多旋翼无人机系留供电系统

技术简介

       气球、飞艇和涵道式飞行器等无人飞行器具有垂直起降和稳定悬停的特点，在侦查、通信及航拍等领域作为系留平台被广泛应用。但在经济性、稳定性、架设方便性、任务载荷承载的方便性和实用性、使用的灵活性等方面存在缺陷。

       本项目提出一种多旋翼无人飞行器系留系统。系统包括作为系留平台的多旋翼无人飞行器，机上搭载机载电源单元和任务载荷，无人机通过轻型光电复合系缆与地面设备相连。地面设备包括系缆收放机构和地面供电、监控及通信装置。

技术指标

       应用于电力驱动多旋翼无人机系留供电系统的技术指标如下：

       ●系统输入电源：交流220V±15%；

       ●机载电源单元输出电压：直流24.5V±1V

       ●机载电源单元最大输出电流：不小于40A；

       ●总效率：不低于60%（负载功率700W时）；

       ●连续工作时间：不小于4小时（负载功率700W时）；

       ●光电复合系缆重量：不大于15g/m；

       ●最大系留滞空高度：不小于100米；

       ●具有负载电流异常告警功能；

       ●具有无输出自动启用备用电池功能；

       ●机载电源单元重量：不大于1kg；地面供电设备重量：不大于10kg。

技术特点

       将系留方式应用于多旋翼无人飞行器上，通过地面电源连续供电，不仅可以极大地延长飞行器的滞空时间，而且系留综合缆中的光纤为飞行器与地面设备之间建立了大容量信息通道，解决了监控、侦查、通信信号的宽带传输问题，使系统应用领域更加广泛，服务质量大幅提高。多旋翼无人飞行器系留供电及通信系统无论在民用还是军事方面均具有十分可观的应用前景。

       近10年来，随着电动机效率的不断提高，新型材料、传感器技术及飞控算法的不断提升，多旋翼无人机技术已日渐成熟。国内已有多家企业研制和生产了多旋翼无人机。但目前尚未有系留供电方式的多旋翼无人机产品出现。从2012年初开始，我单位自筹资金，自主创新，凭借自身雄厚的技术实力，在国内率先开展了多旋翼系留供电系统的研发工作。目前已攻克了超轻型光电复合系缆、大功率高效直流电源等多项关键技术。

       以色列在多旋翼无人机系统上开展了系留供电方面的研发工作。例如：IAI公司的电子系留观察平台（ETOP）系统，以及Sky-Sapience公司的_HoverMast_系留五旋翼系统。但上述系统目前尚处于样机开发阶段。

预期效益

       目前，多旋翼无人机因其飞行稳定、工作可靠、悬停稳定、小巧灵活、起降方便、操控简单、成本低廉等特出特点，在航拍、监测、侦测、探测、通信、监视、视频采集、抢险救灾、安全应急等军民领域的应用日益广泛，产生了明显的经济及社会效益。但受机载电池容量所限，多旋翼无人机的滞空时间非常有限，限制了该类无人机特点的发挥。

       若本系留供电系统研制成功，将彻底解决机载电池容量有限问题，实现了多旋翼无人机长时间滞空工作的功能。作为多旋翼无人机的配套产品，无论在民用领域还是在军事领域都将会产生显著的经济效益和社会效益。

       预计本项目完成后经济效益预测：年新增产值1000万元；年新增利税100万元；年出口创汇100万美元。