Войти

Инженеры рассчитали максимальную высоту полета дронов с кабелем питания

2819
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
  • 20.01 12:26
  • 13609
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 20.01 12:25
  • 2
Суд арестовал имущество и деньги Чубайса в рамках нового иска «Роснано»
  • 20.01 03:32
  • 1
Комментарий к "Сможет ли новый высотный разведывательный самолет "Хищник" сравниться со своим советским предшественником МиГ-25Р? (Military Watch Magazine, США)"
  • 20.01 01:24
  • 1
Космический фотоаппарат для внеземных цивилизаций: чем займется телескоп Nancy Grace Roman
  • 19.01 21:02
  • 0
Комментарий к "Названо преимущество танка M1E3 Abrams"
  • 19.01 20:32
  • 0
Комментарий к "Великобритания не готова к войне с Россией, заявил представитель Министерства обороны (The National Interest, США)"
  • 19.01 20:22
  • 89
МС-21 готовится к первому полету
  • 19.01 16:44
  • 1
Озвучены некоторые данные о нашем «аналоге» Starlink
  • 19.01 06:41
  • 0
Комментарий к "Используя опыт Украины: Польша готовится к нанесению глубоких ударов по России"
  • 19.01 05:19
  • 6
Китайская пресса раскрыла характеристики стратегической АПЛ нового поколения
  • 19.01 03:44
  • 1
Сможет ли новый высотный разведывательный самолет "Хищник" сравниться со своим советским предшественником МиГ-25Р? (Military Watch Magazine, США)
  • 19.01 02:56
  • 2766
Как насчёт юмористического раздела?
  • 18.01 16:58
  • 1
В США впервые показали «Абрамс» нового поколения
  • 18.01 15:40
  • 23
Отказ от нефти и газа затронет каждого жителя России
  • 17.01 20:22
  • 0
О гидропневматической (управляемой, адаптивной) подвеске, в том числе для танков (в связи с Abrams'ом нового поколения).