系留无人机常见核心技术详解

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系留无人机是将无人机和系留归纳缆绳结合起来完成的无人机体系,依据使用场景的不同,系留无人机体系分为地上固定式、车载移动式和舰载移动式,三种作业方法很好的满意了各种作业环境的需求。但是,在其间仍是存在着几个中心的技能问题还没处理。

系留旋翼无人机的市场需求来源于系留气球升空渠道体系。

系留气球升空渠道体系是为定点监测电子配备供给的空基渠道。美国的TCOM公司是出名的系留气球体系的出产厂商,美国西海岸的对海戒备雷达网都是由TCOM系留气球作为空基渠道布置的。

系留无人机常见中心技能详解

但是,系留气球体积巨大升降困难,机动性适应性都很差。业界一直在进行着,经过系缆从地上供电,由电机驱动螺旋桨代替气球作为升空动力,立异出系留旋翼升空渠道体系的研讨。但上个世纪稀土电机尚待开发,电机自身分量过重,功重比不足以支撑系留旋翼体系的开发使用。

近年来,多旋翼无人机的快速展开,为完成系留旋翼升空渠道体系供给了技能上的支撑,许多无人机厂家也展开了系留旋翼体系的研制,称为系留旋翼无人机。

系留无人机常见中心技能详解

说说系留旋翼无人机几个技能难点:

1、驱动电机的功重比。

功重比是指电机输出功率与电机自身分量之比,单位是千瓦/千克。依据旋翼类航空器升力/功率比的经历数值,每千瓦功率大约发生5~10千克的升力,电机的功重比低于1千瓦/千克将比较难规划体系了。

在此着重的是,电机功率指的是额外功率,而不是最大功率;电机分量包含电机和电调以及为其正常作业的冷却设备。系留旋翼有必要是长时间继续作业的,不象多旋翼无人机可短期间歇作业,驱动电机是动力的中心部件,必定要作业在额外的功率范围内。

2、高压供电体系。

系留旋翼和多旋翼无人机最大的差异在于供电方法不同。从地上向空中的系留旋翼渠道供电有必要经过必定的输电间隔,选用高压供电方法可减小运送电流,然后削减电源损耗,一起可减小传输导线的截面积,减轻电源电缆的分量。

高压供电并不是电压越高越好,而要依据实践的体系要求归纳考虑。一种方法是,输电电压可直接匹配高压电机,电压不需变换直接驱动电机,结构较为简略。但这种方法要进行高压电机的规划,遭到电机电调大功率高压操控器材的约束,特别在本钱上难以承受。另一种方法,要在渠道上规划降压用的开关电源,用多旋翼现有低压电机驱动;但开关电源相同存在功重比的要求和大功率高压操控器材的制约,也是要支付必定价值的。

3、系留系缆。

系缆除了传输动力电源之外,还规划有光纤以传输渠道载电子设备的光电信号,因而系缆是一种动力/信号复合缆线。

系留无人机常见中心技能详解

渠道载电子设备为削减升空设备的分量,遍及将天线、发射机之外的设备放在地上,而经过系缆光纤保证渠道与地上设备之间电子信号的衔接。这样可节省出渠道升力,添加升空高度,进步升空增益。

系缆自身也需求削减分量,现在可选用合金铝资料作为动力导线,比铜线要轻不少分量。

4、飞翔操控功用。

系留旋翼渠道主要是在定点周围悬停,不会有过多杂乱的飞翔动作。这看上去比多旋翼的飞控简略,其实并非如此。系留旋翼的飞控需求充分考虑系缆对其飞翔的影响,特别是在各种风场条件下,系缆随风发生的摇摆会使渠道失掉操控。

民用系留旋翼无人机至少要到达恒风6级阵风8级的要求,才干有实践使用含义。在6~8级的风场中,系缆并没有固定的运动规则可言,要靠飞控对旋翼渠道操控的鲁棒性来调整,难度是很大的。

5、旋翼渠道气动力规划。

考虑到体系旋翼渠道要在强风场中运转,渠道的气动力规划就特别显得重要。体系旋翼渠道在风场中悬停,实践上相当于渠道在沿来风方向做平面飞翔。6~8级风速为10.8~20.7米/秒,相当于旋翼渠道要有最高时速不小于75千米的才能。

要到达这样的时速,固定翼的气动力规划较为合理。近期演化出一种笔直起降固定翼无人机,实践上是多旋翼+固定翼两套动力体系简略组合,从无人机自身效益讲并不经济,但能处理特定场合固定翼起降的问题。

系留无人机常见中心技能详解

笔直起降固定翼的气动力规划使用于体系旋翼具有较大的优势,系留旋翼由地上供电,动力比较足够;两套动力体系在强风场中各有用处,笔直动力体系坚持渠道悬停姿势;水平动力体系使渠道逆风飞翔;固定翼外形可为渠道发生升力,减轻笔直动力体系的担负。

系留旋翼无人机现已面临着广泛使用的阶段,但从可以使用到实践使用得好还有一些间隔,有望业界同行共同努力立异。

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