ما بدأ كهواية سباقات متخصصة تحول بهدوء إلى العمود الفقري للأنظمة الاحترافية غير المأهولة. اليوم، يتم إعادة استخدام أجزاء الطائرات بدون طيار FPV - التي كانت مرتبطة فقط بالطائرات الرباعية البهلوانية - لجيل جديد من المركبات الجوية، بما في ذلك آلة الصواريخ عالية السرعة، والطائرة بدون طيار ذات الأجنحة الثابتة المعلقة، والمركبة الجوية بدون طيار ذات الحمولة الكبيرة.
إن المحفز لهذا التطور ذو شقين: نضوج تقنية التحكم في الطيران بدون طيار FPV والاعتماد على نطاق واسع لقاذفة الطائرات بدون طيار.
كسر حاجز السرعة بقوة الصواريخ
تمثل الآلة الصاروخية عالية السرعة خروجًا جذريًا عن الدفع الكهربائي التقليدي. وباستخدام محركات صاروخية صلبة أو سائلة، تحقق هذه المنصات سرعات من شأنها أن تدمر المحركات القياسية المتعددة. ومع ذلك، فهم يعتمدون على نفس الأجزاء الأساسية للطائرات بدون طيار FPV - الكاميرات المصغرة، وأجهزة إرسال الفيديو الرقمية بتردد 5.8 جيجا هرتز، وأجهزة الراديو للقياس عن بعد، وأجهزة الاستقبال المدمجة. ما يجعل رحلة الصاروخ ممكنة هو وحدة التحكم في طيران الطائرة بدون طيار FPV، والتي يجب أن تتعامل الآن مع التسارع الشديد (10-20 جيجا)، والتحولات السريعة للخانق، والغياب التام للثبات القائم على المروحة عند أرقام ماخ عالية.
تتضمن تحديثات البرامج الثابتة الأخيرة لمنصات التحكم في الطيران بدون طيار FPV مفتوحة المصدر (ArduPilot وPX4) الآن ملفات تعريف صاروخية مخصصة، مع اكتشاف الإطلاق، وتثبيت المرحلة الساحلية، ومنطق نشر الاسترداد. وقد أدى ذلك إلى خفض الحاجز أمام الباحثين والهواة على حدٍ سواء لتجربة تصميمات آلة الصواريخ عالية السرعة باستخدام أجزاء طائرات بدون طيار FPV متاحة بسهولة.
الإقلاع القائم على قاذفة: التمكين العظيم
لا تكتمل مناقشة عمليات الطائرات بدون طيار الحديثة بدون Drone Launcher. انتقلت قاذفات البنجي والهوائية والكهرومغناطيسية من التوفر العسكري فقط إلى التوفر التجاري. تعمل قاذفة الطائرات بدون طيار على حل التوتر الأساسي بين كفاءة هيكل الطائرة والبنية التحتية للإقلاع: فالجناح المُحسّن للتحمل الطويل عادةً ما يكون رفعه ضعيفًا عند السرعة المنخفضة، مما يجعل الإطلاق اليدوي أو الإقلاع العمودي مشكلة.
بالنسبة للمركبات الجوية غير المأهولة ذات الحمولة الكبيرة - والتي غالبًا ما تتجاوز 25 كجم مع أجهزة الاستشعار أو البضائع - فإن قاذفة الطائرات بدون طيار ليست ترفًا ولكنها ضرورة. من خلال توفير السرعة الأولية، يسمح جهاز الإطلاق للطائرة ببدء الطيران في نظامها الأكثر كفاءة. عند دمجها مع أنظمة التحكم في الطيران بدون طيار FPV التي تتميز بمنطق وضع الإطلاق (ثبات الموقف، وتخميد التدحرج، ونقاط طريق التسلق)، يمكن للمشغلين نشر الحمولات الثقيلة بأمان من السفن أو الشاحنات أو مهابط الطائرات البعيدة.
الطائرة بدون طيار المعلقة ذات الأجنحة الثابتة: إعادة تعريف النمطية
ربما يكون هيكل الطائرة الأكثر ابتكارًا الذي ظهر في العام الماضي هو الطائرة بدون طيار ذات الأجنحة الثابتة. على عكس التصميمات التقليدية حيث يتم دفن الحمولة داخل جسم الطائرة، تقوم الطائرة بدون طيار ذات الجناح الثابت بتعليق معدات المهمة - الكاميرات عالية الدقة، أو وحدات LiDAR، أو صناديق الشحن، أو حتى الطائرات بدون طيار - تحت جناح انسيابي. يقدم هذا النهج ثلاث مزايا:
نمطية فورية - قم بتبديل الحمولات في ثوانٍ بدون أدوات.
العزل الحراري - يتم فصل الإلكترونيات الحساسة عن حرارة الدفع.
مرونة مركز الثقل - يمكن وضع الكتلة المعلقة لتحقيق التوازن الأمثل.
لتعمل بشكل موثوق، تعتمد الطائرة بدون طيار ذات الأجنحة الثابتة على أجزاء طائرة بدون طيار FPV مخففة بالاهتزاز، وخاصة وحدة التحكم في طيران الطائرة بدون طيار FPV، والتي يجب أن تعوض ديناميكيات نمط البندول. أبلغ المستخدمون الأوائل عن نجاحهم باستخدام وحدات تحكم الطيران FPV القياسية مع ضبط PID المخصص ومرشحات التمرير المنخفض.
القاسم المشترك: التحكم في طيران الطائرة بدون طيار FPV
عبر جميع المنصات الأربع - آلة الصواريخ عالية السرعة، والمركبة الجوية بدون طيار كبيرة الحمولة، والطائرة بدون طيار ذات الأجنحة الثابتة المعلقة، والطائرات بدون طيار التقليدية التي يتم إطلاقها من قاذفة - العنصر الحاسم هو نظام التحكم في الطيران بدون طيار FPV. تدعم الآن وحدات التحكم في الطيران الحديثة، المبنية حول STM32 أو معالجات مشابهة، ما يلي:
أنواع مركبات متعددة ضمن منصة أجهزة واحدة
الكشف عن الإطلاق وإعادة التكوين على متن الطائرة
البيئات عالية الاهتزاز (تعزيز الصاروخ وتذبذبات الجناح المعلقة)
التكامل مع أجهزة استشعار Drone Launcher (موضع السكة، والسرعة الجوية عند الإطلاق)
توقعات السوق
من المتوقع أن ينمو الطلب على أجزاء الطائرات بدون طيار المتخصصة FPV بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 24% على مدى السنوات الثلاث المقبلة، مع تفوق قطاعات الصواريخ عالية السرعة والطائرات بدون طيار ذات الأجنحة الثابتة المعلقة على منصات السباق التقليدية. وفي الوقت نفسه، يقوم مصنعو طائرات Drone Launcher بتطوير وحدات مدمجة تعمل بالبطارية قادرة على إطلاق أنظمة مركبات جوية بدون طيار ذات حمولة كبيرة تصل إلى 50 كجم.
بالنسبة للموردين، تكمن الفرصة في التوافق المتبادل: أجزاء الطائرة بدون طيار FPV التي تعمل بشكل جيد على قدم المساواة على الصاروخ، والجناح الثابت المعلق، والرافعة الثقيلة. بالنسبة لمطوري التحكم في الطيران بدون طيار FPV، يتمثل التحدي في إنشاء برامج ثابتة تنتقل بسلاسة بين أنظمة الطيران المختلفة تمامًا.
لم يتم فقدان الحمض النووي للهواة الخاص بـ FPV - فقد تم تحجيمه وتقويته وإعادة تصوره. من سباقات السرعة التي تعمل بالطاقة الصاروخية إلى رحلات التحمل ذات الأجنحة المعلقة، يتم بناء مستقبل الطيران بدون طيار على نفس صندوق الأجزاء الذي بدأ بكاميرا صغيرة وجهاز إرسال مثبت على لوح رغوي.
