Прототип FlexiQuad из ETH Zurich: дрон с гибкой рамой летит до 80 км/ч и переносит удары на 25 км/ч

Исследователи ETH Zurich разработали FlexiQuad — четырёхроторный дрон с деформируемой кольцевой рамой, которая поглощает удары и не даёт аппарату упасть, сообщает Interesting Engineering. По данным авторов, прототип летит со скоростью до 80 км/ч и выдерживал столкновения с препятствиями на скорости около 25 км/ч interestingengineering.comInteresting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗.

Кольцевая рама вместо жёстких лучей

У обычных квадрокоптеров жёсткая рама: четыре луча отходят от центрального корпуса. У FlexiQuad центрального фюзеляжа нет: четыре ротора, аккумуляторы и модуль управления полётом распределены по кольцу interestingengineering.comInteresting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗.

При встрече с препятствием рама деформируется в боковом направлении, но остаётся жёсткой по вертикали. Благодаря этому она поглощает энергию удара, не нарушая передачу тяги, нужную роторам. Идею авторы взяли у крыльев птиц и насекомых: они изгибаются в одних направлениях и остаются сравнительно жёсткими в других interestingengineering.comInteresting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗.

Испытания на столкновения и полезная нагрузка

В испытаниях дрон направляли на препятствия со скоростью до 25 км/ч. Рама временно деформировалась, нагрузка на конструкцию снижалась, и дрон продолжал лететь. Исследователи сообщили, что скорость испытаний ограничивало в основном место для разгона перед ударом interestingengineering.comInteresting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗.

По словам Girardi, линейные и угловые ускорения FlexiQuad сопоставимы с ускорениями жёстких дронов. Гибкая конструкция подходит и для захвата предметов: в демонстрациях дрон поднял, перенёс и опустил мягкую аптечку, а также поднял груз тяжелее собственной массы interestingengineering.comInteresting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗.

Конструкция модульная. Материалы рамы стоят меньше 15 швейцарских франков, а саму раму можно раскрыть и сложить в компактную форму, помещающуюся в чемодан среднего размера. Быстросъёмные крепления и вставные аккумуляторы в перспективе позволят собирать дрон на месте за короткое время interestingengineering.comInteresting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗.

Автономная работа остаётся технической проблемой. После столкновения вибрации гибкой рамы могут размывать изображение камер и мешать навигации. Исследователи разрабатывают способ, при котором дрон стабилизируется после удара по данным бортовых датчиков движения и затем возобновляет автономный полёт. Они также проверяют, могут ли измерения деформации и вибрации рамы дать системе управления дополнительную информацию interestingengineering.comInteresting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗.

В числе возможных применений разработчики называют осмотр балластных танков судов, поисково-спасательные работы в обрушенных зданиях и экологические измерения в густом лесу interestingengineering.comInteresting Engineeringinterestingengineering.comОткрыть источник ↗.