Літають у 4 рази довше і в 10 разів далі від китайських "Мавіків": що відомо про дрони SiFly

Багатороторні дрони існують уже понад 10 років, проте американський стартап зміг отримати 400-1000% приросту в критичних факторах продуктивності, таких як тривалість польоту.

Про це пише видання newatlas.com.

SiFly стверджує, що її дрони літають у 4 рази довше, у 10 разів далі, у 10 разів тихіше і несуть у 5 разів більше корисного навантаження, ніж конкуренти DJI, водночас їх виробляють у США за конкурентноздатними цінами в Китаї.

Директор зі стратегії Девід Мазар розповів, що в SiFly використовують ротори більшого діаметру, що призводить до меншого навантаження на диск, меншої швидкості обертання і підвищеної енергоефективності під час зависання.

Також інженери використовували інший клас батареї.

"Більшість сучасних мультикоптерів, — каже Мазар, — мають дуже маленькі лопаті та надвисоке навантаження на диск. Їм доводиться використовувати хімічний склад акумулятора, званий літій-полімерним (LiPo), який призначений для високопродуктивних і високопродуктивних місій. Наша конструкція з нижчим навантаженням на диск дає змогу використовувати літій-іонні елементи 21700, як в електромобілях".

По суті, Мазар каже, що ці батареї оптимізовані для зберігання енергії, а не для пікової вихідної потужності, тому вони впливають на тривалість польоту.

Безпілотники SiFly мають набагато більші батареї, ніж у конкурентів.

"Уся справа в оптимізації правильної кількості батареї по відношенню до загальної ваги дрона", — каже Мазар. "Більшість сучасних мультикоптерів мають менше 35% у своїх частках батареї до ваги. Те, що ми оптимізували, — ближче до 60% або більше".

БПЛА SiFly Q12 може зависати протягом двох годин поспіль, але в прямому польоті витривалість збільшується на 50% до трьох годин. Цьому є кілька пояснень.

По-перше, важелі, що утримують ротори, були сформовані в тонкі аеродинамічні профілі, здатні створювати деяку пасивну підйомну силу на крейсерській швидкості. Звісно, не таку велику підйомну силу, як у правильній конструкції VTOL (літак вертикального зльоту і посадки — ред.) з повнорозмірним крилом.

По-друге, передні два ротори розташовані нижче, ніж задні два. Вони приблизно на 10 градусів нижчі за задні, що зменшує кількість струменя ротора, яку дрон отримує від повітря, що виходить із передніх роторів, коли перебуває в прямому польоті.

І третє — плоскі гвинти. Більшість мультикоптерів використовують оптимізовані для зависання пропелери. У компанії розробили прямі лопаті з низьким опором, більше схожі на лопаті гелікоптера, які дають змогу літати набагато ефективніше в прямому положенні.

Іншими словами, дрони SiFly використовують лопаті зі змінним кроком, як вертоліт, але не скільки інакше. Гелікоптер використовує автомат перекосу, що дає змогу пілоту переміщати центр підйомної сили навколо диска ротора або швидко збільшувати чи зменшувати підйомну силу одночасно, а система цих БПЛА механічно змінює крок лопаті у відповідь на крутний момент двигуна.

Таким чином, лопаті ротора сидять майже плоско за нульового або низького крутного моменту, але в міру того, як двигун прикладає більший крутний момент, "торсіонно гнучкий вал" починає скручуватися в корпусі двигуна, і це пов'язано з механізмом, що нахиляє лопаті доти, доки вони не досягнуть жорсткої зупинки за заздалегідь визначеного максимального кроку. У міру зменшення крутного моменту гнучкий вал пружно повертається у свій нескручений стан, і крок лопаті знову "падає".

У підсумку, чим сильніше запускаються двигуни, тим більший нахил лопатей — ідеально для зльоту і зависання з великим корисним навантаженням. А коли ви прикладаєте відносно низький крутний момент, щоб лопаті оберталися в прямому польоті, вони нахиляються вниз, щоб забезпечити крейсерський стан із меншим опором.

Це також дає SiFly спосіб швидко збільшувати або зменшувати підйомну силу, не чекаючи, поки оберти пропелера зрівняються з керуючим сигналом. Моментно-активоване керування кроком ротора по суті дає змогу масштабувати архітектуру квадрокоптера, не зіштовхуючись із проблемами інерції та чуйності систем тяги, контрольованих обертами.