Новый алгоритм повышает летные качества дронов-тейлситтеров – Георгий Голованов

Тейлситтер — летательный аппарат с жестким крылом, который взлетает и садится вертикально на хвостовое оперение, а в полете поворачивается в горизонтальную плоскость. Идея принадлежит Николе Тесле, но до сих пор из-за ряда сложностей она не была реализована в авиации.

Пока не появились дроны. Для БПЛА такая конструкция обеспечивает более высокую скорость и эффективность, присущую аэропланам, а также возможность зависать в воздухе, как вертолеты, пишет MIT News.

Обычно при разработке алгоритма планирования траектории полета дронов динамику системы либо упрощают, либо используют два различных режима: вертолетный и аэропланный. Специалисты из MIT создали алгоритм, рассчитывающий траекторию и выполняющий полет максимально агрессивно, со всей доступной мощностью. Для этого они применили модель общей динамики, которая учитывает все полетные условия. А затем добавили параметры дифференциальной плоскостности, обеспечивающие эффективность работы алгоритма.

При расчетах траектории главное — добиться полета аппарата по запланированной траектории. Поскольку тейлситтеры — это сложные системы с роторами и закрылками, и должны выполнять сложные воздушные маневры, обычно расчеты траекторий занимают много времени.

Введя дифференциальную плоскостность, конструкторы смогли использовать математическую функцию, чтобы быстро проверять осуществимость траекторий. С вычислительной точки зрения это просто и дешево.

Испытания показали, что тейлситтеры с таким алгоритмом могут выполнять сложные фигуры пилотажа: петли, бочки, спирали, а затем три коптера устроили воздушную гонку, совершая сложные, синхронные маневры, имитирующие полет через разрушенное здание и уклонение от препятствий на большой скорости. Все эти действия было бы невозможно спланировать в реальном времени без нового алгоритма.

И мультикоптеры, и дроны с неподвижным крылом потребляют много энергии при сопротивлении ветру. Беспилотник вертикального взлета и посадки Morpho, который объединил в себе качества крылатых дронов и квадрокоптеров, решает эту проблему с помощью трансформирующихся крыльев, которые адаптируются под потоки ветра.

Дрон может использовать крылья как паруса, а не тратить энергию батареи на сопротивление ветру.