Войти

Инженеры рассчитали максимальную высоту полета дронов с кабелем питания

2574
0
0
Инженеры рассчитали максимальную высоту полета дронов с кабелем питания
Инженеры рассчитали максимальную высоту полета дронов с кабелем питания.
Источник изображения: HiPeR Lab / YouTube

Американские инженеры рассчитали максимальную высоту полета квадрокоптера, питаемого от кабеля разной толщины, выше которой масса кабеля и потери в нем тока не позволяют дрону поддерживать свой полет. Также они протестировали связку из двух дронов, питаемых от провода, расширяющую возможности по сравнению с использованием одного аппарата. Статья будет представлена на конференции IROS 2022, ее препринт доступен на arXiv.org.

Практически все мультикоптеры не привязаны к месту запуска и получают энергию из аккумуляторов, но есть и исключения, в которых двигатели питаются по проводу. Это не дает дрону улететь далеко, но в некоторых задачах это и не требуется. Хороший пример такой системы — дрон латвийской компании Aerones, предназначенный для мытья лопастей ветряков. Он поднимается в воздух на уровень лопастей и обрабатывает их моющим раствором, получая его через трубку и питание через провод. Схему со стационарным питанием используют и для других применений, таких как покраска и сбор яблок.

Несмотря на то, что питание дронов по проводу уже не первый год используется на практике, до сих пор есть мало работ, в которых анализируются возможность и ограничения этого подхода. Инженеры из Калифорнийского университета в Беркли под руководством Кушиля Срината (Koushil Sreenath) восполнили этот пробел, рассчитав основные параметры такой системы и проверив выводы на практике.


Описанная ими система состоит из квадрокоптера, соединенного с наземным источником питания через провод. Предполагается, что для снижения потерь от передачи между источником тока и дроном поддерживается высокое напряжение, которое затем понижается до рабочих значений на самом квадрокоптере. При увеличении высоты вес висящей части провода тоже увеличивается, поэтому дрону необходимо больше энергии на удержание в воздухе. Однако даже при высоком напряжении и эффективном преобразовании увеличение мощности источника питания приводит к увеличению потерь при передаче, и на определенной высоте оно уже неспособно скомпенсировать рост потерь.

Авторы проверили расчеты на квадрокоптере, подключенном к источнику питания мощностью 1200 ватт проводом длиной 7,62 метра. Источник питания выдает ток величиной до 20 ампер и напряжением 60 вольт, которое на дроне понижается до 12,6 вольт, необходимых для питания двигателей. Во время экспериментов авторы меняли толщину кабеля (10, 12 и 14 AWG), высоту полета и напряжение. Эксперименты и расчеты затрачиваемой мощности показали, что расхождения между моделью и реальным квадрокоптером не превышают пяти процентов. Также они привели пример расчета критической высоты полета. Если дрон питается по кабелю толщиной 12 AWG и зависает прямо над источником питания, то при длине кабеля выше 9,43 метра дрон уже не может подняться на максимальную высоту и полностью распрямить его.

Наконец, инженеры создали систему из двух квадрокоптеров, один из которых соединен с источником питания, а второй — с первым дроном. Это позволило ему пролететь через проем, не зацепившись проводом за препятствие.

Группа инженеров из этой лаборатории также специализируется на складных дронах. Мы рассказывали о том, как они научили дрон складывать плечи в полете для преодоления узких препятствий и захвата груза.

Григорий Копиев

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 16.07 03:52
  • 2
ChatGPT-4 и нейросети (ИИ) спешат на помощь ГШ ВС РФ и Российской армии
  • 16.07 03:48
  • 9657
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 16.07 03:04
  • 1
«Наступление гораздо дешевле обороны»: В Норвегии предложили Европе сосредоточится на производстве наступательных ракет для войны с Россией
  • 16.07 02:55
  • 1
Парадокс ИИ: чем экономичнее становится технология, тем ближе мировой энергетический кризис
  • 15.07 15:23
  • 0
ИИ теперь сам себе программист: новая эра самообучающихся алгоритмов
  • 15.07 08:48
  • 1
В ДНР заявили, что в Донбассе не останется безопасных мест, если Киев получит JDAM-ER
  • 15.07 08:23
  • 24
Дроны ВСУ впервые атаковали Сибирь. Они вылетали из фуры, чтобы ударить по аэродрому
  • 15.07 06:26
  • 0
Текст от 1995 г. А. Зиновьев, "Русский эксперимент". Фрагмент, естественно. :)
  • 15.07 02:57
  • 0
Ответ на "Россия закрепилась на Украине надолго (Financial Times, Великобритания)"
  • 15.07 02:13
  • 2
Путин: в основе противоречий между Россией и Западом лежит не идеология
  • 15.07 01:30
  • 320
Космонавтика Илона Маска
  • 14.07 20:25
  • 0
Ответ на "На Западе заявили о революционных возможностях новых российских Су-34М"
  • 14.07 18:21
  • 1
Новая конверсия
  • 14.07 07:12
  • 1
Россия закрепилась на Украине надолго (Financial Times, Великобритания)
  • 14.07 00:59
  • 466
Израиль усиливает меры безопасности в связи с опасениями ударов со стороны Ирана