طائرة بدون طيار متغيرة الحجم مع المحافظة على الشكل الهندسي للهيكل

الملخص

في هذه الورقة البحثية، نقترح تصميماً جديداً وبسيطاً وفعالاً لتكوين شكل جديد متغير للطائرات بدون طيار. يتكون من إطار يحتوي على أربعة أذرع تنسحب بحركة خطية للداخل من خلال محرك سيرفو مركزي يتم التحكم به بشكل مستقل لسحب الأذرع باتجاه الإطار الرئيسي، حيث يتم تشكيل أكثر من حجم للطائرة بدون طيار يناسب المهمة التي سوف تؤديها الطائرة، تربط الأذرع (قواعد المحركات) بالإطار الرئيسي بشكل منتظم لتشكل بنية متوازي أضلاع تضمن بقاء المراوح في اتجاه ثابت أثناء التحول. في حالتها الممتدة، تشبه الطائرة الرباعية التصميم التقليدي بحجم طبيعي، وعندما يتم شد الأذرع للداخل نحافظ على نفس الشكل الهندسي للطائرة مع تغير في طول الاذرع الأربعة.

لضمان الطيران المستقر في جميع الأوقات، نستغل استراتيجية التحكم الأمثل التي تتكيف على الطائرة الناتجة بعد التعديل مع هيكل الطائرة الأساسي. نقوم بإظهار مرونة التشكيل التكيفي المقترح في مهام مختلفة، مثل التناور في الممرات الضيقة بشكل أفقي وعامودي، والعبور ضمن الفتحات العامودية والأفقية ومن ثم العودة مباشرة للحجم الطبيعة.

تم إجراء التجارب على طائرة بدون طيار فعلية ومستقلة بالكامل تعتمد على أجهزة الاستشعار ونقل الصورة بشكل مستقل عن المعالجة، لوحة المعالجة المركزية Arducopter، وحدة التحكم والارسال. وحدة Telemetry (المعايرة وقياس البيانات عن بُعد بشكل آني). هذا هو أول عمل يظهر الطيران المستقر دون الحاجة إلى أي تعديلات لتناظر الهيكل هندسياً أو تعديل الاتجاه المركزي للطائرة. حيث تم إنجاز طائرة بدون طيار متغيرة الحجم بشكل عملي يكون المستخدم قادر على تغيير حجمها بما يلائم مكان الطيران وحسب الحاجة. تكون نسبة هيكل الطائرة بعد عملية التصغير هي 80% من حجمها الأصلي.

تم التحقق من أداء التحكم وتعددية استخدامات الطائرة الرباعية المتحولة من خلال تجارب في العالم الحقيقي.