Introdução ao sistema UAV LM-30

O sistema UAV LM-30 inclui plataforma de voo, sistema de comando e controle, sistema de lançamento e sistema de suporte integrado. O sistema de voo compreende uma plataforma LM30, um terminal de enlace de dados aerotransportado e uma câmera gimbal, etc. O sistema de comando e controle inclui uma estação de controle terrestre e um terminal de enlace de dados terrestre; o sistema de lançamento inclui um dispositivo de lançamento, um sistema de ignição de lançamento e um propulsor auxiliar; o sistema de suporte integrado inclui equipamentos de embalagem e equipamentos de operação e manutenção.

Figura 3: Arquitetura de composição do sistema UAV

1. Bateria

O VANT (Veículo Aéreo Não Tripulado) está equipado com duas baterias recarregáveis ​​de íon-lítio como fonte de energia para toda a aeronave.

Tabela 3. Parâmetros da bateria de íon-lítio.

2. Sistema de energia

O sistema de propulsão do VANT consiste em um motor com potência máxima de 7,5 kW, um regulador elétrico com corrente máxima de operação contínua de 120 A (com boa dissipação de calor) e uma hélice de duas pás com 23 polegadas de diâmetro. Os parâmetros de desempenho do sistema de propulsão são apresentados na tabela abaixo.

Tabela 4 Parâmetros do sistema de energia

O sistema de distribuição de energia é composto por caixa de relés, caixa de distribuição e conjunto de cabos para realizar as funções de acesso à energia do UAV, conversão secundária de energia e transmissão de energia. A caixa de relés tem as funções de acesso à alimentação, pré-carregamento e energização, travamento automático na energização e desenergização. A caixa de distribuição tem a função de conversão secundária de energia. O cabo transmite a energia elétrica para cada equipamento elétrico, conforme mostrado na figura a seguir.

A parte inferior possui um conector destacável retrátil com as seguintes funções:
a. Carregar e descarregar a bateria da máquina;
b. Acesso à energia elétrica no solo;
c. Interface de manutenção do computador de controle de voo (porta de rede e interface de comutação de modo);
d. Interfaces elétricas superior e inferior do VANT;
e. Interface de intertravamento para lançamento de foguete.

Figura 4. Diagrama do sistema de distribuição de energia

O datalink aerotransportado é um enlace de dados bidirecional para aplicações em drones, capaz de transmitir dados de vídeo e dados de medição e controle simultaneamente. Utiliza um modo de multiplexação por compartilhamento de tempo com uma única antena, o que reduz significativamente o peso total do equipamento, possui conexão simples, é fácil de instalar e integrar, e pode ser implantado rapidamente para operação. Um design inteligente permite o ajuste da frequência de operação, largura de banda e potência de saída em tempo real.

Tabela 5 Parâmetro de enlace de dados aerotransportado

Figura 5: Link de dados aerotransportado

A câmera gimbal adota uma plataforma estabilizada de dois eixos, instala um anel deslizante condutor para alcançar rotação contínua de 360° e está equipada com uma câmera de luz visível de alta definição de 30x, um componente de imagem infravermelha de onda longa não refrigerado e um telêmetro a laser. É utilizada principalmente para detecção, identificação, rastreamento, alcance e posicionamento por imagem terrestre, atendendo às necessidades de mapeamento aéreo, monitoramento, levantamento topográfico, etc. Seus principais indicadores de desempenho funcional são os seguintes.

A. Câmera com zoom visível
i. Faixa de onda de trabalho: 0,4 μm ~ 0,9 μm;
ii. Resolução: 1920 × 1080;
iii. Distância focal: 4,3 mm ~ 129 mm, zoom óptico contínuo de 30x, zoom digital de 12x;
iv.Zoom óptico hFOV 63,7º ~ 2,3º;
Saída de vídeo: Ethernet, 1080P, 30 Hz;

B. LWIR não refrigerado
i. Faixa de operação: 8 μm ~ 14 μm;
ii. Número de pixels do detector: 640 × 512;
iii. Tamanho do pixel: 12 µm;
iv.NETD: 50mk;
v.Distância focal: 35mm/F1.0;
vi.Ângulo de campo: 12,5º × 10º;
vii. Saída de vídeo: Ethernet, 1080P, 30 Hz.

C. Telêmetro a laser
i. Comprimento de onda de trabalho: 1535 nm;
ii. Precisão de medição de distância: ± 1 m;
iii. Faixa de frequência: 5Hz;
iv. Distância de medição a laser: 50-3000 m

Sistema D.Servo
i.Swing range
Eixo azimutal: rotação contínua de n × 360°
Eixo de inclinação: -110° ~ +10° (direção horizontal é 0°, para cima é positivo)
ii. Precisão da medição do ângulo: ≤ 2mrad;
iii. Precisão de estabilização: ≤ 100µrad (1σ) (oscilação de 2 °/1Hz, 1 °/2Hz);
iv. Velocidade angular máxima: ≥ 50 °/s;
v.Aceleração angular máxima: ≥ 90 °/s 2 .

E. Funções de rastreamento
i. Taxa de atualização do desvio de pixel: 50 Hz;
ii. Velocidade de rastreamento: 30 pixels/quadro;
iii. Contraste mínimo do alvo: 8%;
iv. Tamanho mínimo da imagem alvo: 4 × 3 pixels;
v. No caso de rolagem, redução rápida ou ampliação da imagem do alvo, possui a capacidade de rastreamento sem deslizamento e perda.
Possui a capacidade de recapturar automaticamente o alvo após a eliminação da oclusão temporária de nuvens e da obstrução da visão do solo.

O enlace de dados terrestre adota um sistema PTZ leve, e o equipamento de processamento terrestre está integrado dentro da plataforma giratória, o que caracteriza um projeto totalmente integrado. A aparência e as dimensões do enlace de dados terrestre são mostradas na figura abaixo:

Tabela 6: Parâmetros do enlace de dados terrestre

Enlace de dados terrestre em figura de 8