Нидерландцы представили гибридный беспилотник DeltaQuad с рекордной дальностью полета
Нидерландская компания Vertical Technologies представила коммерческую версию гибридного беспилотника DeltaQuad, который на сегодняшний день является самым «дальнобойным» в своем классе. Дрон может доставить килограммовый груз на расстояние в 100 километров. Подробная информация доступна на сайте производителя.
В последнее время все чаще появляются новости об использовании небольших грузовых беспилотников, но такие проекты, как правило, подразумевают локальную доставку на небольшое расстояние, не превышающее нескольких десятков километров. Этого хватает, например, для доставки почты (Австралия, Сингапур, Швейцария) или для доставки медикаментов, крови и проб биологического материала (Мадагаскар, Руанда, Швейцария), но в целом дальность полета малых беспилотников остается небольшой.
Весной этого года компания DronesLab, разработавшая DeltaQuad, показала, что испытательный прототип их гибридного дрона способен в автономном режиме доставить килограммовый груз на рекордное расстояние в 100 километров. Теперь сестринская компания Vertical Technologies представила коммерческую версию беспилотника — линейка представлена тремя версиями, которые отличаются только электроникой. Базовая версия «пустая» и предполагает установку собственного бортового компьютера покупателем, версия One готова к полету «из коробки», а в версии Pro предусмотрено 4G-оборудования для видеотрансляции, управления и передачи телеметрии с поддержкой VPN.
DeltaQuad представляет собой беспилотник самолетного типа, на который дополнительно установлены роторы по схеме квадрокоптера, которые позволяют летательному аппарату вертикально взлетать, садиться, также благодаря такой схеме аппарат может поворачивать на месте и способен успешно приземлиться даже при отказе основного двигателя.
Гибридный беспилотник весом 4,9 килограмма (с батареей) способен принять на борт груз массой до 1 килограмма и развивает максимальную скорость в 100 километров в час. Штатно DeltaQuad может в автономном режиме преодолеть 100 километров с грузом. При установке вспомогательной батареи дальность полета увеличивается до 150 километров, но поднимаемый в воздух груз уменьшается до 200 граммов. Стоимость гибридного беспилотника в зависимости от конкретной модификации составляет от пяти до восьми тысяч евро.
Кроме DeltaQuad разработку подобных беспилотников ведут и другие компании, в том числе Google и Amazon, также гибридные беспилотники разрабатываются и в России.
Его система управления автоматически находит оптимальные точки в воздушных потоках
Инженеры разработали алгоритм управления для беспилотников самолетного типа, который позволяет парить на восходящих воздушных потоках, расходуя в 150 раз меньше энергии, чем при активном полете с работающим двигателем. Алгоритм отслеживает и подстраивается под непрерывно изменяющиеся воздушные потоки, сохраняя высоту. Препринт доступен на arXiv.org. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Беспилотники самолетного типа более энергоэффективны, чем мультикоптеры. Благодаря крыльям они способны преодолевать большие дистанции и могут гораздо дольше находиться в воздухе. Причем эти параметры могут быть увеличены за счет парения — планирующего полета, в котором аппарат использует восходящие воздушные потоки для удержания в воздухе без использования тяги двигателей, аналогично тому, как это делают некоторые птицы. Группа инженеров под руководством Гвидо де Круна (Guido de Croon) из Делфтского технического университета разработала систему управления, которая позволяет беспилотникам самолетного типа без какой-либо предварительной информации о поле ветра самостоятельно находить оптимальные точки в восходящих воздушных потоках и использовать их для длительного парения с минимальным расходом энергии. В системе управления вместо обычного ПИД-регулятора используется метод инкрементальной нелинейной динамической инверсии, контролирующий угловое ускорение, подстраивая его под желаемые значения. Система управления может без изменения настроек работать и в режиме парения, и при полете с включенным двигателем во время поиска новых оптимальных точек в воздушных потоках или для компенсации резких порывов ветра. Для поиска оптимальных точек в поле ветра, в которых скорость снижения полностью компенсируется восходящим потоком воздуха, применяется алгоритм имитации отжига. Он случайно выбирает направления в пространстве пытаясь найти такую точку, в которой беспилотник может устойчиво лететь с минимально возможной тягой двигателя. Для тестов инженеры построили 3D-печатный прототип на основе модели радиоуправляемого самолета Eclipson model C. Он имеет размах крыла 1100 миллиметров и массу 716 грамм вместе с аккумуляторной батареей. В качестве полетного контроллера применяется Pixhawk 4. Помимо установленного под крылом и откалиброванного в аэродинамической трубе сенсора скорости, беспилотник имеет GPS-модуль для отслеживания положения во время полетов на открытом воздухе. В помещении применяется оптическая система Optitrack. Испытания проводились в аэродинамической трубе, возле которой установили наклонную рампу, для создания восходящего воздушного потока. Прототип запускали в воздушном потоке сначала на ручном управлении, после чего включали автопилот. Разработчики провели эксперименты двух типов. В первом они постепенно изменяли скорость воздушного потока от 8,5 до 9,8 метров в секунду при фиксированном угле наклона рампы. Во втором эксперименте скорость воздушного потока оставалась неизменной, зато менялся угол установки подиума. В обоих случаях алгоритм системы управления быстро находил в поле ветра точки, в которых мог поддерживать планирующий полет в течение более чем 25 минут, лишь изредка задействуя тягу двигателя в среднем лишь на 0,25 процента от максимальной, хотя при таких значениях воздушного потока для поддержания обычного полета требуется около 38 процентов. При изменении поля ветра из-за изменившегося угла наклона рампы или скорости воздушного потока алгоритм успешно находил и удерживал новое положение равновесия. В будущем инженеры планируют провести испытания на открытом воздухе. https://www.youtube.com/watch?v=b_YLoinHepo Американские инженеры и планетологи предложили использовать планер, способный длительное время держаться в воздухе за счет восходящих потоков и термиков, для изучения каньонов Марса. Предполагается, что такие аппараты с надувными разворачиваемыми крыльями могут стартовать с аэростата или дирижабля и затем планировать в атмосфере Марса от 20 минут до суток.