アルゴリズムはクワッドロータードローンのパフォーマンスを向上させます

航空機が上向きに向きを変えすぎると、揚力の減少と抗力の増加により、車両が突然急降下する可能性があります。ストールとして知られるこの現象により、多くのドローンメーカーは、車両の自律飛行を計画する際に細心の注意を払う必要があります。垂直離着陸（VTOL）テールシッタードローンの場合、ほとんどのメーカーは、ホバーから前進飛行に、またはその逆に移行するたびに車体が非常にゆっくりと回転するように航空機をプログラムします。

研究者は、VTOLテールシッタードローンがこの重要な移行を行うのにかかる時間を大幅に短縮する軌道プランナーを作成しました。弾道プランナーは、新しい設計機能をテストし、基本的な空気力学を研究するために使用されるクワッドローター複葉機のテールシッター用に設計されました。

VTOLテールシッターは通常、ホバー飛行と前進飛行の間を移行するたびにヒューリスティックベースのアプローチに依存します。このアプローチでは、非常に低速ですが非常に安全な一連のアクションに従います。対照的に、軌道計画担当者は、各状況に合わせたこれらの遷移に最適な飛行動作のシーケンスを見つけることができます。研究者は、車両のローターの航跡とその翼の空気力学との間の独特の相互作用をモデル化したときに、これらのより機敏な操縦の利用可能性を発見しました。

車両がホバリングしている場合、翼は上を向いており、ローターは常にその上で回転しています。それを前方に動かし始めるには、翼を空気に対して効果的に平らに引きずります。実際には、翼に空気が吹き付けられているため、実際にはあまり抗力が見られません。ローターからのこの余分なダウンウォッシュの結果として、VTOLテールシッターはホバーと前進飛行の間のより積極的な移行を想定よりも処理することができます。

シミュレーションを通じて、研究者は、風の伴流干渉にローターを組み込むことで、ドローンが従来のアプローチと比較して半分の時間でホバーと着陸に移行できることを発見しました。チームは、軌道計画担当者が、ドローンが密集した地域や都市部を移動するときに、最終的にはホバー飛行と前進飛行をインテリジェントに切り替えることができると考えています。

軌道プランナーにさらに洗練された飛行モデルを組み込むことで、ドローンが移動する際の複雑な空力環境をよりよく理解できるようになります。たとえば、途中に建物があった場合、建物の上を飛んだり、建物の周りを飛んだりする方が理にかなっていますか？

軌道計画担当者がさらにシミュレーションを試行した後、研究者は、飛行試験を開始する前に、ソフトウェアをハードウェアモデルに接続して、高レベルの堅牢性を確保することを計画しています。ホバー飛行と前進飛行の間のより速く、より効率的な移行は、最終的に陸軍が諜報、監視、偵察任務、および空中補給作戦のための新しい車両を開発するのに役立ちます。

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