UAV expérimenté avec un panneau solaire pour laser
Les
véhicules aériens sans pilote de type hélicoptère présentent un certain
nombre d'avantages, grâce auxquels ils se sont
répandus. Dans le même temps, ils ont aussi certains inconvénients, dont le principal est la durée de vol limitée. Diverses
méthodes sont proposées pour augmenter ces paramètres, et un développement intéressant a été présenté par des spécialistes
de la Chinese Northwestern Polytechnic University.
L'idée principale du projet est une restructuration radicale du système d'alimentation des drones. Un quadricoptère électrique conventionnel, équipé d'une batterie, doit revenir et atterrir pour remplacer sa batterie. Li Xuelong et ses collègues proposent de conserver la batterie à bord du drone, ainsi que de l'équiper d'un panneau solaire de faible masse. Dans le même temps, la partie sol est introduite dans un complexe, qui comprend des unités chargées de produire de l'électricité et de transmettre de l'énergie au drone.
Il est à noter que les lasers de forte puissance ne sont jusqu'à présent utilisés que pour combattre les drones. Cependant, le projet de SZPU propose d'utiliser un faisceau laser pour transférer l'énergie de la partie sol du complexe vers le drone. L'automatisation du complexe doit surveiller le drone et diriger le faisceau vers son panneau solaire, assurant une alimentation électrique continue et rechargeant la batterie.
Les spécialistes de SZPU ont développé tous les composants du complexe, y compris un logiciel spécial chargé de suivre le drone et de pointer le laser. A l'aide de ces produits, plusieurs tests ont déjà été réalisés dans différentes conditions. Le drone était motorisé et volait à l'intérieur comme à l'extérieur jour et nuit. La durée maximale du vol a atteint 24 heures.
Installations au sol pour effectuer des tests à différents moments de la journée
Il convient de noter que des systèmes de transfert d'énergie laser vers des drones ont déjà été développés. Des drones de type avion ont déjà été utilisés, mais les projets n'ont pas dépassé les calculs ou les expériences en soufflerie et dans les airs.
Dans les expériences, un quadricoptère de petite taille avec des moteurs électriques est utilisé. Ils a été utilisé un drone prêt à l'emploi disponible sur le marché pour des expériences. Comme le projet le propose, en plus de la batterie, il a reçu un panneau solaire et les appareils associés. Un dispositif carré est suspendu sous le corps.
Apparemment, l'électronique du drone n'a pas changé, ainsi que la console de l'opérateur. À partir du prototype, seule la capacité de suivre les instructions de l'opérateur ou de voler et de s'accrocher de manière indépendante est requise. Cependant, de nouvelles fonctions liées à l'interaction avec le système d'alimentation pourraient être ajoutées.
Les installations au sol du complexe sont les plus intéressantes. Ils comprennent un système d'alimentation - à partir du secteur ou d'un générateur. Il y a aussi une station optique-électronique avec des caméras et un laser de la puissance requise. Le fonctionnement des installations au sol est contrôlé par un système numérique autonome, avec un logiciel spécial.
Il est rapporté que l'IES du complexe est capable de prendre le drone pour l'escorter et de suivre tous ses mouvements dans la zone de visibilité. L'ordinateur est responsable du suivi; l'opérateur peut se concentrer sur la tâche principale. Lorsque la batterie doit être rechargée, le système de contrôle dirige automatiquement le faisceau laser vers le panneau solaire et le maintient.
UAV en vol
Le système de contrôle détermine la portée du drone et surveille d'autres facteurs. En les tenant compte, l'automatisation modifie la puissance et la focalisation du faisceau. De ce fait, une alimentation constante de la même puissance est assurée, quelle que soit la position mutuelle du drone et de l'ECO, des conditions extérieures, etc. Lorsqu'un obstacle est détecté sur le trajet du faisceau, la puissance est réduite à une valeur sûre.
Un complexe doté de telles capacités présente des avantages évidents. Tout d'abord, il s'agit d'une forte augmentation de la durée possible du vol et de la possibilité de se passer d'atterrissages. Le drone n'a pas besoin de retourner au sol pour recharger ou changer sa batterie. Dans certaines situations, il pourra se charger à partir du laser sans même quitter la zone de travail et continuer à travailler.
Un complexe sans pilote doté de telles capacités devrait effectuer les tâches de surveillance et de reconnaissance à long terme. Dans le même temps, le drone pourra fonctionner à une certaine distance des installations au sol, ce qui lui permettra de revenir à temps pour se recharger. Les développeurs supposent que le complexe sera utile pour surveiller diverses situations, lors d'opérations de recherche et de sauvetage, etc.
À l'avenir, la création de grands drones avec alimentation laser n'est pas exclue. Sur leur base, un réseau de transport aérien à grande échelle peut être construit. Cependant, un gros drone nécessitera une infrastructure au sol conséquente.
Il convient de noter que le système d'alimentation SZPU proposé n'est pas sans inconvénients, qui le rendent difficile à développer et à déployer, et imposent également des restrictions de fonctionnement. Certaines des difficultés ont été traitées au stade du développement, et de nouveaux succès sont attendus. Cependant, la résolution de tous les problèmes n'est pas encore garanti.
Le travail d'alimentation laser dans la représentation de l'artiste
Presque toutes les difficultés sont liées au principe choisi de transfert d'énergie. Cela nécessite un suivi précis des drones et un guidage laser, ce qui nécessite des systèmes matériels et logiciels assez complexes. De plus, le faisceau laser n'est pas très efficace, et ce chiffre peut encore être réduit en raison de facteurs externes.
Il faut également tenir compte du fait que la puissance de faisceau appropriée est nécessaire pour charger rapidement la batterie. Avec une manipulation négligente, l'OES au sol, dans un complexe laser de combat, peut endommager les objets environnants ou même le drone lui-même. Ainsi, un laser peut endommager de manière irréversible l'optique d'un avion de reconnaissance.
Les développeurs du projet de SZPU affirment avoir réussi à créer un équipement de contrôle avec les fonctions nécessaires. Un drone expérimenté dans différentes conditions a survolé des installations au sol et a grimpé à une hauteur de plusieurs dizaines de mètres. Il est rapporté que dans tous les cas, une énergie suffisante a été transmise et que l'environnement n'a subi aucun dommage.
Jusqu'à présent, nous ne parlons que d'un drone de petite taille, et à cette échelle, le complexe fonctionne correctement. À l'avenir, il est prévu de développer le projet et d'augmenter la taille du drone, ainsi que d'augmenter la puissance du laser. Il n'est pas encore clair que le système développé soit évolutif ou si ce processus peut conduire à des problèmes insolubles. Mais les premières expériences incitent à l'optimisme.
Le nouveau projet chinois met en œuvre une autre façon d'augmenter la durée du vol - grâce à un principe spécial de transfert d'énergie. L'opérabilité du concept est déjà testée à l'aide d'un UAV expérimental et d'autres équipements. Si les spécialistes de SZPU seront capables de résoudre toutes les tâches de l'étape actuelle et de passer à la suivante, le temps nous le dira.
Drone et laser
Plusieurs publications chinoises ont écrit sur le nouveau développement des scientifiques chinois, début janvier. Apparemment, l'auteur du projet est le professeur Li Xuelong et ses collègues du SZPU. Récemment, ils ont conçu et développé un concept original de drone longue portée. Ces idées ont ensuite été testées expérimentalement.L'idée principale du projet est une restructuration radicale du système d'alimentation des drones. Un quadricoptère électrique conventionnel, équipé d'une batterie, doit revenir et atterrir pour remplacer sa batterie. Li Xuelong et ses collègues proposent de conserver la batterie à bord du drone, ainsi que de l'équiper d'un panneau solaire de faible masse. Dans le même temps, la partie sol est introduite dans un complexe, qui comprend des unités chargées de produire de l'électricité et de transmettre de l'énergie au drone.
Il est à noter que les lasers de forte puissance ne sont jusqu'à présent utilisés que pour combattre les drones. Cependant, le projet de SZPU propose d'utiliser un faisceau laser pour transférer l'énergie de la partie sol du complexe vers le drone. L'automatisation du complexe doit surveiller le drone et diriger le faisceau vers son panneau solaire, assurant une alimentation électrique continue et rechargeant la batterie.
Les spécialistes de SZPU ont développé tous les composants du complexe, y compris un logiciel spécial chargé de suivre le drone et de pointer le laser. A l'aide de ces produits, plusieurs tests ont déjà été réalisés dans différentes conditions. Le drone était motorisé et volait à l'intérieur comme à l'extérieur jour et nuit. La durée maximale du vol a atteint 24 heures.
Installations au sol pour effectuer des tests à différents moments de la journée
Il convient de noter que des systèmes de transfert d'énergie laser vers des drones ont déjà été développés. Des drones de type avion ont déjà été utilisés, mais les projets n'ont pas dépassé les calculs ou les expériences en soufflerie et dans les airs.
Éléments du complexe
Selon les données publiées, un complexe expérimental sans pilote de SZPU comprend plusieurs modules. Il s'agit d'un système de production et de transmission d'énergie au sol, d'une console d'opérateur et du drone lui-même. Les principes généraux de fonctionnement sont connus, mais les détails ne sont pas rapportés. Les principales caractéristiques du complexe ne sont pas non plus divulguées, à la fois pour la protection contre la copie et pour éviter l'utilisation de la technologie à des fins militaires.Dans les expériences, un quadricoptère de petite taille avec des moteurs électriques est utilisé. Ils a été utilisé un drone prêt à l'emploi disponible sur le marché pour des expériences. Comme le projet le propose, en plus de la batterie, il a reçu un panneau solaire et les appareils associés. Un dispositif carré est suspendu sous le corps.
Apparemment, l'électronique du drone n'a pas changé, ainsi que la console de l'opérateur. À partir du prototype, seule la capacité de suivre les instructions de l'opérateur ou de voler et de s'accrocher de manière indépendante est requise. Cependant, de nouvelles fonctions liées à l'interaction avec le système d'alimentation pourraient être ajoutées.
Les installations au sol du complexe sont les plus intéressantes. Ils comprennent un système d'alimentation - à partir du secteur ou d'un générateur. Il y a aussi une station optique-électronique avec des caméras et un laser de la puissance requise. Le fonctionnement des installations au sol est contrôlé par un système numérique autonome, avec un logiciel spécial.
Il est rapporté que l'IES du complexe est capable de prendre le drone pour l'escorter et de suivre tous ses mouvements dans la zone de visibilité. L'ordinateur est responsable du suivi; l'opérateur peut se concentrer sur la tâche principale. Lorsque la batterie doit être rechargée, le système de contrôle dirige automatiquement le faisceau laser vers le panneau solaire et le maintient.
UAV en vol
Le système de contrôle détermine la portée du drone et surveille d'autres facteurs. En les tenant compte, l'automatisation modifie la puissance et la focalisation du faisceau. De ce fait, une alimentation constante de la même puissance est assurée, quelle que soit la position mutuelle du drone et de l'ECO, des conditions extérieures, etc. Lorsqu'un obstacle est détecté sur le trajet du faisceau, la puissance est réduite à une valeur sûre.
Avantages recherchés
Les principes de fonctionnement d'un tel complexe sont assez simples. Après une charge "normale", le drone peut décoller et effectuer les tâches qui lui sont assignées. Après avoir épuisé la majeure partie de la charge de la batterie, le drone doit retourner dans la zone de charge, où l'ECO le trouvera et commencera à l'accrocher avec son laser. Après avoir reçu de l'énergie et rechargé la batterie, le drone pourra continuer à travailler dans les airs. Un tel cycle peut être répété plusieurs fois de suite, selon les caractéristiques de la mission et les besoins du moment.Un complexe doté de telles capacités présente des avantages évidents. Tout d'abord, il s'agit d'une forte augmentation de la durée possible du vol et de la possibilité de se passer d'atterrissages. Le drone n'a pas besoin de retourner au sol pour recharger ou changer sa batterie. Dans certaines situations, il pourra se charger à partir du laser sans même quitter la zone de travail et continuer à travailler.
Un complexe sans pilote doté de telles capacités devrait effectuer les tâches de surveillance et de reconnaissance à long terme. Dans le même temps, le drone pourra fonctionner à une certaine distance des installations au sol, ce qui lui permettra de revenir à temps pour se recharger. Les développeurs supposent que le complexe sera utile pour surveiller diverses situations, lors d'opérations de recherche et de sauvetage, etc.
À l'avenir, la création de grands drones avec alimentation laser n'est pas exclue. Sur leur base, un réseau de transport aérien à grande échelle peut être construit. Cependant, un gros drone nécessitera une infrastructure au sol conséquente.
Il convient de noter que le système d'alimentation SZPU proposé n'est pas sans inconvénients, qui le rendent difficile à développer et à déployer, et imposent également des restrictions de fonctionnement. Certaines des difficultés ont été traitées au stade du développement, et de nouveaux succès sont attendus. Cependant, la résolution de tous les problèmes n'est pas encore garanti.
Le travail d'alimentation laser dans la représentation de l'artiste
Presque toutes les difficultés sont liées au principe choisi de transfert d'énergie. Cela nécessite un suivi précis des drones et un guidage laser, ce qui nécessite des systèmes matériels et logiciels assez complexes. De plus, le faisceau laser n'est pas très efficace, et ce chiffre peut encore être réduit en raison de facteurs externes.
Il faut également tenir compte du fait que la puissance de faisceau appropriée est nécessaire pour charger rapidement la batterie. Avec une manipulation négligente, l'OES au sol, dans un complexe laser de combat, peut endommager les objets environnants ou même le drone lui-même. Ainsi, un laser peut endommager de manière irréversible l'optique d'un avion de reconnaissance.
Les développeurs du projet de SZPU affirment avoir réussi à créer un équipement de contrôle avec les fonctions nécessaires. Un drone expérimenté dans différentes conditions a survolé des installations au sol et a grimpé à une hauteur de plusieurs dizaines de mètres. Il est rapporté que dans tous les cas, une énergie suffisante a été transmise et que l'environnement n'a subi aucun dommage.
Jusqu'à présent, nous ne parlons que d'un drone de petite taille, et à cette échelle, le complexe fonctionne correctement. À l'avenir, il est prévu de développer le projet et d'augmenter la taille du drone, ainsi que d'augmenter la puissance du laser. Il n'est pas encore clair que le système développé soit évolutif ou si ce processus peut conduire à des problèmes insolubles. Mais les premières expériences incitent à l'optimisme.
Sur de nouveaux principes
La grande majorité des drones modernes de type hélicoptère volent à l'aide de batteries. S'il est nécessaire d'augmenter la portée, le principe du vol captif est utilisé - un câble est tiré derrière le drone, à travers lequel l'électricité est fournie depuis le sol. La durée d'un tel vol n'est limitée que par l'alimentation électrique, mais l'hélicoptère captif ne peut pas voler librement.Le nouveau projet chinois met en œuvre une autre façon d'augmenter la durée du vol - grâce à un principe spécial de transfert d'énergie. L'opérabilité du concept est déjà testée à l'aide d'un UAV expérimental et d'autres équipements. Si les spécialistes de SZPU seront capables de résoudre toutes les tâches de l'étape actuelle et de passer à la suivante, le temps nous le dira.
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