ОГЛЯД СТАНУ РОЗВИТКУ ТА МАЙБУТНІХ ТЕНДЕНЦІЙ МІКРОБПЛА
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.60.18273Ключові слова:
мікро БПЛА, мініатюризація бортового обладнання, аеродинамічна конструкція з низьким числом Рейнольдса, автономна навігація та уникнення перешкодАнотація
Стаття «Статус розвитку та майбутні тенденції розвитку мікро-БПЛА» представляє поглиблений аналіз еволюції та перспективних досягнень мікро-безпілотних літальних апаратів (мікро-БПЛА). Вступ простежує походження мікро-БПЛА до програми DARPA «Мікроповітряні транспортні засоби», зосереджуючись на їхніх компактних розмірах, легкій вазі та багатофункціональних можливостях для таких завдань, як розвідка на полі бою та ситуаційне спостереження.
У розділі про стан розробки описано прогрес від ранніх моделей, таких як «MSI», «Black widow», «Nano Hummingbird» і «Black hornet», до останніх ітерацій, таких як «Black hornet3», «MetaFly» і «RoboBee». X-Wing». Ці моделі демонструють значний прогрес у мікро-нанотехнологіях та системній інтеграції, покращуючи їх застосування в різноманітних середовищах.
У статті також висвітлюються типові дослідницькі проекти, підкреслюючи зростаючий акцент на штучному інтелекті та кластерах мікро-БПЛА. У ньому згадуються важливі ініціативи, такі як проект зграї БПЛА «Сіра куріпка», проект CICADA та швидкий легкий автономний проект (FLA), які зосереджені на дослідженні кластерів, навігації в приміщенні та на відкритому повітрі та уникненні перешкод.
Далі обговорюються ключові технологічні аспекти, включаючи мініатюризацію бортового обладнання, аеродинамічну конструкцію з низьким числом Рейнольдса, а також автономну навігацію та уникнення перешкод у складних умовах. У статті докладно розповідається про те, як малий розмір і висока маневреність мікро-БПЛА придатні для пошуку розвідувальної інформації в обмеженому просторі, і як їх конструкція адаптується до аеродинаміки з низьким числом Рейнольдса та складних навігаційних вимог.
Розділ майбутніх тенденцій передбачає подальший прогрес в інтеграції та узагальненні бортового обладнання, крос-медіа аеродинамічного дизайну та підвищення інтелекту мікро-БПЛА. Він передбачає розробку більш інтелектуальних методів керування, включаючи біометричні технології, для покращення функціональності мікро-БПЛА в складних динамічних середовищах.
На завершення в статті стверджується, що мікро-БПЛА стають все більш придатними для різноманітних застосувань, особливо для внутрішньої та міської розвідки. Проте в ньому вказується, що є можливості для вдосконалення інтеграції та узагальнення бортового обладнання та розробки більш універсальних та адаптивних автономних навігаційних технологій. У статті стверджується, що оскільки мікро-БПЛА стають більш розумними та адаптованими, вони відіграватимуть вирішальну роль у майбутніх інформаційних війнах.
Посилання
Cai Gw Dias J. M., Seneviraten L. A survey of small-scale unmanned aerial vehicles: recent advances and future development trends[J]. Unmanned Systems, 2014,2(2):175-199.
Ps R, Jeyan M L. Mini unmanned aerial systems (UAV)—a review of the parameters for classification of a mini UAV[J]. International Journal of Aviation, Aeronautics and Aerospace, 2020, 7(3): 1-21.
Hassanalian M., Abdelkefi A. Classifications, applications, and design challenges of drones: a review[J]. Progress in Aerospace Sciences, 2017, 91: 99-131.
Elmeseiry N., Alshaer N., Ismail T. A detailed survey and future directions of unmanned aerial vehicles (UAVs) with potential applications[J]. Aerospace, 2021, 8(12): 363.
Aboelezz A., Mohamady O., Hassanalian M., et al. Nonlinear flight dynamics and control of a fixed-wing micro air vehicle: numerical, system identification and experimental investigations[J]. Journal of Intelligent and Robotic Systems, 2021, 101: 64.
Barroso-Barderas Erodríguez-Sevillano Áa., Bardera-Mora R., et al. Design of non-conventional flight control systems for bioinspired micro air vehicles[J]. Drones, 2022, 6(9): 248.
Yoo J., Jang D., Kim H. J., et al. Hybrid reinforcement learning control for a micro quadrotor flight[J]. IEEE Control Systems Letters, 2021, 5(2):505-510.
Cheng C., Wu J. H., Zhang Y. L., et al. Aerodynamics and dynamic stability of micro-air-vehicle with four flapping wings in hovering flight[J]. Advances in Aerodynamics, 2020, 2(1): 88-106.
Hassanalian M., Quintana A., Abdelkefi A. Morphing and growing micro unmanned air vehicle: sizing process and stability[J]. Aerospace Science and Technology, 2018, 78: 130-146.
Ji Y. F., Li W. X., Li X. L., et al. Multi-object tracking with micro aerial vehicle[J]. Journal of Beijing Institute of Technology, 2019, 28(3): 389-398.
Pan N., Zhang R. B., Yang T. K., et al. Fast-tracker 2.0: improving autonomy of aerial tracking with active vision and human location regression[J]. IET Cyber-Systems and Robotics, 2021, 3(4): 292-301.
Liu Y. Z., Meng Z. Y., Zou Y., et al. Visual object tracking and servoing control of a nano-scale quadrotor: system, algorithms, and experiments[J]. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, 2021, 8(2): 344-360.
