Китайцы испытали беспилотный «кукурузник». Это крупнейший транспортный дрон в мире
Специалисты Академии аэрокосмических электронных технологий Китая (CAAET) провели первые летные испытания транспортного беспилотного летательного аппарата FH-98, сообщает China Daily. Этот крупнейший в мире транспортный беспилотник создан на базе многоцелевого биплана Y-5B, который, в свою очередь, является доработанной копией советского самолета Ан-2, известного так же под прозвищем «Кукурузник».
Сегодня множество компаний в мире занимаются исследованиями в области доставки почты и грузов с помощью беспилотников. Считается, что такие аппараты позволят быстро и относительно дешево перевозить грузы как в рамках коммерческой эксплуатации, так и в рамках спасательных операций.
Китайские разработчики утверждают, что после начала серийного производства FH-98, такие беспилотники будут использоваться, в том числе, для медицинских перевозок, а также в поисково-спасательных операциях и при ликвидации последствий стихийных бедствий.
Это станет возможным благодаря тому, что FH-98, как и исходный Y-5B не нуждается в специально подготовленных взлетно-посадочных полосах. Кроме того, для взлета и посадки этому летательному аппарату достаточно свободной поверхности длиной всего 150 метров.
В рамках проекта разработчики установили на Y-5B системы дистанционного управления и автопилотирования, а также вычислительную систему, значительно упрощающую пилотирование FH-98 на всех режимах, включая взлет и посадку. Испытания состоялись на полигоне в Баотоу во Внутренней Монголии и были признаны успешными.
Перспективный аппарат имеет максимальную взлетную массу 5,3 тонны и способен перевозить грузы массой до 1,5 тонны объемом не более 15 кубических метров. Утверждается, что системы управления позволяют беспилотнику выполнять полеты на высоте до 4,5 тысячи метров на расстояние до 1,2 тысячи километров. Эти показатели идентичны характеристикам пилотируемого Y-5B.
Многоцелевые самолеты Y-5 в различных версиях выпускаются в Китае по лицензии с 1968 года. Y-5B представляет собой сельскохозяйственную версию самолета, конструктивно основанную на советском Ан-2СХ. Беспилотная версия самолета FH-98 в целом сохранила исходное оборудование базового самолета, лишившись только баков и системы распыления.
Прежде крупнейшим в мире транспортным беспилотником считался китайский аппарат AT200, первые летные испытания которого состоялись в октябре прошлого года. Аппарат, разработанный Институтом инженерной теплофизики, выполнен на базе новозеландского многоцелевого самолета PAC -750 XSTOL.
Этот беспилотник, создаваемый для гражданского использования, имеет максимальную взлетную массу 3,4 тонны. Аппарат рассчитан на перевозку грузов массой до 1,5 тонны. AT200 может развивать скорость до 313 километров в час и выполнять полеты на расстояние до 2,2 тысячи километров. Аппарат может выполнять полеты на высоте до 6,1 тысячи метров. AT200 может взлетать и садиться автоматически.
Следует отметить, что в настоящее несколько компаний в мире рассматривают возможность конвертации транспортных самолетов в грузовые беспилотники. В частности, весной текущего года американский стартап Dorsal Aircraft представил проект конвертации транспортного самолета C-130H Hercules в беспилотный перевозчик стандартных грузовых контейнеров.
В случае реализации проект, предполагающий полное удаление «родного» фюзеляжа самолета, позволит вдохнуть новую жизнь в устаревшие и готовые к списанию летательные аппараты. Технологию конвертации можно будет адаптировать и под другие типы транспортных самолетов.
Проект предполагает сохранение топливной системы, консолей крыла, центроплана, хвостового оперения и шасси транспортного самолета C-130H. Вместо старой системы управления предполагается установка новой. Оригинальный фюзеляж самолета при этом отправляется в утилизацию. Вместо него компания предполагает собрать «коробчатый» фюзеляж с аэродинамическими панелями.
Василий Сычёв
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.