Utvikling innen små droner med vertikal start

Innholdsfortegnelse:

Utvikling innen små droner med vertikal start
Utvikling innen små droner med vertikal start

Video: Utvikling innen små droner med vertikal start

Video: Utvikling innen små droner med vertikal start
Video: 5 боевых кораблей-монстров, покоривших океаны 2024, April
Anonim
Bilde
Bilde

Scout av Datron / Aeryon Labs ble kjent for å ha blitt brukt av libyske opprørere for 24/7 overvåking

Napoleon sa at hver soldat bærer en marskalkstokk i ryggsekken. I nær fremtid kan minst én soldat i hver peloton godt bære et lite fly i sekken som kan ta av og lande vertikalt og gi et bilde bak en bakke i nærheten og enda mer, mange flere

Darpa Advanced Research and Development (ADR), kjent for sine teknologiske fremskritt, søker "masseutsetting" for å bringe den smugende rekognoseringsdronen til et bredt spekter av "lokalsamfunn utenfor den tradisjonelle DOD -anskaffelsesprosessen."

Tilbake i mai 2011 kunngjorde Darpa, som jobbet med Navy's Atlantic (SSC-Atlantic) Space and Naval Systems Center, et konkurranseprogram for UAVForge ubemannede luftfartøy. Oppgaven var å lage "en intuitiv, ryggsekkbærende UAV (Unmanned Aerial Vehicle), som stille kunne fly inn og ut av kritisk rom med det formål å gjennomføre konstant overvåking i opptil tre timer."

ARPA har vært vertskap for et åpent UAVForge -arrangement i omtrent et år. Hovedideen: å bygge en praktisk demonstrator av en mini-UAV, egnet for transport av én person og i stand til mer eller mindre autonomt å utføre enkle oppgaver. Nøkkelfunksjonen er bruk av fasjonable "crowdsourcing", når en stor gruppe mennesker som har uttrykt et ønske om å delta i prosjektet, er direkte involvert i evaluering av ideer og utforming av utviklingsretninger ved hjelp av Internett.

Sommeren 2012 inkluderte den siste testen et fly på vei til et gitt område utenfor operatørens siktlinje, filming (med kringkasting) fra et gitt punkt og retur tilbake. En mer detaljert beskrivelse er tilgjengelig på nettstedet. Resultatet er som følger: ingen av de deltakende lagene klarte å oppfylle kravene til den siste testen, ingen vant hovedpremien, selv om alle de ledende lagene gjorde flere forsøk.

Hvor mange skruer (rotorer)?

En enkelt rotor (eller to koaksialrotorer) har den ulempen at høydekontroll (og dermed fremoverhastighet) krever en syklisk endring i stigning eller nedoverbøyning av luftstrømmen. Motsatt er et firerotorarrangement lett å kontrollere ved å variere effekten som leveres til motorene; propellene foran og bak svinger for å kontrollere stigningen, og venstre og høyre propell for å kontrollere rullen.

Kjevekontrollen (avvik fra kjøreretningen) for de fire propellene er noe mer komplisert. Hvis for eksempel to stigningspropeller snur med klokken og to hælpropeller roterer mot klokken, kan du skape et yaw -øyeblikk ved å bruke mer kraft til pitch -paret og mindre kraft til krengingsparet, eller omvendt. For å oppnå langsgående stabilitet kan en haleenhet legges til.

Bilde
Bilde
Bilde
Bilde

Dragonfly -dronen for urbane forhold produsert av det franske selskapet Sagem er basert på Novadem NX110m; ble først vist på Eurosatory 2010. I motsetning til de fleste quadcopters har den sensorer inne i kroppen

Utvikling innen små droner med vertikal start
Utvikling innen små droner med vertikal start
Bilde
Bilde

AR100-B fra den tyske Airrobot har en maksimal startvekt på 900 gram og en diameter på 102 cm. Flytiden er mer enn 25 minutter, enheten kan operere med vindhastigheter på opptil 25 km / t

Bilde
Bilde

2 kg Tarkus fra WB Electronics er designet for å støtte spesialstyrker i urbane operasjoner, inkludert bruk i bygninger. Utviklingen ble finansiert av det polske forsvarsdepartementet

I de tidlige dagene med bemannede vertikale start- og landingsfartøyer (50-60-årene), var det påstander om at heisen kunne økes betydelig ved å bruke "klokkeformede" flenser rundt luftinntakene, den trukne luftstrømmen skaper sug på disse buede overflater. Feltprøver i full skala har imidlertid vist en mindre økning i løft sammenlignet med laboratorietester.

Imidlertid økes propellenes løft fra de omkringliggende fairings, noe som også kan redusere støy og gi beskyttelse for propellene (og at de vil treffe) i tilfelle en påvirkning. De kan beskytte luftfart og luftfart fra været. På den annen side legger fairings til bulk, svekker bærbarheten og gjør avionikk vanskeligere tilgjengelig.

Quadrocopter (fire-rotor vertikal startbil) er nøytral eller ustabil under pitch and roll, derfor krever det en treghetsmåleenhet med akselerometre og gyroskoper for å måle rettlinjet og vinkelbevegelse og gi retnings- og posisjonsindikasjoner i luften. Satellittsignaler (vanligvis GPS) gir mer nøyaktig navigasjon over lang tid.

Annet luftfartsutstyr inkluderer vanligvis en høydemåler og en kommunikasjonskanal for mottak av navigasjons- og målretningskommandoer og overføring av bilder.

Quadrocopters dominerer kategorien små vertikale start- og landingsdroner. Med quadcopter-produsenter som står overfor behovet for flere nyttelaster, virker det imidlertid uunngåelig at de vil ha større sannsynlighet for å forbedre design ved å bytte til seks-rotor-design i stedet for å utvikle større quadcopters.

Konfigurasjonen med åtte rotorer, åtte motorer (med 4 eller 8 rotasjonsakser) tar konseptet et skritt videre og gir en nyttig grad av redundans. Den fullbemannede motparten i 1965 var Dassault Mirage IIIV med åtte heismotorer - det eneste vertikale kampflyet som kunne overleve et motorbrudd mens du svevde.

Bilde
Bilde

Selv om den er designet for sivil bruk, kan Parrot AR Drone finne militære applikasjoner i droneoperatøropplæring. Bildet viser enheten uten et beskyttelsesdeksel for utendørs bruk.

Bilde
Bilde
Bilde
Bilde

Asio vertikale start- og landingsdrone fra Selex Galileo, med sin egen vekt på 6,5 kg, i en ringformet fairing komplett med et bakkekontrollsystem og veier mindre enn 20 kg med ryggsekken. Stabilisert sensormodul kan monteres på toppen eller under rotoren

Europa

Siden Amerika og Israel har dannet et slags duopol i markedet for store UAV, har Europa gode grunner til å utvikle små modeller for den enkelte soldat.

I 2005 lanserte European Defense Agency et Mavdem -program (Miniature Air Vehicle Demonstration) på 4 millioner euro, som tar sikte på å danne en base for en ryggsekkdron med et vingespenn på mindre enn 50 cm, en flyvetid på 30 minutter og en marsjfart på 20 m / s. …

Et stort antall mulige konfigurasjoner ble vurdert, og i 2007 ble det tildelt kontrakt for et quadcopter foreslått av et multinasjonalt konsortium inkludert Frankrikes Onera (med Alcore Technologies som underleverandør), Italias Oto Melara, Spanias sener og Norges Tellmie. Tre kjøretøyer ble bygget, som besto foreløpige flytester i Spania i første halvdel av 2008, etterfulgt av avsluttende tester i Norge noen måneder senere.

Interessant nok var den andre utfordreren for Mavdem en konvensjonell helikopterkonfigurasjon med lavt flykropp og en sensorenhet mellom to koaksiale propeller.

Det har blitt avholdt flere mikrodronkonkurranser rettet mot verdens ledende akademiske sentre. Et av disse ekspertisentrene er det franske nasjonale sivile luftfartssenteret Enac (Ecole Nationale de l'Aviation Civile), som har fremragende resultater i denne typen konkurranser. Blant prestasjonene til Enac Center: å vinne konkurransen om den europeiske mikrodronen Emav (European Micro Aerial Vehicle) i Braunschweig i 2004, French Challenge DGA (Delegation Generale pour l'Armement) i 2009 og Imav (International Micro Air Vehicle) konkurranse i Braunschweig i 2010 år.

En av nøklene til Enacs suksess har vært Paparazzi elektronisk flykontrollsystem. Systemet har blitt brukt på en rekke fastvingede droner eller roterende vingefly, inkludert Thales 'Spy'Arrow. For Imav 2010 ble Enac -systemet brukt i et Blender quadcopter med et 32 cm vingespenn og 330 g vekt.

På Eurosatory 2010 avduket Sagem et nytt bykamp -quadcopter kalt Dragonfly, basert på NovademNX110m.

På Eurosatory 2014 avduket Thales sin nye VTOL UAV kalt Infotron IT180.

Det Paris-baserte selskapet Parrot, best kjent for sin AR Drone, brakte quadcopters til massene. AR Drone er omtrent $ 500, og kontrolleres trådløst via Wi-Fi fra Apple iPhone eller iPod Touch håndholdte enheter og strømmer video fra kameraene til skjermer.

Parrot AR Drone veier 400 gram med sitt (for innendørs bruk) beskyttelsesdeksel, som danner en firkant med en side på 52 cm. Den kjører på et Linux-basert operativsystem, har en 486 MHz prosessor, innebygd kontroll, og ultralyd høydemåler, et tre-akset akselerometer, et to-akset horoskop / rull og et seks-akset horoskop. Den drives av tre 11, 1 Volt og 1000 mAh litiumpolymerbatterier. Fire 15-watts motorer akselererer propellene til 3500 o / min. Flytiden er 15 minutter, maksimal hastighet er 18 km / t, mens UAV ikke kan fly med sterk luftbevegelse (vind).

Bilde
Bilde
Bilde
Bilde

Å lade batteriene uten menneskelig inngrep kan gjøre rundturer enklere. Ibis UAV fra Oto Melara er belastet av Praetor bakkerobot fra det samme selskapet

Bilde
Bilde

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

Bilde
Bilde

En av de mest spennende droneutviklingene er Aerovironments Hummingbird nanodron, finansiert av Darpa; veier bare 19 gram med et videokamera

En av lederne i Tyskland på dette området er Ascending Technologies (Asctec). En drone fra Asctec ble brukt som plattform av Enac i DGA Challenge 2009, Asctec Pelican -droner brukes i US Army Mast -programmet og Asctec Hummingbird brukes på ETH (Federal Technical Academy) i Zürich. Asctec tilskriver sin suksess stabiliteten fra den høye oppdateringshastigheten (1000 Hz) til sin treghetsmåleenhet og de applikasjonsoptimaliserte elektroniske komponentene utviklet av Asctec selv.

På toppen av Asctecs quadcopter -serie er 5195 Euro Pelican, som måler 50 x 50 cm, veier 750 gram, med et 11, 1 volt og 6000 mAh litiumpolymerbatteri som gir flytider på 15 til 25 minutter. Den GPS-kontrollerte Asctec Falcon 8, til en verdi av 10.499 euro, er spesialisert på fotografering og har åtte rotorer arrangert i en V-form rundt kameraet, som gjør at den kan fly i motsatt retning ved å endre stigningsvinkelen uten å snu. Falcon 8 kan operere i vind opptil 10 m / s.

Andre tyske modeller inkluderer Diehl BGT Defensens 900 gram Sensocopter og Airrobots AR100-Band og Microdrone md4-serien, hvorav den tyngste veier 5,55 kg, md4-1000. Rheinmetall Kolibri 60 som veier 1,6 kg er designet spesielt for det potensielle militære markedet. EMT Penzberg Fancopter som veier 1,5 kg er uvanlig ved at den har to koaksiale propeller.

Italia har beholdt den tradisjonelle helikopterordningen i Ibis UAV fra Oto Melara som veier 14 kg. Den kan lade batteriet når du går ombord i Praetor UGV (automatisk bakkekjøretøy) fra samme selskap. 6,5 kg Asio og 2 kg Spyball fra Selex Galileo er praktisk talt unike ved at de er elektrisk drevne vertikale startbiler i ringkåpe.

Den polske 2,0 kg Tarkus fra WB Electronics utvikles for spesialoperasjoner i byområder. På utstillingen Idef 2011 viste det tyrkiske selskapet Atlantis UVS sitt Aero Seeker AES-405 quadrocopter. Det rapporteres at 12 kg Malazgirt minihelikopter fra Baykar-Makina allerede er i drift.

Bilde
Bilde

I august 2011 kunngjorde Insitu sin 1, 1 kg Inceptor -drone på Air Law Enforcement Conference i New Orleans. Det koster omtrent 50 000 dollar, som er det samme som en vanlig patruljepolitibil.

Bilde
Bilde
Bilde
Bilde

For første gang på den internasjonale arenaen på AUVSI 2011-konferansen i Washington debuterte den kinesiske 1,5 kg lange dronen Shenzhen fra AEE Technology F50, som har en flyvetid på 30 minutter og en maksimal hastighet på 100 km / t.

Bilde
Bilde
Bilde
Bilde

Her er resultatet av fire års forskning under programmet Darpa's Stealthy Continuous Surveillance (SP2S). UAV Shrike fra Aerovironment som veier 2, 27 kg kan sveve i 40 minutter eller skyte flere timer med video

USA

Under Darpa -kontrollprogrammet Nav (Nano Air Vehicle) har Aerovironment utviklet miniatyrdroner som kan sveve og fly ved hjelp av vingeklaffer for heis, fremdrift og flykontroll. Den virkelig bemerkelsesverdige Aerovironment Hummingbird veier bare 19 gram med videokamera og sender / mottaker.

US Army Lab leder Mast (Micro Autonomous Systems and Technology) -konsortiet for å utvikle plattformer og avionikk for UAV -er som kan lande og overvåke, installere sensorer på bakken og søke i bygninger og huler etter mennesker og eksplosive enheter.

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

Den kanskje mest berømte quadcopter i Amerika er 17 kg speideren fra Datron / Aeryon Labs, som konkurrerte i den maritime delen av Empire Challenge 2011 i North Carolina. For øyeblikket har denne avanserte designen lett utskiftbare snap-on-komponenter og sammensatte propellblader, og nylig har denne dronen kommet alle overskriftene (se første bilde). Speider ble også brukt av libyske opprørere i kampen mot Gaddafi -regimet.

Tialinx spesialiserer seg på utvikling av multi-rotor droner med ultrabredbånds miniatyrradarer, produktene inkluderer seks-rotoren Phoenix40-A og åtte-rotoren (fire aksler) Phoenix50-H, begge veier mindre enn 4,5 kg.

I juli 2011 kunngjorde American Advanced Research Projects Agency IARPA en konferanse med søkere til programmet Great Horned Owl (GHO). Målet med dette programmet er å utvikle stille droner med lengre flytider enn mindre systemer med batteripakker.

Resten av verden

Små vertikale startdroner er utviklet i en rekke land: Brasil 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, Russland 1, En 5 kg seks-rotor Zala Aero 421-21, og Taiwan har en 1,45 kg seks-rotor Gang Yu AI Rider. Teknologisk forskningsinstitutt i det japanske forsvarsdepartementet jobber med en "flygende ball" (rotorer i et hus).

Israelerne har vært mest suksessrike med å lage militære UAVer av forskjellige typer, fra overvåkingsdroner til angrepsdroner. Israelske angrepsdroneprogrammer har tilstrekkelig statlig og økonomisk støtte. Simon Ostrovski, en reporter for den internasjonale internettportalen VICE.com, besøkte en israelsk flybase, der de siste lokalt utviklede UAV -ene testes …

Kanskje verdig oppmerksomhet fra hele utvalget av droner fra "resten av verden" er den kanadiske Draganflyer -serien, hvorav 8000 enheter er solgt over hele verden. Etter at fire-rotoren X4 veier 980 gram og seks-rotoren (på tre aksler) X6 som veier 1,5 kg, er toppen av modellserien 2,7 kg Draganflyer X8, som har en bæreevne på ett kilo, har den en batteri på 14,8 volt og 5200 mAh, drevet av åtte motorer, åtte rotorer (på 4 akser).

En drone som stille kan sveve og stirre ut av Oval Office -vinduet i en time, og som overvåkes utenfor synsfeltet, er fortsatt et spørsmål om fremtiden. Men til slutt kan hvem som helst ha en drone som tar av vertikalt, overvåker høyden med en enkel barometrisk høydemåler og bærer kameraet langs en flerpunktsrute bestemt av GPS. Slike UAVer tilbys ikke bare i vanlige butikker, men allerede på Internett til ganske rimelige priser. Bare sjekk landets flygeregler for flymodeller!

Anbefalt: