التطوير في مجال الطائرات الصغيرة بدون طيار ذات الإقلاع العمودي

جدول المحتويات:

التطوير في مجال الطائرات الصغيرة بدون طيار ذات الإقلاع العمودي
التطوير في مجال الطائرات الصغيرة بدون طيار ذات الإقلاع العمودي

فيديو: التطوير في مجال الطائرات الصغيرة بدون طيار ذات الإقلاع العمودي

فيديو: التطوير في مجال الطائرات الصغيرة بدون طيار ذات الإقلاع العمودي
فيديو: الاتحاد السوفييتي | من التأسيس إلى الإنهيار - الجزء الأول - وثائقيات الشرق 2024, أبريل
Anonim
صورة
صورة

اكتسبت Scout by Datron / Aeryon Labs سمعة سيئة لاستخدامها من قبل الثوار الليبيين للمراقبة على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع

قال نابليون إن كل جندي يحمل عصا مشير في حقيبته. في المستقبل القريب ، قد يحمل جندي واحد على الأقل في كل فصيلة طائرة صغيرة في حقيبته يمكنها الإقلاع والهبوط عموديًا وتقديم صورة من خلف تل قريب وأكثر من ذلك بكثير

تشتهر داربا للأبحاث المتقدمة والتطوير (ADR) بتقدمها التكنولوجي ، وهي تطبق "التعهيد الجماعي" لجلب طائرة استطلاع بدون طيار إلى مجموعة واسعة من "المجتمعات خارج عملية الشراء التقليدية لوزارة الدفاع".

في مايو 2011 ، أعلن داربا ، الذي يعمل مع مركز أنظمة الفضاء والبحرية التابع للبحرية (SSC-Atlantic) ، عن برنامج منافسة للمركبة الجوية بدون طيار UAVForge. كانت المهمة هي إنشاء "طائرة بدون طيار سهلة الاستخدام تحمل حقيبة الظهر (مركبة جوية بدون طيار) ، يمكنها الطيران بهدوء داخل وخارج الفضاء الحرج بهدف إجراء مراقبة مستمرة لمدة تصل إلى ثلاث ساعات."

تستضيف ARPA حدث UAVForge مفتوح لمدة عام تقريبًا. الفكرة الرئيسية: بناء متظاهر عملي لطائرة صغيرة بدون طيار ، مناسبة للنقل من قبل شخص واحد وقادرة على أداء مهام بسيطة بشكل أو بآخر. الميزة الرئيسية هي استخدام "التعهيد الجماعي" العصري ، عندما تشارك مجموعة كبيرة من الأشخاص الذين أعربوا عن رغبتهم في المشاركة في المشروع بشكل مباشر في تقييم الأفكار وتشكيل اتجاهات التنمية باستخدام الإنترنت.

في صيف عام 2012 ، تضمن الاختبار النهائي رحلة في طريقها إلى منطقة معينة خارج نطاق رؤية المشغل ، والتصوير (مع البث) من نقطة معينة ، والعودة مرة أخرى. يتوفر وصف أكثر تفصيلاً على الموقع الإلكتروني. وكانت النتيجة كما يلي: لم يتمكن أي من الفرق المشاركة من تلبية متطلبات الاختبار النهائي ، ولم يفز أحد بالجائزة الرئيسية ، على الرغم من قيام جميع الفرق الرائدة بعدة محاولات.

كم عدد البراغي (الدوارات)؟

يحتوي الدوار الفردي (أو دوَّاران متحدان المحور) على عيب يتمثل في أن التحكم في الارتفاع (وبالتالي السرعة الأمامية) يتطلب تغييرًا دوريًا في درجة الانحدار أو الانحراف نحو الأسفل لتدفق الهواء. على العكس من ذلك ، من السهل التحكم في ترتيب رباعي الدوارات عن طريق تغيير الطاقة المقدمة للمحركات ؛ تدور المراوح الأمامية والخلفية للتحكم في درجة الانحدار ، والمراوح اليمنى واليسرى للتحكم في الانقلاب.

يعتبر التحكم في الانعراج (الانحراف عن اتجاه الحركة) للمراوح الأربعة أكثر تعقيدًا إلى حد ما. على سبيل المثال ، إذا كانت مراوحان تدوران في اتجاه عقارب الساعة وتدور مروحتا كعب في عكس اتجاه عقارب الساعة ، فيمكن إنشاء لحظة الانعراج من خلال تطبيق المزيد من القوة على زوج الملعب وقوة أقل على زوج الكعب ، أو العكس. من أجل الحصول على ثبات طولي ، يمكن إضافة وحدة الذيل.

صورة
صورة
صورة
صورة

تعتمد الطائرة بدون طيار Dragonfly للظروف الحضرية التي تنتجها شركة Sagem الفرنسية على Novadem NX110m ؛ تم عرضه لأول مرة في Eurosatory 2010. على عكس معظم المروحيات الرباعية ، فإنه يحتوي على أجهزة استشعار داخل الجسم

التطوير في مجال الطائرات الصغيرة بدون طيار ذات الإقلاع العمودي
التطوير في مجال الطائرات الصغيرة بدون طيار ذات الإقلاع العمودي
صورة
صورة

يبلغ الحد الأقصى لوزن الإقلاع AR100-B من Airrobot الألمانية 900 جرام وقطر 102 سم ، ومدة الرحلة أكثر من 25 دقيقة ، ويمكن للجهاز أن يعمل بسرعات رياح تصل إلى 25 كم / ساعة

صورة
صورة

تم تصميم Tarkus 2kg من WB Electronics لدعم القوات الخاصة في العمليات الحضرية ، بما في ذلك استخدامها داخل المباني. تم تمويل التطوير من قبل وزارة الدفاع البولندية

خلال الأيام الأولى لمركبة الإقلاع والهبوط العمودي المأهولة (50-60s) ، كانت هناك ادعاءات بأن الرفع يمكن زيادته بشكل كبير باستخدام حواف على شكل جرس حول مداخل الهواء ، حيث يخلق تدفق الهواء المسحوب شفطًا على هذه الأسطح المنحنية. ومع ذلك ، فقد أظهرت الاختبارات الميدانية على نطاق واسع زيادة أقل في الرفع مقارنة بالاختبارات المعملية.

ومع ذلك ، يتم زيادة رفع المراوح من الإنسيابية المحيطة ، والتي يمكن أن تقلل أيضًا من الضوضاء وتوفر الحماية للمراوح (وأنها ستضرب) في حالة حدوث اصطدام. يمكنهم حماية إلكترونيات الطيران وإلكترونيات الطيران من الطقس. من ناحية أخرى ، تضيف fairings حجمًا كبيرًا وتضعف قابلية النقل وتجعل الوصول إلى إلكترونيات الطيران أكثر صعوبة.

إن quadrocopter (مركبة الإقلاع العمودي رباعية الدوارات) محايدة أو غير مستقرة أثناء الانحدار والالتفاف ، لذلك فهي تتطلب وحدة قياس بالقصور الذاتي مزودة بمقاييس تسارع وجيروسكوبات لقياس الحركة المستقيمة والزاوية وتوفير مؤشرات الاتجاه والموضع في الهواء. توفر إشارات الأقمار الصناعية (عادةً نظام تحديد المواقع العالمي) تنقلًا أكثر دقة على مدار فترة زمنية طويلة.

تشتمل معدات الطيران الأخرى عادةً على مقياس ارتفاع وقناة اتصال لتلقي أوامر الملاحة والاستهداف وإرسال الصور.

تهيمن الطائرات المروحية الرباعية على فئة الطائرات بدون طيار الصغيرة للإقلاع والهبوط العمودي. ومع ذلك ، مع مواجهة الشركات المصنعة للمروحيات الرباعية الحاجة إلى المزيد من الحمولات الصافية ، يبدو أنه من المحتم أن تكون أكثر عرضة لتحسين التصميمات من خلال التحول إلى تصميمات ذات ستة دوارات بدلاً من تطوير مروحيات رباعية أكبر.

يأخذ التكوين المكون من ثمانية محركات وثمانية محركات (مع 4 أو 8 محاور دوران) المفهوم خطوة إلى الأمام ويوفر درجة مفيدة من التكرار. كان النظير الكامل المأهولة في عام 1965 هو Dassault Mirage IIIV مع ثمانية محركات رفع - الطائرة القتالية العمودية الوحيدة التي كانت قادرة على النجاة من تعطل المحرك أثناء التحليق.

صورة
صورة

على الرغم من أنها مصممة للاستخدام المدني ، يمكن للطائرة Parrot AR Drone العثور على تطبيقات عسكرية في تدريب مشغلي الطائرات بدون طيار. توضح الصورة الجهاز بدون غطاء واقي للاستخدام الخارجي.

صورة
صورة
صورة
صورة

الطائرة بدون طيار Asio العمودية للإقلاع والهبوط من Selex Galileo ، بوزن 6.5 كجم ، في شكل حلقي كامل مع نظام تحكم أرضي ويزن أقل من 20 كجم مع حقيبتها. يمكن تركيب وحدة الاستشعار المستقرة أعلى أو أسفل الدوار

أوروبا

منذ أن شكلت أمريكا وإسرائيل نوعًا من الاحتكار الثنائي في سوق الطائرات بدون طيار الكبيرة ، فإن أوروبا لديها أسباب وجيهة لتطوير نماذج صغيرة للجندي الفردي.

في عام 2005 ، أطلقت وكالة الدفاع الأوروبية برنامج Mavdem (العرض التوضيحي للمركبة الجوية المصغرة) بقيمة 4 ملايين يورو ، والذي يهدف إلى توفير قاعدة لطائرة بدون طيار على ظهره بطول أقل من 50 سم ، ومدة طيران مدتها 30 دقيقة وسرعة إبحار من 20 م / ث …

تم النظر في عدد كبير من التكوينات المحتملة وفي عام 2007 تم منح عقد لطائرة كوادكوبتر اقترحها اتحاد متعدد الجنسيات بما في ذلك Onera الفرنسية (مع Alcore Technologies كمقاول من الباطن) و Oto Melara الإيطالية و Sener الإسبانية و Tellmie النرويجية. تم بناء ثلاث سيارات ، اجتازت اختبارات الطيران الأولية في إسبانيا في النصف الأول من عام 2008 ، تلتها الاختبارات النهائية في النرويج بعد بضعة أشهر.

ومن المثير للاهتمام ، أن المنافس الثاني لـ Mavdem كان عبارة عن تكوين هليكوبتر تقليدي بهيكل منخفض السحب ووحدة استشعار بين مروحتين متحدتين المحور.

أقيمت العديد من مسابقات Microdron التي تستهدف المراكز الأكاديمية الرائدة في العالم. أحد مراكز التميز هذه هو المركز الوطني الفرنسي للطيران المدني Enac (Ecole Nationale de l'Aviation Civile) ، الذي حقق نتائج بارزة في هذا النوع من المنافسة.من بين إنجازات مركز Enac: الفوز في مسابقة microdron Emav الأوروبية (المركبة الجوية الأوروبية الصغيرة) في براونشفايغ في عام 2004 ، والتحدي الفرنسي DGA (التفويض Generale pour l'Armement) في عام 2009 وسيارة Imav (المركبة الجوية الدقيقة الدولية) المنافسة في براونشفايغ في عام 2010.

كان أحد مفاتيح نجاح Enac هو نظام التحكم الإلكتروني في الطيران Paparazzi. تم تطبيق النظام على مجموعة متنوعة من الطائرات بدون طيار ثابتة الأجنحة أو الطائرات ذات الأجنحة الدوارة ، بما في ذلك Thales 'Spy'Arrow. بالنسبة لـ Imav 2010 ، تم استخدام نظام Enac في Blender quadcopter مع 32 سم جناحيها ووزنها 330 جم.

في Eurosatory 2010 ، كشفت شركة Sagem النقاب عن طائرة كوادكوبتر قتالية حضرية جديدة تسمى Dragonfly ، استنادًا إلى NovademNX110m.

في Eurosatory 2014 ، كشفت تاليس النقاب عن VTOL UAV الجديدة المسماة Infotron IT180.

جلبت شركة Parrot التي تتخذ من باريس مقراً لها ، والتي اشتهرت بطائرة AR Drone ، طائرات كوادكوبتر إلى الجماهير. بسعر 500 دولار تقريبًا ، يتم التحكم في AR Drone لاسلكيًا عبر Wi-Fi من أجهزة Apple iPhone أو iPod Touch المحمولة وتدفق الفيديو من كاميراتها إلى شاشات العرض.

يزن Parrot AR Drone 400 جرام بغلافه الواقي (للاستخدام الداخلي) ، والذي يشكل مربعًا بطول 52 سم ، ويعمل بنظام تشغيل قائم على Linux ، ويحتوي على معالج 486 ميجاهرتز ، وتحكم مدمج ، و مقياس الارتفاع بالموجات فوق الصوتية ، مقياس التسارع ثلاثي المحاور ، ابراج / لفة من محورين وبروج من ستة محاور. يتم تشغيله بواسطة ثلاث بطاريات ليثيوم بوليمر 11 و 1 فولت و 1000 مللي أمبير في الساعة. تعمل أربعة محركات بقوة 15 واط على تسريع المراوح إلى 3500 دورة في الدقيقة. مدة الرحلة 15 دقيقة ، والسرعة القصوى 18 كم / ساعة ، بينما الطائرة بدون طيار لا تستطيع الطيران بحركة هواء قوية (رياح).

صورة
صورة
صورة
صورة

إعادة شحن البطاريات دون تدخل بشري يمكن أن يجعل ركوب الدراجات ذهابًا وإيابًا أسهل. يتم شحن Ibis UAV من Oto Melara بواسطة روبوت Praetor الأرضي التابع لنفس الشركة

صورة
صورة

في أغسطس 2013 ، عرضت شركة صناعات الفضاء الإسرائيلية سيارتها Ghost minidron التي يبلغ وزنها 4 كجم مع مراوح ترادفية. يشبه طراز Chinook المصغر ظاهريًا ، ويبلغ طول رحلة Ghost 30 دقيقة وسرعة قصوى تبلغ 65 كم / ساعة.

صورة
صورة

واحدة من أكثر مشاريع تطوير الطائرات بدون طيار إثارة هي Hummingbird nanodron من Aerovironment ، بتمويل من Darpa. يزن 19 جرامًا فقط مع كاميرا الفيديو

إحدى الشركات الرائدة في ألمانيا في هذا المجال هي Ascending Technologies (Asctec). تم استخدام طائرة بدون طيار من Asctec كمنصة من قبل Enac في تحدي DGA لعام 2009 ، وتستخدم طائرات Asctec Pelican بدون طيار في برنامج الجيش الأمريكي ، ويتم استخدام Asctec Hummingbird في ETH (الأكاديمية التقنية الفيدرالية) في زيورخ. تعزو Asctec نجاحها إلى الاستقرار الذي يوفره معدل التحديث العالي (1000 هرتز) لوحدة القياس بالقصور الذاتي الخاصة بها والمكونات الإلكترونية المحسنة للتطبيق التي طورتها Asctec نفسها.

في الجزء العلوي من تشكيلة Asctec رباعية المروحيات توجد 5195 Euro Pelican ، بقياس 50 × 50 سم ، ووزنها 750 جرامًا ، وبطارية ليثيوم بوليمر 11 و 1 فولت و 6000 مللي أمبير في الساعة توفر أوقات طيران من 15 إلى 25 دقيقة. متخصص في التصوير الفوتوغرافي ، Asctec Falcon 8 الذي يتحكم فيه نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، والذي تبلغ قيمته 10499 يورو ، به ثمانية دوارات مرتبة على شكل V حول الكاميرا ، مما يسمح لها بالتحليق في الاتجاه المعاكس عن طريق تغيير زاوية الميل دون الدوران. يمكن أن يعمل Falcon 8 في رياح تصل سرعتها إلى 10 م / ث.

تشمل الطرز الألمانية الأخرى Sensocopter سعة 900 جرام من Diehl BGT Defense و AR100-Band من Airrobot وسلسلة Microdrone md4 ، التي يزن أثقلها 5.55 كجم ، md4-1000. تم تصميم Rheinmetall Kolibri 60 بوزن 1.6 كجم خصيصًا للسوق العسكري المحتمل. يعتبر EMT Penzberg Fancopter الذي يزن 1.5 كجم أمرًا غير معتاد من حيث أنه يحتوي على مروحتين محوريتين.

احتفظت إيطاليا بمخطط الهليكوبتر التقليدي في طائرة إيبيس بدون طيار من أوتو ميلارا التي تزن 14 كجم. يمكنها إعادة شحن بطاريتها عند الصعود على متن المركبة الأرضية الأوتوماتيكية Praetor UGV لنفس الشركة. تعتبر كل من Asio التي يبلغ وزنها 6.5 كجم وكرة التجسس التي يبلغ وزنها 2 كجم من Selex Galileo فريدة من نوعها تقريبًا من حيث أنها مركبات إقلاع عمودية مدفوعة كهربائياً في شكل حلقي.

يتم تطوير Tarkus البولندية 2.0 كجم من WB Electronics للعمليات الخاصة في المناطق الحضرية. في معرض Idef 2011 ، عرضت الشركة التركية Atlantis UVS سيارتها Aero Seeker AES-405 quadrocopter. يُذكر أن المروحية الصغيرة Malazgirt التي يبلغ وزنها 12 كجم من Baykar-Makina تعمل بالفعل.

صورة
صورة

في أغسطس 2011 ، أعلنت Insitu عن طائرتها بدون طيار 1 ، 1kg Inceptor في مؤتمر إنفاذ قانون الهواء في نيو أورلينز. تكلفتها حوالي 50000 دولار ، وهو نفس سعر سيارة شرطة دورية عادية.

صورة
صورة
صورة
صورة

لأول مرة على الساحة الدولية في مؤتمر AUVSI 2011 في واشنطن ، ظهرت لأول مرة الطائرة الصينية بدون طيار Shenzhen من AEE Technology F50 التي يبلغ وزنها 1.5 كجم ، والتي تبلغ مدتها 30 دقيقة وبسرعة قصوى تبلغ 100 كم / ساعة

صورة
صورة
صورة
صورة

الصورة هنا هي نتيجة أربع سنوات من البحث في إطار برنامج المراقبة المستمرة التخفي (SP2S) في داربا. طائرة بدون طيار تزن 27 كجم قادرة على التحليق لمدة 40 دقيقة أو تصوير عدة ساعات من الفيديو

الولايات المتحدة الأمريكية

في إطار برنامج التحكم Darpa المسمى Nav (Nano Air Vehicle) ، طورت شركة Aerovironment طائرات بدون طيار مصغرة يمكنها التحليق والطيران باستخدام اللوحات الأجنحة للرفع والدفع والتحكم في الطيران. يزن جهاز Aerovironment Hummingbird الرائع حقًا 19 جرامًا فقط مع كاميرا الفيديو وجهاز الإرسال / الاستقبال.

يقود مختبر الجيش الأمريكي اتحاد Mast (الأنظمة والتكنولوجيا الصغيرة المستقلة) لتطوير منصات وإلكترونيات الطيران للطائرات بدون طيار التي يمكنها الهبوط والمراقبة ، وتركيب أجهزة الاستشعار على الأرض ، والبحث في المباني والكهوف عن الأشخاص والأجهزة المتفجرة.

عرضت شركة Boeing's Insitu مؤخرًا الطائرة Inceptor التي يبلغ وزنها 1.1 كجم ، وهي طائرة هليكوبتر تقليدية مدتها 20 دقيقة وسرعة قصوى تبلغ 55 كم / ساعة.

ربما يكون أشهر كوادكوبتر في الأمريكتين هو الكشافة 17 كجم من Datron / Aeryon Labs ، والتي تنافست في الجزء البحري من Empire Challenge 2011 في ولاية كارولينا الشمالية. حاليًا ، يتميز هذا التصميم المتقدم بمكونات إضافية قابلة للتبديل بسهولة وشفرات المروحة المركبة ، ومؤخراً احتلت هذه الطائرة بدون طيار جميع العناوين الرئيسية (انظر الصورة الأولى). كما تم استخدام الكشافة من قبل الثوار الليبيين في قتالهم ضد نظام القذافي.

تتخصص Tialinx في تطوير الطائرات بدون طيار متعددة الدوارات مع رادارات مصغرة فائقة الاتساع ، وتشمل منتجاتها Phoenix40-A بستة دوارات وثماني دوارات (أربعة محاور) Phoenix50-H ، وكلاهما يزن أقل من 4.5 كجم.

في يوليو 2011 ، أعلنت الوكالة الأمريكية لمشاريع الأبحاث المتقدمة IARPA عن مؤتمر للمتقدمين لبرنامج البومة ذات القرون العظيمة (GHO). الهدف من هذا البرنامج هو تطوير طائرات بدون طيار هادئة ذات أوقات طيران أطول من الأنظمة الأصغر ذات حزم البطاريات.

بقية العالم

تم تطوير طائرات صغيرة بدون طيار عمودية في مجموعة متنوعة من البلدان: البرازيل لديها 1.5 كجم Gyrofly Gyro 500 ، كندا لديها Draganfly Innovations Draganflyer ، الصين لديها Dragonfly من China Electronic Trading ، إسرائيل 4.0kg Ghost 44 من IAI ، روسيا 1 ، محرك Zala Aero 421-21 سعة 5 كجم سداسي الدوران ، ويوجد في تايوان محرك Gang Yu AI Rider سداسي الوزن بوزن 1.45 كجم. معهد البحوث التكنولوجية التابع لوزارة الدفاع اليابانية يعمل على "كرة طائرة" (دوارات في مبيت).

كان الإسرائيليون أكثر نجاحًا في إنشاء طائرات بدون طيار عسكرية من أنواع مختلفة ، من طائرات الاستطلاع بدون طيار إلى مهاجمة الطائرات بدون طيار. تحظى برامج الطائرات بدون طيار الهجومية الإسرائيلية بدعم حكومي ومالي كافٍ. زار سيمون أوستروفسكي ، مراسل بوابة الإنترنت الدولية VICE.com ، قاعدة جوية إسرائيلية ، حيث يتم اختبار أحدث الطائرات بدون طيار المطورة محليًا …

ربما تكون سلسلة Draganflyer الكندية جديرة بالاهتمام من مجموعة كاملة من الطائرات بدون طيار في "بقية العالم" ، والتي تم بيع 8000 وحدة منها في جميع أنحاء العالم. بعد محرك X4 رباعي الدوار الذي يزن 980 جرامًا والدوران السداسي (على ثلاثة محاور) X6 الذي يزن 1.5 كجم ، يوجد في الجزء العلوي من نطاق الطراز 2.7 كجم Draganflyer X8 ، والتي تبلغ قدرتها الاستيعابية كيلوجرامًا واحدًا ، بطارية 14.8 فولت و 5200 مللي أمبير ، تعمل بثمانية محركات وثمانية دوارات (على 4 محاور).

طائرة بدون طيار يمكنها التحليق بهدوء والتحديق من نافذة المكتب البيضاوي لمدة ساعة ، والتي يتم مراقبتها بعيدًا عن خط البصر ، لا تزال مسألة مستقبلية. لكن في النهاية ، يمكن لأي شخص امتلاك طائرة بدون طيار تقلع عموديًا ، وتراقب ارتفاعها بمقياس ارتفاع بارومتري بسيط ، وتحمل الكاميرا على طول طريق متعدد النقاط يحدده نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). يتم تقديم هذه الطائرات بدون طيار ليس فقط في المتاجر العادية ، ولكن بالفعل على الإنترنت بأسعار معقولة جدًا. فقط تحقق من لوائح الطيران في بلدك لطرازات الطائرات!

موصى به: