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Vicor 为 Dragonfly Pictures的多旋翼无人机提供动力

Dragonfly Pictures公司提供实时通信塔,充分满足情报、监控、侦察(ISR)、通信以及视讯应用。UMAR无人机作为机载RF天线部署时,可以将船舰的无线直线监视距离从8英里扩展到30英里。

早期对系留无人飞艇的实验暴露了一个基本挑战,那就是它们在强风条件下,相对而言无法保持静止不动。需要一种新解决方法, Dragonfly Pictures公司(DPI)于是开发了一种新型无人机—原地悬空系留无人机。

不同于电池供电的多旋翼无人机需要每20分钟更换一次电池,系留无人机通过一根连接基地台的电线接收电源。因此,它们可以在空中停留数小时,甚至几天时间。DPI的系留多旋翼无人机旨在用于跟踪尾随移动主机平台,包括船舰、船只、卡车以及其它无人驾驶地面交通工具等。

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由8个Vicor高电压BCM4414模块并联排列运行,为DPI UMAR的8个独立旋翼提供动力,能够在旋翼之间共享电源,增加冗余。

与固定翼无人机相比,它们具有多项优势,包括垂直起降功能。它们不需要跑道和发射台,也不需要回收设备。与飞艇不同的是,它们还能实现持续、静止不动的定位,即使是在天气不稳定以及风速变化莫测的情况下也是如此。

他们的系留无人机在实际操作条件下进行了广泛的测试,现时已经完全达到美国海军在海洋/海洋环境中用于情报、监控与侦察(ISR)、通信与视讯应用的标准。

克服极限设计挑战

DPI的军用/工业级无人多旋翼空中继电器(UMAR)系留无人机具有防雨、防雪、防尘和防热效能,同时针对咸水海洋环境进行了专门优化。

UMAR无人机的独特优势在于:通过系线持续供电,它可以在500英尺的高空提供长达超过400个小时的不间断运行时间和工作。但系留架构存在重大的设计挑战。电源需要以极高的电压和极低的电流从主舰输送给多旋翼无人机,这有助于使用最细、最轻的系线,反过来又能新增无人机的机动性和机载有效载荷。

UMAR无人机在8至10kW的功率级下工作,功能非常强大,能够在恶劣的海洋风暴条件下保持持续、静止不动的定位。这一挑战通常会因影响主舰定位的汹涌海水/海浪而变得更复杂。因此,无人机需要足够的功率容量和敏捷性,才能加速旋翼提升的速度并实时响应短期或长期爆发的偏航。

在多旋翼无人机中,必须在尽可能最小的轻量级封装外壳中实现高压转换。UMAR上带的8个独立旋翼需要复杂的互连PCB电路,因此电源组件层的任何空间节省,都可以重新用于其它增值组件。

DPI副总裁Joe Pawelczyk表示:「使用Vicor电源模块,我们已能够降低无人机上所有组件的重量,从而可在携带所需任务载荷的同时,新增飞行高度和气流速度。其它任何公司都无法真正提供Vicor产品的功率密度,所以我们可以通过其组件实现最高水平的机动性、效能和悬停控制。这可新增DPI系留无人机的载荷能力、飞行高度和速度。」

UMAR无人机作为机载RF天线部署时,可以将船舰的无线直线监视距离从8英里扩展到30英里。

针对功率密度而优化的电源架构

为了应对这些艰巨的电源挑战,DPI正在其UMAR中利用Vicor纤薄高电压BCM VIA模块实现高效转换(98%),从800V降转至50V的热损耗仅2%。高压BCM封装小,多种多样安装方式,对于实现功率密度极高的轻量级机载系统特别珍贵。

由8个Vicor高电压BCM4414模块并联排列运行,为DPI UMAR的8个独立旋翼提供动力,能够在旋翼之间共享电源,增加冗余。Vicor模块技术极少的高频谐波特性加上在Vicor高压BCM模块中集成集成的EMI滤波器,帮助最大限度减少了EMI杂讯,在尺寸和重量上都比传统DC-DC转换器大量减少。如果没经滤波,杂讯可能会影响无人机和主舰之间的RF通信,也无法达到EMI标准。

除了现时在美国海军进行的试验性部署外,DPI科技正在接受许多政府机构、承包商和其它实体的评估,并已显示出在其它应用方面的美好前景,如救灾应急人员以及大面积监控(公共活动、体育场安全等)。

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