Войти

Инженеры рассчитали максимальную высоту полета дронов с кабелем питания

2378
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
  • 30.01 01:17
  • 7291
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 30.01 00:11
  • 1
Некое сочетание взглядов "со стороны" (сейчас) и "изнутри" (на основе прошлого опыта)
  • 29.01 23:12
  • 219
Россия приняла на вооружение новую боевую машину поддержки танков "Терминатор-2", разработанную специально для уличных боев: это настоящий "комбайн смерти"! (Sohu, Китай)
  • 29.01 20:11
  • 0
Ответ на "Запад вооружается для мира?"
  • 29.01 18:14
  • 9
Италия приобретет 380 ОБТ KF51 "Пантер" и 1050 БМП KF41 "Линкс"
  • 29.01 17:37
  • 0
Запад вооружается для мира?
  • 29.01 17:12
  • 6
Генеральская сделка
  • 29.01 12:30
  • 1
Создан аккумулятор на основе грибов и сахара
  • 29.01 12:19
  • 1
Умер главный российский строитель дирижаблей
  • 29.01 02:30
  • 0
Ответ на "Ковальчук: москитный флот для РФ имел бы преимущества перед большими кораблями"
  • 28.01 23:37
  • 1
В зоне СВО заметили БМП с «мохнатым» «царь-мангалом»
  • 28.01 22:38
  • 0
По заявке местного начетчика: о кораблестроительных программах США
  • 28.01 21:36
  • 143
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214
  • 28.01 18:16
  • 7
О современном ВМФ РФ, в свете существующих тенденций.
  • 28.01 16:59
  • 27
Против дронов и скрытых целей. В российскую армию поступают новые зенитки