在全球航空业不断发展的格局中,对安全可靠的基础设施和航空航天系统进行现代化改造以增强全球流动性的必要性从未如此重要。英国在航空航天领域有着开拓性的发展历史,如今正处于十字路口;传统航空与新兴技术和市场的融合带来了前所未有的机遇和挑战。将新型飞行技术(包括遥控飞行器系统 (RPAS) 或无人驾驶飞行器系统 (UAS) 和先进空中机动 (AAM) 系统,包括电动垂直起降 (eVTOL) 飞行器)整合到英国领空需要创新思维以及大量的基础设施和系统调整。此外,AAM 承诺为当地社区提供绿色点对点旅行,强调保护正在消失的地区机场和通用航空 (GA) 机场的必要性。
摘要 — 随着传统管制空域的空中交通密度和复杂性不断增加,以及个人空中交通或按需空中出租车在低空空域预计会进行大量垂直起降 (VTOL) 操作,未来需要一个自主空中交通管制系统(完全自动化的空域)作为处理密集、复杂和动态空中交通的最终解决方案。在这项工作中,我们设计并构建了一个人工智能 (AI) 代理来执行空中交通管制排序和分离。方法是将此问题制定为强化学习模型,并使用分层深度强化学习算法来解决它。为了演示,NASA Sector 33 应用程序已被用作我们的代理的模拟器和学习环境。结果表明,该 AI 代理可以安全有效地引导飞机通过“Sector 33”,并在计量定位点实现所需的分离。
政府领导 10:15 AM 0:05:00 Angelo Collins (主席) 垂直飞行协会执行董事 10:20 AM 0:20:00 Larry Fields 前主任,飞行标准服务 (AFX-1) 美国联邦航空管理局 10:40 AM 0:30:00 Michael Patterson 博士,ConOps 和分析主管,NASA AAM 任务集成办公室 11:10 AM 0:30:00 LTC Shawn Naigle,博士,美国陆军设计、模拟和实验副助理主任,美国陆军 DEVCOM AvMC TDD 特别公告 11:40 AM 0:20:00 Gwen Lighter GoAERO 首席执行官午餐 12:00 PM 1:00:00 电动垂直起降 1:00 PM 0:05:00 Elan Head (主席) 高级编辑 The Air Current Leaders 1:05 PM 0:20:00 Tom Anderson Archer Aviation 首席运营官下午 1:25 0:20:00 Chris Caputo(受邀)飞行运营与培训 Beta Technologies 下午 1:45 0:20:00 Luiz Valentini(受邀)首席技术官 Eve Air Mobility 下午 2:05 0:20:00 Peter "Wizzer" Wilson 飞行标准与培训主管 Joby Aviation * 下午 2:25 0:20:00 Mikaël Cardinal 电子航空、器官输送系统副总裁 Unither Bioelectronics * 休息 下午 2:45 0:30:00 自主垂直起降 下午 3:15 0:00:00 Ajay Sehgal(主席)高级技术研究员 KBR Leaders 下午 3:15 0:20:00 Yemaya Bordain 博士 首席商务官兼美洲区总裁 Daedalean AI * 下午 3:35 0:20:00 Lyle Chamberlain 近地自主技术首席技术官 *下午 3:55 0:20:00 Erick Corona 空域运营整合总监 Wisk Aero * 总结 下午 4:15 0:10:00 Ariel Louie 技术总监 VFS 亚利桑那分会参展商招待会 下午 4:30 6:00
缩写 解释 AEL 碱性水电解器 AVGAS 航空汽油(航空级燃料) BE 电池电动 BEIS 商业、能源和工业战略部 BESS 电池储能系统 BEV 电池电动汽车 CCGT 联合循环燃气轮机 CCUS 碳捕获利用与储存 CCS 碳捕获与储存 COMAH 重大事故危害控制 CO 2 二氧化碳 CO 2e 二氧化碳当量 DNV 挪威船级社。开展此项研究的咨询公司 EFR 增强频率响应 ESG 环境、社会和治理 ETO DNV 的能源转型展望 EV 电动汽车 FC 燃料电池 FCEV 燃料电池电动汽车 GHG 温室气体 Gp km 千兆客公里 Gt km 千兆吨公里 H 2 氢气 HFO 重质燃料油 HICE 氢燃料内燃机 ICE 内燃机 IEA 国际能源署 LCO 钴酸锂 LFP 磷酸铁锂 LOHC 液态有机氢载体 LPG 液化石油气 Li-ion 锂离子电池 Li-S 锂硫电池 MGO 船用燃气油 MtCO2e 百万吨二氧化碳当量 NCA 锂镍钴氧化铝 NMC 锂镍锰钴氧化物 OCGT 开式循环燃气轮机 PEM 聚合物电解质膜电解器PHEV 插电式混合动力汽车 Pkm 铁路客运公里数(一名铁路旅客乘坐铁路行驶一公里的距离) PM 颗粒物 RPM 每分钟转数 RTE 往返效率 SAF 合成航空燃料 SIB 钠离子电池 SMR 蒸汽甲烷重整 SOEC 固体氧化物电解器 SOH 健康状态 SSB 固态电池 SUV 运动型多用途车 Tkm 吨公里数(一吨货物运输一公里的距离) TRL 技术就绪水平 VTOL(eVTOL) 垂直起降(电动垂直起降) VRES 可变可再生能源
欧盟在无人机领域制定了全面的政策。2014 年通过了第一份阐述该政策基础的通报 9 ,随后采取了几个重大举措,例如 1 https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/european-green-deal_en 2 COM (2019) 640 final 3 https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/europe-fit-digital-age/shaping-europe-digital-future_en 4 https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/europe-fit-digital-age/europes-digital-decade-digital-targets-2030_en 5 “无人机”一词是“无人驾驶飞机系统”的通俗术语,指无人驾驶飞机及其远程控制设备。 6 “电动垂直起降”飞机(eVTOL)最初用于运送人员和货物,机上由飞行员控制飞行,未来,当法规允许时,它们将能够使用最新技术自主飞行。 7 COM(2020) 789 final。 8 关于欧盟行动计划的通报:“实现空气、水和土壤零污染”。 9 COM(2014) 207 final,“航空新时代——以安全和可持续的方式向民用遥控飞机系统开放航空市场”
稳定无人驾驶飞行器 UAV 的天花板是确保其在自主模式下安全运行的关键问题。对于垂直起降的无人机,它允许稳定悬停并系统地执行委托给它的进一步任务以及自主起飞和降落。同时,确保无人机的稳定悬停是一件困难的事情,因为从控制理论的角度来看,这个过程具有非线性特征。增加问题复杂性的另一个因素是,在大多数实际解决方案中,由于成本低廉,该类飞机的天花板稳定是借助超声波传感器进行的。反过来,这些传感器提供的测量分辨率相对较低(约 1 厘米),采样频率为 20 Hz,操作范围从顶部到 - 约 7 米 - 以及从底部到 - 约 0.35 米。因此,不可能准确地确定天花板,更不用说由于分辨率低 - 爬升速度。确定爬升速度的问题似乎是关键,这主要是由于结构解决方案的关键,关键重要性在于PID控制器(比例积分微分)调节范围内控制误差的推导准确性[1],[2],[3]。
能够垂直起降的飞机(主要是直升机)可帮助陆军执行各种任务,包括攻击、运输和侦察。目前执行这些任务的陆军直升机(如 AH-64 阿帕奇和 UH-60 黑鹰)正在老化,并经历了多次升级。陆军将其未来垂直升力 (FVL) 产品组合视为其最关键的现代化优先事项之一。它指出需要提高飞机能力,例如机动性、杀伤力和续航能力,以跟上潜在对手的步伐。在过去的 20 年里,陆军在采购过程中遇到问题后取消了开发新垂直升力能力的尝试。例如,我们之前报道过,科曼奇直升机在 2004 年因成本大幅增加和进度延误而被取消。1 然后,我们报道了武装侦察直升机(科曼奇的后续产品)匆忙完成了其规划过程并跳过了关键的系统工程步骤。武装侦察直升机的采购战略被认定不可行,该计划于 2008 年终止。2
摘要 本文旨在设计和研究无人驾驶飞行器 (UAV) 六旋翼飞行器在三维空间中的动态模型。基于牛顿-欧拉法确定了导出的运动方程。这些方程具有非线性和耦合性。此外,为了使六旋翼飞行器具有真实的运动,模型中还嵌入了气动效应和扰动。六旋翼飞行器是一种垂直起降 (VTOL) 飞行器,具有悬停能力和灵活性,因此与固定翼飞行器相比毫不逊色。尽管如此,它的动态模型很复杂,被描述为不稳定的,并且不能在不扭转其轴的情况下进行平移运动。除了控制和仿真设计模块外,还通过 LabVIEW 软件建立了结论性数学模型。因此,对多个实验状态的稳定性进行了分析,以便提前展示用于平衡和轨迹跟踪的适当控制器。关键词:——无人机,六旋翼飞行器动力学,非线性控制,耦合和欠驱动模型,牛顿-欧拉方法。
近来,无人机 (UAV) 作为一个快速发展的领域,吸引了越来越多的科学家和消费者的关注。人们对多旋翼无人机尤其感兴趣,它们因其低速飞行、悬停和垂直起降能力而被认为是用于高质量航空摄影、摄像、监控和其他地形探索的良好飞行平台。所述特性使它们易于在空间有限的条件下使用。显然,这种飞行器的行为是不稳定的,因此需要负责稳定和导航功能的飞行控制系统 (FCS)。此外,FCS 能够提供完全自主飞行的能力。当代电子技术的快速发展使得制造低成本和紧凑型 FCS 成为可能。然而,实施的测量单元的精度不高。多传感器数据融合是提高精度的方法之一。本文介绍了 FCS 开发中需要指导的要求和一般概念,以及飞行测试中获得的结果及其比较。特别关注多传感器数据融合方法,该方法可以提高飞行精度和可靠性。此外,还提供了硬件和软件架构的描述。
空中客车直升机公司与赛峰直升机发动机公司在巴黎航展上签署了一份意向书 (LoI),正式表明双方愿意联合展示未来技术,这些技术将大大有助于减少未来垂直起降 (VTOL) 平台的二氧化碳排放量和噪音水平。双方将研究多种技术流,包括不同程度的电气化、更高效的燃气轮机或替代燃料,以及先进的发动机架构,以进一步减少涡轮机的噪音。空中客车直升机公司和赛峰直升机发动机公司多年来一直致力于开发先进的推进解决方案,包括最近推出的创新型电动“生态模式”,可在双引擎直升机飞行过程中暂停和重新启动燃气轮机。这项技术将节省燃料并增加续航里程,将在 Racer 高速演示机上进行测试,该演示机是在欧洲 Clean Sky 2 研究计划框架内开发的。