新型巡检无人机利用风力延长飞行时间

Elythor 是 EPFL 的衍生公司，它开发了一种新型无人机，其机翼形状可以实时适应风力条件和飞行位置，从而降低了无人机的能耗。 更重要的是，机翼的位置可以改变，让无人机可以垂直或水平飞行。 这些功能使其成为检查发电厂的理想选择。

几个世纪以来，人类一直对鸟类在空中滑翔的轻松程度着迷。 他们利用风力发挥优势的本能能力激发了 Elythor 开发的新型检查无人机 Morpho。 Morpho 部分是有翼无人机，部分是四轴飞行器，是一种混合型无人机 (UAV)，可以根据手头的任务改变形状。

Morpho 的自适应机翼可延长无人机的飞行时间并赋予其更大的机动性。 结合嵌入式传感器和摄像头，这些功能使其在封闭空间中的飞行与在露天中一样好，使其成为检查发电厂和其他基础设施（如高压电力线、风力涡轮机、天然气管道和海上石油平台）的理想选择.

将成本削减三分之一并缩短检查时间

坐在四腿上时，Morpho 的外形呈流线型，类似于微型火箭。 但一旦它的转子开始呼​​呼作响，这种情况很快就会改变。 无人机的垂直起飞能力意味着它可以部署在狭窄的空间内，飞到距离设备只有几厘米的地方，并在不撞到设备的情况下检查设备。

检查完成后，Morpho 可以改变其电机并旋转到水平、更符合空气动力学的位置，然后迅速飞到下一个检查地点。 如果无人机在途中遇到强风或快速变化的风，它会根据需要展开或收缩机翼以保持其轨迹。 它也可以在合适的风力条件下滑翔。 所有这些都在检查期间节省了时间，但也意味着无人机可以飞行更长时间。

“我们计算得出，使用 Morpho 可以将无人机检查的时间和成本平均减少 35%，”Elythor 联合创始人兼首席执行官 Harry Vourtsis 说。 一旦 Morpho 到达下一个检查地点，它就可以收起翅膀并返回垂直位置，以便直接飞向设备。 Vourtsis 及其同事在 先进的智能系统 在他们的无人机上。

不对称机翼调整可在强风中提供稳定性

“有翼无人机的优势是飞行时间更长，而四轴飞行器的机动性更好，”Vourtsis 说。 “我们将两者结合起来，增加了一个自适应机翼系统，进一步降低了无人机的动力需求。” 大多数固定翼垂直起降 (VTOL) 无人机代表了一种妥协，其机翼足够小以减少垂直飞行期间的摩擦，但机翼又足够大以在水平飞行期间提供足够的升力。 由于 VTOL 无人机垂直于风的表面积很大，因此在强风中起飞和降落也很困难。

Morpho 的机翼控制系统是 EPFL 智能系统实验室多年研究的成果，并已在许多科学文章中进行了描述。 该系统包括与软件程序相连的传感器，用于监测风向和风速。

Elythor 的联合创始人 Nathan Müller 解释说：“控制器会根据无人机的轨迹和有效速度以及风向的任何变化，自动选择是将机翼固定到位还是让它们随风自由移动。机翼的表面积也可以根据风向进行对称或不对称调整。”

为控制系统提供动力的算法不仅寻求优化空气摩擦和升力之间的权衡，还寻求最大限度地减少功耗。 这需要利用风流让无人机滑翔或不对称地调整机翼以调节其偏航或绕其垂直轴的旋转。 这在强风中提供了更大的稳定性。

在 EPFL 实验室进行的定量研究表明，Morpho 提供了相当好的机动性和功率效率。 “当无人机在垂直位置飞行时，我们的设计可以减少高达 85% 的电力使用，”Müller 说。 “它还显着提高了无人机的姿态和稳定性。” 这些优势意味着 Morpho 可以在更广泛的天气条件下进行检查。

“我们想彻底改变检测平台”

因为 Elythor 的目标是为客户提供交钥匙解决方案，它还在开发用于编译和分析 Morpho 收集的数据的软件。 “我们想要革新检查平台，”Vourtsis 说。 如今，发电厂运营商根据要检查的设备所在的位置使用不同类型的无人机。 这些设施有时绵延数公里，包括必须进入的复杂结构，如风力涡轮机和输电塔。

Elythor 计划在未来几个月内将其无人机投入工业生产，并定于今年年底投放市场。