Дроны нового класса компании Dragonfly Pictures


Компания Dragonfly Pictures Inc. (DPI) разработала дроны нового класса — привязные дроны, сохраняющие неизменное (стационарное) положение (hover-in-place) относительно морского судна или другого транспортного средства, оснащенного базовой станцией.

В отличие от мультикоптеров (мультироторных дронов, или коптеров) с батарейным питанием, которые требуют замены батареи каждые 20 мин, привязные дроны получают электропитание по кабелю, подключенному к базовой станции. Благодаря такой возможности эти устройства могут функционировать в полете в течение многих часов и даже дней. Привязные коптеры отслеживают и сопровождают мобильные платформы — морские корабли, суда, грузовики и другие наземные транспортные средства.

По сравнению с дронами с фиксированными крыльями у новых коптеров имеется несколько преимуществ, к которым относятся вертикальный взлет и посадка. Этим дронам не требуется посадочная полоса, пусковой стол или ремонтно-восстановительное оборудование. В отличие от дронов-дирижаблей, новые коптеры непрерывно сохраняют стационарное положение даже в условиях турбулентности и быстрого порывистого ветра.

Дроны нового класса компании Dragonfly Pictures

Привязные дроны компании DPI, подвергшиеся интенсивным испытаниям в реальных условиях эксплуатации, в настоящее время проходят сертификацию на использование в морских условиях для разведки, наблюдения, рекогносцировки, связи и применения в видеоприложениях.

Привязные мультироторные беспилотные летательные аппараты, используемые в качестве ретрансляторов радиосвязи военного и промышленного назначения (Unmanned Multirotor Aerial Relay, UMAR), должны быть защищены от воздействия неблагоприятных погодных условий, в том числе от дождя, снега, пыли и жары, а также оптимизированы для эксплуатации на море.

Особое преимущество UMAR-дронов в том, что они способны безотказно работать свыше 400 ч в беспосадочном режиме на высоте до 500 футов благодаря непрерывной подаче электропитания по кабелю. Однако проектирование этой схемы связано с существенными трудностями. Напряжение питания, которое подается с корабля на коптер, должно быть как можно более высоким, чтобы минимизировать ток, что позволяет использовать минимально тонкий и легкий кабель. Такой дрон очень мобилен, а его полезная нагрузка высока.

При потребляемой мощности 8–10 кВт UMAR-дроны достаточно защищены и способны сохранять неизменное положение в трудных штормовых условиях. Задача по обеспечению требуемого положения коптера относительно морского судна осложняется и тем, что оно совершает хаотичные колебательные движения под влиянием больших волн. Таким образом, дроны должны быть обеспечены электроэнергией, достаточной для маневренности по вертикали и горизонтали, то есть иметь возможность практически мгновенно увеличивать частоту вращения ротора как в импульсном режиме, так и в течение продолжительного времени, чтобы сохранить требуемое положение.

Преобразователь высоковольтного напряжения мультикоптера должен обладать минимально возможными массогабаритными показателями. Поскольку восьмерым независимо работающим бортовым роторам UMAR-дрона требуется усовершенствованное схемное решение на плате, любая экономия занимаемого пространства позволяет задействовать дополнительные компоненты.

UMAR-дроны с бортовой РЧ-антенной позволяют увеличить дальность радиосвязи морского судна с 8 до 30 миль в пределах прямой видимости.

Чтобы выполнить крайне строгие требования по электропитанию, компания DPI применяет в UMAR-дронах низкопрофильные модули семейства VIA BCM от Vicor, рассчитанные на высокое напряжение (HV), которые обеспечивают преобразование 800 В в 50 В при КПД, равном 98%. Универсальный монтаж и малые размеры высоковольтных BCM-модулей позволяют значительно увеличить удельную мощность и уменьшить вес бортовой системы.

Восемь параллельно установленных модулей HV BCM4414 Vicor осуществляют питание восьми независимых роторов UMAR-дрона компании DPI; при этом имеется возможность организовать совместное питание роторов для обеспечения резервирования. Благодаря малому исходному уровню электромагнитных помех с небольшим количеством ВЧ-гармоник, а также фильтрации этих помех в модулях HV BCM минимизируется шум, что позволяет уменьшить массогабаритные показатели по сравнению со стандартными DC/DC-преобразователями. Если этот шум не фильтровать, радиочастотная связь между дроном и судном ухудшится, а требования стандартов по ЭМП перестанут выполняться.

В настоящее время технология компании DPI проходит пробные испытания не только в Военно-морском флоте США, но и проверяется правительственными учреждениями, подрядчиками и другими организациями. Имеются все основания считать, что эта технология найдет применение в службах оперативного реагирования, оказывающих помощь при бедствиях, а также в системах мониторинга больших площадей (при проведении публичных мероприятий, для обеспечения безопасности на стадионах и т. д.).

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *