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高度アルゴリズムでクアッドローター ドローン性能を向上

航空機が過度に上向きになると、揚力の減少と抗力の増加により、車両が突然墜落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自律飛行動作を計画する際、極めて慎重な側に立ってきました。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、ホバリングから前進飛行へ、およびその逆の移行時に、機体が非常にゆっくりと旋回するようにプログラムしています。

研究者たちが、VTOLテールシッタードローンがこの重要な移行を行う時間を大幅に短縮する軌道計画アルゴリズムを作成しました。この軌道計画アルゴリズムは、新しい設計機能のテストと基本的な空力の研究に使用されるクアッドローター複葉機テールシッター向けに設計されました。

VTOLテールシッターは通常、ホバリングと前進飛行間の移行時にヒューリスティックベースのアプローチに依存し、非常に遅いが非常に安全な所定の一連の動作に従います。対照的に、軌道計画アルゴリズムは、各状況に合わせたこれらの移行の最適な飛行動作シーケンスを見つけ出せます。研究者たちは、車両のローターの後流と翼の空力の独特な相互作用をモデル化したとき、これらのより機敏な機動が利用可能であることを発見しました。

車両がホバリングしているとき、翼は上向きを向き、ローターはその上で常に回転しています。前進を開始するには、翼を空気に対して実質的に平らに引きずることになります。実際には、ローターによって下向きに吹き下ろされる空気のため、翼はそれほど抗力を受けません。ローターからのこの追加のダウンウォッシュの結果、VTOLテールシッターは想定よりも積極的なホバリングと前進飛行間の移行を処理できます。

シミュレーションを通じて、研究者たちはローターの風後流干渉を軌道計画アルゴリズムに組み込むことで、ドローンが従来アプローチの半分の時間でホバリングへ移行し着陸できることを発見しました。チームは、軌道計画アルゴリズムが最終的にドローンに、濃密または都市部をナビゲートする際にホバリングと前進飛行をインテリジェントに切り替えることを可能にすると考えています。

より洗練された飛行モデルを軌道計画アルゴリズムに組み込むことで、ドローンは移動時に複雑な空力環境をより良く理解できるようになります。例えば、進行方向に建物があった場合、建物の上を飛ぶのと周りを飛ぶのとどちらが合理的かを判断できます。

軌道計画アルゴリズムがさらにシミュレーション試験を経た後、研究者たちはソフトウェアをハードウェアモデルに接続し、飛行テストを開始する前に高い堅牢性を確保する予定です。ホバリングと前進飛行間のより速く効率的な移行は、最終的に陸軍が情報収集、監視、偵察ミッションおよび空中補給作戦のための新しい車両を開発するのを助けるでしょう。

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