Le presentamos una traducción de dos artículos sobre un dron turbojet.
Fuente: Nuevo Atlas
Prototipo ABQ JetQuad capaz de velocidades de hasta 402 km / hSi bien los aviones de hélice todavía tienen lugar, a veces se requiere la velocidad y empuje adicionales que proporciona un motor a reacción. FusionFlight de Dallas, Texas, aplicó este enfoque a los quadrocopters, y el resultado fue un AB5 JetQuad.
La compañía afirma que el AB5 es "el avión no tripulado más pequeño y potente con despegue y aterrizaje vertical".
En lugar de los habituales cuatro motores eléctricos y hélices, el prototipo actual tiene cuatro motores a reacción de microturbina diesel que entregan 200 caballos de fuerza (149 kW) a plena potencia. Gracias al sistema patentado de control de vectores de empuje conocido como configuración H, el empuje de estos motores puede dirigirse al movimiento vertical durante el despegue y aterrizaje, o al movimiento horizontal durante el vuelo.
Según la información disponible, la versión en serie del avión alcanzará una velocidad máxima de 483 km / h con un tanque de 19 litros lleno, que es suficiente para 30 minutos de vuelo en el aire o 15 minutos de movimiento. En el futuro, la adición de componentes como postquemadores puede aumentar significativamente la velocidad del dron.
La capacidad máxima de carga del dron será de 18 kg, mientras que la carga puede fijarse en el mismo dron o suspenderse en un cable; la compañía dice que los últimos motores no estropearán la carga, ya que el empuje nunca se enviará directamente bajo AB5.
El peso declarado del dron en sí es de 23 kg, un tanque lleno agregará otros 18 kg.
El CEO de FusionFlight, Alexander Tates, dice que el AB5 puede ingresar al mercado en 2021 a precios que oscilan entre $ 200,000 y $ 250,000, según el modelo. Es probable que los clientes potenciales se centren en la velocidad y la potencia.
"Los motores a reacción pueden entregar significativamente más potencia que los eléctricos, y también permiten que los drones vuelen a velocidades mucho más altas", dice Tates. "El combustible diesel con el mismo peso que las baterías de litio almacena 40 veces más energía, y el reabastecimiento de combustible dura varios minutos, mientras que la carga de las baterías lleva varias horas".
Puedes ver el prototipo despegar y congelarse en el aire en el siguiente video.
Fuente: FusionFlight
Dron vertical de despegue y aterrizaje de cuatro turbinas
AB5 JetQuad "Suerte" es un nuevo tipo de avión. Esto no es un quadrocopter, ni un helicóptero, ni un avión. Cuatro motores a reacción de microturbinas entregan 200 caballos de fuerza a todo gas y funcionan con un sistema patentado de control de vector de tracción. Este sistema se llama "Configuración H": este es el primer sistema en la historia en el que los motores a reacción operan tanto en vuelo vertical como horizontal, además de proporcionar un control completo de la posición del dron. El resultado es un avión diésel compacto y totalmente autónomo que puede despegar y aterrizar desde casi cualquier superficie, y al mismo tiempo es capaz de operar a altas velocidades y tiene una gran carga útil. FusionFlight ha estado desarrollando JetQuad desde 2016. Puede leer algunos artículos publicados a lo largo de los años.
También vale la pena señalar que un sistema de control de vector de empuje (SUVT) de alta precisión tiene ventajas excepcionales en comparación con el multicopter moderno. El SUVT es impulsado por servomotores de alto torque, que funcionan mucho más rápido que los motores eléctricos y las hélices en otros drones. Como resultado, JetQuad es más flexible y mejor administrado. SUVT también le permite dirigir el escape del motor hacia la popa del dron durante el vuelo horizontal, lo que significa que JetQuad puede usar la potencia de los cuatro motores y alcanzar velocidades máximas que son impensables para aviones de tamaño reducido con despegue y aterrizaje vertical.
Compacto y ligero
El AB5 JetQuad está específicamente diseñado para ser transportado fácilmente por una persona. Sin reabastecimiento de combustible y carga, el dron pesa unos 22 kilogramos y tiene pasamanos convenientes. Además, el pequeño tamaño del dron significa que puede transportarse utilizando vehículos terrestres convencionales. La versión de producción de JetQuad tendrá un tren de aterrizaje retráctil equipado con sistemas de resortes de choque para una amortiguación adicional durante el aterrizaje y brinda flexibilidad adicional para el despegue y aterrizaje en superficies irregulares.
Carga útil significativa
La forma suave y plana del JetQuad proporciona al dron una buena aerodinámica, así como la capacidad de acomodar muchas cargas diferentes. Se pueden instalar fácilmente pesos de varios pesos y tamaños en la parte delantera, trasera y superior. Se pueden colocar cargas particularmente grandes en la parte inferior de la aeronave en una configuración muy similar al sistema Curiosity Sky Crane de la NASA.
En una configuración Sky-Crane, el JetQuad puede congelarse a una altura de 4.5 metros sobre el punto de descarga y bajar lentamente la carga al suelo con cuatro bobinas eléctricas. Los SUVT están especialmente diseñados para la eliminación de gases calientes del vehículo durante el vuelo en el aire, lo que permite no quemar la carga durante el vuelo y la descarga. Además, los motores a reacción también pueden generar electricidad para alimentar los sofisticados sistemas de visión por computadora necesarios para la operación segura de un dron de alta velocidad.
Simplicidad y escalabilidad
El diseño del JetQuad es simple y elegante. El dron se ensambla a partir de varios módulos, y cada módulo se puede desmontar y reemplazar con un mínimo esfuerzo. El diseño completo del dron contiene solo 8 componentes móviles: 4 turbinas y 4 servomotores. Un número tan pequeño de piezas móviles ofrece una excelente confiabilidad y reduce los costos de producción, especialmente en comparación con los helicópteros de la misma clase. En comparación, los helicópteros tienen cientos de partes móviles y requieren mantenimiento frecuente y costoso.
La simplicidad del diseño del AB5 JetQuad también conduce a la escalabilidad. La versión más grande de JetQuad, equipada con grandes tanques de combustible, puede acomodar cualquier motor de avión. Tal dron puede transportar cargas especialmente pesadas en lugar de helicópteros de tamaño similar que son caros de alquilar. La misma plataforma ampliada también puede hacer posible crear la primera máquina voladora sin hélices externas. Tal automóvil se verá y se sentirá como un automóvil normal, y podrá estacionar en un espacio de estacionamiento estándar.
Además, los motores a reacción son dispositivos inherentemente simples y confiables que también pueden mejorarse con funciones adicionales para aumentar significativamente su eficiencia, como resultado de lo cual puede ser aún más rápido y elevar aviones. Por ejemplo, los quemadores posteriores se pueden combinar fácilmente con el SUVT patentado, como resultado de lo cual JetQuad puede moverse más rápido que la velocidad del sonido; ninguna tecnología en el campo de los drones con despegue y aterrizaje vertical tiene tal potencial. Finalmente, el factor de forma JetQuad es ideal para usar en un chasis. El cuerpo del rodamiento mejorará significativamente la aerodinámica y, lo más importante, proporcionará una elevación natural durante el vuelo a alta velocidad. Una elevación adicional significa que el funcionamiento de los motores puede reducirse ligeramente, lo que en última instancia ahorra combustible y aumenta significativamente la vida útil y el alcance de la aeronave.
Beneficios clave: motores a reacción y diésel
El rendimiento del AB5 JetQuad es más alto que el de cualquier dron construido utilizando otras tecnologías, por dos razones: el uso de motores a reacción para propulsión y diesel como combustible. Las microturbinas (pequeños motores a reacción) tienen la mejor potencia específica entre todos los motores a reacción conocidos. Esto significa que los motores a reacción pueden producir significativamente más potencia que los motores de combustión interna de tamaño comparable o los motores eléctricos (que se utilizan en la construcción de la mayoría de los drones modernos). Además, el combustible diesel está disponible en cualquier parte del mundo y tiene un consumo de energía 40 veces mayor que las baterías convencionales de polímero de litio, y lleva minutos, no horas, repostar, como es el caso de la carga de la batería. Cuando se ensambla, el dispositivo es un dron muy compacto y confiable que puede volar más rápido que cualquier otro dron del mismo tamaño, y también tiene una gran capacidad de carga.
Niveles de ruido
Obviamente, los 4 motores a reacción hacen mucho ruido, por lo que en la configuración actual de JetQuad es bastante ruidoso: alrededor de 120 dB si está parado al lado. Sin embargo, hay varias tecnologías de reducción de ruido que aún no se han explorado, como los sistemas modificados de admisión y escape, así como la reducción activa de ruido y el uso de altavoces incorporados. Las versiones futuras de JetQuad sin duda serán más silenciosas gracias a estas tecnologías, pero por el momento, el dron solo puede funcionar en condiciones que no requieren poco ruido. Además, también vale la pena mencionar que la caracterización del ruido juega un papel importante. Entonces, por ejemplo, los sonidos de las palas de los helicópteros en los bordes bajos irritan más la audición humana que el silbido uniforme de los motores a reacción. Es importante tener en cuenta que los motores en JetQuad funcionan a velocidades más altas que en quadrocopters o helicópteros (alrededor de 100,000 revoluciones por minuto). El sonido de alta frecuencia resultante es apenas audible, incluso a pequeñas distancias del dron: se disipa muy rápidamente en la atmósfera. A modo de comparación, los sonidos de las palas de los helicópteros a bajas velocidades producen un sonido de baja frecuencia que viaja lejos y se escucha durante muchos kilómetros. Mire el video a continuación (prueba número 2) para comprender mejor cómo suena JetQuad.
Solicitud de Patente "Tecnología AirBooster"
Todas las estructuras tripuladas y no tripuladas que utilizan nuestra plataforma actual (AB5 - configuración horizontal de motores en forma de "H"), así como nuestra plataforma anterior (AB4 - configuración vertical de motores) están protegidas por una patente pendiente, el nombre de la tecnología es "Tecnología AirBooster". La patente fue presentada en 2016 y actualmente está siendo considerada por la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos.
Especificaciones técnicas
Tenga en cuenta que estas especificaciones se aplican al prototipo AB5 actual. El modelo de producción tendrá una aerodinámica y SUVT optimizados, lo que conducirá a un mejor rendimiento.
Modelo: AB5
Capacidad del depósito de combustible: 22,7 litros
Peso de repostaje completo: 18.1 kilogramos
Tipo de combustible: diesel
Peso del dron sin carga: 22.7 kilogramos
Peso de envío: 18,1 kg
Peso total de despegue: 59 kilogramos
Tracción total en la separación: 72,6 kilogramos.
Relaciones de antojo a peso en el lanzamiento: 1.2
Potencia máxima del motor: 200 caballos de fuerza
Duración del trabajo (alza): 30 minutos.
Duración del trabajo (velocidad de crucero): 15 minutos.
Velocidad de crucero: 428 km / hy más
Rango de vuelo (ida y vuelta): 40 kilómetros.
Dimensiones: 1.2 mx 1.2 mx 0.6 m
Consumo máximo de combustible: 1.3 litros por minuto.
Altura (estimada): 9144 metros y más