Универсальная грузовая платформа на базе гексакоптера

Гексакоптер «АУРИГА» создан как универсальная летающая платформа, которую можно адаптировать под конкретный сценарий применения: от доставки оборудования и мониторинга промышленных объектов до работы в составе защищённой распределённой системы.

Шесть винтомоторных групп обеспечивают устойчивый полёт и необходимый запас тяги, а открытая модульная архитектура позволяет изменять состав оборудования, энергетическую конфигурацию, системы связи, навигации и полезную нагрузку без разработки нового аппарата для каждой задачи.

Платформа для задач, которые нельзя решить типовым дроном

Большинство серийных мультикоптеров рассчитано на одну заранее определённую функцию: съёмку, картографирование или перевозку небольшого груза. При установке дополнительного оборудования быстро возникают ограничения по массе, энергопотреблению, времени полёта и размещению аппаратуры.

Грузовая платформа «АУРИГА» проектируется по другому принципу. В её основе — несущий аппарат, на который устанавливается требуемая конфигурация оборудования:

• транспортный контейнер;
• оптико-электронная система;
• тепловизор;
• измерительная аппаратура;
• ретранслятор связи;
• средства мониторинга;
• специализированное оборудование заказчика.

Такой подход позволяет использовать один тип аппарата для разных отраслей и менять назначение комплекса заменой полезной нагрузки.

Конструкция гексакоптера

Аппарат выполнен по шестироторной схеме с шестью электродвигателями, установленными на карбоновых лучах.

Гексакоптерная компоновка выбрана для работы с тяжёлой полезной нагрузкой и крупногабаритным оборудованием. По сравнению с более компактными четырёхроторными аппаратами она позволяет получить необходимую суммарную тягу, более равномерно распределить нагрузку на конструкцию и сохранить устойчивость при изменении массы и центровки.

Центральная часть аппарата включает закрытый отсек авионики, полётный контроллер и системы управления, оборудование цифровой связи, защищённую спутниковую навигацию, энергетическую систему, крепления сменной полезной нагрузки и посадочное шасси с достаточным дорожным просветом.

Полезная нагрузка до 15 кг

Под центральной частью гексакоптера предусмотрена отдельная площадка для размещения полезной нагрузки массой до 15 кг. Вместо жёстко заданного оборудования платформа комплектуется сменными модулями:

Конструкция крепления разрабатывается под параметры конкретного груза: массу, размеры, центр тяжести, допустимые вибрации, электропитание и интерфейсы обмена данными.

До 45 минут полёта с полезной нагрузкой

Целевая продолжительность полёта платформы с полезной нагрузкой составляет до 45 минут. Фактическое время зависит от:

• массы груза;
• ёмкости и типа аккумуляторов;
• температуры воздуха;
• скорости и направления ветра;
• высоты полёта и режима движения;
• энергопотребления установленного оборудования;
• требуемого резерва на возвращение и посадку.

Поэтому для каждого сценария формируется отдельная энергетическая конфигурация и рассчитывается безопасный полётный профиль. Для коротких транспортных маршрутов приоритетом может быть максимальная полезная нагрузка; для мониторинга и патрулирования — продолжительность нахождения в воздухе; для работы на большой дальности — сочетание энергоёмких аккумуляторов, защищённой связи и автономного полёта по маршруту.

Полутвердотельные аккумуляторы

Платформа может комплектоваться аккумуляторными системами на базе полутвердотельных элементов с заявленной удельной энергоёмкостью до 500 Вт·ч/кг. Повышенная удельная энергоёмкость позволяет при сопоставимой массе увеличить запас энергии либо уменьшить массу аккумуляторного блока при сохранении требуемой продолжительности полёта.

Возможны разные конфигурации:

• увеличенная продолжительность полёта;
• максимальная полезная нагрузка;
• повышенный энергетический резерв;
• питание энергоёмкого бортового оборудования;
• сменные аккумуляторные комплекты для интенсивной эксплуатации.

Значение до 500 Вт·ч/кг относится к характеристикам применяемых аккумуляторных элементов или отдельных аккумуляторных конфигураций. Фактическая удельная энергоёмкость готовой бортовой системы зависит от корпуса, соединений, кабелей, системы контроля и защиты.

Защищённая цифровая mesh-связь

Гексакоптер может оснащаться защищённым цифровым каналом управления и передачи данных с дальностью прямого соединения до 100 км при соответствующей конфигурации оборудования, антенн и условий радиовидимости. Поддержка самоорганизующейся mesh-сети позволяет объединять в одну систему несколько воздушных и наземных узлов.

Система передаёт команды управления, телеметрию, координаты, данные полезной нагрузки, фотографии, видеопоток, служебную и диагностическую информацию. Поддержка mesh-сети позволяет увеличивать зону покрытия, работать за естественными препятствиями, создавать временную сеть на большой территории и передавать данные через другой БПЛА.

Защищённая спутниковая навигация

В базовой или расширенной конфигурации аппарат может оснащаться защищённой GNSS-системой с антенной решёткой и алгоритмами подавления помех. Такая система предназначена для повышения устойчивости навигации в сложной электромагнитной обстановке и может поддерживать сигналы нескольких глобальных спутниковых систем.

Защищённая навигационная конфигурация может включать:

• многоэлементную антенную решётку;
• подавление помех в отдельных пространственных направлениях;
• контроль качества спутникового сигнала;
• обнаружение аномалий навигационных данных;
• совместную обработку GNSS и инерциальной навигации;
• переход на альтернативные режимы при ухудшении сигнала;
• регистрацию параметров навигационной обстановки.

Для ответственных задач GNSS не должен рассматриваться как единственный источник навигационной информации. Архитектура может дополняться инерциальными датчиками, барометром, магнитометром, визуальной навигацией и другими средствами позиционирования.

Автоматический полёт

Платформа может выполнять полёт как под непосредственным управлением оператора, так и в автоматическом режиме по заранее подготовленному заданию.

• автоматический взлёт;
• движение по маршруту, удержание координаты и высоты;
• зависание над заданной точкой;
• выполнение последовательности заданий;
• автоматическое возвращение и контролируемая посадка;
• изменение маршрута оператором;
• передача телеметрии в реальном времени;
• контроль состояния аккумуляторов и силовой установки.

Состав функций и допустимая степень автономности определяются назначением комплекса, конфигурацией оборудования и требованиями заказчика.

Сценарии гражданского применения

Вертикальный взлёт и посадка позволяют использовать небольшую неподготовленную площадку рядом с местом назначения, а модульная нагрузка — переключать аппарат между транспортными, наблюдательными и измерительными задачами.

Модульная конфигурация под задачу заказчика

Платформа не ограничивается одной заранее установленной комплектацией. В зависимости от задачи могут изменяться:

• ёмкость аккумуляторов;
• количество аккумуляторных блоков;
• состав связи;
• тип GNSS-системы;
• антенны;
• полезная нагрузка;
• посадочное шасси;
• транспортный контейнер;
• набор датчиков;
• программное обеспечение;
• алгоритм выполнения полётного задания.

«АУРИГА» формирует конфигурацию после анализа сценария применения, требуемой дальности, продолжительности полёта, массы оборудования, условий эксплуатации и инфраструктуры заказчика.

Основные характеристики

Характеристики зависят от комплектации, массы оборудования, аккумуляторной конфигурации, погодных условий и требуемого энергетического резерва.

Результат

Грузовой гексакоптер «АУРИГА» — это не аппарат с одной жёстко заданной функцией, а универсальная воздушная платформа.

Она объединяет:

• полезную нагрузку до 15 кг;
• продолжительность полёта до 45 минут с грузом;
• сменное оборудование;
• полутвердотельные аккумуляторы;
• защищённую цифровую mesh-связь;
• защищённую спутниковую навигацию;
• автоматическое выполнение маршрута;
• возможность адаптации под гражданские и специальные задачи.

Платформа может использоваться как транспортный БПЛА, воздушный наблюдательный комплекс, ретранслятор, носитель измерительного оборудования или экспериментальная система для интеграции технологий заказчика.