Аналіз сучасного стану розвитку безпілотних літальних мікроапаратів мультикоптерного типу

Abstract

Розроблення безпілотних літальних апаратів становить великий інтерес як для найбільших авіабудівних компаній, так і ентузіастів-проектувальників, і серед загального обсягу розробок обсяг мультикоптерних безпілотних апаратів займає одну з лідируючих позицій. У зв'язку з цим актуальним є аналіз існуючих напрацювань та визначення майбутніх досліджень у цьому напрямку. Мультикоптерні безпілотні апарати мають широкий діапазон функцій як в сфері військового, так і цивільного використання. У роботі зібрано та проаналізовано статистичні дані мікробезпілотних літальних апаратів мультикоптерного типу для визначення досягнень у сфері проектування мікробезпілотних літальних апаратів (БПЛА). Розглянуто діючу класифікацію БПЛА, в результаті аналізу статистичних даних було запропоноване її розширення. Описано злітно-масові характеристики мікроБПЛА. Наведені таблиці, що показують існуючі БПЛА. Крім того, визначені льотно-технічні характеристики, аеродинамічні схеми і тип двигуна, які найбільш раціонально підходять для мікробезпілотних літальних апаратів відповідно до їх призначення і класу. На основі отриманих даних було побудовано модель-прототип мікроБПЛА з покращеними характеристиками. Модель успішно виконала всі поставлені задачі. Це вказує на те, що новий БПЛА «Страх-1» є успішним проектом і він має можливість дистанційного керування за допомогою телефону або будь-якої іншої апаратури, призначеної для цього. Крім того, проектований апарат може додатково зависати у заданих координатах. «Страх-1» впевнено виконує поставлені задачі в автоматичному режимі, а також самостійно приймає рішення про повернення в початкову точку зльоту, якщо: відбулася втрата зв’язку, рівень заряду акумуляторної батареї досягнув певного рівня, БПЛА завершив своє завдання чи було використано більше міліампер, ніж задано вихідними параметрами. Дрон має можливість летіти в режимі «Follow me» за обраним GPS передавачем. Квадрокоптер тестували при складних погодних умовах, коли сила вітру досягала 8 балів (близько 22 м/с). Також були проведені тестування на завадостійкість в діапазоні промислових частот (від 2.4 Ггц до 5.8 Ггц.).

The development of unmanned aerial vehicles is of great interest to both the largest aircraft companies and design enthusiasts, and among the total volume of developments, the volume of multicopter unmanned aerial vehicles occupies one of the leading positions. In this regard, the analysis of existing developments and the definition of future research in this direction is relevant. Multi-helicopter drones have a wide range of functions in both military and civilian use. The paper collects and analyzes statistical data of micro-unmanned aerial vehicles of the multicopter type to determine the achievements in the field of design of micro-unmanned aerial vehicles (UAVs). The current classification of UAVs is con-sidered; as a result of the analysis of statistical data its expansion is offered. The take-off and mass characteristics of the micro UAV are described. The tables showing the existing UAVs are given. In addition, the flight characteristics, aerodynamic schemes and type of engine that are most rationally suited for micro-unmanned aerial vehicles according to their purpose and class are determined. Based on the obtained data, a prototype model of a micro-UAV with improved characteristics was built. The model successfully completed all tasks. This indicates that the new UAV "Fear-1" is a successful project and it has the ability to remotely control by phone or any other equipment designed for this purpose. In addition, the designed device can additionally hang in the specified coordinates. "Fear-1" confidently performs tasks in automatic mode, as well as independently decides to return to the starting point of takeoff, if: there is a loss of communication, the battery level has reached a certain level, the UAV has completed its task or used more miles -amperes than specified by the output parameters. The drone has the ability to fly in "Follow me" mode on the selected GPS transmitter. The quadcopter was tested in difficult weather conditions, when the wind force reached 8 points (about 22 m / s). Noise immunity tests were also performed in the industrial frequency range (from 2.4 GHz to 5.8 GHz).