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固定翼最大的两个缺点:
第一,通固定翼无人机常常需要很长的跑道来起飞,发动机向后推动气流,要得到向上的升力必须有足够大的前进速度,这样气流从前向后流与飞机的相对速度才能足够大,根据流体力学理论,才能分解出足够大的向上的升力,使飞机起飞。因此,普通固定翼飞机需要足够长的跑道帮助飞机助跑,使飞机加速到足够的速度,才能产生足够的向上的升力;
第二,固定翼无人机由于飞行速度快,舵面灵活,受风影响大,容易发生侧翻事故,因此对无人机操作员的要求较高。
针对固定翼缺点提出两个解决方案基于上述的两个问题,为确保固定翼无人机安全稳定运行,提出了两个解决方法:
固定翼无人机起飞与回收
固定翼无人机弹射架,由四个部分组成:
弹射架导轨:轨导轨由两根1.2m的方形镂空铝材组成,互相钩嵌受力上紧后,导轨上方是一条空心的轨道,下方是两根宽3cm长80cm的方形铝材,用于支撑导轨形成一定角度;
弹射架动力:动力来源于一根展开长度为2.2m的皮筋,能够在负载5kg以内迅速回弹,提供持续动力;
无人机支架:由两根垂直固定的铝材,上方固定两个海绵轮子,用于支撑无人机的机翼部分,一根有锁定/回弹机构的铝材,上方制作凹槽,用于钩住无人机下方的倒钩。三根铝材形成三点支撑,固定无人机平稳;
弹射架击发机构:击发机构由锁定和扳机两个部件组成,将无人机支架推向弹射架尾端,卡入锁死机构后,通过一根2m长多股钢丝牵引,扳机可控制锁定机构开锁,无人机即可弹射出去。
无人机伞降(图5)降落伞重量150g,投影直径1.6m。伞绳长度2.5m,载重开伞降落速度为1.5~4m/s(视风力大小而定)。利用伞降回收无人机,可精准控制无人机降落点,使无人机降落得到缓冲,避免降落时的冲击力对无人机的机载设备造成损坏。亦可在发生突发情况时,及时打开降落伞,让无人机缓慢下降,减小坠机的风险。
固定翼无人机飞控系统
无人机飞控系统是集成GPS接收机、三轴MEMS陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁传感器、高精度气压计,以提供高精度姿态模式。可限制固定翼无人机最大倾斜角度,防止固定翼在操作不当的情况下侧翻。同时能够实现自动盘旋和自动降落,可以最大程度减轻操作压力。
飞控系统主要包括,机载飞控模块、GPS模块、空速模块、电源模块、通信模块、地面站软件系统。利用飞控系统,可以设定飞行航线、飞行高度、飞行速度等,还可以控制无人机自动盘旋、自动起飞以及自动按航线降落,在飞行过程中可以实时改变飞行任务等,以及自动控制相机拍照并且记录拍照点的信息。主要运用于无人机的自动驾驶。
地面遥控系统包括监控台、指令编码器、副载波调制器、载波调制器、发射天线、地面检测接收机等基本设备和辅助设备。地面遥控系统在监控台、PC机、引导设备和外部接口设备等的支持下,完成对无人机的目标跟踪和遥控指令的产生与控制。遥控指令和数据的形成在实施控制前一般要制定好,遥控计划在无人机经过地面站上空.前送往相应的监控站,当无人机进入地面站的覆盖区域时,必须内地向人员发出遥控指令加以控制,使之做出各种动作,完成既定任务,实现预期目的。
包含电子地图功能的地面站软件,可在任务进行时更改航线和任务,可实时进行半自主式遥控,并可以实时记录飞行数据和离线回放。
包含自动驾驶仪供电电压监测,电动飞机动力电压监测,电动飞机供电电流监测以及电池使用电量监测,GPS精度检测,自动驾驶仪温度检测等。首先通过GoogleEarth制作地图,载入地面站软件中,然后只须在屏幕上拖拽出一个矩形,或输入GPS航点,就能自动生成飞行航线。
地面站上详尽显示飞行数据,如无人机所在坐标、电压电量、飞行姿态、飞行速度、飞行高度、离目标点的距离、离起飞点的距离等,可随时了解飞机的飞行情况。并可利用地面站对无人机进行操作,如一键开伞、自动返航、自动盘旋、临时指定目标点等,地面站是固定翼无人机实现安全飞行的得力助手。
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1月12日下午1时10分,随着电机的轰鸣声,一架翼展3米的固定翼无人机垂直起飞到70米,随后盘旋爬升至600米的高空,按照设定好的航线对110千伏冀甘线全线进行通道巡视。这是国网天水供电公司输电运检中心采用固定翼无人机开展线路通道巡视,这也是天水电网固定翼无人机巡检“首秀”。本次作业任务是沿着
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