Multifunkciós pilóta nélküli repülőgépek fejlesztési eredményei a BHE Kft-nél Dr. Kazi Károly, Mikó Gyula 2014. november 21.
BHE Bonn Hungary Elektronikai Kft. Történet: Megalapítás 1991-ben Kezdetben német-magyar tulajdon Jelenleg 100 % magyar tulajdon 75 dolgozó (40 mérnök, 4 doktor) 1.2 Mrd éves árbevétel 18 országban helyi képviselet Célországok: India, Korea, Európa Tevékenységek: RF és mikrohullámú kutatás fejlesztés Saját tervezésű termékek gyártása Know-how átadás, oktatás
2008-ban pályázati támogatással indult az UAV rendszer fejlesztése. A fejlesztő konzorcium: Vezetője: Tagjai: BHE Bonn Hungary Elektronikai Kft. Óbudai Egyetem, Neumann Kar BME, Mobil Innovációs Központ A fejlesztésben részt vett további, több mint 10 hazai KKV A Tech_08-D5/2-2008-0051 projekt a Kutatási és Technológiai Innovációs Alap támogatásával valósult meg.
GPS vezérlésű, forgatott nagy nyereségű antenna Kétirányú, adaptív rádiós csatorna Autonóm navigáció, stabilizált kamera platform, pilóta kamera Ethernet kapcsolat a földi vezérlőállomással Rendszervázlat Indító katapult, elektromos csörlővel Ethernet interfészen keresztül tetszőleges számú adatkiértékelő munkaállomás csatlakoztatható a földi vezérlőállomás szerveréhez
Főbb adatok: Sebesség: 60 100 km/h Magasság: > 4000 m Szárny fesztáv: 3.7m Hossz: 1.7m Maximális tömeg: 17.0 kg Repülési idő: 1.5 óra min. Meghajtás: elektromos Hasznos teher: 3 kg max. Jellemzők: Kompozit szerkezetű Könnyen szállítható Gyorsan üzembe helyezhető Teljesen autonóm működés Indítókatapult Hálós automata leszállító rendszer Valós idejű videó kapcsolat Fedélzeti adatrögzítés Airframe
Fedélzeti elektronika Rack-eskonstrukció (cserélhető panelekkel): Robotpilóta Kommunikációs egység Videojel feldolgozó, digitalizáló Adat és videojel rögzítő Fedélzeti számítógép Inerciális navigációs rendszer Galileo-kész GPS vevő Szenzor panel (MEMS légnyomásmérő a magasság és sebesség méréséhez Opcionális interfész más fedélzeti szenzorokhoz
Vezérlő: - 2 db laptop (1 szerver) - konfigurálható display - valós idejű video - valós idejű telemetria - kamera vezérlés - útvonal tervezés Földi vezérlőközpont Kommunikáció: - C-sávú (NATO sáv) - 15-20 km hatótáv - adaptív - célkövető - robosztus - titkosított
Virtuális pilótafülke Útvonaltervezés (500 útvonalpont) Repülés közbeni útvonalmódosítás Térképi vagy műholdnézet Valós idejű nyomkövetés Telemetria folyamatos megjelenítése Valós idejű fedélzeti kamerakép Képi és telemetriai adatok rögzítése Képi és telemetria adatok utólagos frissítése
Stabilizált platform Álló-és mozgó célkövetés Automata zoom Kézi vezérlés egérrel Pilótakamera (fix) Kameravezérlés és funkciók Fedélzeti képdigitalizálás Valós idejű, párhuzamos képfeldolgozás Hőkamera opció ugyanezen funkciókkal
Katapult: Hossza 5 m Gumis gyorsítás 65 km/h indítási sebesség Automatizálható Az indítási módok Csörlő: Futómű: Úthossz 15-20 m Úthossz 50-100 m
Automata leszállító rendszer 6 x 14 m-es háló 3 db rádiós jeladó Fedélzeti vevő és jelfeldolgozás Robotpilótás vezérlés
GPS vezérlésű, forgatott, nagy nyereségű antenna Ethernet kapcsolat a földi vezérlőállomással Kétirányú, adaptív rádiós csatorna Rendszervázlat Autonóm navigáció, stabilizált kamera platform, pilóta kamera Indító katapult, elektromos csörlővel Ethernet interfészen keresztül tetszőleges számú adatkiértékelő munkaállomás csatlakoztatható a földi vezérlőállomás szerveréhez
Főbb adatok: CS-1/5FS elektromos csupaszárny UAV Sebesség: 100 km/h Magasság: 0,18 m Fesztáv: 2 m Hossz:0,76 m Maximális tömeg:6 kg Repülési idő: 60 min Meghajtás: 1 db BLDC motor Hasznos teher: 1 kg Jellemzők: Méhsejtes héjszerkezet Kompakt méret Gyorsan üzembe helyezhető Teljesen autonóm működés Over-the-Hillfelderítés
Főbb adatok: Sebesség: 80 km/h Magasság: 0,2 m Fesztáv:2,2 m Hossz:0,76 m Maximális tömeg:8 kg Repülési idő: 20 (60) min Meghajtás: 1 fő + 4 emelőmotor Hasznos teher: 1 kg Jellemzők: CS-1/4 kísérleti VTOL UAV Függőlegesfel-és leszállás Függeszkedés Könnyű szállítás Méhsejtes kompozit szerkezet
VTOL működés Felhasználói szempont: Kritikus a landolás! Felszállási lépések: Quadrotor üzemmódban elemelkedés, fő motor kikapcsolt állapotban Emelkedés >10 m magasságig Fő motor bekapcsolása, átállás vízszintes repülési módba Quadrotorüzemmód leállítása, vízszintes repülés Landolási lépések: Vízszintes repülési sebesség csökkentése, quadrotorokindítása A toló légcsavar teljes leállítása, átállás lebegő üzemmódba Leszállási pozíció korrigálása (ha szükséges) Leereszkedés, landolás Problémák: átállások, extra teher, repülési időtartam
Tesztelés: HIL szimuláció Robotpilóta valós idejű tesztelése MATLAB segítségével. GPS, giroszkóp, magasság és sebesség adatokat aszimulátor adja arobotpilótának, ami akormányszervek pozíciójának ésagázállásvisszaküldésével válaszol. Repülőgép modell GUI BXAP15_x_y.mat mrot.m Koord. transzformáció Trajektóriamegjelenítés HIL.fig HIL.m HILsim.m trajectory.m Típus konverziók AP2SimInput.m Zajgenerátor BX03.mat Parser SerialReceive.m Sensornoise.m UAV geometria Robotpilóta
Tesztelés: HIL szimuláció Körözés: a robotpilótának adott magasságon, adott sugarúkörpályánkelltartaniaarepülőgépet Leszállító: a robotpilótának a siklópályán kell tartani a repülőgépet
Tesztelés: repülés 4000 méteren Helyszín: gyulafirátóti honvédségi gyakorlótér Célmagasság: 4000 méter Repülési idő a célmagasságig: 37 perc Teljes repülési idő: 81 perc
Tesztelés: repülés 4000 méteren Másodlagos eredményként érdekes és szemet gyönyörködtető felvételek születtek.
Tesztelés: 20 km hatótávolság teszt Helyszín: gyulafirátóti honvédségi gyakorlótér Maximális távolság: 21000 méter Telemetria minőség: 99 %-os rendelkezésre állás teljes útvonal alatt Videó hatótávolság: 15 km, 90 %-os rendelkezésre állás
Alkalmazási példák: dunai árvíz 2013.
Alkalmazási példák: Meteorológia Szabó Zoltán Istenes Zoltán Gyöngyösi András Zénó Bottyán Zsolt Weidinger Tamás Balczó Márton: A planetáris határréteg szondázása pilóta nélküli repülő eszközzel, Repüléstudományi Konferencia 2013, Repüléstudományi Közlemények, XXV. Évfolyam 2013. 2. szám
A fejlesztés eredményei Viszonylag olcsó, jelentősebb infrastruktúrát nem igénylő felderítőgép Könnyen cserélhető hasznos teher Magasszintű fedélzeti intelligencia, fedélzeti adatrögzítés Megbízható, a terjedési viszonyokhoz alkalmazkodó, védett, titkosított mikrohullámú adatátvitel Könnyen megtanulható, teljesen automatizált működtetés Teljesen hazai fejlesztésű és gyártású, a megrendelői igényekhez maximálisan igazítható UAV rendszer Teljesen automatizált VTOL rendszer (még csiszolásra szorul)
A jövő feladatai Új repülésbiztonsági funkciók fejlesztése, beintegrálása A hasznos terhek skálájának bővítése A rendszerszoftver szolgáltatásainak kiegészítése A kommunikáció hatékonyságának növelése A piaci megjelenés erősítése, felhasználói igények felmérése A hordozó platform igényekhez igazítása Az első piacérett verzió típusengedélyeztetése Együttműködő partnerek körének bővítése
Köszönöm figyelmüket! Várom kérdéseiket!