Этот микролетающий аппарат использует интеллектуальные датчики и алгоритмы для выхода из штопора и плавного зависания.
Карманный дрон, который раскрывается в воздухе и стабилизируется. (Скриншот)
Мобл Бенедикт/YouTube
Студенты Лаборатории передовых вертикальных полетов (AVFL) Техасского университета A&M разработали замечательный микролетающий аппарат (MAV) весом 112 граммов (около 0,25 фунта).
Этот небольшой дрон может складываться до размеров смартфона, а затем раскрываться в воздухе, стабилизируясь за считанные секунды.
Отличительная особенность MAV — его компактный дизайн. Весом меньше банки газировки, он складывается в элегантный прямоугольник, достаточно маленький, чтобы поместиться в кармане или сумке.
После подъёма в воздух, рычаги автоматически выдвигаются наружу, фиксируются, и дрон стабилизируется. Даже если во время запуска он вращается с экстремальной скоростью до 2500 градусов в секунду, он может быстро восстановить равновесие и зависнуть.
Умная стабильность благодаря умному управлению
Ключ к стабилизации этого дрона — сложный контроллер с обратной связью. Эта бортовая система позволяет МВА восстанавливаться после резких вращений и правильно ориентироваться после броска.
Команда AVFL провела несколько лётных испытаний, чтобы продемонстрировать это. Они запускали MAV разными способами: от лёгких подбросов до резких бросков. В каждом случае бортовые датчики и алгоритмы считывали ориентацию дрона и корректировали вращение винтов, обеспечивая плавное зависание дрона.
Независимо от того, бросают ли дрон мягко или с силой, датчики и алгоритмы быстро определяют его положение и регулируют работу пропеллеров для его стабилизации.
Эта способность мгновенно восстанавливаться даёт MAV огромное преимущество. Многие дроны требуют осторожного обращения или управляемого взлёта, но этот готов к полёту сразу же, как только вы его покинете.
Разработан для прочности и портативности
За элегантными складными ручками скрывается продуманный инженерный подход. Команда Техасского университета A&M, включая студентов Хантера Дентона и Фарида Саеми, стремилась сбалансировать размер, вес и производительность в единой конструкции.
Складные пропеллеры — ключевой элемент этой инновации. В сложенном виде они уменьшают площадь дрона, облегчая его переноску. В выдвинутом виде они обеспечивают достаточную подъёмную силу для стабильного зависания в воздухе. Такое сочетание делает MAV прочным в воздухе, оставаясь при этом чрезвычайно портативным.
Для обеспечения надёжной работы MAV исследовательская группа использовала передовое моделирование динамики полёта. Они построили модель с шестью степенями свободы (6DOF), которая имитирует поведение дрона в трёхмерном пространстве.
Эта модель учитывала такие силы, как подъёмная сила, сопротивление и крутящий момент. Для обеспечения точности модель была проверена с использованием реальных данных полёта, полученных с помощью систем отслеживания движения.
Сравнив модель с реальными характеристиками, команда усовершенствовала конструкцию, повысив способность MAV справляться с непредсказуемыми запусками. «В этом и заключается особенность MAV: это не просто прототип, а испытанная система, готовая к использованию», — заявили исследователи.
Реальные применения крошечных дронов
Потенциальные возможности этого карманного МВА выходят далеко за рамки лабораторных условий. Компактный размер и быстрое развертывание делают его ценным инструментом в экстренных ситуациях.
В чрезвычайных ситуациях спасатели могут использовать несколько беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и запускать их в зоны бедствия для оценки ущерба или поиска выживших в зонах, слишком опасных для входа. Возможность поднять дрон в воздух и мгновенно стабилизировать его положение позволяет сэкономить критически важное время.
Военные также могли бы использовать MAV для разведывательных задач. Его портативность и прочная конструкция позволят солдатам проводить разведку в суровых условиях без необходимости носить с собой громоздкое оборудование.
Гражданское применение также представляется перспективным. Дрон может использоваться для аэрофотосъёмки, осмотра зданий или исследования труднодоступных мест, таких как крыши и высотные здания. Благодаря простоте управления им смогут управлять даже неопытные пользователи без специальной подготовки.
Как продемонстрировала команда Техасского университета A&M, проектирование в миниатюрном масштабе не означает принесения в жертву мощности или надежности.
Sourse: interestingengineering.com
