Войти

Инженеры рассчитали максимальную высоту полета дронов с кабелем питания

3248
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
  • 19.08 14:28
  • 2
Первый штатный носитель 6 мегатонных Посейдонов на испытаниях
  • 19.08 12:40
  • 1
«Полевая артиллерия будущего»: САУ AS9 Huntsman поступила в австралийскую армию
  • 19.08 10:49
  • 2
В России приступили к сборке первых самолетов Як-130М
  • 19.08 10:42
  • 1
Россия: Британия поплатится за переданные Украине беспилотники (The Telegraph UK, Великобритания)
  • 19.08 08:05
  • 1
Экономисты посчитали, насколько сильно SpaceX перевернула земную космонавтику
  • 19.08 07:06
  • 3
Гаражный креатив
  • 19.08 03:55
  • 0
Комментарий к "Путин дразнит НАТО военным кораблем с гиперзвуковыми ракетами на борту (The Telegraph UK, Великобритания)"
  • 19.08 02:58
  • 0
Комментарий к "Если Путин нападет, НАТО ответит тремя стратегиями (Bild, Германия)"
  • 19.08 02:52
  • 1
Путин дразнит НАТО военным кораблем с гиперзвуковыми ракетами на борту (The Telegraph UK, Великобритания)
  • 19.08 02:25
  • 1
Вооруженные силы России и Киргизии завершили совместное тактическое учение
  • 19.08 00:15
  • 1
Комментарий к "«Удар, который отобьет желание воевать»: чему Россия может научиться у решимости Ирана"
  • 18.08 22:24
  • 6
Глава «Калашникова» назвал лучшее средство для уничтожения БПЛА в небе России
  • 18.08 21:12
  • 0
Комментарий к ""Коммерсантъ": США и Украина хотят модернизировать старые советские ЗРС С-300"
  • 18.08 20:50
  • 16380
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 18.08 20:15
  • 0
Комментарий к "Асимметричный ответ: как Россия дешевыми средствами истощает дорогостоящую машину НАТО"