【简介:】BAE系统公司通过操纵世界上第一架以超音速喷出废气的“无襟翼”飞机创造了一些航空历史。在威尔士西北部Gwynedd的Llanbedr Airfield上空飞行,Magma无人机采用了两种新的“无
BAE系统公司通过操纵世界上第一架以超音速喷出废气的“无襟翼”飞机创造了一些航空历史。在威尔士西北部Gwynedd的Llanbedr Airfield上空飞行,Magma无人机采用了两种新的“无襟翼”技术,该公司认为有朝一日可以彻底改变飞机设计。
如今,传统飞机依赖于襟翼、副翼、升降舵、方向舵等进行更复杂的飞行。尽管经过了一个多世纪的发展,但它是一个非常粗糙的系统,效率低下,并且依赖于复杂、昂贵、重型的机械部件才能工作。
由英国曼彻斯特大学和英国政府合作开发的Magma,采用更简单的单喷空气控制发动机,通过内部的超音速“喷出”控制机翼上的空气流动。
目前,Magma正在测试两种“无襟翼”技术。第一种叫做Wing Circulation Control。在这种情况下,来自飞机发动机的空气被排出并超音速“喷出”,通过特殊形状的机翼后缘周围的狭窄槽,以完成与副翼相同的工作。第二个是Fluidic Thrust Vectoring。这包括通过吹动喷嘴内的空气来改变飞机的俯仰来偏转发动机的喷气排气。
根据BAE的说法,Magma技术有可能改善飞机的控制和性能,使其更轻、更便宜、更可靠。此外,通过去除传统控制表面的间隙和边缘,飞机通过减少雷达反射而变得更加隐蔽。
“我们很高兴能够成为改变飞机控制方式的长期努力的一部分,一直回到莱特兄弟发明的机翼,”曼彻斯特大学的Magma项目领导者Bill Crowther表示, “对于学生来说,这是一个很好的项目,强调工程学的真正创新更多的是为数百个小技术挑战找到实际的解决方案,而不是单一的灵感时刻。
“与BAE系统公司的合作使我们成为一所大学专注于研究冒险的自由,BAE系统为工业应用提供了途径。我们制造了第一个流体推力矢量喷嘴。今天BAE系统公司用钛合金打印我们的部件,我们正在由项目团队设计和制造的飞机喷气发动机背面进行飞行测试。”
如何做无人机集群控制?
1.无人机基本飞行控制原理 这种基本的控制算法已经烂大街了,基本上都在用,在这简单说一下。单台无人机平稳飞行是实现无人机编队飞行的基础。下图是无人机平稳飞行的关键技术原理,CPU实时采集姿态传感器的数据,其中姿态传感器包括三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计,依靠这9轴姿态信息进行姿态解算融合得到四元数和欧拉角,传感器采集的信息作为当前姿态,目标姿态由遥控器的通道信息决定,二者偏差作为PID的输入控制,姿态控制通过串级PID,外环角度环,内环进入角速度环,整定内环和外环PID之后输出加到姿态控制上,完成无人机的平稳控制飞行。
2.无人机定位
(1)测距定位 在每台无人机上安装距离传感器,计算出各台无人机之间的相对距离,然后进行数学建模,根据相应算法得出无人机的位置。它的优点是计算所得位置比较精确,但是运算量比较高,另外三维空间中的距离传感器种类很少。
(2)GPS+气压计 通过GPS获得无人机二维平面位置,再结合气压计和超声波模块计算出高度,最终得出飞机空间位置。飞机在低空飞行时通常采用超声波模块获取高度信息,精度很高,在高空时采用气压计。
(3)图像识别定位 通过多个摄像头获取环境三维空间图像,使用图像识别技术将图像进行处理,对飞行空间进行数学建模,将识别出的不同维度的无人机位置信息整合,可获得三维空间中无人机位置。该方法在图像识别过程中数据运算量也很大,另外受地域限制,只可在布有摄像头的环境中飞行。 3. 防误撞轨迹规划 为防止无人机在变换队形时发生碰撞,我们为每台无人机设置一定的安全距离。如图,以每台无人机为球心,固定距离为半径的球体设为其安全区域,其他无人机不得进入。若在飞行过程中需要经过其他无人机的安全区域,该无人机必须绕行到达目标位置,不可直线行进,避免发生碰撞。
4. 位置信息共享 无人机如要完成整齐的编队动作,必须统筹规划所有无人机的实时飞行位置。为此,需要设定一台无人机作为主机,其余为副机。主机负责接收信标台的控制信息,然后进行解算,把预定路径中每台无人机的位置通过远距离通信模块传送给副机,设置合适的信息格式,副机接收到主机的位置信息后把其作为自己的目标位置向其飞行,实现所有无人机的路径规划