Kehitys pienikokoisten droonien alalla, joissa on pystysuora lentoonlähtö

Sisällysluettelo:

Kehitys pienikokoisten droonien alalla, joissa on pystysuora lentoonlähtö
Kehitys pienikokoisten droonien alalla, joissa on pystysuora lentoonlähtö

Video: Kehitys pienikokoisten droonien alalla, joissa on pystysuora lentoonlähtö

Video: Kehitys pienikokoisten droonien alalla, joissa on pystysuora lentoonlähtö
Video: Kiusallinen piilokamera fyssarin vastaanotolla | Paasosen polttaritoimisto 2024, Huhtikuu
Anonim
Kuva
Kuva

Scat by Datron / Aeryon Labs sai tunnetuksi siitä, että Libyan kapinalliset käyttivät sitä 24/7

Napoleon sanoi, että jokainen sotilas kantaa reppussaan marsalkkaa. Lähitulevaisuudessa ainakin yksi sotilas kustakin ryhmästä voi kantaa reppussaan pientä lentokonetta, joka voi nousta ja laskeutua pystysuoraan ja antaa kuvan läheisen kukkulan takaa ja vielä enemmän, paljon muuta

Teknologisesta kehityksestään tunnettu Darpa Advanced Research and Development (ADR) soveltaa "massan ulkoistamista" tuodakseen salaisen tiedustelulennokin monille "yhteisöille perinteisen DOD -hankintaprosessin ulkopuolella".

Toukokuussa 2011 Darpa, joka työskenteli laivaston Atlantin (SSC-Atlantic) avaruus- ja merivoimakeskuksen kanssa, ilmoitti kilpailuohjelmasta miehittämättömälle UAVForge-lentokoneelle. Tehtävänä oli luoda "intuitiivinen, reppua kuljettava UAV (miehittämätön ilma-ajoneuvo), joka voisi hiljaa lentää kriittiseen tilaan ja ulos siitä, jotta voidaan valvoa jatkuvasti jopa kolme tuntia".

ARPA on järjestänyt avoimen UAVForge -tapahtuman noin vuoden ajan. Pääidea: rakentaa käytännöllinen mini-UAV-demonstraattori, joka soveltuu yhden henkilön kuljettamiseen ja joka kykenee suorittamaan enemmän tai vähemmän itsenäisesti yksinkertaisia tehtäviä. Keskeinen piirre on muodikkaan”joukkorahoituksen” käyttö, kun suuri joukko ihmisiä, jotka ovat ilmaisseet halunsa osallistua hankkeeseen, osallistuvat suoraan ideoiden arviointiin ja kehityssuuntien muotoiluun Internetin avulla.

Kesällä 2012 viimeinen testi sisälsi lennon matkalla tietylle alueelle käyttäjän näköyhteyden ulkopuolella, kuvaamisen (lähetyksen kanssa) tietystä kohdasta ja paluun takaisin. Tarkempi kuvaus löytyy verkkosivustolta. Tulos on seuraava: yksikään osallistuvista joukkueista ei onnistunut täyttämään lopullisen testin vaatimuksia, kukaan ei voittanut pääpalkintoa, vaikka kaikki johtavat joukkueet tekivät useita yrityksiä.

Kuinka monta ruuvia (roottoria)?

Yksittäisellä roottorilla (tai kahdella koaksiaaliroottorilla) on se haitta, että korkeuden säätö (ja siten eteenpäin suuntautuva nopeus) vaatii jaksottaista muutosta nousussa tai ilmavirran taipumista alaspäin. Sitä vastoin neliroottorista järjestelyä on helppo ohjata vaihtelemalla moottoreille syötettyä tehoa; etu- ja takapotkurit kääntyvät säätämään nousua ja vasen ja oikea potkuri ohjaamaan rullaa.

Neljän potkurin kääntöohjaus (poikkeama ajosuunnasta) on hieman monimutkaisempi. Jos esimerkiksi kaksi nousupotkuria kääntyvät myötäpäivään ja kaksi kantapotkuria vastapäivään, kääntömomentti voidaan luoda soveltamalla enemmän voimaa nousupariin ja vähemmän voimaa kallistuvaan pariin tai päinvastoin. Pitkittäisen vakauden saavuttamiseksi voidaan lisätä häntäyksikkö.

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Ranskalaisen Sagemin tuottama Dragonfly -drone kaupunkiolosuhteisiin perustuu Novadem NX110m: ään; esiteltiin ensimmäisen kerran Eurosatory 2010. Toisin kuin useimmat nelikopterit, siinä on anturit kehon sisällä

Kehitys pienikokoisten droonien alalla, joissa on pystysuora lentoonlähtö
Kehitys pienikokoisten droonien alalla, joissa on pystysuora lentoonlähtö
Kuva
Kuva

Saksalaisen Airrobotin AR100-B: n suurin lentoonlähtöpaino on 900 grammaa ja halkaisija 102 cm. Lennon kesto on yli 25 minuuttia, laite voi toimia jopa 25 km / h tuulen nopeudella

Kuva
Kuva

WB Electronicsin 2 kg: n Tarkus on suunniteltu tukemaan erikoisjoukkoja kaupunkitoiminnoissa, mukaan lukien sen käyttö rakennusten sisällä. Kehitystä rahoitti Puolan puolustusministeriö

Miehitettyjen pystysuuntaisten lentoonlähtö- ja laskualusten alkuaikoina (50–60-vuotiaat) väitettiin, että nostoa voitaisiin lisätä merkittävästi käyttämällä”kellonmuotoisia” laipoja ilmanottoaukkojen ympärillä. kaarevat pinnat. Täyden mittakaavan kenttäkokeet ovat kuitenkin osoittaneet pienemmän nostovoiman kasvun verrattuna laboratoriokokeisiin.

Potkurien nosto lisääntyy kuitenkin ympäröivistä suojuksista, mikä voi myös vähentää melua ja suojata potkureita (ja niitä, jotka osuvat) törmäyksen sattuessa. Ne voivat suojata ilmailutekniikkaa ja ilmailutekniikkaa säältä. Toisaalta päällysteet lisäävät irtotavaraa, heikentävät siirrettävyyttä ja vaikeuttavat avioniikan pääsyä.

Nelikopteri (neliroottorinen pystysuora lentoonlähtöajoneuvo) on neutraali tai epävakaa nousun ja kallistuksen aikana, joten se vaatii kiihtyvyysmittarilla ja gyroskoopilla varustetun inertiaalisen mittausyksikön suoran ja kulmaliikkeen mittaamiseksi sekä suunnan ja sijainnin osoittamiseksi ilmassa. Satelliittisignaalit (yleensä GPS) tarjoavat tarkemman navigoinnin pitkän ajan kuluessa.

Muut ilmailulaitteet sisältävät yleensä korkeusmittarin ja viestintäkanavan navigointi- ja kohdistuskomentojen vastaanottamiseksi ja kuvien lähettämiseksi.

Nelikopterit hallitsevat pieniä pystysuoria lentoonlähtö- ja laskeutumiskohteita. Kuitenkin, kun nelikopterivalmistajat kohtaavat lisää hyötykuormaa, näyttää väistämättömältä, että he todennäköisesti parantavat malleja siirtymällä kuusiroottorisiin malleihin sen sijaan, että kehittävät suurempia nelikoptereita.

Kahdeksan roottorin kahdeksan moottorin kokoonpano (4 tai 8 pyörimisakselia) vie konseptin askeleen pidemmälle ja tarjoaa hyödyllisen redundanssin. Täyden mittakaavan miehitetty vastine vuonna 1965 oli Dassault Mirage IIIV, jossa oli kahdeksan hissimoottoria - ainoa pystysuora lentoonlähtötaistelukone, joka pystyi selviytymään moottorin rikkoutumisesta leijuessaan.

Kuva
Kuva

Vaikka Parrot AR Drone on suunniteltu siviilikäyttöön, se voi löytää sotilaallisia sovelluksia droonikäyttäjien koulutuksessa. Kuvassa laite ilman suojakantta ulkokäyttöön.

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Asio pystysuora lentoonlähtö- ja laskulennokki Selex Galileosta, oma paino 6,5 kg, rengasmaisessa suojuksessa, jossa on maanohjausjärjestelmä ja joka painaa alle 20 kg reppunsa kanssa. Vakautettu anturimoduuli voidaan asentaa roottorin päälle tai alle

Eurooppa

Koska Amerikka ja Israel ovat muodostaneet eräänlaisen duopolin suurten ilma -alusten markkinoilla, Euroopalla on hyvät syyt kehittää pieniä malleja yksittäiselle sotilaalle.

Vuonna 2005 Euroopan puolustusvirasto käynnisti 4 miljoonan euron Mavdem (Miniature Air Vehicle Demonstration) -ohjelman, jonka tarkoituksena on tarjota tukikohta reppulennokille, jonka siipiväli on alle 50 cm, lennon kesto 30 minuuttia ja matkalento 20 m / s ….

Suuri määrä mahdollisia kokoonpanoja otettiin huomioon, ja vuonna 2007 tehtiin sopimus monikansallisen konsortion, mukaan lukien ranskalainen Onera (alihankkijana Alcore Technologies), italialainen Oto Melara, espanjalainen Sener ja norjalainen Tellmie, ehdottamasta nelikopterista. Rakennettiin kolme ajoneuvoa, jotka läpäisivät alustavat lentotestit Espanjassa vuoden 2008 alkupuoliskolla, ja sen jälkeen lopulliset testit Norjassa muutamaa kuukautta myöhemmin.

Mielenkiintoista on, että toinen kilpailija Mavdemille oli perinteinen helikopterikokoonpano, jossa oli vähävasteinen runko ja anturiyksikkö kahden koaksiaalipotkurin välillä.

Maailman johtaviin akateemisiin keskuksiin on järjestetty useita mikrodronikilpailuja. Yksi näistä osaamiskeskuksista on Ranskan kansallinen siviili -ilmailukeskus Enac (Ecole Nationale de l'Aviation Civile), jolla on erinomaisia tuloksia tällaisessa kilpailussa. Enac -keskuksen saavutuksista: voitti kilpailun eurooppalaisesta mikrodronista Emav (European Micro Aerial Vehicle) Braunschweigissa vuonna 2004, Ranskan Challenge DGA (Delegation Generale pour l'Armement) vuonna 2009 ja Imav (International Micro Air Vehicle) kilpailu Braunschweigissa vuonna 2010.

Yksi Enacin menestyksen avaimista on ollut Paparazzin elektroninen lennonohjausjärjestelmä. Järjestelmää on sovellettu useisiin kiinteän siiven droneihin tai pyöriviin siipikoneisiin, mukaan lukien Thalesin Spy'Arrow. Imav 2010: ssä Enac -järjestelmää käytettiin Blender -nelikopterissa, jonka siipien kärkiväli oli 32 cm ja paino 330 g.

Eurosatory 2010 -tapahtumassa Sagem esitteli uuden kaupunkitaisteluun tarkoitetun nelikopterin nimeltä Dragonfly, joka perustuu NovademNX110m -malleihin.

Eurosatory 2014 -tapahtumassa Thales julkisti uuden VTOL UAV -laitteensa Infotron IT180.

Pariisissa toimiva yritys Parrot, joka tunnetaan parhaiten AR Dronestaan, toi nelikopterit massoille. Noin 500 dollarin hinnalla AR Dronea ohjataan langattomasti Apple iPhone- tai iPod Touch -kämmenlaitteiden Wi-Fi-yhteyden kautta ja suoratoistaa videota kameroistaan näyttöihin.

Parrot AR Drone painaa 400 grammaa (sisäkäyttöön) suojakotelolla, joka muodostaa neliön, jonka sivu on 52 cm. ultraäänikorkeusmittari, kolmiakselinen kiihtyvyysmittari, kaksiakselinen piki-horoskooppi / rulla ja kuuden akselin kurssihoroskooppi. Se saa virtansa kolmesta 11, 1 voltin ja 1000 mAh litiumpolymeeriakusta. Neljä 15 watin moottoria kiihdyttää potkurit 3500 rpm: iin. Lennon kesto on 15 minuuttia, suurin nopeus on 18 km / h, kun taas UAV ei voi lentää voimakkaalla ilmaliikkeellä (tuuli).

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Akkujen lataaminen ilman ihmisen väliintuloa voi helpottaa edestakaista pyöräilyä. Oto Melaran Ibis UAV -laitteesta veloittaa saman yrityksen Praetor -robotti

Kuva
Kuva

Israel Aerospace Industries esitteli elokuussa 2013 4 kg: n Ghost -minidroninsa tandempotkureilla. Ulkoisesti samanlainen kuin miniatyyri Chinook, Ghostin lennon kesto on 30 minuuttia ja huippunopeus 65 km / h.

Kuva
Kuva

Yksi jännittävimmistä drone -kehityksistä on Aerovironmentin Hummingbird -nanodron, jonka rahoittaa Darpa; painaa vain 19 grammaa videokameralla

Yksi Saksan johtajista tällä alalla on Ascending Technologies (Asctec). Enac käytti Asctecin dronea alustana vuoden 2009 DGA Challengessa, Asctec Pelican -droneja käytetään Yhdysvaltain armeijan masto -ohjelmassa ja Asctec Hummingbirdiä käytetään ETH: ssä (Federal Technical Academy) Zürichissä. Asctec laskee menestyksensä vakauteen, jonka sen inertiamittausyksikön korkea virkistystaajuus (1000 Hz) tarjoaa, ja Asctecin itse kehittämiin sovellukseen optimoituihin elektronisiin komponentteihin.

Asctecin nelikopterivalikoiman kärjessä on 5195 Euro Pelican, jonka koko on 50 x 50 cm ja paino 750 grammaa, ja siinä on 11, 1 voltin ja 6000 mAh litiumpolymeeriakku, joka tarjoaa 15 - 25 minuutin lentoajan. Valokuvaukseen erikoistuneessa GPS-ohjatussa Asctec Falcon 8: ssa, jonka arvo on 10 499 euroa, on kahdeksan roottoria, jotka on järjestetty V-muotoon kameran ympärille, jolloin kamera voi lentää vastakkaiseen suuntaan muuttamalla nousukulmaa kääntämättä. Falcon 8 voi toimia jopa 10 m / s tuulessa.

Muita saksalaisia malleja ovat Diehl BGT Defencein 900 gramman Sensocopter ja Airrobotin AR100-kaista sekä Microdrone md4 -sarja, joista raskain painaa 5,55 kg, md4-1000. Rheinmetall Kolibri 60, joka painaa 1,6 kg, on suunniteltu erityisesti mahdollisille sotilasmarkkinoille. EMT Penzberg Fancopter, joka painaa 1,5 kg, on epätavallinen, koska siinä on kaksi koaksiaalista potkuria.

Italia on säilyttänyt Oto Melaran 14 kg painavan Ibis UAV: n perinteisen helikopterijärjestelmän. Se voi ladata akun noustessaan saman yrityksen Praetor UGV: hen (automaattinen maastoajoneuvo). Selex Galileon 6,5 kg: n Asio ja 2 kg: n Spyball ovat käytännöllisesti katsoen ainutlaatuisia siinä mielessä, että ne ovat sähkökäyttöisiä pystysuuntaisia lentoonlähtöautoja renkaan suojuksessa.

WB Electronicsin puolalainen 2,0 kg: n Tarkus on kehitetty erityistoimintaan kaupunkialueilla. Idef 2011 -näyttelyssä turkkilainen Atlantis UVS -yhtiö esitteli Aero Seeker AES-405-nelikopterinsa. On raportoitu, että Baykar-Makinan 12 kg: n Malazgirt-minikopteri on jo käytössä.

Kuva
Kuva

Elokuussa 2011 Insitu ilmoitti 1, 1 kg: n Inceptor -droonistaan Air Law Enforcement -konferenssissa New Orleansissa. Se maksaa noin 50 000 dollaria, mikä on sama kuin tavallinen partioauto.

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Ensimmäistä kertaa kansainvälisellä areenalla Washingtonissa järjestetyssä AUVSI 2011 -konferenssissa esiteltiin AEE Technology F50: n kiinalainen 1,5 kg: n drone Shenzhen, jonka lennon kesto on 30 minuuttia ja suurin nopeus 100 km / h

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Tässä kuvassa on tulos Darpa's Stealthy Continuous Surveillance (SP2S) -ohjelman neljän vuoden tutkimuksesta. Aerovironmentin UAV Shrike, joka painaa 2, 27 kg, pystyy leijumaan 40 minuuttia tai kuvaamaan useita tunteja videota

Yhdysvallat

Darpa -ohjausohjelmassa Nav (Nano Air Vehicle) Aerovironment on kehittänyt pienikokoisia droneja, jotka voivat leijua ja lentää käyttämällä siipiläppejä nostoon, työntövoimaan ja lennonhallintaan. Todella merkittävä Aerovironment Hummingbird painaa vain 19 grammaa videokameran ja lähettimen / vastaanottimen kanssa.

Yhdysvaltain armeijan laboratorio johtaa Mast (Micro Autonomous Systems and Technology) -konsortiota kehittämään alustoja ja ilmailutekniikkaa UAV -laitteille, jotka voisivat laskeutua ja valvoa, asentaa antureita maahan ja etsiä rakennuksista ja luolista ihmisiä ja räjähteitä.

Boeingin Insitu esitteli äskettäin 1,1 kg: n Inceptorin, joka on perinteinen helikopteri, jonka kesto on 20 minuuttia ja huippunopeus 55 km / h.

Ehkä Amerikan tunnetuin nelikopteri on Datron / Aeryon Labsin 17 kg: n partiolainen, joka kilpaili Empire Challenge 2011 -merenkulkuosassa Pohjois -Carolinassa. Tällä hetkellä tässä kehittyneessä suunnittelussa on helposti vaihdettavat napsautettavat komponentit ja komposiittipotkurilavat, ja äskettäin tämä drone on tehnyt kaikki otsikot (katso ensimmäinen kuva). Scoutia käyttivät myös Libyan kapinalliset taistellessaan Gaddafin hallitusta vastaan.

Tialinx on erikoistunut kehittämään moniroottorisia droneja, joissa on erittäin laajakaistaiset pienoistutkat, ja sen tuotteisiin kuuluvat kuuden roottorin Phoenix40-A ja kahdeksan roottorin (neliakselinen) Phoenix50-H, jotka molemmat painavat alle 4,5 kg.

Heinäkuussa 2011 American Advanced Research Projects Agency IARPA julkisti konferenssin Great Horned Owl (GHO) -ohjelman hakijoista. Tämän ohjelman tavoitteena on kehittää hiljaisia droneja, joilla on pidempi lentoaika kuin pienemmillä akkuyksiköillä.

Muu maailma

Pieniä pystysuoria lentoonlähteitä on kehitetty monissa maissa: Brasiliassa on 1,5 kg Gyrofly Gyro 500, Kanadassa on Draganfly Innovations Draganflyer -sarja, Kiinassa on Dragonfly from China Electronic Trading, Israelissa 4,0 kg Ghost 44 IAI: sta, Venäjä 1, 5 kg kuusiroottorinen Zala Aero 421-21 ja Taiwanissa 1,45 kg kuusiroottorinen Gang Yu AI Rider. Japanin puolustusministeriön tekninen tutkimuslaitos työskentelee "lentävän pallon" (roottorit kotelossa) parissa.

Israelilaiset ovat menestyneet menestyksekkäästi luodessaan kaikenlaisia sotilaallisia ilma -aluksia valvontadrooneista hyökkäyskoneisiin. Israelin hyökkäysdrooniohjelmilla on riittävä hallituksen ja taloudellinen tuki. Simon Ostrovski, kansainvälisen Internet -portaalin VICE.com toimittaja, vieraili israelilaisessa lentotukikohdassa, jossa testataan uusimpia paikallisesti kehitettyjä UAV -koneita …

Ehkä huomion arvoinen koko "muun maailman" dronevalikoimasta on kanadalainen Draganflyer -sarja, josta 8000 kappaletta on myyty maailmanlaajuisesti. Neljän roottorin X4, joka painaa 980 grammaa, ja kuusiroottorisen (kolmella akselilla) X6: n, joka painaa 1,5 kg, mallivalikoiman kärjessä on 2,7 kg: n Draganflyer X8, jonka kantavuus on yksi kilogramma. 14,8 voltin ja 5200 mAh: n akku, jota käyttävät kahdeksan moottoria, kahdeksan roottoria (neljällä akselilla).

Drone, joka voi hiljaa leijua ja tuijottaa Ovaalin toimiston ikkunasta tunnin ajan ja jota valvotaan näköyhteyden ulkopuolella, on edelleen tulevaisuuden kysymys. Mutta lopulta kuka tahansa voi saada droonin, joka nousee pystysuoraan, valvoo sen korkeutta yksinkertaisella barometrisella korkeusmittarilla ja kuljettaa kameraa GPS: n määrittämää monipistereittiä pitkin. Tällaisia UAV -laitteita tarjotaan paitsi tavallisissa myymälöissä myös Internetissä melko kohtuulliseen hintaan. Tarkista vain maasi lentomääräykset lentokonemalleista!

Suositeltava: