Научная статья на тему 'Квадрокоптер-такси'

Квадрокоптер-такси Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
461
59
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Academy
Область наук
Ключевые слова
КВАДРОКОПТЕР / БЕЗОПАСНОСТЬ / ХАРАКТЕРИСТИКА

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Исламов Улугбек Феруз Угли

В статье рассматриваются беспилотные летательные аппараты для транспортировки пассажиров в городских условиях, а также их технические харакеристики и преимущества.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Квадрокоптер-такси»

Порты как пункты концентрации недовольства. Если какой-то отрасли и нужна полная реорганизация, то это отрасль морских перевозок. Ежедневно более 15 миллионов контейнеров перемещаются по морю и по земле или же ожидают доставки. Тем не менее, в этой отрасли по-прежнему широко используются неавтоматизированные процессы и записи на бумаге. Например, за один рейс среднестатистического контейнеровоза создается до 40 000 бумажных документов! Дополнительную сложность создают отличия портов друг от друга. Различаются и таможенные требования, а в результате последствий глобального терроризма на границах, которые были открыты для торговли, теперь создается все больше преград [1].

Узкое место или точка входа? Есть ли решение? Хорошим началом, по мнению экспертов, были бы инвестиции в технологии "перевода", способные помочь различным участникам и процессам беспрепятственно общаться друг с другом и обмениваться информацией. Это стало бы основанием для создания однородной и непрерывной цепочки поставок.

Порт Сингапура является примером того, как хорошо может работать интегрированный порт. Хотя Сингапур редко является конечным пунктом назначения, значительная часть всех контейнеров в мире проходит через этот порт. Следует также обратить внимание на порт Лос-Анджелеса. Разгрузка судна в Лос-Анджелесе занимает около семи дней, а в очереди на причаливание ежедневно стоит в среднем 30 судов. Неудивительно, что многие компании выбирают пунктом назначения город Хьюстон в штате Техас, несмотря на большее расстояние. Они тратят меньше времени на ожидание и могут быстрее поставить свои товары на рынок [1].

Улучшенное управление транспортными потоками позволило бы судам быстрее и эффективнее входить в порты и выходить из них. Города и правительства, которые усовершенствуют системы и процессы бумажного документооборота в своих портах, смогут получить значительное конкурентное и экономическое преимущество [1].

На последок хочется отметить что крупные развитые страны с многомилионным население внедряют новейшие способы для решения существующих проблем, а вот развивающиеся страны могут уже сегодня избежать их, используя опыт предыдущих.

Исследования будут продолжаться как в области транспортной инфраструктуры так и в других областях. Будут создаваться ещё более совершенные технологии и средства для достижения новых высот и улучшения жизни людей. Ведь наша планета растёт и развивается.

Список литературы

1. Инновация в области транспорта. [Электронный ресурс]. Режим доступа: www.ibm.com/ibm/ideasfromibm/ru/transportation/index1.html/ (дата обращения: 2.10.2018).

2. Мультикоптер. [Электронный ресурс]. Режим доступа: ru.wikipedia.org/wiki/Мультикоптер/ (дата обращения: 4.10.2017).

3. Транспортная_система. [Электронный ресурс]. Режим доступа: ru.wikipedia.org/wiki/Транспортная_система/ (дата обращения: 5.10.2018).

КВАДРОКОПТЕР-ТАКСИ Исламов У.Ф.

Исламов Улугбек Феруз угли — магистрант, кафедра промышленного дизайна, факультет авиакосмических технологий, Ташкентский государственный технический университет, г. Ташкент, Республика Узбекистан

Аннотация: в статье рассматриваются беспилотные летательные аппараты для транспортировки пассажиров в городских условиях, а также их технические харакеристики и преимущества.

Ключевые слова: квадрокоптер, безопасность, характеристика.

Прежде чем углубляться в процесс рассмотрения необходимо определить, что такое квадрокоптер и каковы принцип его действия. Под квадрокоптером понимается вертолет, имеющий четыре несущих винта, разнесенных с помощью балок относительно центра корпуса. Каждый из них оснащен собственным двигателем, а работа всех приводов контролируется микропроцессорной системой и тремя гироскопами, обеспечивающими стабильное положение аппарата в воздухе. Квадрокоптер может также включать акселерометр, датчик давления, сонар и GPS-приемник. Чтобы исключить поворот аппарата в воздухе, одна половина винтов вращается по часовой стрелке, а вторая - против, тем самым компенсируя крутящий момент.

30

Управление коптером может осуществляться дистанционно посредством пульта или проходить в автономном режиме по заранее определённому компьютером маршруту [1].

Уже созданы несколько опытных моделей пассажирского квадрокоптера, которые проходят летные испытания. Все они отличаются друг от друга как в конструктивном смысле, так и технических характеристиках. Но основная функция у всех одна - перевозка пассажиров по воздуху в городских условиях.

Одна из первых моделей которую стоит отметить, разработка китайских инженеров компании ЕЬавд. Их модель Бкап^ 184 имеет компактную структуру и легко управляется при помощи сенсорного дисплея внутри дрона. Материалы используемые в конструкции позволили облегчить вес винтокрыла. Небольшой размер коптера позволяет использовать его в городских условиях, при этом не изменяя городскую инфраструктуру

Восемь пропеллеров и электромоторы способны поднимать в воздух одного человека весом до 120 кг. Батарея обеспечивает примерно 23 минуты полета, за которые он может преодолеть около 16 км. максимальная скорость полета 100 км/ч. Максимальная высота полета 500 м [2] (рис. 1).

Находящемуся на борту пользователю не нужно ничего делать - все управление, включая взлет, следование по определенному маршруту и посадку - полностью берет на себя автономная система аппарата.

Единственное, что нужно сделать пассажиру - это задать пункт прибытия и обозначить маршрут полета с помощью приложения на своем смартфоне.

Рис. 1. Ehang 184

Также стоит отметить разработку немецкого аналога Уо1осор(вг. В данном случае этот воздушный транспорт имел не четыре ротора, а 18. Отличительной особенностью данного транспорта было то что даже если один из моторов переставал работать, дрон мог продолжить своё движение. И в отличии от китайского аналога он был двух местным (рис. 2).

Рис. 2. Уо1осор1вт

Уо1осор(вг — серия электрических пилотируемых вертолётов-мультикоптеров сверхлёгкого класса, разрабатываемых компанией е-уо1о из Карлсруэ, Германия [3].

Для управления Уо1осор(вг, в отличие от обычных вертолётов, не требуется таких механических устройств как автомат перекоса, изменяемый шаг винта, хвостовой винт и руль направления. Винты неподвижно закреплены на осях электродвигателей. Изменение высоты полёта, поворот и горизонтальное движение обеспечивается исключительно за счет уменьшения или увеличения оборотов двигателей. Дополнительный (планируемый) двигатель в продольной оси, устанавливаемый позади фюзеляжа, обеспечивает дополнительную тягу для горизонтального полёта. Электродистанционное управление осуществляется джойстиком. Положение и направление полёта автоматически поддерживают несколько независимых и взаимно контролируемых компьютеров (резервирование), управляя индивидуальной скоростью вращения каждого двигателя [3].

Volocopter VC 200 оснащён системой спасения с парашютом. В обычных вертолётах и автожирах путь наверх заблокирован несущим винтом и использование полноценной системы спасения невозможно. Ранее только некоторые вертолёты имели систему спасения: например, вертолёты Камова - отделением с помощью взрывов лопастей обоих несущих винтов с последующим катапультированием. Также такой системой оснащены вертолёты ОКБ "Ротор" [3].

Элементы корпуса и винты изготовлены из композитных материалов. Питание для электродвигателей может быть как исключительно от литиевых аккумуляторов, так и от гибридной силовой установки с ДВС и электрогенератором [3]. Винты разнесены на достаточное расстояние для уменьшения их вредного взаимодействия, что также исключает возможность их перехлёста. Благодаря меньшей скорости вращения концов лопастей винтов обеспечивается малая шумность по сравнению с вертолётами традиционной схемы. Мультикоптер также отличается малой вибрацией по сравнению с обычными вертолётами [4].

В случае уменьшения уровня заряда аккумуляторных батарей ниже определенного порогового значения или поломки подзаряжающего их двигателя внутреннего сгорания летательный аппарат начинает автоматически снижаться, несмотря на команды пилота о продолжении полёта, и совершает мягкую посадку. Отсутствие автомата перекоса и редукторов для винтов, возможность полёта при отказе до шести двигателей и наличие аварийного парашюта обеспечивают повышенную надёжность и безопасность.

Аппарат отличается простотой управления. Для получения лицензии пилота обычного вертолёта требуется пройти длительный и дорогой курс обучения, но в случае с Volocopter VC200 достаточно всего пяти часов подготовки. Также имеется система стабилизации полёта. В отличие от обычного вертолёта, при потере управления над VC200 он просто зависает на месте, пока пилот не восстановит контроль. Этот вертолёт также можно легко разбирать и собирать, что позволяет хранить его в обычном гараже [5] (рис. 3)._ _

Рис. 3. Разобранные модули Volocopter VC 200

Очень интересна модель квадрокоптера, созданная американскими инженерами компании Workhorse. Данная модель имеет комбинированную силовую установку и усиленную систему безопасности при чрезвычайных ситуациях.

Двухместный пассажирских дрон с восемью винтами работает на бензине и электричестве и поднимает груз общим весом до 180 кг [6].

Аппарат вертикального взлета и посадки предназначается для спасателей, военных, инспекторов и тех, кому часто приходится добираться до труднодоступных мест. По словам компании Workhorse, они заново изобрели вертолет, сделав его более безопасным, простым в управлении и гораздо более доступным. Все восемь его моторов работают от ДВС, а запасная литиевая батарея готова подключиться, если двигатель даст сбой. Кроме того, в SureFly есть баллистический парашют, раскрывающийся в экстренных ситуациях [6].

Дальность полета SureFly составляет 110 км, и после непродолжительной заправки он готов к следующему прыжку. Первые модели будут пилотируемыми, а в дальнейшем планируется перейти на беспилотное управление. Полноценную лицензию FAA Workhorse надеется получить в конце 2019 года [6] (рис. 4).

Рис. 4. SureFly

Сегодня беспилотные летательные аппараты используются во многих сферах жизни человека. Их используют в военных целях, в спасательных операциях, при доставке гуманитарных грузов в труднодоступные места на земле, а также для доставки почты и покупок потребителям.

Данный вид транспорта способствовал дальнейшему развитию авиационной техники. Создаются более совершенные бортовые компьютеры, совершенствуются системы авиационной безопасности. А главной особенностью являются электродвигатели, которые не имеют выхлопных газов и помогают сохранить окружающую среду, а их малошумность позволяет использовать пассажирские дроны в городе.

Можно ещё долго перечислять достоинства летательного аппарата, но стоит заметить, что за ними будущее транспортной инфраструктуры. Ведь этот вид транспорта поможет решить проблемы с пробками на дорогах и облегчит жизнь обычных людей.

Список литературы

1. Первый квадрокоптер: история появления. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://robo-sapiens.ru/stati/pervyiy-kvadrokopter-istoriya-poyavleniya/ (дата обращения: 16.05.2019).

2. Пассажирский дрон Ehang 184. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://pikabu.ru/story/passazhirskiy_dron_ehang_184_4661568/ (дата обращения: 16.05.2019).

3. Volocopter. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Volocopter#cite_note-6 (дата обращения 16.05.2019).

4. В Германии запустили электровертолет на 18 винтах. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://lenta.ru/news/2013/11/25/volocopter (дата обращения: 16.05.2019).

5. Volocopter - вертолет с управлением игрушечного мультикоптера. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://novate.ru/blogs/021114/28420/ (дата обращения: 16.05.2019).

6. Управление гражданской авиации США (FAA) выдало компании Workhorse разрешение на испытания первого в мире гибридного пассажирского дрона на выставке CES, которая пройдет на следующей неделе в Лас-Вегасе. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://hightech.fm/2018/01/05/workhorse-ces (дата обращения: 16.05.2019).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.