Wir präsentieren Ihrer Aufmerksamkeit eine Übersetzung von zwei Artikeln über eine Turbojet-Drohne.
Quelle: Neuer Atlas
ABQ JetQuad-Prototyp mit einer Geschwindigkeit von bis zu 402 km / hWährend Propellerflugzeuge noch stattfinden, ist manchmal die zusätzliche Geschwindigkeit und der Schub, die ein Düsentriebwerk liefert, erforderlich. FusionFlight aus Dallas, Texas, wandte diesen Ansatz auf Quadrocopter an. Das Ergebnis war ein AB5 JetQuad.
Das Unternehmen behauptet, dass die AB5 „die kleinste und leistungsstärkste Jet-Drohne mit vertikalem Start und Landung“ ist.
Anstelle der üblichen vier Elektromotoren und Propeller verfügt der aktuelle Prototyp über vier Dieselmikroturbinen-Strahltriebwerke, die bei voller Leistung 200 PS (149 kW) liefern. Dank des patentierten Schubvektorregelungssystems H-Configuration kann der Schub dieser Triebwerke entweder auf vertikale Bewegungen während des Starts und der Landung oder auf horizontale Bewegungen während des Flugs gerichtet werden.
Nach vorliegenden Informationen wird die Serienversion des Flugzeugs mit einem gefüllten Tank von 19 Litern eine Höchstgeschwindigkeit von 483 km / h erreichen, was für 30 Minuten Schweben in der Luft oder 15 Minuten Bewegung ausreicht. In Zukunft kann der Zusatz von Komponenten wie Nachbrennern die Geschwindigkeit der Drohne erheblich erhöhen.
Die maximale Tragfähigkeit der Drohne beträgt 18 kg, während die Last an der Drohne selbst oder an einem Kabel befestigt werden kann. Nach Angaben des Unternehmens werden die neuesten Motoren die Ladung nicht verderben, da der Schub niemals direkt unter AB5 gesendet wird.
Das deklarierte Gewicht der Drohne selbst beträgt 23 kg, ein voller Tank fügt weitere 18 kg hinzu.
Alexander Tates, CEO von FusionFlight, sagt, der AB5 könne bis 2021 zu Preisen zwischen 200.000 und 250.000 US-Dollar auf den Markt kommen, je nach Modell. Potenzielle Kunden werden sich wahrscheinlich auf Geschwindigkeit und Leistung konzentrieren.
„Düsentriebwerke können erheblich mehr Leistung liefern als elektrische Triebwerke und ermöglichen es Drohnen, mit viel höheren Geschwindigkeiten zu fliegen“, sagt Tates. "Dieselkraftstoff mit dem gleichen Gewicht wie Lithiumbatterien speichert 40-mal mehr Energie, und das Auftanken dauert mehrere Minuten, während das Aufladen von Batterien mehrere Stunden dauert."
Im nächsten Video können Sie sehen, wie der Prototyp abhebt und in der Luft einfriert.
Quelle: FusionFlight
Vertikale Drohne mit vier Turbinen zum Starten und Landen
AB5 JetQuad "Luck" ist ein neuer Flugzeugtyp. Dies ist weder ein Quadrocopter noch ein Hubschrauber oder ein Flugzeug. Vier Mikroturbinen-Düsentriebwerke liefern 200 PS bei Vollgas und arbeiten mit einem patentierten Traktionsvektor-Steuerungssystem. Dieses System wird als "H-Konfiguration" bezeichnet - dies ist das erste System in der Geschichte, bei dem Düsentriebwerke sowohl im vertikalen als auch im horizontalen Flug eingesetzt werden und die Position der Drohne vollständig kontrollieren. Das Ergebnis ist ein kompaktes, in sich geschlossenes Dieselflugzeug, das von fast jeder Oberfläche starten und landen kann und gleichzeitig in der Lage ist, mit hohen Geschwindigkeiten und einer hohen Nutzlast zu arbeiten. FusionFlight entwickelt JetQuad seit 2016. Sie können einige Artikel lesen, die im Laufe der Jahre veröffentlicht wurden.
Es ist auch erwähnenswert, dass ein hochpräzises Schubvektorregelungssystem (SUVT) außergewöhnliche Vorteile im Vergleich zu einem modernen Multikopter aufweist. SUVT wird von drehmomentstarken Servomotoren angetrieben, die bei anderen Drohnen viel schneller arbeiten als Elektromotoren und Propeller. Dadurch ist JetQuad flexibler und besser zu verwalten. Mit dem SUVT können Sie die Abgase des Triebwerks während des Horizontalfluges auch zum Heck der Drohne lenken. Dadurch kann der JetQuad die Leistung aller vier Triebwerke nutzen und Höchstgeschwindigkeiten erreichen, die für Flugzeuge mit geringer Größe und vertikalem Start und Landung undenkbar sind.
Kompakt und leicht
Das AB5 JetQuad ist speziell für das einfache Tragen durch eine Person konzipiert. Ohne Auftanken und ohne Ladung wiegt die Drohne etwa 22 Kilogramm und verfügt über praktische Handläufe. Aufgrund der geringen Größe der Drohne kann sie auch mit herkömmlichen Landfahrzeugen transportiert werden. Die Serienversion des JetQuad wird über ein einziehbares Fahrwerk verfügen, das mit Stoßfedersystemen für zusätzliche Dämpfung während der Landung ausgestattet ist und zusätzliche Flexibilität für den Start und die Landung auf unebenen Oberflächen bietet.
Signifikante Nutzlast
Die glatte und flache Form des JetQuad verleiht der Drohne eine gute Aerodynamik und die Fähigkeit, viele verschiedene Lasten aufzunehmen. Gewichte in verschiedenen Gewichten und Größen können problemlos vorne, hinten und oben angebracht werden. Besonders große Lasten können in einer Konfiguration am Boden des Flugzeugs platziert werden, die dem Curiosity Sky Crane-System der NASA sehr ähnlich ist.
In einer Sky-Crane-Konfiguration kann der JetQuad in einer Höhe von 4,5 Metern über dem Entladepunkt einfrieren und die Last mit vier elektrischen Spulen langsam auf den Boden absenken. SUVT wurden speziell für die Entfernung heißer Gase aus dem Fahrzeug während des Schwebens in der Luft entwickelt, wodurch es möglich ist, während des Flugs und beim Entladen keine Fracht zu verbrennen. Darüber hinaus können Düsentriebwerke auch Elektrizität erzeugen, um die hoch entwickelten Computer-Vision-Systeme zu betreiben, die für den sicheren Betrieb einer solchen Hochgeschwindigkeitsdrohne erforderlich sind.
Einfachheit und Skalierbarkeit
Das Design des JetQuad ist einfach und elegant. Die Drohne besteht aus mehreren Modulen und jedes Modul kann mit minimalem Aufwand zerlegt und ausgetauscht werden. Das komplette Design der Drohne enthält nur 8 bewegliche Komponenten - 4 Turbinen und 4 Servomotoren. Eine derart geringe Anzahl von beweglichen Teilen ergibt eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit und verringert die Produktionskosten, insbesondere im Vergleich zu Hubschraubern derselben Klasse. Im Vergleich dazu haben Hubschrauber Hunderte von beweglichen Teilen und erfordern eine häufige und teure Wartung.
Die Einfachheit des Designs des AB5 JetQuad führt auch zu Skalierbarkeit. Die größere Version des JetQuad, ausgestattet mit großen Treibstofftanks, kann alle Flugzeugtriebwerke aufnehmen. Eine solche Drohne kann anstelle von Hubschraubern ähnlicher Größe, deren Miete teuer ist, besonders schwere Lasten tragen. Die gleiche vergrößerte Plattform kann es auch ermöglichen, die erste Flugmaschine ohne externe Propeller zu bauen. Ein solches Auto sieht aus und fühlt sich an wie ein normales Auto und kann auf einem normalen Parkplatz geparkt werden.
Darüber hinaus sind Düsentriebwerke von Natur aus einfache und zuverlässige Geräte, die mit zusätzlichen Funktionen erweitert werden können, um ihre Effizienz erheblich zu steigern, wodurch Sie noch schneller werden und Flugzeuge anheben können. Beispielsweise können Nachbrenner problemlos mit dem patentierten SUVT kombiniert werden, wodurch sich JetQuad schneller als mit Schallgeschwindigkeit bewegen kann - keine Technologie im Bereich von Drohnen mit vertikalem Start und Landung hat ein solches Potenzial. Schließlich ist der JetQuad-Formfaktor ideal für die Verwendung in einem Chassis. Der Lagerkörper verbessert die Aerodynamik erheblich und sorgt vor allem für einen natürlichen Auftrieb während des Fluges mit hoher Geschwindigkeit. Durch einen zusätzlichen Auftrieb kann der Betrieb der Triebwerke geringfügig reduziert werden, was letztendlich Treibstoff spart und die Lebensdauer und Reichweite des Flugzeugs erheblich erhöht.
Hauptvorteile: Düsentriebwerke und Diesel
Die Leistung des AB5 JetQuad ist aus zwei Gründen höher als die aller Drohnen, die mit anderen Technologien gebaut wurden: der Einsatz von Düsentriebwerken für den Antrieb und Diesel als Kraftstoff. Mikroturbinen (Kleinstrahltriebwerke) haben die beste spezifische Leistung unter allen bekannten Strahltriebwerken. Dies bedeutet, dass Düsentriebwerke wesentlich mehr Leistung produzieren können als vergleichbare Verbrennungsmotoren oder Elektromotoren (die beim Bau der meisten modernen Drohnen verwendet werden). Darüber hinaus ist Dieselkraftstoff überall auf der Welt erhältlich und hat einen 40-mal höheren Energieverbrauch als herkömmliche Lithium-Polymer-Batterien. Das Auftanken dauert Minuten, nicht Stunden, wie dies beim Aufladen von Batterien der Fall ist. Zusammengebaut ist das Gerät eine sehr kompakte und zuverlässige Drohne, die schneller fliegen kann als jede andere Drohne der gleichen Größe und zudem eine große Tragfähigkeit aufweist.
Geräuschpegel
Offensichtlich machen 4 Düsentriebwerke viel Lärm, so dass es in der aktuellen JetQuad-Konfiguration ziemlich laut ist - etwa 120 dB, wenn Sie daneben stehen. Es gibt jedoch noch einige Technologien zur Geräuschreduzierung, die noch untersucht werden müssen, z. B. modifizierte Einlass- und Auslasssysteme sowie die aktive Geräuschreduzierung und die Verwendung von eingebauten Lautsprechern. Zukünftige Versionen von JetQuad werden dank dieser Technologien sicherlich leiser sein, aber im Moment kann die Drohne nur unter Bedingungen arbeiten, die keinen geringen Lärm erfordern. Erwähnenswert ist außerdem, dass die Geräuschcharakterisierung eine wichtige Rolle spielt. So stören beispielsweise die Geräusche von Hubschrauberflügeln an niedrigen Felgen das menschliche Gehör mehr als das gleichmäßige Pfeifen von Düsentriebwerken. Es ist wichtig zu beachten, dass die Triebwerke in JetQuad mit höheren Geschwindigkeiten als in Quadrocoptern oder Hubschraubern (etwa 100.000 Umdrehungen pro Minute) arbeiten. Der dabei entstehende hochfrequente Schall ist auch in geringer Entfernung von der Drohne kaum hörbar - er verteilt sich sehr schnell in der Atmosphäre. Zum Vergleich: Die Geräusche von Hubschrauberflügeln bei niedrigen Geschwindigkeiten erzeugen ein niederfrequentes Geräusch, das sich weit ausbreitet und über viele Kilometer hinweg gehört wird. Sehen Sie sich das folgende Video (Test Nummer 2) an, um besser zu verstehen, wie sich JetQuad anhört.
Patentanmeldung „AirBooster-Technologie“
Alle bemannten und unbemannten Strukturen, die unsere aktuelle Plattform (AB5 - horizontale Konfiguration von Triebwerken in Form von „H“) sowie unsere vorherige Plattform (AB4 - vertikale Konfiguration von Triebwerken) verwenden, sind durch ein Patent geschützt. Der Name der Technologie lautet „AirBooster Technology“. Das Patent wurde 2016 eingereicht und wird derzeit vom United States Patent and Trademark Office geprüft.
Technische Eigenschaften
Bitte beachten Sie, dass diese Angaben für den aktuellen AB5-Prototyp gelten. Das Serienmodell wird über optimierte Aerodynamik und SUVT verfügen, was zu einer Leistungssteigerung führen wird.
Modell: AB5
Kraftstofftankinhalt: 22,7 Liter
Gewicht der Vollbetankung: 18,1 Kilogramm
Kraftstoffart: Diesel
Leergewicht der Drohne: 22,7 kg
Versandgewicht: 18,1 kg
Startgesamtgewicht: 59 Kilogramm
Gesamttraktion bei der Trennung: 72,6 Kilogramm
Craving-to-Weight-Verhältnis beim Start: 1.2
Maximale Motorleistung: 200 PS
Arbeitsdauer (Segelflug): 30 Minuten
Arbeitszeit (Reisegeschwindigkeit): 15 Minuten
Reisegeschwindigkeit: 428 km / h und mehr
Flugreichweite (Hin- und Rückflug): 40 Kilometer
Abmessungen: 1,2 mx 1,2 mx 0,6 m
Maximaler Kraftstoffverbrauch: 1,3 Liter pro Minute
Höhe (geschätzt): 9144 Meter und mehr