Американцы создали малый гибридный дрон
Американский стартап Advanced Aircraft Co. и Top FLight Technologies представил малый гибридный летательный аппарат Hercules, который может эксплуатироваться в США в соответствии с правилами Федерального управления гражданской авиации. Как пишет Aviation Week, беспилотник благодаря бензиновым двигателям с генераторами имеет существенно бо́льшую продолжительность полета, чем другие сопоставимые по размерам и массе электрические мультикоптеры.
Сегодня в США действует «Раздел 333» правил летной безопасности. Он запрещает беспилотникам выполнять полеты за пределами прямой видимости оператора, которая определена в 480 метров, и на высоте более 61 метра. В августе прошлого года вступила в силу 107-я часть раздела. Она разрешает операторам при наличии разрешения управлять дронами за пределами прямой видимости (до 32 километров) и на высоте до 122 метров. При это частным лицам разрешается осуществлять полеты дронов массой не более 25 килограммов.
Серийно выпускаемые дроны, попадающие под категорию до 25 килограммов, выполнены электрическими и имеют относительно небольшую продолжительность полета, редко превышающую 30-40 минут. Использование гибридных установок, в которых электромоторы питаются от аккумуляторных батарей и генератора, приводимого двигателем внутреннего сгорания, позволяет существенно продлить продолжительность полета беспилотников. Это потенциально делает аппараты привлекательными для частных компаний, планирующих осуществлять доставку своей продукции дронами.
Беспилотный аппарат стартапа Advanced Aircraft Co. выполнен по самолетной схеме «утка» с поворотными крылом и передним горизонтальным оперением, на которых установлены шесть электромоторов с воздушными винтами. Беспилотник способен на вертикальные взлет и посадку. Он имеет массу 16,3 килограмма. Аппарат оснащен бензиновым поршневым двигателем, приводящим генератор и двумя топливными баками, вмещающими 2,8 килограмма топлива. Аппарат способен перевозить грузы массой до 3,2 килограмма и находиться в воздухе до 3,5 часа.
Новый беспилотник не придется сертифицировать для осуществления его полетов. В настоящее время Advanced Aircraft Co. завершает летные испытания дрона, а с декабря текущего года планирует начать его продажи. По какой цене планируется продавать Hercules, пока неизвестно.
Ранее исследователи из Университета Мэриленда представили проект беспилотного вертолета, способного летать в режиме висения 33 часа. Разработка аппарата велась в рамках конкурса американской компании Sikorsky на создание долго летающих аппаратов вертолетного типа. Новый беспилотный вертолет получил название Elysium. Масса аппарата, согласно проекту, составляет 822 килограмма. Беспилотник планируется оснастить гибридной установкой, в которой за привод генератора отвечает бензиновый двигатель мощностью 125 лошадиных сил.
Аппарат спроектирован по поперечной схеме — он оснащен крылом, на законцовках которого размещены электромоторы с несущими воздушными винтами, вращающимися в противоположные стороны. Винты приводятся через планетарные редукторы. Электромоторы в полете питаются напрямую от генератора. Elysium будет оснащен никель-кадмиевой аккумуляторной батареей, емкости которой хватит на обеспечение пятиминутного полета. Батарея будет использоваться в случае аварийной посадки. По расчетам разработчиков, новый беспилотник сможет находиться в воздухе в режиме висения не менее 33 часов.
Василий Сычёв
Его скорость по вертикальным поверхностям достигает шести сантиметров в секунду
Инженеры разработали прототип гибридного орнитоптера, который может садиться и ездить по вертикальным поверхностям. Помимо четырех машущих крыльев он имеет два воздушных винта и гусеничный привод с клейкими лентами, который используется для движения по стенам. Статья с описанием разработки опубликована в журнале Research. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Свобода передвижения, доступная летающим насекомым, давно вдохновляет инженеров, разрабатывающих беспилотники. К примеру способность мух быстро переходить от маневренного полета к передвижению по вертикальной поверхности пытались реализовать создатели дрона SCAMP. Они оснастили квадрокоптер двумя ножками с металлическими коготками, с помощью которых дрон может передвигаться по стенам, цепляясь за мелкие неровности. В случае срыва, дрон быстро включает роторы, чтобы предотвратить крушение. Существуют и другие прототипы мультироторных дронов, со способностью садиться на стены, однако орнитоптеры (даже с ногами) до сих пор на стену садиться не умели. Инженеры под руководством Цзи Айхуна (Aihong Ji) из Нанкинского университета аэронавтики и космонавтики разработали гибридный орнитоптер с небольшими вспомогательными воздушными винтами. Он может садиться на вертикальные поверхности, взлетать с них, а также передвигаться по ним, используя небольшой гусеничный привод с клейким покрытием и прижимную силу пропеллеров. Основную подъемную силу орнитоптера массой 135 грамм создают четыре машущих крыла, расположенные по X-образной схеме. Левая и правая пары крыльев приводятся в движение индивидуальными электромоторами. Изменяя независимо частоту их взмахов можно управлять беспилотником по оси крена. При полете на обычной скорости частота взмахов составляет 15 Герц, а максимально допустимая — 20 Герц. На носу и в хвосте орнитоптера расположены воздушные винты небольшого диаметра. В полете они генерируют дополнительную тягу, а также служат для управления по оси тангажа, отклоняя беспилотник вперед или назад. Ротор, установленный в хвосте, дополнительно имеет механизм управления вектором тяги — он может отклоняться с помощью сервопривода влево или вправо. Благодаря этому происходит управление орнитоптером по оси рыскания. В передней части аппарата установлен гусеничный привод, который используются для движения по вертикальным плоскостям. Ленты привода покрыты полидиметилсилоксаном, адгезивные свойства которого позволяют орнитоптеру удерживать сцепление с вертикальной поверхностью. При посадке на вертикальную поверхность орнитоптер сначала касается ее лентами привода, после чего изменяет уровни тяги хвостового и переднего роторов и переворачивается, прижав хвост к стене. Далее тяга роторов используется для создания прижимной силы. Так повышается сцепление и исключается возможное опрокидывание при движении. Взлет происходит в обратном порядке. Полный непрерывный переход воздух—стена—воздух происходит за 6,1 секунды. Прижимаясь к поверхности, гибрид может перемещаться по ней с помощью гусениц со скоростью до шести сантиметров в секунду. В экспериментах орнитоптер смог успешно сесть и прокатиться по стеклу, деревянной двери, мрамору, древесной коре, эластичной ткани и окрашенному листу металла. В воздухе на одной зарядке прототип может находиться около четырех минут и пролетать за это время около одного километра с максимальной скоростью 6,8 метров в секунду. https://www.youtube.com/watch?v=5st-wNxukTg В будущем разработчики планируют повысить сцепление гусеничного узла за счет добавки микрошипов в материал гусеничных лент. Также орнитоптеру добавят автономности — для этого его осностят сенсорами для самостоятельной навигации. Ранее другая команда инженеров, вдохновившись устройством крыльев жука-носорога, создала механическое крыло, которое может на короткое время складываться при ударе о препятствие, а затем вновь распрямляться за счет подвижного узла в верхней кромке. Миниатюрный орнитоптер с такими крыльями может продолжать стабильный полет, даже если его крылья ударяются об окружающие предметы.