В полете беспилотник напоминает гигантский стручок семян, поднятый ветром и жужжащий в роторе.
Созданный командой Сингапурского университета технологии и дизайна, этот новый однокрылый беспилотник, вдохновленный семенами, получил название F-SAM. Он представляет собой разновидность монокоптера, или вертолета с одной вращающейся лопастью. Впервые инженеры разработали монокоптер в 1913 году, а испытания прошли в 1915 году, но при попытке сделать летательный аппарат с экипажем из одного вращающегося крыла возникла проблема: У пилота-человека очень легко может закружиться голова.
Беспилотные монокоптеры, такие как F-SAM, встречаются гораздо чаще, и в 21 веке они пережили особый всплеск дизайна. Создавая подъемную силу своим корпусом крыла при вращении, монокоптер заменяет множество движущихся частей квадрокоптера одним элегантным крылом, тянущимся вперед с помощью одного пропеллера.
Дизайн монокоптеров вдохновлен семенами самары, которые, будучи выпущенными из дерева, кружатся и парят в воздухе, пока их не унесет далеко в плодородную почву. F-SAM отличается не только от других дронов, но даже от других беспилотных монокоптеров тем, что его крыло складывается, что делает весь дрон компактным и пригодным для хранения, когда он не находится в полете.
"Одним из преимуществ платформы монокоптера является присущая ей способность к авторотации - режиму полета семян самары", - пишут авторы статьи. "Таким образом, монокоптер оснащен естественной защитой от сбоев, благодаря этой способности изящно снижаться в авторотации в случае отключения питания".
Благодаря изменениям в том, как и когда F-SAM создает тягу, беспилотник может управляться, что позволяет ему преодолевать сложные задачи, такие как петля в окне и выход из него. Исследователи демонстрируют продолжительность полета дрона не менее 15 минут.
В своей работе исследователи прямо сравнивают F-SAM с двумя небольшими беспилотниками, разработанными для военного использования. Один из них, "Черная вдова" размером с ладонь, был создан в рамках проекта DARPA середины 2000-х годов для демонстрации стационарного беспилотника-разведчика, который был полезен на расстоянии, но с трудом справлялся с точным маневрированием, необходимым для использования в помещениях. Другим объектом сравнения является Black Hornet, вертолет размером с воробья, который может перемещаться в небольших пространствах, но состоит из множества мелких движущихся частей.
В 2009 году компания Lockheed Martin разработала монокоптер под названием SAMARAI - проект, финансируемый DARPA, изначально предназначенный для доставки небольшого разведчика. В ходе последующих испытаний SAMARAI потерял камеру и увеличился в размерах, доказав, что дрон может работать, но не имеет четкого сценария использования.
Благодаря простому корпусу и высокой маневренности, F-SAM представляет собой беспилотник, который солдаты когда-нибудь смогут достать из кармана и использовать для исследования внутренних помещений здания. Что делает эту задачу несколько сложнее, чем у Black Hornet или даже небольшого квадрокоптера, так это то, что любая камера, прикрепленная к F-SAM, также будет вращаться. Для видео это вызовет головокружение, как если бы человек, просматривающий передачу, сам вращался, или же потребуется сложный механизм стабилизации на дроне. Другие датчики, такие как вращающиеся лазеры LiDAR, были бы естественным решением, позволяя F-SAM составить карту интерьера помещения, даже если он не может видеть его в традиционном смысле.
"[F-SAM] может стать хорошим соперником для одноразовых разведывательных миссий с GPS-наведением", - сказал Шейн Кий Хла Вин в интервью IEEE Spectrum. "Поскольку для полета используется только один привод, его можно сделать относительно дешевым. Он также очень бесшумен во время полета и легко маскируется после приземления". На платформу можно установить различные легкие датчики для различных типов миссий, например, для мониторинга климата".
Использование естественной аэродинамики корпуса дрона, а также его способности мягко приземляться, означает, что несколько дронов F-SAM могут быть использованы для размещения датчиков перед военным наступлением. При использовании маломощных устройств, возможно, микрофонов, улавливающих звук, или даже просто маленьких сейсмометров, прослушивающих гул танков, рассеянные дроны могут стать быстро развертываемой и легко скрываемой системой датчиков, обеспечивающей немедленное раннее предупреждение о передвижении противника.
Поскольку F-SAM достаточно компактна, чтобы поместиться в кармане и запускаться с руки или с земли, ее форма открывает новые возможности для того, как военные могут добавить разведку к своим силам. Если посылать F-SAM на разведку вперед будет так же просто, как бросать гранату, разведывательные беспилотники могут превратиться из специализированного оборудования в стандартное, почти одноразовое снаряжение.
Смотрите его в полете ниже: