Войти

Инженеры рассчитали максимальную высоту полета дронов с кабелем питания

2176
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
  • 06.05 01:54
  • 1172
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 06.05 01:25
  • 1
Раскрыты подробности об американо-японском перехватчике гиперзвуковых ракет
  • 06.05 01:00
  • 0
Ответ на реплику от "просто экспл"
  • 05.05 14:51
  • 24
Российский завод начал в три смены выпускать трехтонные супербомбы. На что они способны?
  • 05.05 14:22
  • 5
Минобороны показало работу нового ЗРК «Бук-М3» в ходе спецоперации
  • 05.05 13:55
  • 9
Какое оружие может оказаться эффективным против боевых беспилотников
  • 05.05 13:52
  • 20
В Пентагоне заявили, что США не намерены поставлять Украине БПЛА MQ-9
  • 05.05 10:11
  • 3
На оборонные предприятия Тульской области дополнительно трудоустроено 17 тыс. человек
  • 05.05 01:52
  • 1
В продолжение темы о развитии бронетехники с учетом БПЛА
  • 04.05 16:13
  • 12
ЦКБР заявил, что РФ необходимо создать мобильные команды для уничтожения FPV-расчетов ВСУ
  • 04.05 12:32
  • 34
Глава Военного комитета НАТО заявил о необходимости проведения дополнительной мобилизации на Украине
  • 04.05 12:14
  • 5
Посол РФ заявил, что появление российской военной базы в ЦАР решит проблему безопасности
  • 04.05 10:54
  • 4148
Оценка Советского периода в истории России.
  • 04.05 10:51
  • 5
О штурмовом танке для "современных боевых действий"
  • 04.05 10:42
  • 3
Замглавы Росгвардии по ДНР: Война формирует новое мышление, новые ожидания, новые отношения в обществе