微型无人机如何解决动力问题?斑斓航空
所谓微型无人机,是指翼展和长度小于15厘米的无人机。也就是说,最大的只有一只飞燕大小左右,较小的只有昆虫大小。微型飞机在原理、设计和制造上都不同于传统概念的飞机。它是MEMS(微机电系统)技术集成的产物。开发这样一种小型无人机有许多技术和工程问题。
最大的困难是动力问题。在微型无人机的研制中,近期最大的难点是发动机系统及其相关的气动问题,而发动机是关键。它必须在非常小的体积内产生足够的能量,并在不增加太多重量的情况下将其转化为推力。
不同的空气动力学原理。微型无人机由于体积小、速度低,其工作环境更像鸟类和较大昆虫的生存环境。但是对于这种环境下的空气动力学却知之甚少,其中很多问题很难用普通的空气动力学理论来解释。
由于微型无人机只能低速飞行,层流占优势,造成很大的力和力矩,可能需要用三维的方法来解释它的空气动力学。微型无人机的翼载很小,几乎没有惯性,很容易受到城市建筑阵风、风雨等不稳定气流的影响。
飞行控制。如何控制微型无人机的飞行是另一个难点。首先要有一个飞行控制系统来稳定微型无人机,至少要增加它的自然稳定性。这样,它就可以在面对颠簸或突如其来的阵风时保持自己的航线,并能执行操作者的机动命令。如果微型计算机需要对目标成像,还需要稳定视线。
为了使微型无人机自主飞行,需要使用重量轻、功耗低的GPS接收机,低漂移的微型陀螺仪和加速度计,还可以使用地理信息系统提供地形图导航。GPS可以大大提高微型计算机的能力,但目前在功率、天线尺寸、重量、处理能力等方面存在很多问题,需要解决。而且系统不能受到电磁波和射频的干扰,这对通信电子元器件的质量和功率要求很高。