DelFly
DelFly är en helt kontrollerbar kamerautrustad mikroluftfordon eller ornithopter med flaxande vingar som utvecklats vid Micro Air Vehicle Lab vid Delft University of Technology i samarbete med Wageningen University .
DelFly -projektet fokuserar på fullt fungerande system och följer en uppifrån-och-ned-strategi mot allt mindre och mer autonoma MAV med flaxande vingar .
DelFly Micro med sitt 10 cm vingspann och 3,07 gram är den minsta friflygande kontrollerbara flaxande ving-MAV utrustad med kamera och videosändare. Mindre flaxande ving-MAV finns, men då utan inbyggd kamera. I synnerhet byggde en hobbyman från Albany NY en flaxande ving-MAV på 920 mg och bara 60 mm vingspann, vilket är världens hittills minsta fritt flygande klaff .
Den 28 centimeter långa 16 grams DelFly II var kapabel till vertikal start och landning och visade förenklade former av autonom flygning, främst med hjälp av bearbetning ombord.
DelFly Explorer mäter 28 centimeter samtidigt som den väger 20 gram och är utrustad med ett miniatyr stereovisionsystem för autonom flygning i byggnader.
DelFly Nimble är en mycket smidig MAV med vinglös svans. Den styr genom att modifiera vingarnas rörelser, vilket gör att den kan utföra höghastighetsmanövrar som 360-graders vändningar. En av dess användningsområden är att studera insekters flygning; efterlikning av fruktflugornas extremt snabba flyktmanövrar avslöjade en ny aerodynamisk mekanism som hjälper till att göra snabba svängar. Startupföretaget Flapper Drones utvecklar en kommersiell version av DelFly Nimble för applikationer inom underhållningssektorn (drönarshower, festivaler, nöjesparker).
Historia
DelFly - projektet startade 2005 som en Design Synthesis Exercise för en grupp kandidatstudenter vid fakulteten för flygteknik vid TU Delft . Den flaxande vingdesignen leddes av Wageningen University , fjärrkontrollen och mikrokameraintegreringen av Ruijsink Dynamic Engineering , och bildbehandlingen i realtid av TU Delft. Resultatet av denna övning blev DelFly I , ett 50 cm vingspann , 21 gram flaxande ving MAV utrustad med en kamera. DelFly I kunde flyga både snabbt och utföra långsam svävande flygning samtidigt som den gav någorlunda stabila kamerabilder.
2007 skapades DelFly II : en 28 cm vingspann 16 grams flaxande ving MAV utrustad med inbyggd kamera . Denna version var inte bara mindre, utan den hade ett mycket bredare flygningsomfång från 7 m/s framåtflygning till nära svävande flygning och till och med bakåtflygning vid -1 m/s. Till skillnad från DelFly I kunde DelFly II starta och landa vertikalt. Flygtiden för DelFly II var cirka 15 minuter.
DelFly II följdes 2008 av DelFly Micro , ett 10 cm vingspann, 3,07 gram flaxande ving MAV, även utrustad med kamera. DelFly Micro är fullt styrbar med 3 reglage för gasreglage, hiss och roder. Med tanke på den begränsade energin ombord var flygtiden för DelFly Micro cirka 2 till 3 minuter. DelFly Micro fanns i Guinness rekordbok 2009 som det minsta flygplanet i världen utrustat med en kamera.
DelFly deltog i 2005, 2007, 2008, 2010 och 2013 av Micro Air Vehicle Competitions och var det första fordonet som demonstrerade helt autonom inomhusflygning.
DelFly Explorer skapades 2013 . Den har ett stereovisionssystem som tillåter autonomt undvikande av hinder även i okända och oförberedda miljöer.
DelFly Nimble , presenterad 2018 , är den första svanslösa DelFly. Den är mycket smidigare än tidigare konstruktioner; den kan sväva och flyga i vilken riktning som helst upp till 7 m/s i framåtflygning. Den har en relativt enkel design och är baserad på kommersiellt av hyllkomponenter och 3D-printade delar.
Under 2019 grundades en teknisk spinoff från Delft University of Technology Flapper Drones som utvecklade en kommersiell version av DelFly Nimble.
Inflytande
DelFly är baserad på skalningsrelationer för aerodynamisk design av flaxande vingar, som upptäcktes i Dickinson-labbet vid Caltech i samarbete med Wageningen University. Tidigare forskning i Dickinson-labbet inspirerade också The Robobee , både Robobee- och DelFly-designen härrörde från forskning med robotmodeller av flygande insekter. DelFly påverkade TechJect Dragonfly UAV och FlyTech Dragonfly bland många andra hänvisar till DelFly-utvecklingen.
Designutmaningar
Designen av autonoma, lätta, mindre än 20 grams flaxande ving-MAVs utgör utmaningar inom olika domäner, inklusive material , elektronik , kontroll , aerodynamik , datorseende och artificiell intelligens . Alla dessa domäner matas in i varandra. Till exempel har studier av vingarnas design och aerodynamik förbättrat flygeffektiviteten och mängden genererad lyftkraft. Detta gör att en större nyttolast kan tas ombord, såsom fler sensorer och bearbetning ombord . I sin tur kan sådan ombordbehandling användas för att utföra automatiska manövrar i en vindtunnel, vilket hjälper till att skapa bättre modeller av DelFly och dess låga Reynolds aerodynamik .
Ansökningar
Flaggande ving-MAV har ett naturligt utseende och är i sig säkra genom sin låga vikt och låga hastigheter på vingarna. Detta gör dem särskilt lämpliga för flygning inomhus, även i närvaro av människor. Vidare kan MAV:er med vingvingar användas som ( förstärkt verklighet ) leksaker, men andra möjliga tillämpningar inkluderar inspektion av industriella inomhusstrukturer eller videoströmning av publiken under inomhusevenemang. DelFly flyger bra inomhus med luftkonditioneringen avstängd och utomhus under mycket låga vindförhållanden.
De exceptionella flygegenskaperna hos DelFly Nimble, i kombination med dess inneboende säkerhet och naturliga utseende, öppnade för nya applikationer inom underhållningssektorn. Startupföretaget Flapper Drones utvecklar tekniken vidare för drönarshower under konserter, festivaler och inom temaparker.