Nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms, nepilotuojamos oro sistemos (UAS) vis plačiau naudojamos daugelyje sričių, tačiau kaip greitai ir efektyviai paversti esamus pilotuojamus orlaivius į nepilotuojamas oro sistemas, aviacijos srityje visada buvo aktualu. Neseniai Pekino aeronautikos ir astronautikos universiteto profesoriaus Li Daochun ir akademiko Xiang Jinwu komanda žurnale „Inžinerija“ paskelbė pranešimą „Roboto pilotas: nauja autonominė sistema skraidančių pilotuojamų orlaivių link“, pristatydami naująjį sraigtasparnį vairuojantį robotą. . Šis pasiekimas yra naujas sprendimas nepilotuojamiems orlaiviams.
Tyrimo esmė – naujo tipo robotų sistema, galinti savarankiškai pilotuoti pilotuojamą sraigtasparnį ir taip suformuoti naujo tipo nepilotuojamą aviacijos sistemą. Tokios sistemos visiškai išnaudoja esamų pilotuojamų orlaivių platformos brandą, naudingąją apkrovą ir tinkamumą skraidyti, tuo pačiu žymiai išplečiant nepilotuojamų orlaivių veikimo ir taikymo sritis. Tyrėjų grupė išsamiai aptarė orlaivių pilotavimo roboto koncepciją ir jo privalumus bei pasiūlė pilotuojamų sraigtasparnių sraigtasparnį-pilotavimo robotą. Pagal sraigtasparnio valdymo mechanizmo valdymo charakteristikas, robotas buvo sukurtas valdyti roboto servo mechanizmą, o remiantis roboto servo mechanizmo kinematine analize, buvo sukurtas roboto skrydžio valdiklis su tiesioginio valdymo metodu, siekiant sumažinti laiko delsą ir valdymo klaida roboto servo procese.
Mokslininkų komanda taip pat sukūrė antžeminės stoties sistemą, kuri palaiko skirtingų skrydžio režimų ir funkcijų integravimą. Galiausiai jie suprojektavo ir sukonstravo sraigtasparnio pilotavimo roboto prototipą ir įdiegė jį sraigtasparnyje skrydžio bandymams. Bandymo rezultatai rodo, kad robotas gali skristi pirmyn, atgal, į šoną ir savarankiškai suktis, patikrindamas jo efektyvumą.
1 pav. Orlaivį vairuojančio roboto pritaikymas ir jo skrydžio režimas.
Šio tyrimo naujovė yra ta, kad jame naudojamas neinvazinis konversijos metodas, leidžiantis greitai ir grįžtamai paversti pilotuojamus orlaivius į nepilotuojamas oro sistemas. Šis metodas ne tik išsaugo originalaus orlaivio keliamąją galią ir saugos lygį, bet ir išvengia sudėtingų originalaus orlaivio modifikacijų poreikio. Be to, pilotas robotas taip pat gali būti naudojamas kaip antrasis pilotas, siekiant pagerinti esamų orlaivių automatizavimo lygį, suteikiant naujų technologijų, tokių kaip pilotų padėjėjai ir išmaniosios kabinos, tyrimų platformą.
Kalbant apie eksperimentinį patikrinimą, tyrėjų komanda įdiegė pilotinio roboto prototipą SVH-4 lengvajame treniruoklyje sraigtasparnyje ir atliko žemės bei skrydžio bandymus. Bandymo rezultatai rodo, kad vairuojantis robotas gali greitai ir tiksliai valdyti sraigtasparnio valdymo mechanizmą ir puikiai atlieka tokias skrydžio užduotis kaip skraidymas, skrydis pirmyn, skrydis atgal, skrydis į šoną ir posūkis.
2 pav. Sraigtasparnį vairuojančio roboto, atliekančio įvairias skrydžio užduotis, stebėjimas ant žemės ir skrydžio požiūris. a) skrydis pirmyn; b) skrydis atgal; c) į šoną; d) Posūkio skrydis.
Nepaisant puikių rezultatų, tyrėjų komanda atkreipė dėmesį į tai, kad valdant vairuojantį robotą yra didelė požiūrio svyravimų problema. Savo būsimame darbe jie planuoja toliau tobulinti vairuojančio roboto manevringumą ir prisitaikymą, atsižvelgdami į modernių modeliais pagrįstų valdymo metodų arba išmaniųjų valdymo metodų diegimą skrydžio našumui optimizuoti.
Šis tyrimas ne tik parodo Beihang universiteto lyderio pozicijas UAV technologijų srityje, bet ir suteikia naujų idėjų bei techninės paramos aviacijos srities plėtrai. Nuolat tobulėjant ir tobulėjant technologijoms, turime pagrindo manyti, kad ateities aviacijos sritis bus išmanesnė ir automatizuota.