Инженеры создали беспилотник DART, который может убирать крылья в полете. В многороторном режиме большая фронтальная площадь существенно повышает уязвимость аппарата к ветровым возмущениям, ограничивая стабильность и производительность в неблагоприятных погодных условиях. При складывании крыльев фронтальная площадь аппарата уменьшается на 66,2%.
DART использует два разных винта — большой винт большого диаметра и маленький винт малого диаметра, которые применяются в различных режимах полета: оба винта используются в мультироторном режиме, тогда как только винт малого диаметра активен в режиме самолета. Эта комбинация работает как автоматическая коробка передач: каждый винт эффективен в своем режиме. В типичной миссии VTOL с 20% времени зависания конфигурация HPC снижает среднюю мощность на 15,6% по сравнению с HSC и на 29,2% по сравнению с HLC, что подтверждает эффективность конфигурации CHD.
Используя эффективную структуру контроллера, становится возможным использовать всего два актуатора для управления шестью степенями свободы в мультироторном режиме. Они оптимизировали структуру SPLM, добавив шарниры махового движения, которые снижают вибрацию при циклическом ускорении и замедлении. Данные измерений крутящего момента оптимизированного SPLM показали снижение на 62,9% по сравнению с вариантом без шарниров маха, а также выявили снижение средней энергии вибраций на 6 дБ/Гц. В частности, частоты отслеживания для скорости рыскания и скорости крена/тангажа дифференциально распределены на 200 Гц и 1000 Гц, что позволяет рационально использовать средний частотный диапазон широкой полосы пропускания SPLM. Специализированный модуль смесителя, разработанный специально для SPLM, работает на частоте 1000 Гц для синхронизации с частотой дискретизации магнитных энкодеров.
Инженеры провели испытания переходного режима и режима полета с неподвижным крылом на DART в условиях открытой местности для проверки характеристик отслеживания ориентации. В условиях сложных и изменяющихся ветровых полей на большой высоте углы крена и рыскания демонстрировали незначительные колебания вокруг заданных значений. Конфигурация с раскрытыми крыльями имеет максимальное отклонение положения 0,820 м. Конфигурация со сложенными крыльями показывает максимальное смещение 0,081 м. В режиме самолета аппарат достиг конечной путевой скорости 15,6 м/с, что соответствовало расчетной крейсерской скорости, подтверждая успешный переход между режимами.
Читайте также
- TACO: система, которая учит дроны адаптировать управление под каждый маневр
- Беспроводная зарядка для дронов: до 70 см от передатчика с активным охлаждением
- Алгоритм TU Delft позволяет дронам совместно переносить тяжелые грузы
Источник новости и обложки: arxiv.org