Дрон научили автономно заряжаться от ЛЭП

Грузоподъёмность и тяговооружённость беспилотных летательных аппаратов напрямую зависят от общей массы устройства, значительная доля которой приходится на аккумулятор. Новая технология позволит снизить потребность коптеров в мощной батарее: учёные из Университета Южной Дании научили дрон заряжаться прямо от линий электропередач.

В рамках нового экспериментального проекта Вьет Дуонг Хоанг и его коллеги из Университета Южной Дании разработали технологию промежуточной зарядки БПЛА, которая позволила бы аппаратам оставаться в воздухе практически бесконечное количество времени. Учёные считают, что подобные системы были бы полезными для утилитарных машин, например, для автономных коптеров, которые производят инспекцию ЛЭП. Такой дрон уже находится поблизости от линий электропередач большую часть времени, потому они могли бы послужить доступным и эффективным источником дополнительной энергии для продолжения работы.

Исследователи построили дрон на основе коммерческой рамы Tarot 650 Sport из углеродного волокна, оборудовав её электродвигателями, литий-полимерным аккумулятором ёмкостью 7000 мА·ч, бортовым микрокомпьютером Raspberry Pi 4 B, беспилотным модулем Pixhawk V6X, радаром миллиметрового диапазона и RGB видеокамерой. К этой базе учёные добавили механизм зарядки, который представляет собой хват для линий электропередач с пассивным актуатором, лежащий между направляющими «руками».

Когда бортовая система коптера фиксирует понижение заряда батареи, устройство автоматически использует бортовую камеру и радар, чтобы обнаружить ближайшую ЛЭП и направляется навстречу ей. При подлёте снизу дрон использует направляющие, а как только провод оказывается в нужном месте, он сталкивает эластомерные ленты, тем самым автоматически закрывая направляющие «руки» – этот процесс не требует от дрона энергетических затрат. Однако, когда линия зафиксирована, аппарат задействует магнитный контроллер, который берёт энергию сети для управления хватом. Зарядка происходит посредством индуктивной системы. По окончании зарядки контроллер ослабляет хватку фиксирующего механизма, и беспилотник может вернуться к работе.

Учёные испытали технологию на ЛЭП в аэропорту Оденсе. 4,3-килограммовый дрон смог выполнять штатные задачи по инспекции линий электропередач на протяжении более чем двух часов, 5 раз подзарядившись от сети. Исследователи работают над повышением надёжности системы и планируют испытать её в более удалённой местности, а также в неблагоприятных погодных условиях.