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        上海同濟大學100米測試

        項目地點:上海

        服務范圍:工程作業、供電、照明

        應用領域:國防工程

        案例詳情

          案例詳情

          合作時間:2021年7月

          合作項目:上海同濟大學100米測試

          客戶評價:本次系留無人機100米測試效果顯著,產品質量有保證!

          系留無人機幾個技術難點

          1、驅動電機的功重比。

          功重比是指電機輸出功率與電機自身重量之比,單位是千瓦/千克。根據旋翼類航空器升力/功率比的經驗數值,每千瓦功率大約產生5~10千克的升力,電機的功重比低于1千瓦/千克將比較難設計系統了。

          在此強調的是,電機功率指的是額定功率,而不是最大功率;電機重量包括電機和電調以及為其正常工作的冷卻設備。系留旋翼必須是長期持續工作的,不象多旋翼無人機可短期間歇工作,驅動電機是動力的核心部件,一定要工作在額定的功率范圍內。

          2、高壓供電系統。

          系留旋翼和多旋翼無人機最大的區別在于供電方式不同。從地面向空中的系留旋翼平臺供電必須經過一定的輸電距離,采用高壓供電方式可減小輸送電流,從而減少電源損耗,同時可減小傳輸導線的截面積,減輕電源電纜的重量。

          高壓供電并不是電壓越高越好,而要根據實際的系統要求綜合考慮。一種方式是,輸電電壓可直接匹配高壓電機,電壓不需轉換直接驅動電機,結構較為簡單。但這種方式要進行高壓電機的設計,受到電機電調大功率高壓控制器件的限制,尤其在成本上難以接受。另一種方式,要在平臺上設計降壓用的開關電源,用多旋翼現有低壓電機驅動;但開關電源同樣存在功重比的要求和大功率高壓控制器件的制約,也是要付出一定代價的。

          3、系留系纜。

          系纜除了傳輸動力電源之外,還設計有光纖以傳輸平臺載電子設備的光電信號,因此系纜是一種動力/信號復合纜線。

          平臺載電子設備為減少升空設備的重量,普遍將天線、發射機之外的設備放在地面,而通過系纜光纖保障平臺與地面設備之間電子信號的連接。這樣可節省出平臺升力,增加升空高度,提高升空增益。

          系纜自身也需要減少重量,目前可采用合金鋁材料作為動力導線,比銅線要輕不少重量。

          4、飛行控制功能。

          系留旋翼平臺主要是在定點周圍懸停,不會有過多復雜的飛行動作。這看上去比多旋翼的飛控簡單,其實并非如此。系留旋翼的飛控需要充分考慮系纜對其飛行的影響,尤其是在各種風場條件下,系纜隨風產生的擺動會使平臺失去控制。

          民用系留旋翼無人機至少要達到恒風6級陣風8級的要求,才能有實際使用意義。在6~8級的風場中,系纜并沒有固定的運動規律可言,要靠飛控對旋翼平臺控制的魯棒性來調整,難度是很大的。

          5、旋翼平臺氣動力設計。

          考慮到系統旋翼平臺要在強風場中運行,平臺的氣動力設計就尤其顯得重要。系統旋翼平臺在風場中懸停,實際上相當于平臺在沿來風方向做平面飛行。6~8級風速為10.8~20.7米/秒,相當于旋翼平臺要有最高時速不小于75千米的能力。

          要達到這樣的時速,固定翼的氣動力設計較為合理。近期演化出一種垂直起降固定翼無人機,實際上是多旋翼+固定翼兩套動力系統簡單組合,從無人機本身效益講并不經濟,但能解決特定場合固定翼起降的問題。

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