Дрон, який запускається з пневмопушки, навчили самостійної стабілізації

Американські інженери розробили нову версію дрона SQUAD, що запускається в повітря пневматичною гарматою. Він має конструкцію гексакоптера, а не квадрокоптера, як перший прототип, а також вміє автономно стабілізувати своє положення після запуску за допомогою візуальних датчиків, причому навіть в умовах придушення GPS. Розробка була представлена на конференції ICRA 2020, препринт про неї доступний на arXiv.org.

В останні кілька років військові деяких країн почали пробувати застосовувати мультикоптери для своїх завдань. Наприклад, квадрокоптер можна використовувати під час розвідувальних операцій як менш помітну альтернативу повноцінній авіації. Але для запуску звичайних дронів необхідний рівний і нерухомий майданчик, а також невеликий запас часу, а зупинка бойової машини або конвою для запуску може бути небезпечна. Тому інженери розробляють системи мобільного і миттєвого запуску: наприклад, у американських військових є трубна пускова установка для одноразових дронів літакового типу Coyote.

Нещодавно група інженерів під керівництвом Бретта Кеннеді (Brett Kennedy) з NASA представила дрона зі складними плечима, що запускається з трубної пускової установки: його можна було запускати навіть з автомобіля, що рухається зі швидкістю 80 кілометрів на годину. У нього, однак, був помітний недолік: після запуску він автономно стабілізував тільки кут нахилу, а за компенсацію руху по вертикалі і горизонталі відповідав оператор.

У новій версії інженери реалізували повністю автономну стабілізацію апарату після запуску, причому як пасивну, так і активну, на основі візуально-інерціальної навігації. Для цього розробники використовували нові датчики і більш потужний комп'ютер, тому їм довелося адаптувати конструкцію під велику масу. Друга версія SQUAD має конструкцію гексакоптера з шістьма складаними вздовж корпусу плечима і ще трьома складовими стабілізиторами, які дозволяють дрону орієнтуватися вздовж потоку повітря відразу після запуску. Також стабілізації допомагає те, що у верхній частині дрона знаходиться обтічник, всередині якого встановлено відносно важкий акумулятор.

Активна фаза стабілізації починається після того, як дрон вилетів з пневматичної пускової установки, повністю розправив плечі і запустив мотори. Спочатку дрон за показаннями інерційного датчика виправляє положення корпусу, намагаючись знизити крен і тангаж до нуля. Потім, приблизно через три секунди, набігає потік повітря перестає сильно впливати на показання барометра, він підключається до системи і дозволяє стабілізувати висоту. Нарешті, коли стабілізуються показання інфрачервоної камери і лазерного далекоміру, алгоритми починають враховувати їх дані і стабілізувати положення дрона в площині відносно землі.

Інженери випробували дрон спочатку на стаціонарному майданчику, страхуючи його тросом, продітим через блок на стелі, а потім і на відкритій місцевості без страховки. Надалі вони планують випробовувати його в умовах сильного вітру, також запускати з рухомого автомобіля.

Нещодавно американські військові запатентували складний крилатий дрон з парапланом, який можна запускати зі стандартного 40-міліметрового підствольного гранатомета. А австралійська компанія DefendTex торік показала робочий прототип квадрокоптера для 40-міліметрових гранатометів, щоправда, без крила і параплана.