1965 var Dassault Mirage IIIV med otte liftmotorer - det eneste lodrette startfly -kampfly, der var i stand til at overleve et motornedbrud, mens det svævede.

Billede
Billede

Selvom den er designet til civil brug, kan Parrot AR Drone finde militære applikationer i drone operatørs uddannelse. Billedet viser enheden uden beskyttelseskappe til udendørs brug.

Billede
Billede
Billede
Billede

Asio lodret start- og landingsdrone fra Selex Galileo, med sin egen vægt på 6,5 kg, i en ringformet kåbe komplet med et jordkontrolsystem og vejer mindre end 20 kg med sin rygsæk. Stabiliseret sensormodul kan monteres oven på eller under rotoren

Europa

Da Amerika og Israel har dannet en slags duopol på markedet for store UAV'er, har Europa gode grunde til at udvikle små modeller til den enkelte soldat.

I 2005 lancerede European Defense Agency et Mavdem -program (Miniature Air Vehicle Demonstration) på 4 millioner euro, der har til formål at danne en base for en rygsækdrone med et vingefang på mindre end 50 cm, en flyvetid på 30 minutter og en krydshastighed på 20 m / s. …

Et stort antal mulige konfigurationer blev overvejet, og i 2007 blev der tildelt en kontrakt for en quadcopter foreslået af et multinationalt konsortium, herunder Frankrigs Onera (med Alcore Technologies som underleverandør), Italiens Oto Melara, Spaniens Sener og Norges Tellmie. Der blev bygget tre køretøjer, som bestod indledende flyvetests i Spanien i første halvår af 2008, efterfulgt af sidste test i Norge et par måneder senere.

Interessant nok var den anden konkurrent til Mavdem en konventionel helikopterkonfiguration med et lavt trækskrog og en sensorenhed mellem to koaksiale propeller.

Der er blevet afholdt flere mikrodronkonkurrencer rettet mod verdens førende akademiske centre. Et af disse ekspertisecentre er det franske nationale civile luftfartscenter Enac (Ecole Nationale de l'Aviation Civile), der har fremragende resultater i denne form for konkurrence. Blandt resultaterne af Enac Center: at vinde konkurrencen om den europæiske mikrodron Emav (European Micro Aerial Vehicle) i Braunschweig i 2004, den franske udfordring DGA (Delegation Generale pour l'Armement) i 2009 og Imav (International Micro Air Vehicle) konkurrence i Braunschweig i 2010 år.

En af nøglerne til Enacs succes har været Paparazzi elektronisk flyvekontrolsystem. Systemet er blevet anvendt på en række fastvingede droner eller roterende vingefly, herunder Thales 'Spy'Arrow. Til Imav 2010 blev Enac -systemet brugt i en Blender quadcopter med et 32 cm vingespænd og 330 g vægt.

På Eurosatory 2010 afslørede Sagem en ny bykamp quadcopter kaldet Dragonfly, baseret på NovademNX110m.

På Eurosatory 2014 afslørede Thales sin nye VTOL UAV kaldet Infotron IT180.

Det Paris-baserede firma Parrot, der er bedst kendt for sin AR Drone, bragte quadcopters til masserne. AR Drone er prissat til cirka $ 500 og kontrolleres trådløst via Wi-Fi fra Apple iPhone eller iPod Touch håndholdte enheder og streamer video fra sine kameraer til skærme.

Parrot AR Drone vejer 400 gram med sit (til indendørs brug) beskyttende kabinet, der danner en firkant med en side på 52 cm. Den kører på et Linux-baseret operativsystem, har en 486 MHz processor, indbygget kontrol, en ultralyds højdemåler, et tre-akset accelerometer, et to-akset pitchhoroskop / rulle og et seks-akset kurshoroskop. Den drives af tre 11, 1 Volt og 1000 mAh litiumpolymerbatterier. Fire 15 watt motorer fremskynder propellerne til 3500 omdr./min. Flyvetiden er 15 minutter, den maksimale hastighed er 18 km / t, mens UAV ikke kan flyve med stærk luftbevægelse (vind).

Billede
Billede
Billede
Billede

Genopladning af batterier uden menneskelig indgriben kan gøre rundrejsecykling lettere. Ibis UAV fra Oto Melara opkræves af Praetor jordrobot fra det samme selskab

Billede
Billede

I august 2013 viste Israel Aerospace Industries sin 4 kg Ghost minidron med tandempropeller. Eksternt ligner miniaturen Chinook har Ghost en flyvetid på 30 minutter og en topfart på 65 km / t.

Billede
Billede

En af de mest spændende droneudviklinger er Aerovironments Hummingbird nanodron, finansieret af Darpa; vejer kun 19 gram med et videokamera

En af de førende i Tyskland på dette område er Ascending Technologies (Asctec). En drone fra Asctec blev brugt som en platform af Enac i 2009 DGA Challenge, Asctec Pelican droner blev brugt i det amerikanske Army Mast -program, og Asctec Hummingbird bruges på ETH (Federal Technical Academy) i Zürich. Asctec tilskriver sin succes stabiliteten fra den høje opdateringshastighed (1000 Hz) på sin inertialmåleenhed og de applikationsoptimerede elektroniske komponenter udviklet af Asctec selv.

Øverst på Asctecs quadcopter lineup er 5195 Euro Pelican, der måler 50 x 50 cm, vejer 750 gram, med et 11, 1 volt og 6000 mAh litiumpolymerbatteri, der giver flyvetider på 15 til 25 minutter. Den GPS-kontrollerede Asctec Falcon 8, der er specialiseret i fotografering, har en værdi af 10.499 euro og har otte rotorer arrangeret i en V-form omkring kameraet, som gør det muligt at flyve i den modsatte retning ved at ændre stigningsvinklen uden at dreje. Falcon 8 kan fungere i vind op til 10 m / s.

Andre tyske modeller inkluderer Diehl BGT Defence's 900 gram Sensocopter og Airrobots AR100-Band og Microdrone md4-serien, hvoraf den tungeste vejer 5,55 kg, md4-1000. Rheinmetall Kolibri 60, der vejer 1,6 kg, er designet specielt til det potentielle militære marked. EMT Penzberg Fancopter, der vejer 1,5 kg, er usædvanligt, fordi den har to koaksiale propeller.

Italien har bevaret den traditionelle helikopterordning i Ibis UAV fra Oto Melara, der vejer 14 kg. Det kan genoplade sit batteri, når det går ombord i samme virksomhed, Praetor UGV (automatisk jordkøretøj). De 6,5 kg Asio og 2 kg Spyball fra Selex Galileo er praktisk talt unikke, fordi de er elektrisk drevne lodrette startbiler i en ringkåbe.

Den polske 2,0 kg Tarkus fra WB Electronics udvikles til specialoperationer i byområder. På Idef 2011-udstillingen viste det tyrkiske firma Atlantis UVS sin Aero Seeker AES-405 quadrocopter. Det rapporteres, at den 12 kg store Malazgirt mini-helikopter fra Baykar-Makina allerede er i drift.

Billede
Billede

I august 2011 annoncerede Insitu sin 1, 1 kg Inceptor -drone på Air Law Enforcement Conference i New Orleans. Det koster omkring 50.000 dollar, hvilket er det samme som en almindelig patrulje politibil.

Billede
Billede
Billede
Billede

For første gang på den internationale arena på AUVSI 2011-konferencen i Washington debuterede den kinesiske 1,5 kg-drone Shenzhen fra AEE Technology F50, som har en flyvetid på 30 minutter og en maksimal hastighed på 100 km / t

Billede
Billede
Billede
Billede

På billedet her er resultatet af fire års forskning under programmet Darpa's Stealthy Continuous Surveillance (SP2S). UAV Shrike fra Aerovironment, der vejer 2, 27 kg, kan svæve i 40 minutter eller skyde flere timers video

USA

Under Darpa -kontrolprogrammet Nav (Nano Air Vehicle) har Aerovironment udviklet miniaturedroner, der kan svæve og flyve ved hjælp af vingeklapper til lift, fremdrift og flyvekontrol. Den virkelig bemærkelsesværdige Aerovironment Hummingbird vejer kun 19 gram med videokamera og sender / modtager.

US Army Lab leder Mast (Micro Autonomous Systems and Technology) -konsortiet til at udvikle platforme og avionik til UAV'er, der kan lande og overvåge, installere sensorer på jorden og søge i bygninger og huler efter mennesker og eksplosive enheder.

Boeings Insitu viste for nylig frem 1,1 kg Inceptor, som er en traditionel helikopter med en flyvetid på 20 minutter og en topfart på 55 km / t.

Måske den mest berømte quadcopter i Amerika er den 17 kg spejder fra Datron / Aeryon Labs, der konkurrerede i den maritime del af Empire Challenge 2011 i North Carolina. I øjeblikket har dette avancerede design let udskiftelige snap-on-komponenter og sammensatte propelblade, og for nylig har denne drone lavet alle overskrifterne (se første foto). Spejder blev også brugt af libyske oprørere i deres kamp mod Gaddafi -regimet.

Tialinx har specialiseret sig i udviklingen af multi-rotor-droner med ultrabredbånds miniatureradarer, dets produkter omfatter seks-rotor Phoenix40-A og otte-rotor (fire aksler) Phoenix50-H, der begge vejer mindre end 4,5 kg.

I juli 2011 annoncerede American Advanced Research Projects Agency IARPA en konference med ansøgere til programmet Great Horned Owl (GHO). Målet med dette program er at udvikle stille droner med længere flyvetider end mindre systemer med batteripakker.

Resten af verden

Små lodrette startdroner er udviklet i en lang række lande: Brasilien har en 1,5 kg Gyrofly Gyro 500, Canada har Draganfly Innovations Draganflyer-serien, Kina har Dragonfly fra China Electronic Trading, Israel 4,0 kg Ghost 44 fra IAI, Rusland 1, En 5 kg seks-rotor Zala Aero 421-21, og Taiwan har en 1,45 kg seks-rotor Gang Yu AI Rider. Teknologisk forskningsinstitut i det japanske forsvarsministerium arbejder på en "flyvende bold" (rotorer i et hus).

Israelerne har haft størst succes med at oprette militære UAV'er af forskellige typer, fra overvågningsdroner til angrebsdroner. Israelske angrebsdroneprogrammer har tilstrækkelig statslig og økonomisk støtte. Simon Ostrovski, reporter for den internationale internetportal VICE.com, besøgte en israelsk flybase, hvor de seneste lokalt udviklede UAV'er testes …

Måske værd at være opmærksom på fra hele sortimentet af droner i "resten af verden" er den canadiske Draganflyer -serie, hvoraf 8000 enheder er blevet solgt på verdensplan. Efter at fire-rotoren X4 vejer 980 gram og seks-rotoren (på tre aksler) X6, der vejer 1,5 kg, er toppen af modelområdet 2,7 kg Draganflyer X8, der har en bæreevne på et kilo, den har en batteri på 14,8 volt og 5200 mAh, drevet af otte motorer, otte rotorer (på 4 akser).

En drone, der stille og roligt kan svæve og stirre ud af Oval Office -vinduet i en time, og som overvåges uden for synsfeltet, er stadig et spørgsmål om fremtiden. Men i sidste ende kan enhver have en drone, der løber lodret, overvåger dens højde med en simpel barometrisk højdemåler og bærer kameraet langs en flerpunktsrute bestemt af GPS. Sådanne UAV'er tilbydes ikke kun i almindelige butikker, men allerede på Internettet til ganske rimelige priser. Tjek bare dit lands flyveregler for flymodeller!

Anbefalede: