S neustálym pokrokom vedy a techniky sa bezpilotné vzdušné systémy (UAS) čoraz viac využívajú v mnohých oblastiach, ale ako rýchlo a efektívne transformovať existujúce pilotované lietadlá na bezpilotné vzdušné systémy bolo vždy horúcim miestom v oblasti letectva. Nedávno tím profesora Li Daochuna a akademika Xiang Jinwu z Pekinskej univerzity letectva a astronautiky publikoval článok s názvom „Robot Pilot: A New Autonomous System Toward Flying Manned Aerial Vehicles“ v časopise Engineering, v ktorom predstavili nového robota na riadenie helikoptér, ktorý vyvinuli. . Tento úspech poskytuje nové riešenie pre bezpilotné lietadlá s posádkou.
Jadrom výskumu je nový typ robotického systému schopného samostatne pilotovať helikoptéru s posádkou, čím sa vytvorí nový typ bezpilotného vzdušného systému. Takéto systémy plne využívajú vyspelosť platformy, nosnosť a letovú spôsobilosť existujúcich pilotovaných lietadiel, pričom výrazne rozširujú prevádzkové a aplikačné oblasti bezpilotných lietadiel. Výskumný tím podrobne diskutoval o koncepte robota na pilotovanie lietadiel a jeho výhodách a navrhol robota na pilotovanie helikoptér pre vrtuľníky s posádkou. Podľa riadiacich charakteristík riadiaceho mechanizmu vrtuľníka bol robot navrhnutý tak, aby poháňal servo mechanizmus robota a na základe kinematickej analýzy servo mechanizmu robota bol vytvorený riadiaci letový modul robota s metódou priameho pohonu, aby sa znížilo časové oneskorenie a chyba riadenia v servoprocese robota.
Výskumný tím tiež vybudoval systém pozemných staníc, ktorý podporuje integráciu rôznych letových režimov a funkcií. Nakoniec navrhli a postavili prototyp robota na pilotovanie helikoptér a nainštalovali ho na vrtuľník na letové testy. Výsledky testov ukazujú, že robot je schopný samostatne lietať dopredu, dozadu, do strán a otáčať sa, čím sa overuje jeho účinnosť.
Obr.1 Aplikácia robota riadiaceho lietadlo a jeho letový režim.
Inováciou tohto výskumu je, že využíva neinvazívnu metódu konverzie, ktorá umožňuje rýchlu a reverzibilnú premenu pilotovaných lietadiel na bezpilotné vzdušné systémy. Tento prístup nielenže zachováva nosnosť a úroveň bezpečnosti pôvodného lietadla, ale tiež sa vyhýba potrebe zložitých úprav pôvodného lietadla. Okrem toho môže byť pilotný robot použitý aj ako druhý pilot na zlepšenie úrovne automatizácie existujúcich lietadiel, pričom poskytuje výskumnú platformu pre nové technológie, ako sú asistenti pilotov a inteligentné kokpity.
V rámci experimentálneho overenia výskumný tím nainštaloval prototyp pilotného robota na ľahký cvičný vrtuľník SVH-4 a vykonal pozemné a letové testy. Výsledky testov ukazujú, že riadiaci robot dokáže rýchlo a presne ovládať riadiaci mechanizmus vrtuľníka a dobre zvláda letové úlohy, ako je visenie, let vpred, let vzad, bočný let a otáčanie.
Obr.2 Pozemné pozorovanie a letová poloha robota riadiaceho vrtuľník, ktorý vykonáva rôzne letové úlohy. a) dopredný let; b) spätný let; c) nabok; (d) Zatáčací let.
Napriek pozoruhodným výsledkom výskumný tím poukázal na to, že pri riadení jazdiaceho robota existuje významný problém s osciláciou polohy. Vo svojej budúcej práci plánujú ďalej zlepšovať manévrovateľnosť a adaptabilitu riadiaceho robota, pričom zvažujú nasadenie moderných metód riadenia založených na modeli alebo inteligentných metód riadenia na optimalizáciu letového výkonu.
Tento výskum dokazuje nielen vedúce postavenie Beihang University v oblasti technológie UAV, ale poskytuje aj nové nápady a technickú podporu pre rozvoj leteckej oblasti. Vďaka neustálej zrelosti a zdokonaľovaniu technológií máme dôvod veriť, že budúce pole letectva bude inteligentnejšie a automatizovanejšie.