Sa stalnim napretkom znanosti i tehnologije, bespilotni zračni sustavi (UAS) sve se više koriste u mnogim područjima, ali kako brzo i učinkovito transformirati postojeće letjelice s ljudskom posadom u bespilotne zračne sustave oduvijek je bila vruća točka u području zrakoplovstva. Nedavno je tim profesora Li Daochuna i akademika Xianga Jinwua s Pekinškog sveučilišta za aeronautiku i astronautiku objavio rad pod naslovom "Robot Pilot: Novi autonomni sustav prema letećim letjelicama s ljudskom posadom" u časopisu Engineering, predstavljajući novog robota za upravljanje helikopterom koji su razvili . Ovo postignuće pruža novo rješenje za bespilotne letjelice s ljudskom posadom.
U središtu istraživanja je nova vrsta robotskog sustava sposobnog samostalno upravljati helikopterom s ljudskom posadom, tvoreći tako novu vrstu bespilotnog zrakoplovnog sustava. Takvi sustavi u potpunosti iskorištavaju zrelost platforme, kapacitet korisne nosivosti i plovidbenost postojećih letjelica s ljudskom posadom, istovremeno značajno proširujući područje rada i primjene bespilotnih letjelica. Istraživački tim detaljno je raspravljao o konceptu robota za pilotiranje zrakoplovom i njegovim prednostima te predložio robota za pilotiranje helikoptera za helikoptere s ljudskom posadom. Prema upravljačkim karakteristikama upravljačkog mehanizma helikoptera, robot je dizajniran za pogon robotskog servo mehanizma, a na temelju kinematičke analize robotskog servo mehanizma, uspostavljen je robotski kontroler leta s metodom izravnog pogona kako bi se smanjilo vremensko kašnjenje i pogreška upravljanja u servo procesu robota.
Istraživački tim također je izgradio sustav zemaljske stanice koji podržava integraciju različitih načina i funkcija leta. Na kraju su dizajnirali i izradili prototip robota za pilotiranje helikopterom i instalirali ga na helikopter za testiranje leta. Rezultati testa pokazuju da robot može letjeti naprijed, nazad, bočno i samostalno se okretati, potvrđujući njegovu učinkovitost.
Slika 1 Primjena robota koji upravlja zrakoplovom i njegov način leta.
Inovacija ovog istraživanja je u tome što koristi neinvazivnu metodu pretvorbe koja omogućuje brzu i reverzibilnu pretvorbu zrakoplova s ljudskom posadom u bespilotne letjelice. Ovaj pristup ne samo da čuva nosivost i razinu sigurnosti izvornog zrakoplova, već također izbjegava potrebu za složenim modifikacijama izvornog zrakoplova. Osim toga, pilot robot se također može koristiti kao kopilot pilot za poboljšanje razine automatizacije postojećih zrakoplova, pružajući istraživačku platformu za nove tehnologije kao što su pomoćnici pilota i inteligentni kokpiti.
Što se tiče eksperimentalne provjere, istraživački tim instalirao je prototip pilotskog robota na SVH-4 laki trenažni helikopter i proveo testove na zemlji i u letu. Rezultati testa pokazuju da robot za vožnju može brzo i točno kontrolirati upravljački mehanizam helikoptera i dobro obavlja zadatke leta kao što su lebdenje, let naprijed, let unatrag, let u stranu i okretanje.
Slika 2 Promatranje tla i položaj leta robota za upravljanje helikopterom koji obavlja različite letačke zadatke. (a) let naprijed; (b) let unatrag; (c) bočno; (d) Okretni let.
Unatoč izvanrednim rezultatima, istraživački tim je istaknuo da postoji značajan problem oscilacije stava tijekom upravljanja vozećim robotom. U svom budućem radu planiraju dodatno poboljšati manevarske sposobnosti i prilagodljivost vozača robota, uzimajući u obzir primjenu modernih metoda upravljanja temeljenih na modelu ili inteligentnih metoda upravljanja za optimizaciju performansi leta.
Ovo istraživanje ne samo da pokazuje vodeću poziciju Sveučilišta Beihang u području UAV tehnologije, već također pruža nove ideje i tehničku podršku za razvoj područja zrakoplovstva. Uz kontinuiranu zrelost i poboljšanje tehnologije, imamo razloga vjerovati da će buduće područje zrakoplovstva biti inteligentnije i automatiziranije.