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幾種涵道型無人機

2016-01-11 08:16 性質(zhì)：轉(zhuǎn)載 來源：微頭條
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自由螺旋槳的原理同飛機機翼類似。螺旋槳的運動分解為水平運動和旋轉(zhuǎn)運動。螺旋槳運動時主要存在的阻力有空氣摩擦阻力、壓差阻力、...

自由螺旋槳的原理同飛機機翼類似。螺旋槳的運動分解為水平運動和旋轉(zhuǎn)運動。螺旋槳運動時主要存在的阻力有空氣摩擦阻力、壓差阻力、誘導阻力和干擾阻力等。槳葉因高速圓周運動使葉尖處速度最高，誘導阻力比較大，對外界氣流產(chǎn)生沖擊造成噪聲大，這是自由螺旋槳動力效率低的主要原因。自由螺旋槳由于是懸臂梁結(jié)構(gòu)桿件，在氣動作用下葉尖處容易變形導致效率進一步惡化，這是限制螺旋槳高速運動的瓶頸之一，也是螺旋槳飛機及直升機速度限制之關(guān)鍵。涵道風扇與普通孤立的螺旋槳相比，能產(chǎn)生更大的升力，且結(jié)構(gòu)緊湊安全性高。

涵道風扇螺旋槳的優(yōu)點：由于葉尖處受涵道限制，沖擊噪聲減小。誘導阻力 減少，而效率較高。在同樣功率消耗下, 涵道風扇較同樣直徑的孤立螺旋槳, 會產(chǎn)生更大的推力。同時由于涵道的環(huán)括作用, 其結(jié)構(gòu)緊湊、氣動噪聲低、使用安全性好,因此作為一種推力或升力裝置, 被應(yīng)用于飛行器設(shè)計當中。

涵道風扇螺旋槳的缺點：良好的效率要求葉尖和管道間的間隙要非常小，風道三維形狀設(shè)計復雜，需要高轉(zhuǎn)速和最小的振動。


T-Hawk/g MAV無人機（霍尼韋爾公司）

曾服役于在伊拉克的美國陸軍步兵。

性能：它的外形像一個裝上了4個“衣架”（降落制動器）的迷你韋伯燒烤架，垂直起降的T-Hawk可以在45分鐘內(nèi)飛行1萬英尺的距離。只有16.5磅重，可以放進行軍背包，燃油電力混合驅(qū)動，載荷大。

（好消息：中國哈爾濱盛世的同類型機，性能和此機基本一樣，軍警應(yīng)用可在無人機北京一群聯(lián)系到廠家代表）


ETH的Flying Platform

蘇黎世理工學院動態(tài)系統(tǒng)和控制研究所的Flying Platform項目，使用電動涵道風扇作為無人機的推進和控制系統(tǒng)。用了三個電動涵道風扇(型號: DS-51-DIA-HST)，組成30厘米邊長的等邊三角形的結(jié)構(gòu)，材料碳纖維，每一個風扇下方設(shè)計了排氣尾嘴以增加空氣流速。最下方有兩個電機，驅(qū)動襟翼。加上鋁合金底座，總重量7.6千克。6個電池供電，120A的電流下消耗功率達到了5.3kW。每個風扇可提供的最大升力為4.2千克，載重約為3千克。

飛控用蘇黎世理工學院自己的Pixhawk飛控，現(xiàn)階段正在測試Model predictive control algorithm-模型預測控制算法。這個算法適用于模型本身參數(shù)在變化的場景?？刂破髟诿總€控制周期里，首先讀取傳感器信息更新模型，依據(jù)更新的模型預測未來很長一段時間的系統(tǒng)行為，設(shè)計出適用于這段時間的控制律。由于系統(tǒng)在變化，這個控制律只被使用很短的時間，然后進入下一個控制周期，重新反饋，更新，預測控制。這種方法優(yōu)點是能夠?qū)碗s時變模型產(chǎn)生好效果，缺點是計算量大，每個控制周期要算出很長一段時間的結(jié)果，并拋棄靠后的一部分，過去是被用在化工控制里的，因為化工里的被控對象變化緩慢，計算時間充裕。


球形安全無人機Fleye

為緩解因無人機引發(fā)的安全事故的上升趨勢，比利時無人機創(chuàng)業(yè)公司從設(shè)計入手研發(fā)出一款能與人和諧共存的無人機Fleye，通過采用涵道風扇設(shè)計使無人機的使用變得更加安全。這款足球大小的無人機的螺旋槳完全封閉。　


Fleye可編程，擁有多種可能，其開源的API和SDK為每一位無人機愛好者提供了一個開放平臺，探索飛行機器人的未來以及其潛在的應(yīng)用，例如：錄制一個電影，玩游戲，跟蹤標簽，以及音樂大廳、體育館等的室內(nèi)拍攝。


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