Blog

Vântul este una dintre cele mai mari preocupări în aviație. Modul în care vântul este luat în considerare în automatizarea aeronavelor cu pilot este studiat și îmbunătățit continuu.

În domeniul dronelor de topografie profesionale – unde inginerii împing limitele aerodinamicii pentru aînregistrarea datelor utile cu o precizie de încredere – vântul rămâne un factor determinant major pentru a stabili dacă un UAV este sau nu capabil să-și îndeplinească misiunea.

De ce vântul este un factor atât de complicat în zbor?

Mișcarea aerului din cauza diferitelor gradienți de presiune, a.k.a. vântului, se poate schimba și se poate provoca rafale în mod imprevizibil lângă apă sau înclinații abrupte. Și viteza sa crește la altitudini mai mari.

Când vântul se schimbă brusc pe o distanță scurtă, rezultă forfecarea vântului, provocând o rafală puternică. Acest lucru este comun în jurul obiectelor și clădirilor, dar se poate întâmpla și în câmpuri deschise.

Pe măsură ce se ridică, vântul influențează mediul înconjurător. Și la viteze mai mari, demonstrează o forță mare. Nu e de mirare că dronele profesionale de topografie sunt limitate să zboare și să capteze date cu viteze specifice ale vântului.

Vântul înseamnă lucruri diferite pentru diferite UAV-uri. În jurul tuturor tipurilor de drone există linii directoare clare asupra vântului pentru a ajuta piloții să decidă când și când să nu zboare.

În majoritatea cazurilor, vântul la limita superioară a limitelor publicate înseamnă decolare și aterizare mai puțin previzibile și provocări pentru înregistrarea de date utile. Cunoașterea acestui lucru va informa decizii mai clare cu privire la ce drone să achiziționeze pentru topografie și cum să le zburați în siguranță și mai fiabil.

Pe măsură ce parcurgem următoarele tipuri de drone și câteva puncte cheie despre comportamentul lor în vânt, este important să ne amintim că scopul este de a captura date utile și precise, păstrând în același timp mediul și echipamentele intacte.

Multirotoare în vânt

Multirotoarele prezintă o opțiune flexibilă și controlabilă pentru măsurători mici, necesitând precizie medie în vânt ușor. În cazul vântului mai puternic, aceste forțe pot fi compromise după cum urmează:

În timpul decolării și aterizării, Multirotoarele, ca toate celelalte drone, se pot comporta imprevizibil în cazul vântului puternic. Toleranța maximă la vânt pentru un multirotor popular, DJI Phantom 4, este de 10 m/s (22 mph).

Dar este această toleranță absolută? Și se aplică pentru fiecare etapă a zborului? Un pic de experiență dezvăluie că trebuie asigurat spațiu suplimentar pentru decolare și aterizare, chiar și în limitele superioare ale acestui interval.

Acest spațiu ține cont de posibilele turbulențe ale vântului din cauza apropierii de clădiri, copaci sau chiar mașini.

Odată în aer, multirotoarele prezintă câteva avantaje. Modul lor constant de hover și capacitatea de a înclina înainte în timpul zborului oferă mai mult control ca răspuns la vânt. Cu toate acestea, dacă vântul este împotriva lor, raza lor deja limitată este compromisă pe măsură ce timpul de zbor devine mai scurt.

Captarea imaginii în vânt de către multirotoare este limitată de designul lor. Pe măsură ce greutatea lor utilă crește, timpul lor de zbor deja limitat scade. Acest lucru limitează calitatea sarcinilor utile pe care le pot transporta, deoarece senzorii mai buni sunt de obicei mai grei.

Cu toate acestea, multirotoarele sunt cunoscute pentru a menține bine suprapunerea imaginii datorită cardanului care compensează mișcarea unghiulară a dronei. Aceasta înseamnă date bine reconstruite, dar numai pentru un proiect relativ mic.

Concluzia: multirotoarele rezistă destul de bine la vânt în ceea ce privește colectarea datelor; cu toate acestea, timpul lor de zbor scade semnificativ la nivelurile superioare.

Ce este turbulența?

Turbulența este o schimbare haotică a fluxului de aer care se poate întâmpla lângă structuri verticale și pe vreme furtunoasă. Pentru a reduce șansa de turbulențe care afectează operațiunile dronei, rămâneți departe de structurile care acționează ca bariere de vânt în apropierea solului.

Dronele cu aripi fixe în vânt

Dronele cu aripi fixe oferă o acoperire largă și o precizie bună în cazul vântului ușor. În funcție de material și design, modul lor de croazieră este constant pentru captarea imaginilor în anumite niveluri de vânt. Dar la niveluri mai înalte, atât zborul, cât și capturarea imaginilor ar putea fi compromise.

Decolarea cu aripă fixă implică o tehnică de lansare manuală sau catapultă. Deși voluminoasă, o catapultă va stabiliza drona într-un interval rezonabil de vânt. Lansarea manuală este recomandată împotriva vântului, cu o distanţă recomandată de 40 de metri.

Zborul în vânt pentru dronele cu aripi fixe este un proces familiar pentru oricine a zburat într-un avion. Este eficient datorită transportului aerian, care permite timpi de zbor mai lungi.

Cu toate acestea, pentru o dronă profesională de măsurători și topografie, captarea imaginii clare și la timp este scopul. Prin urmare, designul și materialul sunt importante de luat în considerare în ceea ce privește cât de stabil zboară pe măsură ce vânturile se mișcă în jurul lui din lateral, din față sau din spate.

Aterizarea dronelor cu aripi fixe în vânt în vârful intervalului lor de toleranță la vânt publicat poate fi deosebit de imprevizibilă, deoarece este mult mai dificil să controlați manual drona.

Chiar și în cazul vântului slab, zona de aterizare ar trebui să fie în jur de 100 de metri pentru a nu dauna dronei sau proprietății. Pe măsură ce coboară rapid spre aterizare, rafale și vânturile tăioase pot trage drona din cursul sau, în cel mai rău caz, o pot lovi de copaci, obiecte sau pământ.

Captura de imagini în vânt pentru dronele cu aripă fixă prezintă aceeași provocare cu sarcina utilă cu care se confruntă multirotoarele, din diferite motive. De fapt, o dată în aer, o dronă cu aripi fixe poate transporta o sarcină utilă mai grea.

Dar când este timpul să ne întoarcem din cer, greutatea dronei trebuie să fie ușoară pentru a preveni un impact mai dur asupra aterizării pe burtă. Cea mai populară drona cu aripi fixe pentru topografie prezintă o gamă largă de sarcini utile, dar sunt limitate în rezoluție și dimensiunea cadrului pentru a menține greutatea redusă.

Cu cât drona este mai ușoară pentru dimensiunea sa, cu atât este mai probabil să fie instabilă în vânt. Acest lucru poate compromite și mai mult calitatea imaginii din cauza incapacității de a păstra suprapunerea. Datele incomplete se pot prezenta apoi ca găuri în rezultatele finale ale hărții.

Concluzie: dronele aripile fixe se comportă relativ bine în vânt ușor. Cu toate acestea, în cazul vântului mai puternic, datele colectate ar putea avea lacune din cauza instabilității în zbor. Aterizarea cu vânt puternic poate fi imprevizibilă în toate direcțiile.

Drone VTOL în vânt

Dronele VTOL oferă decolare și aterizare controlate combinate cu timpi de zbor mai lungi și capacitatea de a transporta încărcături utile de calitate superioară.

Cu toate acestea, atunci când sunt acestea sunt drone așezate pe coadă, ele prezintă ceea ce oamenii consideră adesea o problemă: forma lor arată ca o pânză care așteaptă să fie suflată de vânt în timpul decolării și aterizării. Cu toate acestea, când sunt luate în considerare toate lucrurile, acest design general prezintă de fapt avantaje.

Decolarea VTOL în vânt necesită spațiu suplimentar pentru ca UAV să răspundă la împrejurimi și să atingă altitudinea de tranziție, adică înălțimea la care se întoarce pentru a zbura ca o dronă cu aripi fixe.

Totuși, demonstrează control și se ajustează singur în cazul vântului mai puternic. Când este plasat paralel cu direcția vântului, un VTOL rămâne într-o zonă previzibilă, evitând obstacolele.

VTOL aterizare în vânt. În intervalul mai înalt al limitelor sale de vânt, această dronă se poate plasa în continuare la cinci metri de țintă.

La vânturi mai mari de 10 m/s, drona s-ar putea răsturna (să experimenteze o „răsturnare”); cu toate acestea, este important de reținut că o răsturnare nu reprezintă o amenințare pentru o dronă sau pentru sarcina utilă a acesteia, deoarece cel mai mult care s-ar putea întâmpla este o deteriorare ușoară a unui suport din mijloc sau un nas zgâriat.

Captura de imagini pe suprafețe mari este locul în care un VTOL excelează, chiar și în vânt considerabil.

Datorită capacităților VTOL – care elimină aterizările pe burtă și impacturile dure – drona în sine poate fi mai grea. Când drona este un cadru compozit mai greu, comparativ cu spuma ușoară, zborul de croazieră va fi mai constant.

Cum stăpânește VTOL vântul

Acest videoclip evidențiază ingineria din spatele capacității dronei WingtraOne VTOL de a gestiona vânturile puternice, inclusiv actualizările recente bazate pe ani de date de zbor.

Deoarece nu prezintă practic niciun șoc pentru sarcina utilă, aterizările VTOL permit, de asemenea, sarcini utile mai grele, cu rezoluție mai mare și captură de imagine mai robustă, cu senzori care pot suporta rezoluție de două ori mai mare și o sensibilitate mai bună la lumină printr-un obiectiv cu cadru întreg.

Toate acestea se combină pentru a menține suprapunerea imaginii și calitatea captării datelor la nivelul necesar, chiar și în vânt la capătul superior al limitei sale.

Concluzie: dronele cu cadru compozit VTOL sunt mai stabile și oferă o colectare de date mai fiabilă, adică date fără lacune, rezultând rezultate complete de cartografiere. Aterizarea lor este încă foarte precisă și cel mai mult care se poate întâmpla este o basculare.

Care dronă câștigă în vânt?

Cântărind toate avantajele și dezavantajele, dronele VTOL oferă o decolare și o aterizare mai previzibilă și mai sigură, fără riscul de a trece în obstacole. Un cadru compozit cu suprapunere de încredere, datorită sarcinilor utile de înaltă calitate, oferă date de înaltă precizie fără lacune în ieșirile de topografie, chiar și în condiții de vânt puternic.