JetQuad: Реактивний дрон з вертикальним зльотом і посадкою

Alex Alex 04 грудня 2019

JetQuad: Реактивний дрон з вертикальним зльотом і посадкою
Представляємо вашій увазі переклад двох статей про турбореактивного дрона.

Джерело: New Atlas



Прототип AB5 JetQuad здатний розвивати швидкість до 402 km/h

У той час як пропелерні літаки все ще мають місце, іноді потрібні додаткові швидкість і тяга, які дає реактивний двигун. FusionFlight з Далласа, штат Техас, застосували цей підхід до квадрокоптерам, і в результаті вийшов AB5 JetQuad.

Компанія заявляє, що AB5 це "самий маленький і самий потужний реактивний дрон з можливістю вертикального зльоту і посадки".

Замість звичних чотирьох електричних моторів і пропелерів, у нинішнього прототипу встановлені чотири дизельних микротурбинных реактивних двигуна, які видають 200 кінських сил (149 кВт) на повній потужності. Завдяки запатентованій системі управління вектором тяги, відомої як H-Configuration, тяга цих двигунів може бути спрямована або на вертикальне переміщення при зльоті та посадці, або на горизонтальне переміщення при польоті.

image

За наявною інформацією, серійна версія літального апарата буде розвивати максимальну швидкість до 483 км/год при заповненому баку 19 літрів, якого вистачить на 30 хвилин зависання в повітрі або 15 хвилин переміщення. В майбутньому додавання таких компонентів, як форсажные камери, може значно підвищити швидкість дрона.

Максимальна вантажопідйомність дрона складе 18 кг, при цьому вантаж можна закріпити на самому дрон, або підвісити на тросі – компанія заявляє, що двигуни останніх версій не будуть псувати вантажі, так як тяга ніколи не буде спрямована прямо під AB5.

Заявлений вага самого безпілотника становить 23 кг, повний бак додасть ще 18 кг.

image

CEO FusionFlight Олександр Тейтс каже, що AB5 може вийти на ринок до 2021 році під ціною від 200 000 $ до 250 000 $, в залежності від моделі. Потенційні клієнти швидше за все будуть робити упор на швидкість і потужність.

"Реактивні двигуни можуть видавати значно більші потужності ніж електричні, а також дозволяє беспилотникам літати на більш високих швидкостях", говорить Тейтс. "Дизельне паливо при рівній вазі з літієвими акумуляторами зберігає в 40 разів більше енергії, а також заправка триває кілька хвилин, у той час як зарядка акумуляторів вимагає кілька годин".

Ви можете побачити зліт і зависання прототипу в повітрі на наступному відео.


Джерело: FusionFlight

image

Четырехтурбинный дрон з вертикальним зльотом і посадкою


AB5 JetQuad "Везделет" – новий вид літальних апаратів. Це і не квадрокоптер, і не вертоліт, і не аероплан. Чотири микротурбинных реактивних двигуна видають 200 кінських сил на повному газу і працюють із запатентованою системою управління вектором тяги. Ця система називається "H-Configuration" – це перша в історії система, в якій реактивні двигуни працюють і на вертикальний та на горизонтальний політ, а також забезпечують повний контроль положення дрона. Результатом є компактний, повністю автономний дизельний літальний апарат, який може злітати і приземлятися практично з будь-якої поверхні, і при цьому здатний працювати на високих швидкостях і має високу грузодъемность. FusionFlight розробляють JetQuad з 2016. Ви можете ознайомитися з деякими статтями, опублікованими за ці роки.

Також варто відзначити, що високоточна система управління вектором тяги (СУВТ) має виняткові переваги порівняно з сучасними мультикоптерами. СУВТ приводиться в дію сервомоторами з високим крутним моментом, які спрацьовують значно швидше, ніж електричні мотори і пропелери на інших дронах. В результаті JetQuad більш гнучкий і краще управляється. СУВТ також дозволяє направляти вихлоп двигуна в напрямку корми дрона при горизонтальному польоті, а значить JetQuad може використовувати потужність усіх чотирьох двигунів та досягати максимальних швидкостей, які немислимі для близьких за розміром літальних апаратів з вертикальним злетом і посадкою.

image

Компактний і легкий


AB5 JetQuad спеціально спроектований так, щоб його легко міг нести один чоловік. Без заправки і вантажу дрон важить приблизно 22 кілограми і має зручні поручні. Крім того, невеликий розмір дрона означає, що його можна перевозити за допомогою звичайних наземних транспортних засобів. Серійна версія JetQuad буде мати забирається шасі, оснащене ударно-пружними системами для додаткової амортизації під час посадки і забезпечення додаткової гнучкості при зльоті і посадці на нерівних поверхнях.

Значна вантажопідйомність


Гладка і плоска форма JetQuad забезпечує дрону хорошу аеродинаміку, а також дає можливість розміщення безлічі різних вантажів. Вантажі різної ваги і розмірів можуть бути легко встановлені спереду, ззаду і згори. Особливо великі вантажі можна розмістити внизу літального апарату в конфігурації, дуже схожою на систему Sky Crane марсохода Curiosity, розробленого NASA.

У конфігурації "Sky-Crane" JetQuad може зависати на висоті 4.5 метрів над місцем розвантаження і повільно опускати вантаж на землю за допомогою чотирьох електричних котушок. СУВТ спеціально розроблені для відводу гарячих газів від транспортного засобу під час зависання в повітрі, що дозволяє не спалювати вантажі під час польоту і при розвантаженні. Більш того, реактивні двигуни можуть також генерувати електрику для живлення складних систем комп'ютерного зору, необхідних для безпечної роботи такого високошвидкісного дрона.

Простота і масштабованість


Конструкція JetQuad проста і елегантна. Дрон зібраний з декількох модулів, і кожен модуль може бути розібраний і замінений з мінімальними зусиллями. Повна конструкція апарата містить 8 рухомих компонентів – 4 турбіни і 4 серводвигуна. Така невелика кількість рухомих частин дає чудову надійність і знижує виробничі витрати, особливо порівняно з вертольотами того ж класу. Для порівняння, вертольоти мають сотні рухомих частин і вимагають частого й дорогого обслуговування.

Простота дизайну AB5 JetQuad також призводить до масштабованості. На збільшеною версією JetQuad, оснащеної великими паливними баками, можна розмістити будь-які авіаційні реактивні двигуни. Такий безпілотник може виконувати перевезення особливо важких вантажів замість аналогічних за розміром вертольотів, дорогих для оренди. Та ж збільшена платформа також може дозволити створити першу літаючу машину без зовнішніх пропелерів. Така машина буде виглядати і відчуватися як звичайний автомобіль, і зможе паркуватися на стандартному паркувальному місці.

Крім того, реактивні двигуни за своєю природою є простими і надійними пристроями, які також можуть бути поліпшені додатковими функціями для значного підвищення їх ефективності, в результаті чого можна отримати ще більш швидкий і вантажопідіймальний літальний апарат. Так, наприклад, форсажные камери можуть бути легко об'єднані з запатентованими СУВТ, в результаті чого JetQuad зможе рухатися швидше швидкості звуку – жодна технологія в області дронов з вертикальним зльотом і посадкою не має такого потенціалу. Нарешті, форм-фактор JetQuad ідеальний для використання в основному корпусі. Несучий корпус значно поліпшить аеродинаміку і, що найважливіше, забезпечить природний підйом під час польоту на великій швидкості. Додатковий підйом означає, що робота двигунів може бути трохи знижена, що в кінцевому підсумку заощаджує паливо і значно збільшує термін служби і дальність польоту дрона.

Ключові переваги: реактивні двигуни і дизель


Продуктивність AB5 JetQuad вище, ніж у будь-яких дронов, побудованих за іншими технологіями, з двох причин: використання реактивних двигунів для руху дизеля в якості палива. Мікротурбіни (невеликі реактивні двигуни) мають кращу питому потужність серед всіх відомих повітряно-реактивних двигунів. Це означає, що реактивні двигуни можуть видавати значно більшу потужність в порівнянні з аналогічними за розміром двигунами внутрішнього згоряння або електромоторами (які використовуються в конструкції більшості сучасних дронов). Крім того, дизельне паливо доступно в будь-якій точці світу і має в 40 разів більшу енергоємність ніж у звичайних літій-полімерних батарей, а також на заправку потрібні хвилини, а не годинник, як у випадку з зарядкою батареї. У зібраному стані пристрій являє собою дуже компактний і надійний безпілотник, який може летіти швидше будь-якого іншого безпілотника аналогічного розміру, а також має велику вантажопідйомність.


Рівні шуму


Очевидно, що 4 реактивних двигуна виробляють багато шуму, тому в поточній конфігурації JetQuad досить шумен – близько 120 дБ, якщо ви стоїте поруч з ним. Однак, є кілька технологій придушення шуму, які ще треба вивчити, такі як модифіковані системи впуску і випуску, а також активне шумозаглушення і використання вбудованих динаміків. Майбутні версії JetQuad, безумовно, будуть більш тихими завдяки цим технологіям, але в даний момент дрон може працювати тільки в умовах, які не потребують низького рівня шуму. Більш того, також варто згадати, що характеристика шуму відіграють важливу роль. Так, наприклад, звуки лопатей вертольота при низьких обортах дратують людський слух сильніше, ніж рівномірний свист реактивних двигунів. Важливо відзначити, що двигуни в JetQuad працюють на більш високих оборотах, ніж у квадрокоптерах або вертольотах (близько 100 000 оборотів в хвилину). Виходить високочастотний звук ледь чутно вже на невеликих відстанях від апарата – він дуже швидко розсіюється в атмосфері. Для порівняння, звуки лопатей вертольотів на низьких обертах виробляють низькочастотний звук, який далеко поширюється і чути за багато кілометрів. Подивіться відео з польотом нижче (тест номер 2) щоб краще зрозуміти як звучить JetQuad.

Заявка на патент "AirBooster Technology"


Всі пілотовані і безпілотні конструкції, які використовують нашу поточну платформу (AB5 – горизонтальна конфігурація двигунів у формі "H"), також нашу попередню платформу (AB4 – вертикальна конфігурація двигунів) захищені патентом, що знаходяться на розгляді, назва технології – "AirBooster Technology". Патент був поданий в 2016 році і в даний час розглядається відомством по патентах і товарних знаків США.

Технічні характеристики


Зверніть увагу, що ці характеристики відносяться до поточного прототипу AB5. Серійна модель буде мати оптимізовану аеродинаміку і СУВТ, що призведе до покращення показників.

Модель: AB5
Обсяг паливного бака: 22.7 літра
Вага повної заправки: 18.1 кілограм
Тип палива: Дизельне
Вага незаправленого дрона: 22.7 кг
Вага переносимого вантажу: 18.1 кілограм
Загальна злітна вага: 59 кілограм
Загальна тяга при відриві: 72.6 кілограм
Відносини тяги до ваги при старті: 1.2
Максимальна потужність двигуна: 200 кінських сил
Тривалість роботи (звичайна швидкість): 30 хвилин
Тривалість роботи (круїзна швидкість): 15 хвилин
Круїзна швидкість: 428 км/год і вище
Дальність польоту (туди і назад): 40 кілометрів
Габарити: 1.2 м x 1.2 м x 0.6 м
Максимальне споживання палива: 1.3 літра в хвилину
Висота (передбачувана): 9144 метрів і більше

Source: habr.com

Коментарі (0)

    Ще немає коментарів

Щоб залишити коментар необхідно авторизуватися.