Про меня: 10 лет работаю в отделах надёжности в московских авиационных и космических конструкторских бюро. Был техником, инженером 3, 2, 1 категории, ведущим инженером, сейчас начальник бригады.
Одна из важный проблем, с которой сталкивается БЛА (беспилотный летательный аппарат) и разработчик БЛА — это где подзарядить аккумулятор. Например, в глухой сибирской тайге, в горах или...на Марсе.
Если мы хотим по настоящему автономный квадрокоптер, мы должны тащить с собой запас сменных аккумуляторов, зарядное устройство и т.д. Стоп! А что если наш квадрокоптер будет тащить на себе в качестве полезной нагрузки солнечную панель с зарядным устройством?
Можно забросить на вертолете и спустить на тросе автономную платформу, состоящую из четырех квадрокоптеров и большой солнечной зарядной панели на ПВХ раме в какой-нибудь глухой регион, где много солнца, но нет никого электричества, завозить солярку очень дорого, но необходимо делать мониторинг многочисленных гектаров леса, чтобы беречь их от пожара.
Подобная система отлично подойдёт для удаленных районов нашей планеты, для решения задач мониторинга, патрулирования, охраны лесов и многого другого. Как вариант, подобная автономная система будет хорошим решением для исследования планет, имеющих атмосферу и много солнца.
Я решил назвать эту автономную беспилотную авиационную систему «Карьяла», в честь моей любимой части планеты Земля — Карелии. Полагаю, представленные изображения объясняют всё доступно.
Одна из основных технический сложностей идеи состоит в том, чтобы солнечные панели, дающие ток нужных параметров имели меньшую массу, чем грузоподъемность квадрокоптеров. Но предварительная оценка показывает, что это вполне возможно и задача решаема. Другая важная проблема — точность взлёта и посадки, синхронизация одновременной работы нескольких дронов.
Предлагаю использовать две шторки из плотного материала от дождя, солнца, пыли. Шторки имеют магнитную защёлку на конце. Шторки двигаются по направляющим рамы платформы с помощью небольших электродвигателей, встроенных в платформу.
Основное преимущество данной системы в том, что квадрокоптеры могут переносить платформу с места на места, после подзаряжаясь от неё. Таким образом можно вытащить платформу на солнышко, уйти от горного оползня и иных внешних воздействующих факторов. А главное, можно изучать новый мир шаг за шагом.
Два дрона находятся в воздухе, два заряжаются. Все квадрики оборудованы 4G/LTE модулем. Те, кто в воздухе во время патрулирования периодически входят в зону доступности сотовой связи и передают фото и видео заинтересованным лицам.
По аналогичному принципу можно построить наземную систему. Солнечная зарядная платформа и четыре ровера, которые могут как подзаряжаться от платформы, так и перетаскивать её с места на место. Что повышает надёжность и автономность всяких роботов-курьеров, исследователей и прочих марсоходов. По аналогичному принципу возможно построить морские системы.
Я отдаю себе отчёт, что в этой идее есть свои недостатки, нерешенные трудности и иные подводные камни, но если кто-то прочитает эту статью и сделает подобную систему, я буду только рад. А если вам надо будет рассчитать надёжность и безотказность этой системы — обращайтесь.
PS. Все изображения сделаны в программе Draw.io.
У летающей платформы куча недостатков, одна из которых, когда коптеры на зарядке будут всё равно летать, что делает идею с солнечной панелью абсолютно бессмысленной. Особенно, учитывая парусность солнечной панели таких размеров, коптеры будут тратить больше энергии на удержания этого всего. Ну и простите, спустя 10 лет в авиации делать подобные чертежи это так себе)
Не, когда коптеры на зарядке - платформа на земле стоит. Собственно чертежей тут нет, скорее эскизы. И как я написал в заголовке, я занимаюсь не конструированием, а надёжностью.
А нельзя сверху на коптер просто прикрутить солнечную панель чуть большего, чем сам коптер размера? Долетел куда смог, сел и заряжается хоть 2 дня. Потом дальше полетел
Нельзя. Панель способная зарядить аккумулятор в 10 ампер будет ощутимых размеров, а коптер который неделю заряжается - никому не нужен
можно просто сделать 7 коптеров - один летает, 6 заряжаются, по очереди. Издержки - да, но что делать, цель должна оправдывать средства.
При среднем времени полёта квадрокоптера в 30 минут представьте размеры солнечной панели, которая должна заряжать 7 коптеров током 10 ампер хотя бы для каждого. Это почти килоВатт на коптер.
да это понятно, что солнечная батарея - так себе источник. Если солнечно - одно время, если пасмурно - неделю простоит.
Ну и батарея 10 Ач током 10 ампер зарядится пусть за час. 10 ампер при напряжении 14,8 В (если 4S) - это 148 ватт или 185 для 5S
Я ещё на 7 коптеров умножил :)
я понял, что на 1)
собственно примерно в этом и состоит идея, только в моей версии 2 летают, 2 заряжаются на земле.
А нельзя сделать чтоб коптер заряжался при свободном падении, типа потенциальная энергия объекта преобразуется в электрическую.
интересно, но не представляю как)
Больше похоже нав влажные мечты 9-ти классника в Paint, чем на спецификацию идеи специалиста, с 10-ти летним стажем.
Но солнечные панели и автономные дроны - это будущее, которое уже в разработке. Посмотрите еще раз серию Черного Зеркала Metalhead, обратите внимание на покрытие дрона-убийцы.
Через 3-4 года станут коммерчески доступны панели с кпд 40 процентов, сейчас это 25 и тогда будет качественный скачок. Но все мы тут зрители, потому что в нашей стране ничего из этого не производится и производиться не планирует. Если только дрон на газу по программе господдержки.
И да, учитесь визуализировать лучше. Посмотрите туториалы по Figma, удобный инструмент для многих задач
А в каком месте я написал, что это спецификация? Спецификация это конкретный конструкторский документ. Видимо это ваши влажные мечты. По поводу в нашей стране ничего не производится - без комментариев. Есть БПЛА "Орион", к которому я имею отношение. Вовсю летает и производится.
И да, учитесь сперва проверять информацию перед тем как писать комментарии.
Хорошая идея, спасибо за статью.
нерешенные трудностиКакие?
Например зарядная платформа должна быть максимально лёгкой, чтобы ее было просто транспортировать. Но при этом ее не должно опрокинуть, перевернуть или унести сильным порывом ветра.
Они со спутников это делают. А у военных ещё и большие беспилотники есть.
собственно если бы всё можно было рассмотреть со спутников, разведывательные дроны бы вообще не использовались.
Любые объекты размером больше 30 см. можно рассмотреть со спутников (очевидно что доступный нам google earth сильно урезан). Я бы на вашем месте, если эта тема вам интересна и у вас есть инженерные навыки, лучше думал бы о коммерческом применении доронов. Например те же крыши домов и использование дронов для доставки товаров до подъезда.
Сложна :(
Интересно
По изображениям вообще ничего не понятно
Панель подвесить на гелиевом шаре.
И да, автор. Вот вам ссылка на канал, где парень уже какой год делает прототипы ваших идей и делится информацией. Изучайте
https://youtu.be/1OGrDvInUAY
За ссылку спасибо, но это не совсем моя идея.
Комментарий удален модератором
Автор, автономные необслуживаемые станции на солнечной энергии - та ещё вундервафля. Автономные станции для бпла до сих пор никто нормально сделать не может.
Загляни на ютуб-канал copterexpress, они уже несколько лет пилят свою станцию.
Насколько я знаю, солнечные панели дают мало энергии (применительно к ёмкости аккумулятора бпла (~5-10 Ач для небольших моделей), к тому же их надо регулярно обслуживать - всякие листья, паутина, пыль убивают покрытие панели.
Совершенно с тобой согласен, собственно об этом и говорю, что полно подводных камней.
Коптеры фигня, давно такое придумал только с наземным поиском золота или других ресурсов, типа высаживаем станцию зарядки, из нее в разные стороны выезжают мини "роботы-пылесосы" с датчиками да хоть тупо металлоискателями на пузе и делают карту почвы в радиусе, по GPS закрыли зону и дальше перемещаем, а потом уже по карте едем собирать урожай, назовем это автоматическая геологическая тихоходная станция, инвесторы пишем в личку! ))
Ну что, я по приколу отправил эту идею на конкурс Copterhack 21. И прошёл отборочный этап конкурса. В связи с этим, если есть желание поучаствовать, помочь схемками, чертежами, моделями, расчётами да и просто добрым советом - пишите в личку.