Швейцарцы построили дрон с винтами в трубах и поворотными соплами

Команда студентов-инженеров из Швейцарии разработала дрон Avero, который может без вреда касаться окружающих предметов во время полета. В воздухе он удерживается за счет тяги трех импеллеров, расположенных внутри труб с поворотными соплами на концах. За счет отклоняемого вектора тяги дрон может вращаться вокруг всех трех осей. Видео опубликовано на YouTube-канале Швейцарской высшей технической школы Цюриха.

Один из вариантов практического применения мультикоптеров связан с инспекцией и обслуживанием промышленных объектов. С помощью дронов обычно дистанционно осматривают техническое состояние конструкций и оборудования на опасных участках или там, куда сложно добраться персоналу. Помимо экономии это заметно ускоряет работу и позволяет не рисковать здоровьем специалистов.

При этом полет зачастую происходит в тесном пространстве в окружении множества препятствий, которые могут повредить пропеллеры при столкновении. Поэтому инспекционные дроны приходится оборудовать дополнительной защитой. Обычно ее роль выполняет сетка, которая окружает дрон со всех сторон и не дает пропеллерам и корпусу касаться окружающих предметов. Бикоптер такого типа, например, разработала швейцарская компания Flybotix.

Группа студентов-инженеров из Швейцарской высшей технической школы Цюриха, занимающаяся созданием дрона нового типа в рамках проекта под названием Avero, пошла другим путем. Инженеры отказались от стандартной схемы с пропеллерами, открыто расположенными снаружи. Вместо этого воздушный поток, удерживающий дрон в воздухе, создается тремя канальными вентиляторами, установленными внутри труб с поворотными соплами на концах. Такая конструкция позволяет беспилотнику без вреда касаться окружающих объектов в полете и повышает его безопасность для людей.

Обеспечивающие тягу три воздушные трубы с вентиляторами установлены симметрично через 120 градусов так, что воздухозаборники оказываются возле центральной части корпуса дрона, а воздушные сопла удалены от центра. Концы сопел состоят из двух изогнутых колен, которые вращаются независимо друг от друга на 360 градусов, позволяя разворачивать воздушный поток в любом направлении. За счет отклоняемого вектора тяги Avero может поворачиваться не только вокруг вертикальной оси (рысканье), но также вокруг двух других осей (тангаж, крен), удерживая наклонное положение столько, сколько потребуется. Это, например, позволяет дрону приближаться центральной частью вплотную к объектам.

Корпус, трубы и детали механизмов привода поворота сопел изготовлены с помощью 3D-печати. Система управления получает информацию о текущей ориентации дрона в пространстве от инерциального измерительного модуля, который подсоединен к бортовому компьютеру NVIDIA Jetson Orin.

Сейчас команда проекта Avero занимается разработкой и доводкой алгоритмов управления. Недавно инженеры добились устойчивого управления высотой полета, а также научились перемещать дрон во всех направлениях в горизонтальной плоскости. На следующем этапе они планируют добиться стабильного контроля над тангажом, рысканьем и креном дрона.

Компания Cleo Robotics из Бостона несколько лет назад представила другой дрон, который не боится соприкасаться с окружающими предметами во время полета. Похожий на пончик аппарат в воздухе удерживается двумя соосными винтами, спрятанными внутри корпуса, а управление полетом и стабилизация происходят с помощью запатентованного компанией метода отклонения вектора тяги.