DelFly - DelFly
Le DelFly est un micro-véhicule ou ornithoptère à voilure battante équipé d' une caméra entièrement contrôlable développé au Micro Air Vehicle Lab de l'Université de technologie de Delft en collaboration avec l'Université de Wageningen .
Le projet DelFly se concentre sur des systèmes entièrement fonctionnels et suit une approche descendante vers des MAV à ailes battantes toujours plus petites et plus autonomes .
Le DelFly Micro avec ses 10 cm d'envergure d'aile et 3,07 grammes est le plus petit MAV d'aile battante contrôlable en vol libre équipé d'une caméra et d'un émetteur vidéo. Il existe de plus petits MAV à ailes battantes, mais sans caméra embarquée. En particulier, un amateur d'Albany NY, a construit une aile battante MAV de 920 mg et seulement 60 mm d'envergure, qui est le plus petit clapet volant libre du monde à ce jour .
Le DelFly II de 28 centimètres et 16 grammes était capable de décollage et d'atterrissage verticaux et a démontré des formes simplifiées de vol autonome, principalement en utilisant un traitement hors bord.
Le DelFly Explorer mesure 28 centimètres pour un poids de 20 grammes et est équipé d'un système de vision stéréo miniature pour le vol autonome dans les bâtiments.
Le DelFly Nimble est un MAV à aile battante sans queue très agile. Il dirige en modifiant les mouvements de ses ailes, ce qui lui permet d'effectuer des manœuvres à grande vitesse telles que des retournements à 360 degrés. L'une de ses utilisations consiste à étudier le vol des insectes; imitant les manœuvres d'évacuation extrêmement rapides des mouches des fruits a révélé un nouveau mécanisme aérodynamique qui aide à effectuer des virages rapides en inclinaison. La start-up Flapper Drones développe une version commerciale du DelFly Nimble pour des applications dans le secteur du divertissement (spectacles de drones, festivals, parcs à thème).
Histoire
Le projet DelFly a débuté en 2005 en tant qu'exercice de synthèse de conception pour un groupe d'étudiants en Bachelor of Science de la Faculté de génie aérospatial de la TU Delft . La conception de l'aile battante a été encadrée par l'Université de Wageningen , la télécommande et l'intégration de la micro caméra par Ruijsink Dynamic Engineering et le traitement d'image en temps réel par la TU Delft. Le résultat de cet exercice était le DelFly I , un MAV à voilure battante de 50 cm d' envergure de 21 grammes équipé d'une caméra. Le DelFly I était capable de voler à la fois rapidement et d'effectuer un vol stationnaire lent tout en fournissant des images de caméra raisonnablement stables.
En 2007 , le DelFly II voit le jour: un MAV à voilure battante de 16 grammes de 28 cm d'envergure équipée d'une caméra embarquée. Cette version était non seulement plus petite, mais elle avait un domaine de vol beaucoup plus large allant de 7 m / s de vol vers l'avant à un vol quasi stationnaire et même à un vol vers l'arrière à -1 m / s. Contrairement au DelFly I, le DelFly II pouvait décoller et atterrir verticalement. Le temps de vol du DelFly II était d'environ 15 minutes.
Le DelFly II a été suivi en 2008 par le DelFly Micro , une voilure de 10 cm, une voilure battante de 3,07 grammes, également équipée d'une caméra. Le DelFly Micro est entièrement orientable avec 3 commandes pour l'accélérateur, la profondeur et le gouvernail. Compte tenu de l'énergie limitée à bord, le temps de vol du DelFly Micro était d'environ 2 à 3 minutes. Le DelFly Micro figurait dans le livre des records Guinness 2009 comme le plus petit avion au monde équipé d'une caméra.
Le DelFly a participé aux éditions 2005, 2007, 2008, 2010 et 2013 des Micro Air Vehicle Competitions et a été le premier véhicule à faire la démonstration d'un vol intérieur entièrement autonome.
Le DelFly Explorer a été créé en 2013 . Il dispose d'un système de vision stéréo qui permet d'éviter les obstacles de manière autonome, même dans des environnements inconnus et non préparés.
Le DelFly Nimble , présenté en 2018 , est le premier DelFly sans queue. Il est beaucoup plus agile que les conceptions antérieures; il peut planer et voler dans n'importe quelle direction jusqu'à 7 m / s en vol vers l'avant. Il a une conception relativement simple et est basé sur le commerce des composants d'étagère et des pièces imprimées en 3D.
En 2019 , une retombée technologique des Drones Flapper de l'Université de technologie de Delft développant une version commerciale du DelFly Nimble a été financée.
Influence
Le DelFly est basé sur des relations d'échelle pour la conception aérodynamique des ailes battantes, découvertes dans le laboratoire Dickinson de Caltech en collaboration avec l'Université de Wageningen. Des recherches antérieures dans le laboratoire Dickinson ont également inspiré le Robobee , le Robobee et le DelFly sont issus de recherches sur des modèles de robots d'insectes volants. Le DelFly a influencé le drone TechJect Dragonfly et FlyTech Dragonfly, parmi tant d'autres, se réfèrent aux développements de DelFly.
Défis de conception
La conception de MAV autonomes, légers et de moins de 20 grammes à ailes battantes pose des défis dans divers domaines, notamment les matériaux , l' électronique , le contrôle , l' aérodynamique , la vision par ordinateur et l' intelligence artificielle . Tous ces domaines se nourrissent les uns des autres. Par exemple, des études sur la conception et l'aérodynamique des ailes ont amélioré l'efficacité du vol et la quantité de portance générée. Cela permet d'embarquer une plus grande charge utile, comme plus de capteurs et de traitement embarqués . À son tour, un tel traitement à bord peut être utilisé pour effectuer des manœuvres automatiques dans une soufflerie, aidant à créer de meilleurs modèles le DelFly et son aérodynamique à faible Reynolds .
Applications
Les MAV à ailes battantes ont un aspect naturel et sont intrinsèquement sûrs grâce à leur faible poids et à leur faible vitesse des ailes. Cela les rend particulièrement adaptés au vol en intérieur, également en présence d'humains. En outre, les MAV à ailes battantes peuvent être utilisées comme jouets (de réalité augmentée ), mais d'autres applications possibles incluent l' inspection des structures industrielles intérieures ou la diffusion vidéo de la foule lors d'événements intérieurs. Le DelFly vole bien à l'intérieur avec la climatisation désactivée, et à l'extérieur dans des conditions de vent très faible.
Les capacités de vol exceptionnelles du DelFly Nimble, combinées à sa sécurité inhérente et à son apparence naturelle, ont ouvert de nouvelles applications dans le secteur du divertissement. La start-up Flapper Drones poursuit le développement de la technologie pour les spectacles de drones lors de concerts, de festivals et dans les parcs à thème.