Войти

Инженеры рассчитали максимальную высоту полета дронов с кабелем питания

2497
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
  • 23.05 14:32
  • 8982
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 23.05 14:00
  • 3
Будущее за тяжелыми "противоснарядными" БМП весом в 55 тонн
  • 23.05 13:28
  • 1
В США рассказали о завершении эпохи «Жнеца»
  • 23.05 12:58
  • 1
Объемы производства бронетехники в России стабильно увеличиваются
  • 23.05 12:08
  • 2
Нестабильность, созданная Трампом, дает Путину шанс нанести удар (The Times, Великобритания)
  • 23.05 12:06
  • 2
"Рособоронэкспорт": модернизация МиГ-29 и БМП-2 – крупнейшие совместные проекты с ВПК Белоруссии
  • 23.05 11:28
  • 1
Подаренный Катаром Дональду Трампу президентский Boeing 747-8 потребует сотни миллионов долларов и пять лет доработок
  • 23.05 02:46
  • 1
В Севастополе разработали СВЧ-микросхему для систем с АФАР
  • 23.05 02:39
  • 1
Американские ведомые дроны полетят летом
  • 23.05 02:03
  • 1
Ответ на "В США назвали причину неэффективности танков Abrams на Украине"
  • 22.05 23:28
  • 0
По поводу "Су-35С, Су-57М1, КС-172… Российские ВКС в новую эпоху господства в воздухе (infoBRICS, Китай)"
  • 22.05 21:17
  • 0
Ответ на "Трамп резко изменил курс в отношении России: Москва получит все что хотела (The New York Times, США)""
  • 22.05 21:07
  • 13
КНДР ратифицировала договор о стратегическом партнерстве с Россией - ЦТАК
  • 22.05 20:34
  • 4
Су-35С, Су-57М1, КС-172… Российские ВКС в новую эпоху господства в воздухе (infoBRICS, Китай)
  • 22.05 11:24
  • 1
В США назвали причину неэффективности танков Abrams на Украине