世界上拍攝速度最快的無人機:它是如何制造出來的
十年前,拉爾夫-霍根伯格(Ralph Hogenbirk,又名 "長毛")在 25 歲左右時首次涉足無人機領域。當時,這只是他在辦公室工作之余的業余愛好。但是,隨著無人機技術的迅速發展,霍根伯格也參與其中。從制造無人機到參加無人機競速聯賽,再到最終拍攝 2020 年的奧地利Red Bull瓦爾帕萊索 Cerro Abajo,霍根伯格的事業一直在加速發展。
現在,他與荷蘭無人機之神團隊的全體成員一起,制造了一架定制的 FPV(第一人稱視角)無人機,在英國的銀石賽道上與奧地利Red Bull的全新 F1 賽車 RB20 風雨無阻地跑了一圈大獎賽。請觀看上面的視頻,了解無人機是如何制造出來的,以及它在賽道上令人難以置信的飛行。
Checking the world's fastest filming drone one last time before the race can start.
The Red Bull Drone 1 having its own pit stop
© Joerg Mitter/Limex Images
在制造這樣一架飛機的道路上面臨著巨大的挑戰。團隊必須確保它在轉彎處的加速和減速性能可以與 F1 賽車媲美,電池組可以在 5.8 千米的賽道上平飛,還要確保它可以承受持續的動力而不會爆炸起火。哦,還有最后的挑戰,那就是學習如何駕駛一架全新的無人機,并跟上 F1 多屆世界冠軍的步伐。
從構思到升空,這個項目的啟動過程是這樣的:
你們秘密開展這個項目已經有一段時間了。它是如何誕生的?
Shaggy: 大約一年前,奧地利Red Bull公司聯系了我,說'嘿,我們有這個想法......'他們已經考慮了一段時間,想讓無人機跟隨一級方程式賽車跑一整圈。速度從來都不是問題,有無人機可以在直道上跟上,但彎道是個問題。
Ralph Hogenbirk is also known as Durch Drone God, operating it all from a virtual space.
Dutch Drone God Shaggy at work
© oerg Mitter/Limex Images
這一定是一項非常令人興奮的任務,但也是一項非常復雜的任務。你和團隊討論的第一件事是什么?
我和我的兩位同事立即開始集思廣益:'我們能做些什么?無人機應該是什么樣的?以前做過什么?我們知道有人嘗試制造時速約為 370 公里的快速無人機,但這些都是非常纖細的火箭,而且只能快速飛行一次。它們超輕,電池很小,沒有記錄設備。這對我們來說是行不通的。這意味著我們知道速度是可能的,但我們不知道是否有可能增加拍攝設備,同時還能應付彎道。問題是:'我們如何在空中控制這樣的東西?‘
以前的無人機設計是如何影響你的?
我們最初的想法是,空氣動力學是其中最大的因素,而不一定是重量。我們知道,如果我們能制造出超級空氣動力學和超級高效的東西,我們也能讓電池的壽命更長。第二個策略是不追求最高速度,但也要注重耐久性。從電池到電機再到螺旋槳,我們希望所有部件都能在其極限值以下運行,這樣既非常高效,又不會使無人機不堪重負。
The drone keeps pace for an entire lap – a first not only in drone tech, but in F1 history.
The Red Bull Drone 1 keeps pace with Oracle Red Bull Racing’s F1 car
© Joerg Mitter/Limex Images
你們有沒有從奧地利Red Bull車隊的 F1 賽車中汲取設計靈感?
沒有,它們的行為方式完全不同。也許有一些通用的空氣動力學方面,比如設計或形狀,但它是如此特殊的機器,一級方程式賽車上沒有太多適用的東西。
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有多少硬件是全新的,有多少是改裝現有部件的?
電子元件和電機都是非常標準的現成組件,但我們向供應商詢問了他們最新的、未發布的硬件。例如,我們需要能夠處理更高轉速的電機,而他們就有這樣的硬件。雖然只是一些現成的部件,但無人機的整個外部結構都是我們從頭開始設計的。我們進行了大量的 3D 打印,既用于原型設計,也用于最終產品。還有一些碳數控部件也是我們自己做的。
Meet the creator and the racer!
Ralph Hogenbirk, the Rocket Drone and Max Verstappen
© oerg Mitter/Limex Images
你們不能討論具體的部件,但能否分享一些關于這款無人機有多棒的數據?
是的,它的最高時速為 350 公里/小時,100-300 公里/小時的加速時間僅需 2 秒(大多數 F1 賽車從 0 - 60mph [97kph] 的加速時間大約為 2.6 秒)。在最大載荷下可產生 6G 的重力,碳纖維、玻璃纖維和 3D 聚合物車身的平均重力為 2-3G。重量顯然非常重要,我們設法將其重量控制在 1 千克以內。我希望它能有攝像功能,以便進行現場直播,但使用 10bit 顏色的 4k60fps / 5k30fps 攝像機仍能很好地工作。
大衛-庫特哈德(David Coulthard)說:“我只是看到了它的潛力,有很多應用可以讓觀眾真正感受到坐在這些賽車里的感覺。”你對那些對無人機感興趣并從你的工作中得到啟發的人有什么想說的?
試著跳出固有的思維模式。在 FPV 社區,有很多事情都是理所當然的。例如,所有 FPV 飛行員都使用三葉螺旋槳。但沒有人真正質疑這是否是最佳解決方案。但是,你知道,如果你真的去思考為什么要使用某些東西,使用的方式是什么,那么在無人機領域,有很多事情你都可以用科學和計算的方法來應對。好吧,究竟什么才是最佳解決方案?然后就開始測試。不要以為我們做這件事做了這么久,已經證明是對的,所以就必須這樣。
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