Dragonfly Pictures公司開創(chuàng)新一代多旋翼無人機(jī)

　　固定翼無人機(jī)可帶來高速穿越空域的能力，但它們無法用于需要靜止不動的空中飛行的應(yīng)用，這種飛行對于持續(xù)空中監(jiān)控和通信應(yīng)用而言尤為重要。

　　Dragonfly Pictures公司提供即刻通信塔，充分滿足情報、監(jiān)控、偵察(ISR)、通信以及視頻應(yīng)用。

　　UMAR無人機(jī)作為機(jī)載RF天線部署時，可以將艦船的無線電視線從8英里擴(kuò)展到30英里。 

　　早期對系留無人飛艇的實驗暴露出了一個基本挑戰(zhàn)，那就是它們在強(qiáng)風(fēng)條件下，相對而言無法保持靜止不動。需要一種新方法，Dragonfly Pictures公司(DPI)開發(fā)了一種新型無人機(jī)—原地懸空系留無人機(jī)。

　　與每20分鐘需要更換電池的電池供電多旋翼無人機(jī)不同，系留無人機(jī)通過一根連接基站的電線接收電源。因此，它們可以在空中停留數(shù)小時，甚至幾天時間。DPI的系留多旋翼無人機(jī)旨在用于跟蹤尾隨移動主機(jī)平臺，包括艦船、船只、卡車以及其它無人駕駛地面交通工具等。

　　與固定翼無人機(jī)相比，它們具有多項優(yōu)勢，包括垂直起降功能。不需要跑道和發(fā)射臺，也不需要回收設(shè)備。與飛艇不同的是，它們還能實現(xiàn)持續(xù)、靜止不動的定位，即使是在天氣不穩(wěn)定以及風(fēng)速變化莫測的情況下也是如此。

　　他們的系留無人機(jī)在實際操作條件下進(jìn)行了廣泛的測試，目前已經(jīng)完全達(dá)到美國海軍在海洋/海洋環(huán)境中用于情報、監(jiān)控與偵察(ISR)、通信與視頻應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。

　　克服極限設(shè)計挑戰(zhàn)

　　DPI的軍用/工業(yè)級無人多旋翼空中繼電器(UMAR)系留無人機(jī)具有防雨、防雪、防塵和防熱性能，針對咸水海洋環(huán)境進(jìn)行了專門優(yōu)化。

　　UMAR無人機(jī)的獨(dú)特優(yōu)勢在于：通過系線持續(xù)供電，因此它可以在500英尺的高空提供長達(dá)400多個小時的不間斷運(yùn)行時和工作。但系留架構(gòu)存在重大的設(shè)計挑戰(zhàn)。電源需要以極高的電壓和極低的電流從主艦輸送給多旋翼無人機(jī)，這有助于使用最細(xì)、最輕的系線，反過來又能增加無人機(jī)的機(jī)動性和機(jī)載有效載荷。

　　UMAR無人機(jī)在8至10kW的功率級下工作，功能非常強(qiáng)大，能夠在惡劣的海洋風(fēng)暴條件下保持持續(xù)、靜止不動的定位。這一挑戰(zhàn)通常會因影響主艦定位的洶涌海水/海浪而變得更復(fù)雜。因此，無人機(jī)需要功率電容和敏捷性，才能加速旋翼提升的速度并即時響應(yīng)短期或長期爆發(fā)的偏航。

　　在多旋翼無人機(jī)中，必須在盡可能最小的輕量級封裝外殼中實現(xiàn)高壓轉(zhuǎn)換。UMAR上帶的8個獨(dú)立轉(zhuǎn)子需要高級互連的PCB電路，因此電源組件層的任何空間節(jié)省，都可以重新用于其它增值組件。

　　DPI副總裁Joe Pawelczyk表示：“使用Vicor電源模塊，我們已能夠降低無人機(jī)上所有組件的重量，從而可在攜帶所需任務(wù)載荷的同時，增加飛行高度和氣流速度。其他任何公司都無法真正提供Vicor產(chǎn)品的功率密度，所以我們可以通過其組件實現(xiàn)最高水平的機(jī)動性、性能和懸停控制。這可增加DPI系留無人機(jī)的載荷能力、飛行高度和速度。”

　　UMAR無人機(jī)作為機(jī)載RF天線部署時，可以將艦船的無線電視線從8英里擴(kuò)展到30英里。

　　針對功率密度而優(yōu)化的電源架構(gòu)

　　為了應(yīng)對這些艱巨的電源挑戰(zhàn)，DPI正在其UMAR中利用Vicor纖薄高電壓BCM®VIA™模塊實現(xiàn)高效轉(zhuǎn)換(98%)，從800V降至50V的熱損耗僅2%。高壓BCM封裝小，多種安裝方式，對于實現(xiàn)功率密度極高的輕量級機(jī)載系統(tǒng)特別珍貴。

　　由8個Vicor高電壓BCM4414模塊并行排列，為DPI UMAR的8個獨(dú)立旋翼提供動力，能夠在旋翼之間共享電源，增加冗余。Vicor模塊技術(shù)極少的高頻諧波特性，加上在Vicor高壓BCM中集成的EMI濾波器，幫助最大限度減少了EMI噪聲，所增加的尺寸和重量都比傳統(tǒng)DC-DC轉(zhuǎn)換器少。如果不經(jīng)過濾波，這種噪聲可能會影響無人機(jī)和主艦之間的RF通信，也無法達(dá)到EMI標(biāo)準(zhǔn)。

　　有8個Vicor高電壓BCM并行排列，為DPI UMAR的8個獨(dú)立旋翼提供動力，能夠在并排的旋翼之間共享電源，增加冗余。

　　除了目前在美國海軍進(jìn)行的試驗性部署外，DPI技術(shù)正在接受許多政府機(jī)構(gòu)、承包商和其他實體的評估，并已顯示出在其它應(yīng)用方面的美好前景，如救災(zāi)應(yīng)急人員以及大面積監(jiān)控（公共活動、體育場安全等）等。