|
Аннотация.
Работа посвящена оценке необходимой мощности, передаваемой на борт привязной высотной беспилотной платформы, в которой электропитание двигательных установок и полезной нагрузки осуществляется от наземного источника энергии по кабель-тросу. Приводится краткий вывод и решение системы дифференциальных уравнений для описания положения кабеля в пространстве и сил его воздействия на высотный беспилотный модуль в турбулентной атмосфере. При расчете мощности учтены сила тяжести летательного аппарата с полезной нагрузкой, воздействие кабеля на беспилотный модуль и сила сопротивления его ветру. Приводятся описание архитектуры системы, состоящей из наземной станции, кабель-троса и летательного аппарата, и результаты полевых испытаний, показавших хорошее совпадение с результатами теоретических исследований.
Ключевые слова:
привязная беспилотная телекоммуникационная платформа, система передачи энергии большой мощности, система дифференциальных уравнений, беспилотный летательный аппарат.
DOI 10.14357/20718632200307 Стр. 71-84. Литература
1. Mozaffari M., Saad W., Bennis M., Nam Y.-H., Debbah M. A Tutorial on UAVs for Wireless Networks: Applications, Challenges, and Open Problems // IEEE Communications Surveys & Tutorials, 2019. P.410-438. 2. Khan M.A., Hamila R., Kiranyaz M.S., Gabbou A.M. A Novel UAV – Aided NetWork Architecture Using WiFi Derect // IEEE Access, 2019. Vol.7. P.67305-67318. 3. Kiribayashi S., Yakushigawa K., Nagatani K. Design and Development of Tether-Powered Multirotor Micro Unmanned Aerial Vehicle System for Remote-Controlled Construction Machine. // Field and Service Robotics, Springer, 2018. P. 637-648. 4. Kiribayashi S., Ashizawa J., Nagatani K. Modeling and Design of Tether Powered Multicopter // Proceeding IEEE International Symposium on Safety, Security, and Rescue Robotics (SSRR), West Lafayette, 2015. P. 1 - 7. 5. Raj V., Raj N., Kumar J.. An Approach for Power Optimization of Tethered UAV // Journal of Electrical and Electronics Engineering, 2016. Vol. 11, Issue 5. P. 23-25. 6. Tognon M., Franchi A.. Position tracking control for an aerial robot passively tethered to an independently moving platform // IFACPapersOnLine, 2017. Vol. 50, no. 1. P. 1069–1074. 7. Вишневский В.М., Терещенко Б.Н. Разработка и исследование нового поколения высотных привязных телекоммуникационных платформ // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт, 2013. № 7. C. 20-24. 8. Wang G., Samarathunga W., Wang S. Uninterruptible Power Supply Design for Heavy Payload Tethered Hexaroters // International Journal of Emerging Engineering Research and Technology, 2016. Vol. 4, Issue 2. P. 16-21. 9. Wasantha S., Wang G., Wang S. Heavy Payload Tethered Hexaroters for Agricultural Applications: Power Supply Design // International Research Journal of Engineering and Technology, 2015. Vol. 2, Issue 5. P. 641-645. 10. Vishnevsky V.M., Tereschenko B.N., Tumchenok D.A., Shirvanyan A.M. Optimal Method for Uplink Transfer of Power and the Design of High-Voltage Cable for Tethered High-Altitude Unmanned Telecommunication Platforms // Communications in Computer and Information Science, 2017. Vol.700. P. 240-247. 11. Вишневский В.М., Терещенко Б.Н. Способ удаленного проводного электропитания объектов: Патент на изобретение № 2572822 РФ; Зарег. 16.12.2015. 12. Vishnevsky V., Meshcheryakov R. Experience of Developing a Multifunctional Tethered High-Altitude Unmanned Platform of Long-Term Operation // Lecture Notes in Computer Science, Springer, 2019. Vol. 11659. P.236-244. 13. Вишневский В.М., Киричек Р.В., Ширванян А.М., Тумченок Д.А. Конструкция и требования к кабель-тросу для питания беспилотной привязной телекоммуникационной платформы // Proceedings of the 22nd International Scientific Conference on Distributed Com-puter and Communication Networks: Control, Computa-tion, Communications (DCCN-2019, Moscow). М.: РУДН, 2019. С. 12-18. 14. Albisser M. Identification of Aerodynamic Coefficients from Free-Flight Data // Université de Lorraine, Nancy, France, 2015, Ph.D. thesis. 15. Савицкий Г. А. Ветровая нагрузка на сооружения / Москва: Стройиздат, 1972. 110 С. 16. XRotor 8 Series Power Combo for Agriculutral Drones. URL: http://www.hobbywing.com/goods.php?id=560&filter_attr=.0 (Дата обращения 19.04.2020). 17. T-motor the safer propulsion system. URL: http://uav-en.tmotor.com/html/uav/html/2019/p_0129/208.html (Дата обращения 19.04.2020). 18. Vishnevsky V.M., Tumchenok D.A., Shirvanyan A.M. Mathematical Model of the Dynamics of Operation of the Tethered High-Altitude Telecommunication Platform in the Turbulent Atmosphere / Proceedings of International Scientific Conference «2019 systems of signals generating and processing in the field of on board communications» (IEEE Conference #46544), Moscow. Moscow: IEEE, 2019. P. 1-7. 19. Эберт Г. Краткий справочник по физике: справочное издание/ пер. со 2-го нем. изд. [Н. М. Шикуниной]; под ред. К. П. Яковлева. М.: Физматгиз, 1963. 552 с. 20. Touma J.S. Dependence of the wind profile power law on stability for various locations // Journal of the Air Pollution Control Association, 1977. Vol. 27 (9). P. 863-866. 21. Süli E., Mayers D. An Introduction to Numerical Analysis / Cambridge: Cambridge University Press, 2003. 444 p. 22. Hazewinkel, Michiel, ed. (2001) [1994], "Simpson formula", Encyclopedia of Mathematics, Springer Science // Kluwer Academic Publishers, ISBN 978-1-55608-010-4
|
