Войти

Инженеры рассчитали максимальную высоту полета дронов с кабелем питания

2844
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
  • 09.02 15:29
  • 14076
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 09.02 14:32
  • 1
Европа готовится к сближению с Владимиром Путиным (Foreign Policy, США)
  • 09.02 12:40
  • 7
ОАК, S7 и ГТЛК подписали меморандум о поставке 100 самолетов Ту-214
  • 09.02 06:23
  • 0
О роли ТЯО в гипотетической войне - в том числе, с учетом планов СА 80-ых.
  • 09.02 05:42
  • 1
Ростех представит в Эр-Рияде комплекс управления огнем артиллерии "Планшет-А"
  • 09.02 04:51
  • 2
Раскрыты главные различия российских «Сармы» и «Торнадо-С»
  • 09.02 04:13
  • 2
В США российский Т-14 «Армата» сочли жертвой и тупиком в развитии
  • 09.02 04:06
  • 1
"Высокоточные комплексы" представят на World Defense Show новейшие средства ПВО
  • 09.02 03:49
  • 0
Насколько эффективны западные ВВС и ВМФ для войны Запада против России?
  • 09.02 02:29
  • 3
Глава РАН Красников сообщил о развитии «роев» БПЛА в России
  • 09.02 00:09
  • 0
Комментарий к "Сделка по Гренландии выявляет недостатки: высокотехнологичное американское оружие выходит из строя в арктическом холоде (The Washington Times, США)"
  • 08.02 22:56
  • 0
Могут ли "30 стран НАТО" победить Россию, если "по-настоящему" захотят?
  • 08.02 21:41
  • 0
Комментарий к "Неужели более 30 стран НАТО не могут победить Россию? Правда в том, что они не хотят побеждать (Baijiahao, Китай)"
  • 08.02 19:09
  • 3
Комментарий к "В России призвали вернуть поезда с ядерными ракетами"
  • 07.02 20:01
  • 0
Комментарий к "В России признали опасность новой гонки вооружений с США"