【簡(jiǎn)介：】BAE系統(tǒng)公司通過操縱世界上第一架以超音速噴出廢氣的“無襟翼”飛機(jī)創(chuàng)造了一些航空歷史。在威爾士西北部Gwynedd的Llanbedr Airfield上空飛行，Magma無人機(jī)采用了兩種新的“無

BAE系統(tǒng)公司通過操縱世界上第一架以超音速噴出廢氣的“無襟翼”飛機(jī)創(chuàng)造了一些航空歷史。在威爾士西北部Gwynedd的Llanbedr Airfield上空飛行，Magma無人機(jī)采用了兩種新的“無襟翼”技術(shù)，該公司認(rèn)為有朝一日可以徹底改變飛機(jī)設(shè)計(jì)。

如今，傳統(tǒng)飛機(jī)依賴于襟翼、副翼、升降舵、方向舵等進(jìn)行更復(fù)雜的飛行。盡管經(jīng)過了一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，但它是一個(gè)非常粗糙的系統(tǒng)，效率低下，并且依賴于復(fù)雜、昂貴、重型的機(jī)械部件才能工作。

由英國(guó)曼徹斯特大學(xué)和英國(guó)政府合作開發(fā)的Magma，采用更簡(jiǎn)單的單噴空氣控制發(fā)動(dòng)機(jī)，通過內(nèi)部的超音速“噴出”控制機(jī)翼上的空氣流動(dòng)。

目前，Magma正在測(cè)試兩種“無襟翼”技術(shù)。第一種叫做Wing Circulation Control。在這種情況下，來自飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣被排出并超音速“噴出”，通過特殊形狀的機(jī)翼后緣周圍的狹窄槽，以完成與副翼相同的工作。第二個(gè)是Fluidic Thrust Vectoring。這包括通過吹動(dòng)噴嘴內(nèi)的空氣來改變飛機(jī)的俯仰來偏轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴氣排氣。

根據(jù)BAE的說法，Magma技術(shù)有可能改善飛機(jī)的控制和性能，使其更輕、更便宜、更可靠。此外，通過去除傳統(tǒng)控制表面的間隙和邊緣，飛機(jī)通過減少雷達(dá)反射而變得更加隱蔽。

“我們很高興能夠成為改變飛機(jī)控制方式的長(zhǎng)期努力的一部分，一直回到萊特兄弟發(fā)明的機(jī)翼，”曼徹斯特大學(xué)的Magma項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)者Bill Crowther表示， “對(duì)于學(xué)生來說，這是一個(gè)很好的項(xiàng)目，強(qiáng)調(diào)工程學(xué)的真正創(chuàng)新更多的是為數(shù)百個(gè)小技術(shù)挑戰(zhàn)找到實(shí)際的解決方案，而不是單一的靈感時(shí)刻。

“與BAE系統(tǒng)公司的合作使我們成為一所大學(xué)專注于研究冒險(xiǎn)的自由，BAE系統(tǒng)為工業(yè)應(yīng)用提供了途徑。我們制造了第一個(gè)流體推力矢量噴嘴。今天BAE系統(tǒng)公司用鈦合金打印我們的部件，我們正在由項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)和制造的飛機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)背面進(jìn)行飛行測(cè)試。”

如何做無人機(jī)集群控制？

1.無人機(jī)基本飛行控制原理 這種基本的控制算法已經(jīng)爛大街了，基本上都在用，在這簡(jiǎn)單說一下。單臺(tái)無人機(jī)平穩(wěn)飛行是實(shí)現(xiàn)無人機(jī)編隊(duì)飛行的基礎(chǔ)。下圖是無人機(jī)平穩(wěn)飛行的關(guān)鍵技術(shù)原理，CPU實(shí)時(shí)采集姿態(tài)傳感器的數(shù)據(jù)，其中姿態(tài)傳感器包括三軸陀螺儀、三軸加速度計(jì)、三軸磁力計(jì)，依靠這9軸姿態(tài)信息進(jìn)行姿態(tài)解算融合得到四元數(shù)和歐拉角，傳感器采集的信息作為當(dāng)前姿態(tài)，目標(biāo)姿態(tài)由遙控器的通道信息決定，二者偏差作為PID的輸入控制，姿態(tài)控制通過串級(jí)PID，外環(huán)角度環(huán)，內(nèi)環(huán)進(jìn)入角速度環(huán)，整定內(nèi)環(huán)和外環(huán)PID之后輸出加到姿態(tài)控制上，完成無人機(jī)的平穩(wěn)控制飛行。

2.無人機(jī)定位

（1）測(cè)距定位 在每臺(tái)無人機(jī)上安裝距離傳感器，計(jì)算出各臺(tái)無人機(jī)之間的相對(duì)距離，然后進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，根據(jù)相應(yīng)算法得出無人機(jī)的位置。它的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算所得位置比較精確，但是運(yùn)算量比較高，另外三維空間中的距離傳感器種類很少。

(2）GPS+氣壓計(jì) 通過GPS獲得無人機(jī)二維平面位置，再結(jié)合氣壓計(jì)和超聲波模塊計(jì)算出高度，最終得出飛機(jī)空間位置。飛機(jī)在低空飛行時(shí)通常采用超聲波模塊獲取高度信息，精度很高，在高空時(shí)采用氣壓計(jì)。

（3）圖像識(shí)別定位 通過多個(gè)攝像頭獲取環(huán)境三維空間圖像，使用圖像識(shí)別技術(shù)將圖像進(jìn)行處理，對(duì)飛行空間進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，將識(shí)別出的不同維度的無人機(jī)位置信息整合，可獲得三維空間中無人機(jī)位置。該方法在圖像識(shí)別過程中數(shù)據(jù)運(yùn)算量也很大，另外受地域限制，只可在布有攝像頭的環(huán)境中飛行。 3. 防誤撞軌跡規(guī)劃 為防止無人機(jī)在變換隊(duì)形時(shí)發(fā)生碰撞，我們?yōu)槊颗_(tái)無人機(jī)設(shè)置一定的安全距離。如圖，以每臺(tái)無人機(jī)為球心，固定距離為半徑的球體設(shè)為其安全區(qū)域，其他無人機(jī)不得進(jìn)入。若在飛行過程中需要經(jīng)過其他無人機(jī)的安全區(qū)域，該無人機(jī)必須繞行到達(dá)目標(biāo)位置，不可直線行進(jìn)，避免發(fā)生碰撞。

4. 位置信息共享 無人機(jī)如要完成整齊的編隊(duì)動(dòng)作，必須統(tǒng)籌規(guī)劃所有無人機(jī)的實(shí)時(shí)飛行位置。為此，需要設(shè)定一臺(tái)無人機(jī)作為主機(jī)，其余為副機(jī)。主機(jī)負(fù)責(zé)接收信標(biāo)臺(tái)的控制信息，然后進(jìn)行解算，把預(yù)定路徑中每臺(tái)無人機(jī)的位置通過遠(yuǎn)距離通信模塊傳送給副機(jī)，設(shè)置合適的信息格式，副機(jī)接收到主機(jī)的位置信息后把其作為自己的目標(biāo)位置向其飛行，實(shí)現(xiàn)所有無人機(jī)的路徑規(guī)劃