在20世紀(jì)50年代,美國(guó)陸軍繼續(xù)測(cè)試各種垂直起降方案。Curtiss-Wright是被邀請(qǐng)參與研制了VZ-7和杠桿燃?xì)鉁u輪機(jī)的幾家公司之一,杠桿燃?xì)鉁u輪機(jī)的出現(xiàn)提高了VZ-7的功率與重量比。因此,VZ-7被稱作“Flying Jeep”,如圖(e)所示,其有效載重量為250千克,靠425馬力的杠桿燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。VZ-7的測(cè)試在1959年至1960年期間得到實(shí)現(xiàn)。雖然它相對(duì)穩(wěn)定,但是它未能達(dá)到軍方對(duì)高度和速度的要求,該計(jì)劃并沒有得到更進(jìn)一步的推行。
在1990年以前,慣性導(dǎo)航體積重量過大,動(dòng)力系統(tǒng)載荷也不夠,因此當(dāng)時(shí)多旋翼設(shè)計(jì)得很大。正如前面分析的,大尺寸的多旋翼并沒有那么大優(yōu)勢(shì),與多旋翼相比,固定翼和直升機(jī)更適合發(fā)展大尺寸。在此之后的30年中,四旋翼飛行器的研發(fā)沒有取得太大的進(jìn)展,幾近沉寂。
復(fù)蘇期:1990年至2005年
20世紀(jì)90年代之后,隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System)研究的成熟,重量只有幾克的MEMS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)被開發(fā)運(yùn)用,使制作多旋翼飛行器的自動(dòng)控制器成為現(xiàn)實(shí)。此外,由于四旋翼飛行器的概念與軍事試驗(yàn)漸行漸遠(yuǎn),它開始以獨(dú)特的方式通過遙控玩具市場(chǎng)進(jìn)入消費(fèi)領(lǐng)域。
雖然MEMS慣性導(dǎo)航系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用,但是MEMS傳感器數(shù)據(jù)噪音很大,不能直接讀取并使用,于是人們又花費(fèi)大量的時(shí)間研究去除噪聲的各種數(shù)學(xué)算法。這些算法以及自動(dòng)控制器本身通常需要運(yùn)算速度較快的單片機(jī),可當(dāng)時(shí)的單片機(jī)運(yùn)算速度有限,不足以滿足需求。接著科研人員又花費(fèi)若干年理解多旋翼飛行器的非線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并為其建模、設(shè)計(jì)控制算法、實(shí)現(xiàn)控制方案。因此,直到2005年左右,真正穩(wěn)定的多旋翼無人機(jī)自動(dòng)控制器才被制作出來。
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